Происхождение вселенной эссе кратко
Обновлено: 05.07.2024
До начала XX в. среди ученых господствовала теория о том, что Вселенная бесконечна в пространстве и времени, статична и однородна. Еще Исаак Ньютон сделал предположение о том, что она безгранична в пространстве, а немецкий философ Эммануил Кант, основываясь на работах Ньютона и развивая его идеи, выдвинул теорию о том, что у Вселенной также нет начала и во времени. Он ссылался на законы механики и ими объяснял все происходящие во Вселенной процессы.
Файлы: 1 файл
Происхождение Вселенной.docx
Космологическая модель Канта
До начала XX в. среди ученых господствовала теория о том, что Вселенная бесконечна в пространстве и времени, статична и однородна. Еще Исаак Ньютон сделал предположение о том, что она безгранична в пространстве, а немецкий философ Эммануил Кант, основываясь на работах Ньютона и развивая его идеи, выдвинул теорию о том, что у Вселенной также нет начала и во времени. Он ссылался на законы механики и ими объяснял все происходящие во Вселенной процессы.
В своей теории Кант продвинулся еще дальше, распространив ее также и на биологию. Он утверждал, что в не имеющей начала и конца древней и огромной Вселенной существует бесконечное число возможностей, благодаря которым на свет может появиться любой биологический продукт. Эта теория о возможности возникновения жизни во Вселенной позднее легла в основу теории Дарвина.
Космологическая модель Канта нашла подтверждение благодаря наблюдениям астрономов XVIII— XIX вв. за движениями светил и планет. В скором времени его гипотеза стала теорией, которая к началу XX в. уже считалась единственно верной. Она не вызывала сомнений, даже несмотря на светометрический парадокс, или парадокс темного ночного неба, заключающийся в том, что в бесконечной Вселенной существует нескончаемое количество звезд, сумма яркостей которых должна образовывать бесконечную яркость. Иными словами, ночное небо было бы полностью покрыто яркими звездами, а в реальности оно тёмное, так как количество звезд и галактик исчислимо.
Большой отскок
Эта интересная альтернативная Большому взрыву теория говорит о том, что до нашей Вселенной существовала другая. Таким образом, если рождение Вселенной, а именно Большой взрыв, рассматривали как уникальное явление, то в данной теории это лишь одно звено из цепи реакций, в результате которых Вселенная постоянно воспроизводит саму себя.
Из теории следует, что Большой взрыв не является точкой начала времени и пространства, а появился и результате предельного сжатия другой Вселенной, масса которой, по этой теории, не равна нулю, а лишь близка этому значению, при этом энергия Вселенной мс бесконечна. В момент предельного сжатия Вселенная имела максимальную энергию, заключенную в минимальный объем, в результате чего произошел большой отскок, и родилась новая Вселенная, которая также начала расширяться. Таким образом, квантовые состояния, существовавшие в старой Вселенной, просто изменились в результате Большого отскока и перешли в новую Вселенную.
В основе новой модели рождения Вселенной лежит теория петлевой квантовой гравитации, которая помогает заглянуть за Большой взрыв. До этого считалось, что все во Вселенной появилось в результате взрыва, поэтому вопрос о том, что же было до него, практически не ставился.
Данная теория принадлежит к числу теорий квантовой гравитации и объединяет в себе общую теорию относительности и уравнения квантовой механики. Предложили ее в 1980-х гг. такие ученые, как Э. Аштекар и Л. Смолин.
Теория петлевой квантовой гравитации говорит о том, что время и пространство дискретны, т.е. состоят из отдельных частей, или маленьких квантовых ячеек. На малых масштабах пространства и времени ни ячейки создают разделенную прерывистую структуру, а на больших — появляется гладкое и непрерывное пространство-время.
Рождение новой Вселенной происходило в экстремальных условиях, которые заставляли квантовые ячейки отделяться друг от друга, этот процесс и был назван Большим отскоком, т.е. Вселенная не появилась из ничего, как при Большом взрыве, а начала быстро расширяться из сжатого состояния.
М. Божовальд стремился получить сведения о Вселенной, предшествующей нашей, для чего несколько упростил некоторые квантово-гравитационные модели и уравнения теории петлевой квантовой гравитации. В данные уравнения входят несколько параметров состояния нашей Вселенной, которые необходимы для того, чтобы узнать, какой была предыдущая Вселенная.
Уравнения содержат взаимодополняемые параметры, позволяющие описать квантовую неопределенность об объеме Вселенной до и после Большого взрыва, и отражают тот факт, что ни один из параметров предшествующей Вселенной не сохранился после Большого отскока, поэтому в нашей Вселенной он отсутствует. Иными словами, в результате бесконечной цепи расширения, сжатия и взрыва, а затем нового расширения образуются не одинаковые, а разные Вселенные.
Теория струн и М-теория
Идея того, что Вселенная может постоянно воспроизводить себя, многим ученым кажется разумной. Некоторые полагают, что наша Вселенная возникла в результате квантовых флуктаций (колебаний) в предшествующей Вселенной, поэтому вполне вероятно, что в какой-то момент времени и в нашей Вселенной может возникнуть такая флуктация, и появится новая Вселенная, несколько отличная от настоящей.
Ученые идут в своих рассуждениях дальше и предполагают, что квантовые колебания могут произойти в любом количестве и в любом месте Вселенной, в результате чего появляется не одна новая Вселенная, а сразу несколько. На этом строится инфляционная теория возникновения Вселенной.
Образовавшиеся Вселенные отличны друг от друга, в них действуют разные физические законы, при этом все они находятся в одной огромной мегавселенной, но изолированы друг от друга. Сторонники данной теории утверждают, что время и пространство не появились в результате Большого взрыва, а существовали всегда в нескончаемой череде сжатия и расширения Вселенных.
Своего рода развитием инфляционной теории является теория струн и ее усовершенствованный вариант - М-теория, или теория мембран, которые строятся на цикличности мироздания. Согласно М-теории, физический мир состоит из десяти пространственных и одного временного измерения. В этом мире находятся пространства, так называемые браны, одной из которых и является наша Вселенная, состоящая из тpёx пространственных измерений.
Большой взрыв — результат столкновения бран, которые под воздействием огромного количества энергии разлетелись, затем началось расширение, постепенно замедлившееся. Выделенные в результате столкновения излучение и вещество остывали, появились галактики. Между бранами находится положительная по плотности энергия, вновь ускоряющая расширение, которое через некоторое время снова замедляется. Геометрия пространства становится плоской. Когда браны вновь притягиваются друг к другу, квантовые колебания становятся сильнее, геометрия пространства деформируется, а места таких деформаций в будущем становятся зародышами галактик. Когда браны сталкиваются друг с другом, цикл повторяется.
В перечисленных выше научных концепциях возникновения Вселенной отсутствует Творец как созидающая одухотворенная сила. Однако кроме них существуют иные теории появления мироздания, в которых в качестве созидающего фактора выступает Высший разум, названный в каждой из теорий по-разному.
В рамках общепризнанной ныне теории Большого взрыва специалисты выделяют четыре основных этапа эволюции Вселенной:
Адронная эра: при очень высоких температурах и плотности в самом начале существования Вселенной материя состояла из элементарных частиц, прежде всего из адронов. Этот этап длился одну десятитысячную долю секунды, но именно тогда взаимодействие между частицами (ядерная сила) было наиболее интенсивным;
Лептонная эра: в это время температура была достаточно высокой, чтобы обеспечить интенсивное возникновение электронов, позитронов и нейтрино, именно тогда и образовалось так называемое нейтринное море, благодаря которому и началось реликтовое излучение;
Фотонная эра; собственно с окончанием фотонной эры, когда температура Вселенной снизилась до определённого значения, а вещество было отделено от антивещества, и заканчивается широкая фаза Большого взрыва. В сумме адронная, лептонная и фотонная эры составляют примерно одну тридцатитысячную часть возраста Вселенной;
Звёздная эра: основной этап существования Вселенной, который продолжается и в настоящее время. На этом этапе Вселенная расширяется, вещество образовывает звёзды, планеты, звёздные системы, галактики и так далее, вплоть до появления жизни и разумных её форм.
Гипотезы происхождения Солнечной системы.
1.Немецкий философ Эммануил Кассет в 1755 г. высказал идею происхождения Вселенной из первичной материи, состоящей из мельчайших частиц. Образование звезд, Солнца и других космический тел, по его мнению, произошло под воздействием сил притяжения и отталкивания в условиях хаотического движения частиц.
2.Французский математик П. Лаплас (1796 г.) связывал образование солнечной системы с вращательным движением разряженной и раскаленной газообразной туманности, приведшим к возникновению сгустков материи – зародышей планет. По гипотезе Канта-Лапласа, первоначально раскаленная Земля охлаждалась, сжималась, что привело к деформации земной коры.
3.По гипотезе О. Ю. Шмидта (1943 г.) планетная система образовалась из пылевой и метеорной материи при попадании ее в сферу Солнца. Первоначально холодные Земля и другие планеты постепенно разогревались под воздействием энергии радиоактивного распада гравитационных и других процессов, а затем остывали.
4.Советский астроном В. Г. Фесенков в 50-е годы предложил решение проблемы с точки зрения образования Солнца и планет из общей среды, возникшей в результате уплотнения газопылевой материи. При этом предполагалось, что Солнце образовалось из центральной части сгущения, а планеты – из внешней частей.
5.По современным представлениям, тела Солнечной системы формировались из первично холодной космической твердой и газообразной материи путем уплотнения и сгущения до образования Солнца и прото планет. Астероиды и Метеориты считаются исходным материалом планет Земной группы (Меркурий, Венера, Земля, и Марс – небольшие по размерам; высокая плотность, малая масса атмосферы, небольшая скорость вращения вокруг своей оси); а кометы и метеоры – планет-гигантов (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон – огромные размеры, низкая плотность, плотная атмосфера с H2, Ge и метаном, высокая скорость вращения). Формирование современных оболочек Земли связывается с процессами гравитационной дифференциации первоначального однородного вещества.
Самая передовая гипотеза – это объяснение возникновения Вселенной теорией Большого взрыва. В соответствии с этой теорией ~ 15 млрд. лет назад наша Вселенная была сжата в комок, в миллиарды раз меньше булавочной головки. По математическим расчетам ее диаметр был равен, а плотность близка к бесконечности. Такое состояние называется сингулярным – бесконечная плотность в точечном объеме. Неустойчивое исходное состояние вещества привело к взрыву, породившему скачкообразный переход к расширяющейся Вселенной.
Самый ранний этап развития Вселенной называется инфляционным – его период до 10-33 секунды после взрыва. В результате возникают пространство и время. Размеры Вселенной в несколько раз превышают размеры современной, вещество отсутствует.
Следующий этап – горячий. Выброс тела связан с высвободившейся энергией при Большом взрыве. Излучение нагрело Вселенную до 1027 К. Затем наступил период остывания Вселенной в течение ~500 тысяч лет. В результате возникла однородная Вселенная. Переход от однородной к структурной происходил от 1 до 3 млрд. лет.
Сознание производно от материи и духа и обладает свободой (в отличие от духа, у которого всё детерминировано) и по этой причине - субъективностью, которая может быть объяснена тем, что носитель сознания (индивид) не может отобразить во всей полноте материю и дух, что требуется для истинного знания, а отображает только их часть. Эта субъективность преодолевается во времени благодаря коллективному разуму человечества, исходя из опыта бытия, и устремляет процесс познания духа и материи в бесконечность. Не только потому, что процесс полного познания сложной истины возможен только в пределе, но и по причине того, что постоянно изменяющийся материальный мир ставит всё новые задачи. Высокоорганизованная материя, представленная человечеством, активно отображается сама на себя как в прямом смысле (генетика), так и на своё сознание. Отображение на сознание создаёт духовный продукт (этику), что является отображением части всеобщего Духа (закона мирозданья и его движителя) применительно к человечеству и его природному окружению. Этика - наука о разграничении добра и зла. Добро - это взаимоотношения людей, а также отношение людей к природе, которые способствуют самоутверждению человечества через полноценное и гармоничное развитие во всех аспектах человеческого бытия, а зло наоборот способствует самоотрицанию и самоуничтожению. Самосохранение и развитие - всеобщий закон существования разумных существ, а отклонение от него является аберрацией в отображении всеобщего Духа, что приводит к полному самоуничтожению. Понятия Духа и всеобщего Духа качественно различаются: первое понятие имеет отношение к всеобщему закону и причине развития материального мира в части неживой природы, второе имеет отношение к материальному миру вообще, включая высокоорганизованную материю, наделённую природой Сознанием.
Сознание производно от всеобщего Духа и Материи в том смысле, что само существование и развитие его является следствием активного отображения последних двух на первом. Процесс познания (отображения) их бесконечен, но приближается к истинному.
С появлением в развивающемся материальном мире высокоорганизованной материи, наделённой Сознанием, Дух получает новое качество: к внешней необходимости как причине и закону протекания материальных процессов добавляется сознательная (субъективная) составляющая. В зависимости от того, как она вписывается в гармонию всеобщего Духа, будет определяться сама судьба высокоорганизованной материи, наделённой природой Сознанием.
Материя, всеобщий Дух и Сознание обуславливают дальнейший ход развития всего сущего. Первые два, активно отображаясь на третьем, приводят к его развитию, а как следствие - к соответствующему изменению материального мира.
Великий ученый Ньютон, открывший законы движения небесных тел, как бы разоблачивший величайшую тайну мироздания, был верующим человеком и занимался богословием. Когда он произносил имя Божие, то всякий раз благоговейно вставал и снимал шляпу.
Великий Паскаль, гений математики, один из творцов новой физики, был не просто верующим, но и одним из величайших религиозных мыслителей Европы. Паскаль сказал: “Все противоречия, которые более всего, по-видимому, хотят удалить меня от позиции религии, более всего и привели к ней”.
Великий основатель всей современной бактериологии, мыслитель, глубже других проникший в тайну органической жизни – Пастер говорит: “Чем более я занимаюсь изучением природы, тем более останавливаюсь в благоговейном изумлении перед делами Творца”.
Даже Дарвин, учение которого было, потом использовано полуучеными для опровержения веры в Бога, был всю свою жизнь очень верующим человеком и в течение многих лет был церковным старостой в своем приходе. Он никогда не думал, что его учение может противоречить вере в Бога. После того, как Дарвин изложил свое учение об эволюционном развитии животного мира, его спросили, где начало цепи развития животного мира, где первое звено его? Дарвин ответил: “Оно приковано к Престолу Всевышнего”.
Великий геолог Ляйель, пишет: ” При всяком исследовании мы открываем яснейшие доказательства предусмотрительности, силы и мудрости творческого разума Бога” Ученый историк Мюллер заявляет: “Только с познанием Господа и по основательному изучению Нового Завета я стал понимать смысл истории”
Тема смерти для атеистов своеобразное табу – о ней не принято говорить, нехорошо думать, нужно жить так, как будто её не существует. Но метафизический страх перед смертью существует, более того, его незримая власть над психикой, её бессознательными импульсами огромна. Это доказывает даже самый поверхностный анализ произведений современного искусства. Современный психоанализ также немыслим без работы над бессознательными импульсами ужаса перед неизбежностью смерти, ведь для современного человека подавленный и вытесненный страх смерти - источник неврозов.
Мир, в котором мы живём на первый взгляд, кажется безопасным, в нём нет хищников, ожидающих свою жертву, готовых в каждую секунду нанести смертельный удар, в нём, как будто бы, побеждены страшные эпидемии. Но в глубине души каждый знает, что победа над смертью иллюзия и ни одному человеку не дано изменить естественный ход событий. Можно отодвинуть конечное событие своей жизни, но принципиально ничего изменить нельзя, остаётся пассивно, и, по мере возможности, спокойно ожидать своей участи. К ужасу осознания собственной конечности присоединяется осмысление хода развития человечества, как не имеющей смысла "дурной бесконечности", нескончаемой смены умерших вновь рожденными.
Что будет за пределами жизни не знает никто, но атеисты, утверждая, что после смерти человек навсегда уничтожается вечным Ничто, не оставляют в качестве надежды даже маленькой лазейки. Нет ничего разрушительнее для психики, нет ничего хуже для воспитания, чем такой якобы научный и последовательный материализм. Наиболее вредны философские системы, основанные на отрицании Вечного и Божественного, возводящие в аксиому то, что смерть неизбежна и является имманентной частью существования живого. Материалистические мыслители, такие как Ж. П. Сартр, представляют тупиковую ветвь самого отталкивающего вида философии - атеистического экзистенциализма. Их мировоззрение пессимистично, а атеистические системы слишком расплывчатые, неоформленные и недоговоренные. Да и как может быть иначе? Ведь критика идеи Бога и идеи души не более чем деструкция без позитива. Попытки экзистенциальных материалистов из своих анти жизненных философских систем вывести психологические и психотерапевтические рекомендации закономерно оборачиваются провалом, поскольку нельзя из глубоко пессимистических учений вывести что-либо поддерживающее и вдохновляющее. Подобные философы утверждают, что благодаря осознанию того, что после смерти человека ждет Ничто, он пытается реализовать свои возможности и достичь глубокого аутентичного бытия. На самом деле подобное мировоззрение лишь усиливает страх и ужас. Не случайно тот же Сартр, в вечных поисках забвения от придуманных им философских истин, был представителем крайне левых взглядов и защитником кровавых методов. По мнению Сартра смерть последняя возможность, благодаря которой экзистенция может достигнуть высшей формы –это ни на чем ни основанное утверждение.
Негативные последствия атеистического мировоззрения колоссальны, но его разрушительные силы оценить сложно: кто считал количество людей страдающих депрессией, вызванной страхом смерти, кто считал суициды, совершенные именно по этой причине?
Идеологическая пустота повседневности, попытка забвения, замалчивания проблемы осознания смерти, и, тем более, атеистический экзистенциализм также как любые другие новомодные материалистические системы, - все это тупики, которые ведут к одним только негативным последствиям.
Так что же такое вселенная? Это все, что существует. Начиная от малейших частиц, которые можно увидеть под микроскопом, заканчивая бесконечными звездами и галактиками. Это все, что нас окружает.
Давайте рассмотрим самые основные и популярные из них. Пожалуй, самой удобной и простой теорией является креационизм. Теория о том, что вселенная, как и все остальное было создано по воле Бога. Эта теория удобна тем, что по сути больше никаких объяснений и не нужно. Бог создал, а тебе остается только верить. Также креационизм имеет свое летоисчисление, так как теория отрицает процесс эволюции. Креационизм утратил свое доминирующее влияние в конце 19 века в связи с развитием науки.
Кант и его космологическая модель. Многие ученные поддерживали мнение о бесконечности вселенной, зная, что она однородна и статична. Хоть и идея принадлежала Исааку Ньютону, ее развитием, продвижением и подтверждением занимался Эммануил Кант. Из всех доказательств Канта следует, что в условиях огромного мира без конца и начала может существовать огромное количество вариантов, с появлением любого биологического вида. Эволюционная теория Дарвина, которая является одной из самых популярных, была выдвинута именно на основе космологической модели Канта.
В принципе, мы могли бы заглянуть еще чуть дальше — вплоть до возраста 379 тысяч лет после Большого Взрыва. Почему именно такая цифра? Скоро узнаем.
Современные теории позволяют описать всё, что происходило, начиная от одной сотой секунды от Большого взрыва и до сего дня. Все нужные для этого законы являются надежно установленными, поэтому получаемую с их помощью информацию можно считать вполне достоверной. Принципиальные трудности возникают лишь при попытке продвинуться еще ближе к началу мира, то есть внутрь первой сотой доли секунды. Здесь мы выходим за рамки Стандартной модели и попадаем в область гипотетических теорий. И тем не менее научные гипотезы простираются вплоть до 10 -35 с! Ещё ближе к началу мира, возможно, позволит в будущем приблизиться теория суперструн.
Большой взрыв. По каким бы причинам ни возникла Вселенная, она начинает свою жизнь с планковского размера по всем измерениям (порядка 10 -35 м) и планковской температуры (порядка 10 32 К).
В этот начальный момент все 9 или 10 пространственных измерений свернуты в комок. Но уже через планковский квант времени (5x10 -44 с) три пространственных измерения начинают расширяться, а оставшиеся сворачиваются определенным образом (свойства свернутых измерений определяют все фундаментальные константы нашего мира, а значит, и то, какие именно частицы потом в нем родятся).
Разворачивание трех пространственных измерений подстегивается само собой и становится скачкообразным. Этот этап расширения Вселенной, называют инфляционным, оно происходит во много раз быстрее обычного хаббловского расширения. Примерно за 10 -32 секунды Вселенная раздулась в неимоверное число (10 50 ) раз.
Поначалу в горячей Вселенной бурно рождаются как частицы, так и античастицы. На каждый миллиард обычных частиц рождается почти столько же античастиц — но всё же на одну меньше. Затем частицы и античастицы аннигилируют, и вся их энергия превращается в излучение. Во Вселенной остается лишь жалкий клочок обычной материи. Из него-то и будут построены в дальнейшем все звезды и галактики.
К концу первой секунды расширения Вселенная остыла настолько, что кварки начинают группироваться в адроны, включая протоны и нейтроны. И с этого же момента начинается первичный ядерный синтез, который продолжается три минуты. Четверть всех ядер, сформировавшихся за это время — это гелий, чуточку дейтерия, а остальные три четверти — протоны. Таким и будет состав первых звезд.
Через 3 минуты Вселенная расширилась настолько, что столкновения ядер, в результате которых могли бы образовываться новые ядра, становятся огромной редкостью, и синтез ядер прекращается.
К исходу первых трёх минут Вселенная представляет собой раскаленное до миллиарда градусов море частиц — ядер и лептонов. Высокая температура не позволяет им объединиться в атомы. Это состояние раскаленной плазмы.
Через 379 тысяч лет Вселенная охладилась достаточно (до 3000 градусов), чтобы из ядер и электронов могли образоваться нейтральные атомы. Среда становится прозрачной для света и остается таковой до сих пор. Говорят, что в этот момент излучение отделилось от вещества: с тех пор излучение расширяется и остывает само по себе, а вещество эволюционирует само по себе. Реликтовое тепловое излучение с характерной длиной волны около 4 см — это и есть то самое отделившееся излучение.
После отделения излучения от вещества началась тёмная эпоха — звезд еще не было, и светить было некому. На протяжении сотен миллионов лет вещество стягивалось к местам случайных первоначальных сгустков темной материи.
Через 600 миллионов лет после Большого взрыва стали формироваться галактики. Плотные и холодные облака газа сжимались, разогреваясь изнутри — и вот зажглись первые звезды. В их недрах начался синтез более тяжелых элементов, вплоть до железа. Через пару миллиардов лет Вселенная стала отдаленно напоминать то, что мы видим сегодня.
Массивные звезды первого поколения кончали свои жизни грандиозными взрывами, во время которых возникли элементы тяжелее железа. Потом из этого вещества сформировались звездные системы второго поколения, в том число и наша.
Процесс звёздообразования продолжается и сейчас, хотя темп его постепенно замедляется, поскольку запасы межзвездного вещества расходуются быстрее, чем пополняются.
Но история космологии уже неоднократно демонстрировала нам, что картины, нарисованные совсем недавно, неожиданно оказываются устаревшими.
Реальность бесконечно разнообразнее и интереснее наших сегодняшних представлений о ней. Работы для физиков и космологов — непочатый край!
Читайте также: