luonnontieteissä

Aihe: Moderni tiede maailmankaikkeuden alkuperästä.

Valmistunut opiskelija

tietenkin

_______________________

Opettaja:

_______________________

_______________________

SUUNNITELMA A:

Johdanto 3

Esitieteellinen pohdinta maailmankaikkeuden alkuperästä. 5

1900-luvun teoriat maailmankaikkeuden alkuperästä. kahdeksan

Moderni tiede maailmankaikkeuden alkuperästä. 12

Käytetty kirjallisuus: 18

Ihminen tutkii ympärillään olevaa maailmaa koko olemassaolonsa ajan. Ajattelevana olentona ihminen, niin kaukaisessa menneisyydessä kuin nytkin, ei voinut eikä voi olla rajoitettu sillä, mikä hänelle on suoraan annettu päivittäisen käytännön toiminnan tasolla, ja hän on aina pyrkinyt ja pyrkii ylittämään sen.

On ominaista, että ihmisen ymmärrys ympäröivästä maailmasta alkoi kosmogonisista pohdinnoista. Silloin, henkisen toiminnan kynnyksellä, syntyi ajatus "kaikkien alkujen alusta". Historia ei tunne ainuttakaan kansaa, joka ennemmin tai myöhemmin, tavalla tai toisella, ei kysynyt tätä kysymystä eikä yrittäisi vastata siihen. Vastaukset olivat tietysti erilaisia, riippuen tietyn kansan henkisen kehityksen tasosta. Ihmisen ajattelun kehitys, tieteellinen ja teknologinen kehitys mahdollistivat universumin alkuperäkysymyksen ratkaisemisen mytologisesta ajattelusta tieteellisten teorioiden rakentamiseen.

"Maailman alun" ongelma on yksi niistä harvoista ideologisista ongelmista, jotka kulkevat läpi koko ihmiskunnan älyllisen historian. Kerran ilmestynyt maailmaan ajatus "maailman alusta" on aina askarruttanut tiedemiesten ajatuksia siitä lähtien, ja aika ajoin, muodossa tai toisessa, se nousee uudelleen ja uudelleen. Siten se, näennäisesti haudattu ikuisesti keskiajalla, ilmestyi yllättäen tieteellisen ajattelun horisonttiin 1900-luvun jälkipuoliskolla ja siitä alettiin vakavasti keskustella erikoislehtien sivuilla ja ongelmallisten symposiumien kokouksissa.

Kuluneen vuosisadan aikana maailmankaikkeustiede on saavuttanut aineen - galaksien, niiden klustereiden ja superklusterien - rakenteellisen organisoinnin korkeimman tason. Nykyaikainen kosmologia on ottanut aktiivisesti esille näiden kosmisten muodostelmien alkuperän (muodostumisen) ongelman.

Miten kaukaiset esi-isämme kuvittelivat maailmankaikkeuden muodostumisen? Miten moderni tiede selittää maailmankaikkeuden alkuperän? Näiden ja muiden maailmankaikkeuden syntymiseen liittyvien kysymysten tarkastelu on omistettu tälle.

Mistä kaikki alkoi? Kuinka kaikesta kosmisesta tuli sellaista, miltä se näyttää ihmiskunnan edessä? Mitkä olivat alkuolosuhteet, jotka loivat perustan havaittavalle universumille?

Vastaus näihin kysymyksiin on muuttunut ihmisen ajattelun kehittyessä. Muinaisten kansojen keskuudessa maailmankaikkeuden alkuperä oli varustettu mytologisella muodolla, jonka olemus tiivistyy yhteen asiaan - tietty jumaluus loi koko ihmistä ympäröivän maailman. Muinaisen iranilaisen mytopoeettisen kosmogonian mukaisesti maailmankaikkeus on kahden samanarvoisen ja toisiinsa yhteydessä olevan luovan periaatteen - hyvän jumalan - Ahuramazdan ja pahan jumalan - Ahrimanin - toiminnan tulos. Erään hänen tekstinsä mukaan alkuolento, jonka jakautuminen johti näkyvän maailmankaikkeuden osien muodostumiseen, oli alunperin olemassa oleva Kosmos. Universumin alkuperän mytologinen muoto on luontainen kaikille olemassa oleville uskonnoille.

Monet kaukaisten historiallisten aikakausien erinomaiset ajattelijat yrittivät selittää maailmankaikkeuden alkuperää, rakennetta ja olemassaoloa. He ansaitsevat erityisen kunnioituksen yrittäessään, nykyaikaisten teknisten keinojen puuttuessa, ymmärtää maailmankaikkeuden olemusta käyttämällä vain mieltään ja yksinkertaisimpia laitteita. Jos teet lyhyen poikkeaman menneisyyteen, huomaat, että muinainen ajattelija Anaxagoras (500-428 eKr.) esitti ajatuksen kehittyvästä maailmankaikkeudesta, jonka nykyaikainen tieteellinen ajattelu omaksui. Huomionarvoista on Aristoteleen (384-332 eKr.) kosmologia ja Ibn Sinan (Avicenna) (980-1037) erinomaisen idän ajattelijan teokset, joka yritti loogisesti kumota jumalallisen maailmanluomisen, ja muita nimiä, jotka ovat tulleet meidän aikaan.

Ihmisen ajatus ei pysy paikallaan. Universumin rakenteen ajatuksen muutoksen myötä myös ajatus sen alkuperästä muuttui, vaikka uskonnon olemassa olevan vahvan ideologisen voiman olosuhteissa tähän liittyi tietty vaara. Ehkä tämä selittää sen tosiasian, että nyky-Euroopan ajan luonnontiede vältti keskustelua maailmankaikkeuden alkuperästä ja keskittyi Lähikosmoksen rakenteen tutkimiseen. Tämä tieteellinen perinne määritti pitkään tähtitieteellisen ja sitten astrofysiikan tutkimuksen yleisen suunnan ja menetelmän. Tämän seurauksena tieteellisen kosmogonian perustaa eivät luoneet luonnontieteilijät, vaan filosofit.

Ensimmäisenä tälle tielle lähti Descartes, joka yritti teoreettisesti toistaa "valaisimien, maan ja kaiken muun näkyvän maailman alkuperän ikään kuin siemenistä" ja antaa yhtenäisen mekaanisen selityksen tähtitieteellisen, fysikaalisen ja biologisen kokonaisuuden kokonaisuudesta. hänelle tuttuja ilmiöitä. Descartesin ideat olivat kuitenkin kaukana nykytieteestä.

Siksi olisi oikeudenmukaisempaa aloittaa tieteellisen kosmogonian historia ei Descartesista, vaan Kantista, joka maalasi kuvan "koko maailmankaikkeuden mekaanisesta alkuperästä". Juuri Kant kuuluu ensimmäiseen tieteellis-kosmogonisessa hypoteesissa aineellisen maailman synnyn luonnollisesta mekanismista. Kantin luovan mielikuvituksen uudelleen luomassa universumin rajattomassa avaruudessa lukemattomien muiden aurinkokuntien ja muiden maitoteiden olemassaolo on yhtä luonnollista kuin uusien maailmojen jatkuva muodostuminen ja vanhojen kuolema. Kantista alkaa tietoinen ja käytännöllinen yhdistelmä universaalin yhteyden ja aineellisen maailman yhtenäisyyden periaatteesta. Universumi on lakannut olemasta kokoelma jumalallisia kehoja, täydellisiä ja ikuisia. Nyt, ennen hämmästystä ihmismieltä, ilmestyi aivan toisenlainen maailmanharmonia - vuorovaikutuksessa olevien ja kehittyvien tähtitieteellisten kappaleiden järjestelmien luonnollinen harmonia, jotka liittyvät toisiinsa linkkeinä yhteen luonnonketjuun. Kuitenkin kaksi ominaisuudet tieteellisen kosmogonian kehittäminen edelleen. Ensimmäinen näistä on se, että Kantian jälkeinen kosmogonia rajoittui aurinkokunnan rajoihin ja 1900-luvun puoliväliin asti kyse oli vain planeettojen alkuperästä, kun taas tähdet ja niiden järjestelmät jäivät teoreettisen analyysin horisontin ulkopuolelle. . Toinen piirre on, että rajallinen havaintodata, saatavilla olevan tähtitieteellisen tiedon epävarmuus, kosmogonisten hypoteesien kokeellisen perustelemisen mahdottomuus johtivat lopulta tieteellisen kosmogonian muuttumiseen abstraktien ideoiden järjestelmäksi, joka ei ole erotettu vain muista luonnontieteen aloista. , mutta myös siihen liittyviltä tähtitieteen aloilta.

Kosmologian kehityksen seuraava vaihe juontaa juurensa 1900-luvulle, jolloin Neuvostoliiton tiedemies A.A. Fridman (1888-1925) todisti matemaattisesti idean itsekehittyvästä universumista. A.A. Fridmanin työ muutti radikaalisti entisen tieteellisen maailmankuvan perustaa. Hänen mukaansa kosmologiset alkuolosuhteet maailmankaikkeuden muodostumiselle olivat ainutlaatuiset. Selittäessään universumin evoluution luonnetta, joka laajenee singulaarisesta tilasta alkaen, Friedman nosti esiin erityisesti kaksi tapausta:

a) universumin kaarevuussäde kasvaa jatkuvasti ajan myötä nollasta alkaen;

b) kaarevuussäde muuttuu ajoittain: maailmankaikkeus kutistuu pisteeseen (ei mihinkään, yksittäiseen tilaan), sitten taas pisteestä, tuo säteensä tiettyyn arvoon, sitten taas kaarevuussädettä pienentäen muuttuu piste tms.

Puhtaasti matemaattisessa mielessä singulaaritila näyttää ei-mitään - geometrisena kokonaisuutena, jonka koko on nolla. Fysikaalisesti singulaarisuus näkyy hyvin erikoisena tilana, jossa aineen tiheys ja aika-avaruuden kaarevuus ovat äärettömiä. Kaikki superkuuma, superkaareva ja supertiheä kosminen aine vedetään kirjaimellisesti pisteeseen ja se voi amerikkalaisen fyysikon J. Wheelerin kuvaannollisen ilmaisun mukaan "puristaa neulansilmän läpi".

Tarkasteltaessa nykyaikaista näkemystä maailmankaikkeuden singulaarisesta alkamisesta, on tarpeen kiinnittää huomiota seuraavaan tärkeitä ominaisuuksia tarkasteltavaa ongelmaa kokonaisuutena.

Ensinnäkin alkusingulaarisuuden käsitteellä on melko spesifinen fyysinen sisältö, joka tieteen kehittyessä on yhä yksityiskohtaisempi ja hienostuneempi. Tältä osin sitä ei pitäisi pitää käsitteellisenä fiksaationa "kaiken asioiden ja tapahtumien" absoluuttisesta alun, vaan sen kosmisen aineen fragmentin kehityksen alkuna, joka luonnontieteen nykyisellä kehitystasolla on tulla tieteellisen tiedon kohteeksi.

Toiseksi, jos nykyaikaisten kosmologisten tietojen mukaan maailmankaikkeuden evoluutio alkoi 15-20 miljardia vuotta sitten, tämä ei tarkoita ollenkaan, että universumia ei ollut olemassa ennen sitä tai se oli ikuisen pysähtyneisyyden tilassa.

Tieteen saavutukset laajensivat mahdollisuuksia ihmistä ympäröivän maailman tuntemisessa. Uusia yrityksiä yritettiin selittää, kuinka kaikki alkoi. Georges Lemaitre oli ensimmäinen, joka nosti esiin kysymyksen havaitun maailmankaikkeuden laajamittaisen rakenteen alkuperästä. Hän esitti niin sanotun "alkuatomin" "alkuräjähdyksen" käsitteen ja sen osien muuttamisen tähdiksi ja galakseiksi. Tietenkin nykyaikaisen astrofysiikan tietämyksen huipulta lähtien tämä käsite on vain historiallisesti kiinnostava, mutta itse idea kosmisen aineen alkuperäisestä räjähdysmäisestä liikkeestä ja sen myöhemmästä evolutiivisesta kehityksestä on tullut olennainen osa nykyaikaista tieteellistä kuvaa. maailman.

Pohjimmiltaan uusi vaihe modernin evoluutiokosmologian kehityksessä liittyy amerikkalaisen fyysikon G.A. Gamow'n (1904-1968) nimeen, jonka ansiosta kuuman maailmankaikkeuden käsite tuli tieteeseen. Hänen kehittyvän universumin "alku" -mallinsa mukaan Lemaitren "primaariatomi" koostui erittäin puristettuista neutroneista, joiden tiheys saavutti hirviömäisen arvon - yksi kuutiosenttimetri primääristä ainetta painoi miljardi tonnia. Tämän "primääriatomin" räjähdyksen seurauksena G.A. Gamovin mukaan muodostui eräänlainen kosmologinen pata, jonka lämpötila oli luokkaa kolme miljardia astetta, jossa tapahtui luonnollinen synteesi kemiallisia alkuaineita. Primaarisen munan fragmentit - yksittäiset neutronit hajosivat sitten elektroneiksi ja protoneiksi, jotka vuorostaan ​​yhdessä hajoamattomien neutronien kanssa muodostivat tulevien atomien ytimet. Kaikki tämä tapahtui ensimmäisten 30 minuutin aikana alkuräjähdyksen jälkeen.

Kuuma malli oli erityinen astrofysikaalinen hypoteesi, joka osoitti tapoja kokeellisesti todentaa sen seuraukset. Gamow ennusti ensisijaisen kuuman plasman lämpösäteilyn jäänteiden olemassaolon tällä hetkellä, ja hänen työtoverinsa Alfer ja Herman vuonna 1948 laskivat melko tarkasti jo nykyaikaisen maailmankaikkeuden tämän jäännössäteilyn lämpötilan. Gamow ja hänen työtoverinsa eivät kuitenkaan pystyneet antamaan tyydyttävää selitystä raskaiden kemiallisten alkuaineiden luonnolliselle muodostumiselle ja esiintymiselle universumissa, mikä aiheutti asiantuntijoiden skeptismin hänen teoriaansa kohtaan. Kuten kävi ilmi, ehdotettu ydinfuusion mekanismi ei pystynyt varmistamaan näiden alkuaineiden nyt havaitun määrän esiintymistä.

Tiedemiehet alkoivat etsiä muita fyysisiä malleja "alku". Vuonna 1961 akateemikko Ya.B. Zeldovich esitti vaihtoehtoisen kylmämallin, jonka mukaan alkuperäinen plasma koostui kylmän (lämpötilan alle absoluuttisen nollan) rappeutuneiden hiukkasten - protonien, elektronien ja neutriinojen - seoksesta. Kolme vuotta myöhemmin astrofyysikot I. D. Novikov ja A. G. Doroshkevich tekivät vertailevan analyysin kahdesta vastakkaisesta kosmologisten alkuolosuhteiden mallista - kuumasta ja kylmästä - ja osoittivat tavan kokeelliseen todentamiseen ja yhden niistä valitsemiseen. Esitettiin, että primäärisäteilyn jäänteitä yritetään havaita tutkimalla tähtien ja kosmisten radiolähteiden säteilyn spektriä. Primäärisäteilyn jäänteiden löytäminen vahvistaisi kuuman mallin oikeellisuuden, ja jos niitä ei ole, niin tämä todistaa kylmän mallin puolesta.

Melkein samaan aikaan fyysikko Robert Dicken johtama amerikkalaisten tutkijoiden ryhmä, joka ei tiennyt Gamowin, Alferin ja Hermanin työn julkaistuista tuloksista, elvytti universumin kuuman mallin muiden teoreettisten näkökohtien perusteella. Astrofysikaalisten mittausten avulla R.Dicke ja hänen työtoverinsa löysivät vahvistuksen kosmisen lämpösäteilyn olemassaolosta. Tämä maamerkkilöytö mahdollisti tärkeän, aiemmin saavuttamattomien tietojen saamisen tähtitieteellisen maailmankaikkeuden evoluution alkuvaiheista. Rekisteröity kosminen mikroaaltotaustasäteily on vain suora radioraportti ainutlaatuisista yleismaailmallisista tapahtumista, jotka tapahtuivat pian "alkuräjähdyksen" jälkeen - mittakaavaltaan ja seurauksiltaan mahtavimmalla katastrofaalisella prosessilla universumin havaittavissa olevassa historiassa.

Siten viimeaikaisten tähtitieteellisten havaintojen tuloksena oli mahdollista ratkaista yksiselitteisesti peruskysymys kosmisen evoluution alkuvaiheessa vallinneiden fysikaalisten olosuhteiden luonteesta: "alkun" kuuma malli osoittautui kaikkein tehokkaimmaksi. riittävä. Se, mitä on sanottu, ei kuitenkaan tarkoita, että kaikki Gamowin kosmologisen käsitteen teoreettiset väitteet ja johtopäätökset olisi vahvistettu. Teorian kahdesta alkuperäisestä hypoteesista - "kosmisen munan" neutronikoostumuksesta ja nuoren maailmankaikkeuden kuumasta tilasta - vain jälkimmäinen on kestänyt ajan kokeen, mikä osoittaa säteilyn kvantitatiivisen ylivoiman aineeseen nähden. tällä hetkellä havaittava kosmologinen laajeneminen.

Fyysisen kosmologian nykyisessä kehitysvaiheessa etusijalle on tullut tehtävä luoda maailmankaikkeuden lämpöhistoria, erityisesti skenaario maailmankaikkeuden laajamittaisen rakenteen muodostumiselle.

Fyysikkojen viimeisin teoreettinen tutkimus on tehty seuraavan perusajatuksen suuntaan: kaikki tunnetut fysikaaliset vuorovaikutukset perustuvat yhteen universaaliin vuorovaikutukseen; sähkömagneettinen, heikko, vahva ja gravitaatiovuorovaikutus ovat yhden vuorovaikutuksen eri puolia, jotka jakautuvat vastaavien fysikaalisten prosessien energiatason pienentyessä. Toisin sanoen erittäin korkeissa lämpötiloissa (jotka ylittävät tietyt kriittiset arvot) eri tyyppiset fyysiset vuorovaikutukset alkavat yhdistyä, ja rajalla kaikki neljä vuorovaikutustyyppiä pelkistyvät yhdeksi proto-vuorovaikutukseksi, jota kutsutaan "suureksi fuusioksi".

Mukaan kvanttiteoria mikä jää jäljelle aineen hiukkasten poistamisen jälkeen (esimerkiksi suljetusta astiasta tyhjiöpumpulla) ei ole ollenkaan tyhjä sanan kirjaimellisessa merkityksessä, kuten klassinen fysiikka uskoi. Vaikka tyhjiö ei sisällä tavallisia hiukkasia, se on kyllästetty "puolielävillä", niin sanotuilla virtuaalikappaleilla. Niiden muuttamiseksi todellisiksi aineen hiukkasiksi riittää, että tyhjiö viritetään, esimerkiksi vaikuttaa siihen sähkömagneettisella kentällä, jonka siihen syötetyt varautuneet hiukkaset luovat.

Mutta mikä oli alkuräjähdyksen syy? Tähtitieteestä päätellen Einsteinin gravitaatioyhtälöissä esiintyvän kosmologisen vakion fyysinen arvo on hyvin pieni, mahdollisesti lähellä nollaa. Mutta vaikka se olisi niin merkityksetön, se voi aiheuttaa erittäin suuria kosmologisia seurauksia. Kvanttikenttäteorian kehitys johti entistä mielenkiintoisempiin johtopäätöksiin. Kävi ilmi, että kosmologinen vakio on energian funktio, erityisesti se riippuu lämpötilasta. Ultrakorkeissa lämpötiloissa, jotka vallitsivat kosmisen aineen kehityksen varhaisissa vaiheissa, kosmologinen vakio saattoi olla hyvin suuri, ja mikä tärkeintä, positiivinen. Toisin sanoen kaukaisessa menneisyydessä tyhjiö saattoi olla erittäin epätavallisessa fyysisessä tilassa, jolle on ominaista voimakkaiden hylkivien voimien läsnäolo. Juuri nämä voimat toimivat fyysisenä syynä "alkuräjähdyksiin" ja sitä seuranneeseen maailmankaikkeuden nopeaan laajenemiseen.

Kosmologisen "alkuräjähdyksen" syiden ja seurausten tarkastelu ei olisi täydellinen ilman yhtä muuta fyysinen käsite. Puhumme ns. vaihesiirrosta (transformaatiosta), ts. aineen laadullinen muutos, johon liittyy jyrkkä muutos sen tilasta toiseen. Neuvostoliiton fyysikot D.A. Kirzhnits ja A.D. Linde kiinnittivät ensimmäisenä huomion siihen, että maailmankaikkeuden muodostumisen alkuvaiheessa, kun kosminen aine oli superkuumassa, mutta jo jäähtyvässä tilassa, saattoi tapahtua samanlaisia ​​fysikaalisia prosesseja (faasisiirtymiä). .

Jatkotutkimukset faasisiirtymien kosmologisista seurauksista, joissa symmetria on katkennut, johti uusiin teoreettisiin löytöihin ja yleistyksiin. Niiden joukossa on aiemmin tuntemattoman aikakauden löytäminen maailmankaikkeuden itsekehityksessä. Kävi ilmi, että kosmologisen faasisiirtymän aikana se saattoi saavuttaa erittäin nopean laajenemisen tilan, jossa sen mitat kasvoivat moninkertaisiksi ja aineen tiheys pysyi käytännössä ennallaan. Alkutila, joka sai aikaan laajenevan universumin, katsotaan gravitaatiotyhjiöksi. Avaruuden kosmologisen laajenemisprosessin jyrkille muutoksille on ominaista upeat hahmot. Joten oletetaan, että koko havaittava maailmankaikkeus syntyi yhdestä alle 10:n tyhjökuplasta miinus 33 cm:n potenssiin! Tyhjiökuplan, josta universumimme muodostui, massa oli vain yksi gramman sadastuhannen osa.

Tällä hetkellä ei ole vielä olemassa kattavasti testattua ja yleisesti tunnustettua teoriaa universumin laajamittaisen rakenteen alkuperästä, vaikka tiedemiehet ovat edistyneet merkittävästi sen luonnollisten muodostumistapojen ja evoluution ymmärtämisessä. Kehitys alkoi vuonna 1981 fysikaalinen teoria paisuva (inflaatio) universumi. Tähän mennessä fyysikot ovat ehdottaneet useita versioita tästä teoriasta. Oletetaan, että maailmankaikkeuden evoluutio, joka alkoi suurenmoisesta yleisestä kosmisesta kataklysmistä, nimeltään "Big Bang", seurasi myöhemmin toistuva muutos laajenemisjärjestelmässä.

Tiedemiesten oletusten mukaan 10 - miinus 43 astetta sekuntia "alkuräjähdyksen" jälkeen superkuuman kosmisen aineen tiheys oli erittäin korkea (10 - 94 astetta grammaa / cm kuutiometriä). Tyhjiötiheys oli myös korkea, vaikka se oli suuruusjärjestyksessä paljon pienempi kuin tavallisen aineen tiheys, ja siksi primitiivisen fyysisen "tyhjyyden" gravitaatiovaikutus oli huomaamaton. Universumin laajenemisen aikana aineen tiheys ja lämpötila kuitenkin laskivat, kun taas tyhjiötiheys pysyi ennallaan. Tämä seikka johti voimakkaaseen muutokseen fyysisessä tilanteessa jo 10 - miinus 35 sekuntia "Big Bangin" jälkeen. Tyhjiön tiheydestä tulee ensin yhtä suuri, ja sitten muutaman kosmisen ajan superhetken jälkeen siitä tulee sitä suurempi. Silloin tyhjiön gravitaatiovaikutus tuntee itsensä - sen hylkivät voimat menevät taas tavallisen aineen gravitaatiovoimien edelle, minkä jälkeen maailmankaikkeus alkaa laajentua äärimmäisen nopealla tahdilla (turpoaa) ja sekunnin äärettömän pienessä osassa saavuttaa valtavan koot. Tämä prosessi on kuitenkin rajoitettu ajassa ja tilassa. Universumi, kuten mikä tahansa laajeneva kaasu, jäähtyy ensin nopeasti ja jo noin 10 - miinus 33 astetta sekunnissa sen jälkeen, kun "alkuräjähdys" on voimakkaasti alijäähtynyt. Tämän universaalin "jäähdytyksen" seurauksena universumi siirtyy vaiheesta toiseen. Puhumme ensimmäisen asteen vaihemuutoksesta - äkillisestä muutoksesta sisäinen rakenne kosminen aine ja kaikki siihen liittyvä fyysiset ominaisuudet ja ominaisuudet. Tämän kosmisen faasimuutoksen viimeisessä vaiheessa tyhjiön koko energiavarasto muunnetaan tavallisen aineen lämpöenergiaksi, minkä seurauksena universaali plasma kuumennetaan jälleen alkuperäiseen lämpötilaansa ja vastaavasti sen laajenemismuoto muuttuu. .

Yhtä mielenkiintoista, ja globaalista näkökulmasta katsottuna tärkeämpi on toinen viimeisimmän teoreettisen tutkimuksen tulos - perustavanlaatuinen mahdollisuus välttää alkuperäinen singulaarisuus sen fyysisessä merkityksessä. Puhumme täysin uudesta fyysisestä näkemyksestä maailmankaikkeuden syntyongelmaan.

Kävi ilmi, että toisin kuin eräät viimeaikaiset teoreettiset ennusteet (että alkuperäistä singulaarisuutta ei voida välttää edes kvanttiyleistämällä yleinen teoria suhteellisuusteoria) on olemassa tiettyjä mikrofysikaalisia tekijöitä, jotka voivat estää aineen loputtoman kokoonpuristumisen gravitaatiovoimien vaikutuksesta.

Vielä 30-luvun lopulla havaittiin teoreettisesti, että tähdet, joiden massa ylittää Auringon massan yli kolme kertaa, evoluution viimeisessä vaiheessa puristuvat vastustamattomasti singulaattoritilaan. Jälkimmäistä, toisin kuin Friedmanniksi kutsutun kosmologisen tyypin singulaarisuus, kutsutaan Schwarzschildiksi (saksalaisen tähtitieteilijän mukaan, joka ensimmäisenä pohti Einsteinin gravitaatioteorian astrofyysisiä seurauksia). Mutta puhtaasti fysikaalisesta näkökulmasta katsottuna molemmat singulariteettityypit ovat identtisiä. Muodollisesti ne eroavat toisistaan ​​siinä, että ensimmäinen singulaarisuus on aineen evoluution alkutila, kun taas toinen on viimeinen.

Viimeaikaisten teoreettisten käsitysten mukaan painovoiman romahtamisen täytyy päättyä aineen puristumiseen kirjaimellisesti "pisteeseen" - äärettömän tiheyden tilaan. Viimeisimpien fyysisten käsitysten mukaan romahdus voidaan pysäyttää jonnekin Planckin tiheysarvon alueelle, ts. 10 vaihteessa 94. asteeseen grammaa/cm kuutiometriä. Tämä tarkoittaa, että universumi ei jatka laajenemistaan ​​tyhjästä, vaan sillä on geometrisesti määritelty (minimi) tilavuus ja fyysisesti hyväksyttävä, säännöllinen tila.

Akateemikko M.A.Markov esitti mielenkiintoisen version sykkivästä universumista. Tämän kosmologisen mallin loogisessa kehyksessä vanhat teoreettiset vaikeudet, elleivät ne lopullisesti ratkea, valotetaan ainakin uudesta näkökulmasta. Malli perustuu hypoteesiin, että etäisyyden jyrkän pienentyessä kaikkien fyysisten vuorovaikutusten vakiot pyrkivät nollaan. Tämä oletus on seurausta toisesta oletuksesta, jonka mukaan gravitaatiovuorovaikutusvakio riippuu aineen tiheysasteesta.

Markovin teorian mukaan aina kun universumi siirtyy Friedmannin vaiheesta (lopullinen supistuminen) de Sitter -vaiheeseen (alkulaajeneminen), sen fysikaaliset ja geometriset ominaisuudet osoittautuvat samoiksi. Markov uskoo, että tämä ehto on aivan riittävä voittamaan klassisen vaikeuden ikuisesti värähtelevän maailmankaikkeuden fyysisen toteutumisen tiellä.

1) Ikuisen paluun piirissä? Kolme hypoteesia.-- M.: Knowledge, 1989.- 48s.--(Uutta elämässä, tieteessä, tekniikassa. Ser. "Kysymysmerkki"; nro 4).

2) Kuinka aikakone toimii? - M.: Knowledge, 1991. - 48s. -- (Tilaus suosittu tiedesarja "Kysymysmerkki"; nro 5).

3) Lyhyt filosofinen sanakirja, toim. M. Rosenthal ja P. Yudin. Ed. 4, lisää. ja oikein. . M.-- tila. toim. polit. palaa. ,1954.

4) Kuka, milloin, miksi? -- valtio. toim. det. palaa. , RSFSR:n opetusministeriö, M.-- 1961.

5) Aurinkokunnan alkuperä. Ed. G. Reeves. Per. englannista. ja ranskaksi toim. G.A. Leikin ja V.S. Safronov. M, "MIR", 1976.

6) Ukrainan Neuvostoliiton Ensyklopedinen sanakirja, 3 osaa / Toimitus: vastaus. toim. A.V. Kudritsky - K.: Päällikkö. toim. KÄYTÄ,--1988.

7) Ihminen ja maailmankaikkeus: Tieteen ja uskonnon näkemys.--M.: Sov. Venäjä 1986.

8) Mitä "avaruuden arkeologit" etsivät? - M .: Knowledge, 1989. - 48 s., kuvituksella - (Uutta elämässä, tieteessä, tekniikassa. Sarja "Kysymysmerkki"; nro 12)

9) Mikä on? Kuka se? : 3 osassa T. 1. - 3. painos, tarkistettu. Ch 80 ja lisäys - M .: "Pedagogy-press", 1992. -384 s. : sairas.

10) Keskusteluja maailmankaikkeudesta - M .: Politizdat, 1984. - 111 s. - (Keskusteluja maailmasta ja ihmisestä).

Tiede taivaankappaleista

Ensimmäinen kirjain "a"

Toinen kirjain "s"

Kolmas kirjain "t"

Viimeinen pyökki on kirjain "I"

Vastaus vihjeeseen "Taivaankappaleiden tiede", 10 kirjainta:
tähtitiede

Vaihtoehtoisia kysymyksiä ristisanatehtävissä sanalle tähtitiede

Mitä museo Urania holhosi?

maailmankaikkeuden tiede

Caroline Herschel auttoi veljeään Williamia vuodesta 1782 ja hänestä tuli yksi ensimmäisistä naisista tällä tieteellä.

Yksi seitsemästä vapaasta tieteestä

Tähtitieteen sanamääritelmät sanakirjoissa

Sanakirja Venäjän kieli. S.I. Ozhegov, N.Yu. Shvedova. Sanan merkitys sanakirjassa Venäjän kielen selittävä sanakirja. S.I. Ozhegov, N.Yu. Shvedova.
- ja no. Tiede kosmisista kappaleista, niiden muodostamista järjestelmistä ja koko maailmankaikkeudesta. adj. tähtitieteellinen, th, th. Tähtitieteellinen yksikkö (etäisyys maasta aurinkoon). Tähtitieteellinen luku (käännös: erittäin suuri).

tietosanakirja, 1998 Sanan merkitys sanakirjassa Encyclopedic Dictionary, 1998
ASTRONOMIA (sanasta astro ... ja kreikan nomos - laki) on tiede kosmisten kappaleiden rakenteesta ja kehityksestä, niiden muodostamista järjestelmistä ja koko maailmankaikkeudesta. Tähtitiede sisältää pallotähtitieteen, käytännön tähtitieden, astrofysiikan, taivaanmekaniikan, tähtien tähtitieteen,...

Venäjän kielen selittävä sanakirja. D.N. Ushakov Sanan merkitys sanakirjassa Venäjän kielen selittävä sanakirja. D.N. Ushakov
tähtitiede, pl. ei, w. (kreikan kielestä astron - tähti ja nomos - laki). Tiede taivaankappaleista.

Uusi venäjän kielen selittävä ja johdantava sanakirja, T. F. Efremova. Sanan merkitys sanakirjassa Uusi venäjän kielen selittävä ja johdantosanakirja, T. F. Efremova.
ja. Monimutkainen tieteellinen tieteenala, joka tutkii kosmisten kappaleiden, niiden järjestelmien ja koko maailmankaikkeuden rakennetta ja kehitystä. Akateeminen aine, joka sisältää tietyn tieteenalan teoreettiset perusteet. avautua Oppikirja, joka hahmottaa tietyn oppiaineen sisällön.

Suuri Neuvostoliiton tietosanakirja Sanan merkitys sanakirjassa Great Soviet Encyclopedia
"Astronomy", Neuvostoliiton tiedeakatemian All Unionin tieteellisen ja teknisen tiedon instituutin abstrakti lehti. Se on julkaistu Moskovassa vuodesta 1963 (abstrakti Astronomy and Geodesy ilmestyi 1953–1962); 12 numeroa vuodessa. Julkaisee tiivistelmiä, huomautuksia tai bibliografisia...

Esimerkkejä tähtitieteen sanan käytöstä kirjallisuudessa.

Azovinmeren vanhat purjehdusohjeet rinta rinnan oppikirjojen kanssa tähtitiede ja navigointi.

Aivan kuten näitä konkreettisia algebrallisilla menetelmillä ratkaistuja ongelmia ei voida pitää osana abstraktia algebratiedettä, niin myös konkreettisia ongelmia ei mielestäni voida pitää tähtitiede ei voi millään tavalla kuulua siihen abstrakti-konkreettisen tieteen haaraan, joka kehittää toisiaan vetävän vapaan kappaleen toiminta- ja reaktioteoriaa.

Näin tapahtui löydön kanssa, että valon taittuminen ja sironta eivät noudata samaa muutoslakia: tällä löydöllä oli vaikutusta sekä tähtitiede, ja fysiologiaan, tarjoamalla meille akromaattisia teleskooppeja ja mikroskooppeja.

Pian Biruni alkaa käsitellä asioita vakavasti tähtitiede, jo 21-vuotiaana saavuttaen tärkeitä tuloksia.

Matthew Vlastar on tästä näkökulmasta täysin oikeassa tähtitiede selittää tämän ajan myötä ilmenneen rikkomuksen.

Tähtitaivas on pitkään kiihottanut ihmisen mielikuvitusta. Kaukaiset esi-isämme yrittivät ymmärtää, millaisia ​​outoja tuikkivia pisteitä heidän päänsä päällä roikkuu. Kuinka monet niistä, mistä ne ovat tulleet, vaikuttavat maallisiin tapahtumiin? Muinaisista ajoista lähtien ihminen on yrittänyt ymmärtää, kuinka maailmankaikkeus, jossa hän asuu, toimii.

Siitä, kuinka muinaiset ihmiset kuvittelivat maailmankaikkeuden, voimme nykyään oppia vain satuista ja legendoista, jotka ovat tulleet meille. Kesti vuosisatoja ja vuosituhansia universumin tieteen syntymiseen ja vahvistumiseen, sen ominaisuuksien ja kehitysvaiheiden tutkimiseen - kosmologiaan. Tämän tieteenalan kulmakiviä ovat tähtitiede, matematiikka ja fysiikka.

Nykyään ymmärrämme maailmankaikkeuden rakenteen paljon paremmin, mutta jokainen saatu tieto herättää vain uusia kysymyksiä. Atomihiukkasten tutkimusta törmäyksessä, elämän tarkkailua luonnossa, planeettojenvälisen luotain laskeutumista asteroidille voidaan kutsua myös universumin tutkimukseksi, koska nämä esineet ovat osa sitä. Ihminen on myös osa kaunista universumiamme. Tutkimalla aurinkokuntaa tai kaukaisia ​​galakseja opimme lisää itsestämme.

Kosmologia ja sen tutkimuskohteet

Universumin käsitteellä ei ole selkeää määritelmää tähtitieteessä. Eri historiallisina ajanjaksoina ja eri kansojen keskuudessa sillä oli useita synonyymejä, kuten "kosmos", "maailma", "universumi", "universumi" tai "taivaallinen pallo". Usein, kun puhutaan maailmankaikkeuden syvyyksissä tapahtuvista prosesseista, käytetään termiä "makrokosmos", jonka vastakohta on atomien ja alkuainehiukkasten maailman "mikrokosmos".

Tiedon vaikealla tiellä kosmologia risteää usein filosofian ja jopa teologian kanssa, eikä tässä ole mitään yllättävää. Universumin rakennetiede yrittää selittää, milloin ja miten universumi syntyi, selvittää aineen alkuperän mysteeriä, ymmärtää maan ja ihmiskunnan paikkaa avaruuden äärettömyydessä.

Nykyaikaisella kosmologialla on kaksi suurta ongelmaa. Ensinnäkin sen tutkimuksen kohde - universumi - on ainutlaatuinen, mikä tekee mahdottomaksi käyttää tilastollisia järjestelmiä ja menetelmiä. Lyhyesti sanottuna emme tiedä muiden universumien olemassaolosta, niiden ominaisuuksista, rakenteesta, joten emme voi verrata. Toiseksi tähtitieteellisten prosessien kesto ei mahdollista suorien havaintojen tekemistä.

Kosmologia lähtee olettamuksesta, että maailmankaikkeuden ominaisuudet ja rakenne ovat samat kaikille havainnoijille, lukuun ottamatta harvinaisia ​​kosmisia ilmiöitä. Tämä tarkoittaa, että universumissa oleva aine on jakautunut tasaisesti ja sillä on samat ominaisuudet kaikkiin suuntiin. Tästä seuraa, että osassa universumia toimivat fysikaaliset lait voidaan ekstrapoloida koko metagalaksiin.

Teoreettinen kosmologia kehittää uusia malleja, jotka sitten vahvistetaan tai kumotaan havainnoilla. Esimerkiksi teoria maailmankaikkeuden syntymisestä räjähdyksen seurauksena todistettiin.

Ikä, koko ja koostumus

Maailmankaikkeuden mittakaava on hämmästyttävä: se on paljon suurempi kuin olisimme voineet kuvitella kaksikymmentä tai kolmekymmentä vuotta sitten. Tiedemiehet ovat jo löytäneet noin viisisataa miljardia galaksia, ja määrä kasvaa jatkuvasti. Jokainen niistä pyörii oman akselinsa ympäri ja siirtyy pois toisista suurella nopeudella universumin laajenemisen vuoksi.

Kvasaari 3C 345 on yksi maailmankaikkeuden kirkkaimmista kohteista, joka sijaitsee viiden miljardin valovuoden etäisyydellä meistä. Ihmismieli ei voi edes kuvitella tällaisia ​​etäisyyksiä. Valonnopeudella kulkevalta avaruusalukselta tarvitsisi tuhat vuotta kiertää Linnunrata. Häneltä kesti 2,5 tuhatta vuotta päästä Andromedan galaksiin. Ja se on lähin naapuri.

Universumin koosta puhuttaessa tarkoitamme sen näkyvää osaa, jota kutsutaan myös metagalaksiksi. Mitä enemmän havaintoja saamme, sitä kauemmaksi maailmankaikkeuden rajat työntyvät erilleen. Lisäksi tämä tapahtuu samanaikaisesti kaikkiin suuntiin, mikä todistaa sen pallomaisen muodon.

Maailmamme ilmestyi noin 13,8 miljardia vuotta sitten alkuräjähdyksen seurauksena - tapahtumasta, joka synnytti tähtiä, planeettoja, galakseja ja muita esineitä. Tämä luku on maailmankaikkeuden todellinen ikä.

Valonnopeuden perusteella voidaan olettaa, että sen koko on myös 13,8 miljardia valovuotta. Itse asiassa ne ovat kuitenkin suurempia, koska syntymähetkestä lähtien universumi on jatkuvasti laajentunut. Osa siitä liikkuu superluminaalisella nopeudella, minkä ansiosta merkittävä määrä universumin esineitä pysyy näkymättöminä ikuisesti. Tätä rajaa kutsutaan Hubblen palloksi tai horisontiksi.

Metagalaksin halkaisija on 93 miljardia valovuotta. Emme tiedä, mitä tunnetun universumin ulkopuolella on. Ehkä on olemassa kauempana olevia kohteita, joihin ei nykyään pääse tähtitieteellisiä havaintoja varten. Merkittävä osa tutkijoista uskoo maailmankaikkeuden äärettömyyteen.

Universumin ikä on toistuvasti varmistettu erilaisilla menetelmillä ja tieteellisillä työkaluilla. Viimeksi sen vahvisti Planck-avaruusteleskooppi. Saatavilla olevat tiedot ovat täysin yhdenmukaisia ​​nykyaikaisten universumin laajenemismallien kanssa.

Mistä universumi on tehty? Vety on yleisin alkuaine universumissa (75 %), jota seuraa helium (23 %), loput alkuaineet muodostavat vain 2 % aineen kokonaismäärästä. Keskimääräinen tiheys on 10-29 g/cm3, josta merkittävä osa osuu ns. pimeään energiaan ja aineeseen. Pahaenteiset nimet eivät puhu heidän alemmuustaan, vain pimeä aine, toisin kuin tavallinen, ei ole vuorovaikutuksessa sähkömagneettisen säteilyn kanssa. Näin ollen emme voi tarkkailla sitä ja tehdä johtopäätöksiä vain välillisistä syistä.

Yllä olevan tiheyden perusteella maailmankaikkeuden massa on noin 6*1051 kg. On ymmärrettävä, että tämä luku ei sisällä tummaa massaa.

Universumin rakenne: atomeista galaksiklusteriin

Avaruus ei ole vain valtava tyhjiö, jossa tähdet, planeetat ja galaksit ovat tasaisesti hajallaan. Universumin rakenne on melko monimutkainen ja sillä on useita organisoitumistasoja, jotka voimme luokitella objektien mittakaavan mukaan:

1. Universumin astronomiset kappaleet ryhmitellään yleensä järjestelmiin. Tähdet muodostavat usein pareja tai ovat osa klustereita, jotka sisältävät kymmeniä tai jopa satoja tähtiä. Tässä suhteessa aurinkomme on melko epätyypillinen, koska sillä ei ole "kaksinkertaista";
2. Galaksit ovat organisaation seuraava taso. Ne voivat olla spiraalimaisia, elliptisiä, linssimäisiä, epäsäännöllisiä. Tiedemiehet eivät vielä täysin ymmärrä, miksi galakseilla on erilaisia ​​muotoja. Tällä tasolla löydämme sellaisia ​​maailmankaikkeuden ihmeitä kuin mustia aukkoja, pimeää ainetta, tähtienvälistä kaasua ja kaksoistähdet. Tähtien lisäksi ne sisältävät pölyä, kaasua ja sähkömagneettista säteilyä. Tunnetusta maailmankaikkeudesta on löydetty useita satoja miljardeja galakseja. He törmäävät usein toisiinsa. Se ei ole kuin auto-onnettomuus: tähdet vain sekoittuvat ja vaihtavat kiertoratojaan. Tällaiset prosessit kestävät miljoonia vuosia ja johtavat uusien tähtiklustereiden muodostumiseen;
3. Useat galaksit muodostavat paikallisen ryhmän. Linnunradan lisäksi meillä on kolmiosumu, Andromeda-sumu ja 31 muuta järjestelmää. Galaksiklusterit ovat maailmankaikkeuden suurimpia tunnettuja stabiileja rakenteita, joita pitää yhdessä gravitaatiovoima ja jokin muu tekijä. Tutkijat ovat laskeneet, että painovoima ei selvästikään riitä ylläpitämään näiden esineiden vakautta. Tälle ilmiölle ei ole vielä tieteellistä perustetta;
4. Universumin rakenteen seuraava taso ovat galaksien superklusterit, joista jokainen sisältää kymmeniä tai jopa satoja galakseja ja klustereita. Painovoima ei kuitenkaan enää pidä niitä, joten ne seuraavat laajenevaa maailmankaikkeutta;
5. Universumin viimeinen organisoitumistaso ovat solut tai kuplat, joiden seinät muodostavat galaksien superklustereita. Niiden välissä on tyhjiä alueita, joita kutsutaan tyhjiksi alueiksi. Näiden universumin rakenteiden asteikot ovat noin 100 Mpc. Tällä tasolla maailmankaikkeuden laajenemisprosessit ovat havaittavissa, ja siihen liittyy myös jäännössäteily - alkuräjähdyksen kaiku.

Kuinka universumi syntyi

Miten universumi syntyi? Mitä tapahtui ennen tätä hetkeä? Kuinka siitä tuli se ääretön avaruus, jonka tunnemme nykyään? Oliko se onnettomuus vai luonnollinen prosessi?

Vuosikymmeniä kestäneen keskustelun ja kiihkeän keskustelun jälkeen fyysikot ja tähtitieteilijät ovat melkein päässeet yksimielisyyteen siitä, että maailmankaikkeus syntyi valtavan voiman räjähdyksen seurauksena. Hän ei ainoastaan ​​synnyttänyt kaikkea ainetta maailmankaikkeudessa, vaan hän myös määritteli fyysiset lait, joiden mukaan meidän tuntemamme kosmos on olemassa. Tätä kutsutaan Big Bang -teoriaksi.

Tämän hypoteesin mukaan kerran kaikki aine oli jollain käsittämättömällä tavalla koottu yhteen pieneen pisteeseen, jolla oli ääretön lämpötila ja tiheys. Sitä kutsutaan singulaariseksi. 13,8 miljardia vuotta sitten piste räjähti muodostaen tähtiä, galakseja, niiden ryhmiä ja muita maailmankaikkeuden tähtitieteellisiä kappaleita.

Miksi ja miten tämä tapahtui, on epäselvää. Tiedemiesten on jätettävä syrjään monia singulaarisuuden luonteeseen ja alkuperään liittyviä kysymyksiä: täydellistä fysikaalista teoriaa maailmankaikkeuden historian tästä vaiheesta ei vielä ole olemassa. On huomattava, että on olemassa muitakin teorioita maailmankaikkeuden alkuperästä, mutta niillä on paljon vähemmän kannattajia.

Termi "Big Bang" otettiin käyttöön 40-luvun lopulla brittiläisen tähtitieteilijän Hoylen työn julkaisemisen jälkeen. Tänään tämä malli perusteellisesti käsitelty - fyysikot voivat luottavaisesti kuvata prosesseja, jotka tapahtuivat sekunnin murto-osan tämän tapahtuman jälkeen. Voidaan myös lisätä, että tämä teoria mahdollisti maailmankaikkeuden tarkan iän määrittämisen ja sen evoluution päävaiheiden kuvaamisen.

Suurin todiste Big Bang -teoriasta on kosmisen mikroaaltotaustasäteilyn läsnäolo. Se avattiin vuonna 1965. Tämä ilmiö syntyi vetyatomien rekombinaation seurauksena. Jäännössäteilyä voidaan kutsua pääasialliseksi tietolähteeksi maailmankaikkeuden järjestäytymisestä miljardeja vuosia sitten. Se on isotrooppinen ja täyttää tasaisesti ulkoavaruuden.

Toinen argumentti tämän mallin objektiivisuuden puolesta on itse maailmankaikkeuden laajeneminen. Itse asiassa tutkijat ovat päätyneet samanlaiseen käsitykseen ekstrapoloimalla tämän prosessin menneisyyteen.

On olemassa Big Bang teoria ja heikkoja kohtia. Jos maailmankaikkeus muodostuisi välittömästi yhdestä pienestä pisteestä, siinä olisi pitänyt olla aineen epätasainen jakautuminen, jota emme havaitse. Tämä malli ei myöskään voi selittää, minne antimateriaali joutui, jonka määrän "luomishetkellä" ei olisi pitänyt olla pienempi kuin tavallisen baryonisen aineen. Nyt antihiukkasten määrä universumissa on kuitenkin mitätön. Mutta tämän teorian merkittävin haittapuoli on sen kyvyttömyys selittää alkuräjähdyksen ilmiötä, se nähdään yksinkertaisesti fait accompli. Emme tiedä, miltä universumi näytti ennen singulaarisuutta.

Universumin alkuperästä ja jatkokehityksestä on muitakin hypoteeseja. Kiinteän universumin malli on ollut suosittu useiden vuosien ajan. Useat tutkijat olivat sitä mieltä, että kvanttivaihteluiden seurauksena se syntyi tyhjiöstä. Heidän joukossaan oli kuuluisa Stephen Hawking. Lee Smolin esitti teorian, jonka mukaan universumimme, kuten muutkin universumimme, muodostui mustien aukkojen sisään.

Nykyistä Big Bang -teoriaa on yritetty parantaa. Esimerkiksi universumin syklisyydestä on olemassa hypoteesi, jonka mukaan syntyminen singulaarisuudesta ei ole muuta kuin sen siirtymistä tilasta toiseen. Totta, tämä lähestymistapa on ristiriidassa termodynamiikan toisen pääsäännön kanssa.

Universumin evoluutio tai mitä tapahtui alkuräjähdyksen jälkeen

Big Bang -teoria antoi tutkijoille mahdollisuuden luoda tarkan mallin maailmankaikkeuden evoluutiosta. Ja nykyään tiedämme varsin hyvin, mitä prosesseja tapahtui nuoressa universumissa. Ainoa poikkeus on luomisen varhainen vaihe, joka on edelleen kiihkeän keskustelun ja kiistan aiheena. Tietenkin tällaisen tuloksen saavuttamiseksi yksi teoreettinen perusta ei riittänyt, se kesti vuosien tutkimuksen maailmankaikkeudesta ja tuhansia kokeita kiihdyttimillä.

Nykyään tiede tunnistaa seuraavat vaiheet alkuräjähdyksen jälkeen:

1. Varhaisin meille tunnettu ajanjakso on nimeltään Planckin aikakausi, se kestää segmentin 0 - 10-43 sekuntia. Tällä hetkellä kaikki maailmankaikkeuden aine ja energia kerättiin yhteen pisteeseen, ja neljä päävuorovaikutusta olivat yksi;
2. Suuren yhdistymisen aikakausi (10-43 - 10-36 sekuntia). Sille on ominaista kvarkkien esiintyminen ja vuorovaikutuksen päätyyppien erottelu. Tämän ajanjakson päätapahtuma on gravitaatiovoiman vapautuminen. Tänä aikana maailmankaikkeuden lait alkoivat muotoutua. Tänään meillä on mahdollisuus Yksityiskohtainen kuvaus tämän aikakauden fyysiset prosessit;
3. Luomisen kolmatta vaihetta kutsutaan inflaation aikakaudeksi (10-36-10-32). Tällä hetkellä maailmankaikkeuden nopea liike alkoi nopeudella, joka ylitti huomattavasti valon nopeuden. Siitä tulee suurempi kuin nykyinen näkyvä maailmankaikkeus. Jäähdytys alkaa. Tänä aikana maailmankaikkeuden perusvoimat eroavat lopullisesti;
4. Ajanjaksolla 10-32-10-12 sekuntia ilmaantuu Higgsin bosonityyppisiä "eksoottisia" hiukkasia, tila täyttyy kvarkkigluoniplasmalla. Aikaväliä 10-12 - 10-6 sekuntia kutsutaan kvarkkien aikakaudeksi, 10-6 - 1 sekuntia - hadronit, 1 sekunti alkuräjähdyksen jälkeen alkaa leptonien aikakausi;
5. Nukleosynteesin vaihe. Se kesti noin kolmanteen minuuttiin tapahtumien alusta. Tänä aikana helium-, deuterium- ja vetyatomit syntyvät maailmankaikkeuden hiukkasista. Jäähtyminen jatkuu, tila muuttuu läpinäkyväksi fotoneille;
6. Kolme minuuttia alkuräjähdyksen jälkeen primaarisen rekombinaation aikakausi alkaa. Tänä aikana ilmestyi jäännössäteily, jota tähtitieteilijät edelleen tutkivat;
7. 380 tuhatta - 550 miljoonan vuoden ajanjaksoa kutsutaan pimeäksi keskikaudeksi. Universumi on tällä hetkellä täynnä vetyä, heliumia ja erilaisia ​​säteilyä. Universumissa ei ollut valonlähteitä;
8. 550 miljoonaa vuotta luomisen jälkeen tähdet, galaksit ja muut maailmankaikkeuden ihmeet ilmestyvät. Ensimmäiset tähdet räjähtävät vapauttaen ainetta muodostaen planeettajärjestelmiä. Tätä ajanjaksoa kutsutaan uudelleenionisaation aikakaudeksi;
9. 800 miljoonan vuoden iässä maailmankaikkeudessa alkavat muodostua ensimmäiset tähtijärjestelmät, joissa on planeettoja. Aineiden aika on tulossa. Tänä aikana muodostuu myös kotiplaneettamme.

Uskotaan, että kosmologian kiinnostava ajanjakso on 0,01 sekunnista luomistapahtuman jälkeen nykypäivään. Tänä aikana muodostui primäärisiä alkuaineita, joista syntyivät tähdet, galaksit ja aurinkokunta. Kosmologeille rekombinaation aikakautta pidetään erityisen tärkeänä ajanjaksona, jolloin syntyi kosminen mikroaaltotaustasäteily, jonka avulla tunnetun universumin tutkimus jatkuu.

Kosmologian historia: antiikin aika

Ihminen on pohtinut ympäröivän maailman rakennetta ikimuistoisista ajoista lähtien. Varhaisimmat käsitykset universumin rakenteesta ja laeista löytyvät maailman eri kansojen saduista ja legendoista.

Uskotaan, että säännöllisiä tähtitieteellisiä havaintoja harjoitettiin ensimmäisen kerran Mesopotamiassa. Tällä alueella asui peräkkäin useita kehittyneitä sivilisaatioita: sumerit, assyrialaiset, persialaiset. Voimme oppia siitä, kuinka he kuvittelivat maailmankaikkeuden monista muinaisten kaupunkien paikalta löydetyistä nuolenkirjoitustauluista. Ensimmäiset tiedot taivaankappaleiden liikkumisesta ovat peräisin 6. vuosituhannelta eKr.

Tähtitieteellisistä ilmiöistä sumerit olivat eniten kiinnostuneita syklistä - vuodenaikojen vaihtelusta ja kuun vaiheista. Heistä riippui kotieläinten tuleva sato ja terveys, ja sitä kautta ihmispopulaation selviytyminen. Tästä tehtiin johtopäätös taivaankappaleiden vaikutuksesta maapallolla tapahtuviin prosesseihin. Siksi tutkimalla universumia voit ennustaa tulevaisuutesi - näin syntyi astrologia.

Sumerit keksivät navan määrittämään Auringon korkeuden, loivat aurinko- ja kuun kalenteri, kuvaili tärkeimpiä tähtikuvioita, löysi joitain taivaanmekaniikan lakeja.

Uskonnollisissa käytännöissä kiinnitettiin paljon huomiota avaruusobjektien liikkumiseen. muinainen Egypti. Niilin laakson asukkaat käyttivät geosentristä maailmankaikkeuden mallia, jossa aurinko kiersi maata. Monet muinaiset egyptiläiset tekstit, jotka sisältävät tähtitieteellistä tietoa, ovat tulleet meille.

Taivaan tiede saavutti merkittäviä korkeuksia muinaisessa Kiinassa. Täällä III vuosituhannella eKr. e. tuomioistuimen tähtitieteilijän virka ilmestyi ja XII vuosisadalla eKr. e. ensimmäiset observatoriot avattiin. Auringonpimennyksistä, komeettojen ohilennoista, meteorisuihkuista ja muista mielenkiintoisista antiikin kosmisista tapahtumista tiedämme pääasiassa kiinalaisista aikakirjoista ja kronikoista, joita on pidetty huolella vuosisatojen ajan.

Helleenien keskuudessa tähtitiede pidettiin suuressa arvossa. He tutkivat tätä asiaa lukuisissa filosofisissa kouluissa, joista jokaisella oli pääsääntöisesti oma maailmankaikkeuden järjestelmä. Kreikkalaiset ehdottivat ensimmäisenä Maan pallomaista muotoa ja planeetan pyörimistä oman akselinsa ympäri. Tähtitieteilijä Hipparkhos esitteli käsitteet apogee ja perigee, kiertoradan eksentrisyys, kehitti malleja Auringon ja Kuun liikkeestä ja laski planeettojen pyörimisjaksot. Suuren panoksen tähtitieteen kehitykseen antoi Ptolemaios, jota voidaan kutsua aurinkokunnan geosentrisen mallin luojaksi.

Universumin lakien tutkimuksessa saavutettiin mayojen sivilisaatioon suuria korkeuksia. Tämän vahvistavat arkeologisten kaivausten tulokset. Papit osasivat ennustaa auringonpimennyksiä, he loivat täydellisen kalenterin, rakensivat lukuisia observatorioita. Maya-tähtitieteilijät tarkkailivat lähellä olevia planeettoja ja pystyivät määrittämään tarkasti niiden kiertoradan.

Keskiaika ja nykyaika

Rooman valtakunnan romahtamisen ja kristinuskon leviämisen jälkeen Eurooppa syöksyi pimeään keskiaikaan lähes vuosituhanneksi - luonnontieteiden, mukaan lukien tähtitiede, kehitys käytännössä pysähtyi. Eurooppalaiset saivat tietoa maailmankaikkeuden rakenteesta ja laeista raamatullisista teksteistä, joista muutamat tähtitieteilijät pitivät tiukasti kiinni. geosentrinen järjestelmä Ptolemaios, astrologia oli ennennäkemättömän suosittu. Tiedemiesten todellinen maailmankaikkeuden tutkimus alkoi vasta renessanssissa.

1400-luvun lopulla kardinaali Nicholas of Cusa esitti rohkean ajatuksen maailmankaikkeuden universaalisuudesta ja maailmankaikkeuden syvyyksien äärettömyydestä. 1500-luvulle mennessä kävi selväksi, että Ptolemaioksen näkemykset olivat virheellisiä, ja ilman uuden paradigman omaksumista tieteen jatkokehitys oli mahdotonta ajatella. Puolalainen matemaatikko ja tähtitieteilijä Nicolaus Copernicus, joka ehdotti aurinkokunnan heliosentristä mallia, päätti rikkoa vanhan mallin.

Nykyajan näkökulmasta hänen konseptinsa oli epätäydellinen. Kopernikuksessa planeettojen liike saatiin aikaan niiden taivaanpallojen pyörimisellä, joihin ne olivat kiinnittyneet. Itse radat olivat pyöreän muotoisia, ja maailman rajalla oli pallo, jossa oli kiinteitä tähtiä. Asettamalla Auringon järjestelmän keskelle puolalainen tiedemies kuitenkin teki epäilemättä todellisen vallankumouksen. Tähtitieteen historia voidaan jakaa kahteen suureen osaan: muinaiseen ajanjaksoon ja maailmankaikkeuden tutkimukseen Kopernikuksesta nykypäivään.

Vuonna 1608 italialainen tiedemies Galileo keksi maailman ensimmäisen kaukoputken, joka antoi valtavan sysäyksen havaintoastronomian kehitykselle. Nyt tiedemiehet voivat pohtia maailmankaikkeuden syvyyksiä. Kävi ilmi, että Linnunrata koostuu miljardeista tähdistä, Auringossa on pisteitä, Kuussa on vuoria ja satelliitit kiertävät Jupiterin. Teleskoopin tulo aiheutti todellisen puomin maailmankaikkeuden ihmeiden optisissa havainnoissa.

1500-luvun puolivälissä tanskalainen tiedemies Tycho Brahe aloitti ensimmäisenä säännölliset tähtitieteelliset havainnot. Hän todisti komeettojen kosmisen alkuperän ja kumosi näin Kopernikuksen ajatuksen taivaanpalloista. 1600-luvun alussa Johannes Kepler selvitti planeettojen liikkeen mysteerit muotoilemalla kuuluisat lakinsa. Samaan aikaan löydettiin Andromeda- ja Orion-sumut, Saturnuksen renkaat ja laadittiin ensimmäinen kuun pinnan kartta.

Vuonna 1687 Isaac Newton muotoili universaalin gravitaatiolain, joka selittää maailmankaikkeuden kaikkien komponenttien vuorovaikutuksen. Hän teki mahdolliseksi nähdä Keplerin lakien piilomerkityksen, jotka itse asiassa johdettiin empiirisesti. Newtonin löytämät periaatteet antoivat tutkijoille mahdollisuuden tarkastella universumin tilaa uudella tavalla.

1700-luku oli tähtitieteen nopean kehityksen aikaa, mikä laajensi suuresti tunnetun maailmankaikkeuden rajoja. Vuonna 1785 Kant keksi loistavan idean, että Linnunrata oli valtava kokoelma tähtiä, joita painovoima vetää yhteen.

Tällä hetkellä uusia taivaankappaleita ilmestyi "universumin kartalle", teleskooppeja parannettiin.

Vuonna 1785 englantilainen tähtitieteilijä Herschel yritti luoda universumin mallin ja määrittää sen muodon sähkömagnetismin ja newtonilaisen mekaniikan lakien perusteella. Hän kuitenkin epäonnistui.

1800-luvulla tiedemiesten instrumentit tarkentuivat ja valokuvallinen tähtitiede ilmestyi. Vuosisadan puolivälissä ilmestynyt spektrianalyysi johti todelliseen vallankumoukseen havaintoastronomiassa - nyt tutkimuksen aiheeksi on tullut kemiallinen koostumus esineitä. Asteroidivyöhyke löydettiin, valon nopeus mitattiin.

Läpimurtoaika tai nykyaika

1900-luku oli tähtitieteen ja kosmologian todellisten läpimurtojen aikakautta. Vuosisadan alussa Einstein paljasti maailmalle suhteellisuusteoriansa, joka teki todellisen vallankumouksen maailmankaikkeutta koskevissa käsitteissämme ja antoi meille mahdollisuuden tarkastella maailmankaikkeuden ominaisuuksia tuoreella tavalla. Vuonna 1929 Edwin Hubble havaitsi, että universumimme laajenee. Vuonna 1931 Georges Lemaitre esitti ajatuksen sen muodostamisesta yhdestä pienestä pisteestä. Itse asiassa tämä oli alkuräjähdysteorian alku. Vuonna 1965 jäännössäteily löydettiin, mikä vahvisti tämän hypoteesin.

Vuonna 1957 ensimmäinen keinotekoinen satelliitti lähetettiin kiertoradalle, minkä jälkeen avaruusaika alkoi. Nyt tähtitieteilijät eivät voineet vain tarkkailla taivaankappaleita teleskooppien kautta, vaan myös tutkia niitä läheltä planeettojen välisten asemien ja laskeutuvien luotainten avulla. Pystyimme jopa laskeutumaan kuun pinnalle.

1990-lukua voidaan kutsua "pimeän aineen kaudeksi". Hänen löytönsä selitti maailmankaikkeuden laajenemisen kiihtymisen. Tuolloin otettiin käyttöön uusia teleskooppeja, joiden avulla pystyimme ylittämään tunnetun maailmankaikkeuden rajoja.

Vuonna 2016 löydettiin gravitaatioaaltoja, jotka todennäköisesti tuovat uuden tähtitieteen haaran.

Viime vuosisatojen aikana olemme laajentaneet suuresti tietämyksemme rajoja maailmankaikkeudesta. Todellisuudessa ihmiset kuitenkin avasivat oven ja katsoivat valtavaan ja mahtava maailma täynnä salaisuuksia ja ihmeitä.

Jos sinulla on kysyttävää - jätä ne kommentteihin artikkelin alla. Me tai vieraamme vastaamme niihin mielellämme.