Какие идеи положили начало современной космологии кратко

Обновлено: 05.07.2024

Название работы: Важнейшие идеи современной космологии

Предметная область: Логика и философия

Описание: Теория большого взрыва и теория инфляционной Вселенной. Космологией называется раздел физики изучающий происхождение и строение Вселенной как целого. Идея бесконечности Вселенной подкреплялась у него тем соображением что иначе под действием гравитации все вещество слилось бы в единую массу.

Размер файла: 23.21 KB

Работу скачали: 3 чел.

Лекция №7. Важнейшие идеи современной космологии.

1. Формирование научной космологии

2.Теория большого взрыва и теория инфляционной Вселенной.

3. Антропный принцип в космологии.

1. Формирование научной космологии.

Космологией называется раздел физики, изучающий происхождение и строение Вселенной как целого. Эмпирическим основанием космологии является внегалактическая астрономия. Ее теоретический фундамент составляют основные физические теории, среди которых особую роль играет теория тяготения. Первая научная космология построена И. Ньютоном на основе открытого им закона всемирного тяготения. Вслед за Дж. Бруно, Г. Галилеем и другими предшественниками, И. Ньютон считал, что Вселенная бесконечна, вечна и находится в стационарном (т. е. устойчивом, относительно неизменном) состоянии. Идея бесконечности Вселенной подкреплялась у него тем соображением, что иначе под действием гравитации все вещество слилось бы в единую массу.

Но Э. Галлей сразу заметил, что в такой Вселенной сила гравитации должна быть в каждой точке бесконечной. Сознавал данную проблему и сам Ньютон. В дальнейшем этот вывод был подтвержден и получил название гравитационного парадокса, или парадокса Зеелигера. Некоторые современные авторы считают, что в свете новой науки такого парадокса не возникает, но при этом указывают, что во Вселенной Ньютона сила гравитации в каждой точке должна быть неопределенной

Идею преодоления таких парадоксов на почве классической механики выдвинул еще в XVIII в. известный философ И. Кант. Он предложил “островную” теорию строения космоса, которую поддержали и развили И. Ламберт и У. Гершель. Сформировалось представление о Вселенной как о бесконечной иерархии систем, подобных солнечной планетарной системе. абсолютный центр Вселенной.

Современная космология называется релятивистской (от лат. relativus относительный), т. к. в ней большую роль играют обе теории относительности А. Эйнштейна специальная и, особенно, общая. В релятивистской космологии преодолеваются парадоксы старой космологии. Но под Вселенной в ней понимается уже не весь универсум, а только совокупность тел, производных от определенной субстанции физического вакуума, природа и свойства которого рассмотрены в предыдущих лекциях. По современным представлениям, наша Вселенная существует "всего" около 1315 млрд. лет и имеет ограниченный объем (хотя теоретически возможны и модели с бесконечным пространством и временем).

Из конечности объема Вселенной не следует, что она где-то имеет границы, препятствующие движению. Топологически Вселенная замкнута на себя, подобно поверхности шара. Но если из любой ее точки протянуть радиусы в пространство, то площадь сферы, замыкающей концы этих радиусов, сначала будет увеличиваться, а с некоторого момента начнет уменьшаться, пока они не "уткнутся" в ту же точку, из которой вышли. Нет оснований считать, что наш физический вакуум какая-то абсолютная первоматерия. Поэтому современная космология допускает, что кроме нашей Вселенной, могут существовать иные миры (видимо, бесконечно многие), в основе которых лежат субстанции с другими свойствами и параметрами.

2. Гипотеза Большого взрыва и теория инфляционной Вселенной.

Еще в 1927 г. бельгийский астроном Г. Леметр предложил т. н. гипотезу Большого взрыва, а Дж. Гамов в 50-х гг. принял ее как версию своей теории горячей Вселенной. Согласно этой гипотезе, расширение Вселенной началось благодаря взрыву т. н. сингулярности, при котором вещество приобрело колоссальные скорости, а сейчас это расширение продолжается по инерции. В 1970 г. Ст. Хокинг и Р. Пенроуз пришли к выводу, что неограниченное продолжение геодезических линий в пространстве в определенных условиях невозможно. Этот математический результат был истолкован в пользу существования сингулярности и Большого взрыва, и именно на 70-е гг. приходится пик популярности данной гипотезы. Однако в дальнейшем работы ряда отечественных и зарубежных специалистов показали, что полное сжатие пространства по всем трем направлениям невозможно. По одному из них оно непременно сменяется расширением, а с приближением к сингулярности должен наблюдаться т. н. отскок общая смена сжатия расширением.

Физически гипотеза Большого взрыва также представляется во многом странной. Ни в каком ином случае наука не сталкивается с единичными сингулярностями и единичными процессами. Далее: в состоянии сингулярности должно прекращаться действие всех физических законов (в т. ч., законов ОТО), в силу чего нельзя научно объяснить процесс порождения Вселенной. Непонятно также, почему скорость “разлетания” галактик пропорциональна их удалению от нас, как будто мы находимся в точке Большого взрыва. Неясно и само это возрастание скоростей: при взрыве и дальнейшем движении “осколков” по инерции так не бывает. Еще сложнее объяснить при таком подходе открытое в 2000 г. ускорение разлетания Вселенной.

3. Антропный принцип в космологии.

В космологии чаще всего невозможно поставить проверочный эксперимент: слишком велики масштабы изучаемых явлений. Наблюдения за процессами также не всегда дают нужный результат, т. к. длительность этих процессов порой в миллионы раз превышает время существования человечества. Поэтому здесь очень высока роль методологических принципов. К ним относится и т. н. антропный принцип (от греч. anthropos человек). Считается, что он сформулирован в 1974 г. Б. Картером. Эта формулировка гласит: “То, что мы ожидаем наблюдать, должно быть ограничено условиями, необходимыми для нашего существования как наблюдателей”. Но подобные идеи высказывались и прежде. Напр., в 1955 г. отечественный космолог А.Л. Зельманов фактически сформулировал тот же принцип в виде остроумного замечания: “мы являемся свидетелями процессов определенного типа потому, что процессы другого типа протекают без свидетелей”.

Есть разные "версии" (трактовки) антропного принципа, но в философском плане среди них выделяются версии слабая и сильная. “Слабая” версия рассматривает существование человека как логическую посылку суждений об исходных состояниях и возможных процессах во Вселенной, не придавая ему более широкого значения. Именно такая позиция и выражена в формулировках Картера и Зельманова, если понимать их буквально. Они просто требуют, чтобы при построении космологических гипотез учитывался факт существования познающего человека. Ничего необычного в таком требовании нет, нет в нем и ничего специально-космологического. Любая теория должна учитывать все наличные факты, в т. ч. высшие результаты развития изучаемого предмета. Последнее особенно важно, т. к. в этих результатах наиболее полно раскрывается сущность вещей, их задатки и условия развития. Но с формальной стороны это не порождает какой-то специфичности. Речь идет, собственно, о рядовом случае применения логического закона контрапозиции: Если из А следует Б, то из не-Б следует не-А. Напр., если бы галактики сближались, то люди не могли бы существовать (из-за высокой радиации); но люди существуют, следовательно, галактики (как правило) не сближаются.

Но “сильная” версия трактует наше существование как онтологическую целевую предпосылку формирования Вселенной, т. е. как фундаментальное условие ее бытия и развития. У этой версии есть множество вариантов, так что ее общее понятие как бы расплывается. Идеологи вообще любят недостаточно определенные понятия, которые удобно приспосабливаются к любой нужной интерпретации (как в другом случае, напр., понятие цивилизации). Обычно сторонники "сильной" версии утверждают, что при малейшем отклонении фундаментальных физических констант от их современных значений существование жизни и людей стало бы невозможным. Напр., будь чуть выше константа тяготения, звезды обратились бы в “черные дыры” или стали бы, наоборот, недостаточно горячими. Если изменить константу сильного взаимодействия, цепочки ядерных реакций якобы не дойдут до углерода и азота, из которых построены живые тела. При изменении постоянной тонкой структуры атомы стали бы непрочными; и т. д. Но вероятность случайного выпадения нужных значений многих величин при таком их точечном подборе близка к нулю.

Отсюда делается вывод, что этот подбор осуществлялся сознательно и целенаправленно некоей “Суперсистемой

С самых ранних веков человечество задавалось вопросами о том, какое место оно занимает в мире, что его окружает и как это называется. Как оказалось, звёзды и планеты являются частицами Вселенной, в которой мы находимся. Знания об этих элементах, теории о возникновении мира, физические гипотезы, математические законы, философия – все это впоследствии включилось в одну единую науку. Которую, как известно, назвали космология. Далее мы хотели бы рассказать об основах современной космологии, ее достижениях и концептуальных взглядах.

Возникновение современной космологии

Если говорить о периоде, когда вышеназванная наука получила наибольшее развитие, то стоит сказать о 20 веке. Тогда Альберт Эйнштейн выдвинул сразу несколько теорий относительно Вселенной. Впоследствии он доказал их на примере уравнения гравитационного поля. Обозначенные исследования были связаны с общей теорией относительности. Которая, к тому же, на тот момент получила общественную огласку.

В своем первой работе (Космологические соображения к общей теории относительности) Эйнштейн вывел три предположения. В них он рассматривал Вселенную однородной, стационарной и изотропной.

Как мы уже сказали, для доказательства сказанного он использовал уравнения гравитационного пола. Интересно, что в него учёный ввёл дополнительную переменную. В итоге, удалось получить решение задачи. Именно оно послужило доказательством его предположений. Получается, что Вселенная имеет определенные границы и положительную кривизну.

Однако, на этом исследования не закончились. Следующим работу над уравнением продолжил Александр Александрович Фридман (1922 г). Он выдвинул другое, нестационарное решение. Согласно его мнению, Вселенная расширялась из начальной сингулярности.

Впоследствии предположение Фридмана подтвердилось. В то время, когда Эдвин Хаббл открыл космологическое красное смещение. За счет вышеназванных открытий удалось получить актуальную и в данный момент теорию Большого Взрыва. Если говорить обобщенно, фундаментом современной космологии являются именно открытия 20 века. Несмотря на то, что начало изучения науки было положено в гораздо более ранние времена.

На самом деле современная космология установила возраст вселенной. По примерным подсчетам учёных он составляет 13,8 миллиарда лет.

Принятая в настоящее время периодизация

На данный момент самой ранней эпохой считается планковское время. Потому как наиболее ранние теоретические идеи возникли именно в этот период. Согласно имеющимся данным, в этом периоде гравитационное взаимодействие стало самостоятельным. К тому же, оно отделилось от остальных фундаментальных сил. Следующий период обозначается в науке, как появление первых частиц кварков и разделение сил взаимодействия. Так как эпоха обусловлена более поздним промежутком времени, то ученые смогли получить достаточно подробное описание всех происходящих тогда процессов.

По-видимому, последний же отрезок характеризуется созданием небесных тел (звезд), галактики и Солнечной системы в целом. Более того, это время и по сей день считается незавершённым.

Стоит отметить, что одной из одной из важнейших эр для эволюции Вселенной является эра рекомбинации. Именно в это время Вселенная стала прозрачной для излучения, а значит его можно увидеть, например, в виде реликтового фона. Подобный эксперимент стал наглядным подтверждением наличия моделей Вселенной.

Развитие современной космологии как науки

Прежде, чем перейти к современным достижениям в области космологии, стоит сказать о некоторых других этапах исследований. В первую очередь нужно отметить труды Николая Коперника (15 век). В своих работах он обобщил все накопленные за прошлые периоды знания. Сюда же вошли труды Самосского, Леонардо да Винчи, Гераклита и Кузо. Основой идеи стало то, что Солнечная система была инерциальной. То есть, в центре находилось солнце. вокруг которого двигались планеты, в том числе и Земля.

Несколько позднее свой вклад в космологию внес Кеплер . В конце концов, он основал три важнейшие теории. На самом деле именно их впоследствии использовал Ньютон для законов динамики. В остальном же, другие наиболее существенные открытия произошли в 20 веке. Как мы уже упоминали выше, первыми своими наработками поделились Эйнштейн, Фридман и Хаббл. Далее же Фриц Цвикки выдвигает идею о существовании определенного вещества. Которое не реагирует с электромагнитным излучением, но участвует в гравитационном воздействии. Его решили назвать темной материей.

Следующими выделились Гамов (с теорией горячей Вселенной), Пензиас и Вилсон (которые открыли изотропный источник помех в радиодиапазоне).

В заключении, можно сказать что физические законы достаточно плотно связаны с космологией. Так как многие результаты и доказательства теорий были обоснованы именно с физической точки зрения.

Основные концептуальные взгляды космологии

На самом деле идей возникновения Вселенной несколько. Одну из них можно назвать теологической. То есть той, которая прописана в Библии. Согласно писаниям, до определенного момента Вселенная была скрыта от других и являлась чем-то невидимым, недостижимым для чужих глаз.

Другие же предположения исходили из научных соображений. Первым был Эйнштейн, утверждавший, что Вселенная находится в стационарном положении. Впоследствии его опроверг Фридман, доказавший ее сужение и расширение за счет определенных движений. Далее, по результатам исследований Хаббла, выяснились наиболее точные расстояния от других галактик и была создана теория Большого взрыва.

На прошлом уроке мы с вами говорили о том, что во Вселенной существует огромное число галактик. Но что же такое Вселенная? Этот вопрос волновал не одно поколение людей. Существовавшие на каждом этапе развития человеческой цивилизации представления о строении мира можно считать космологическими теориями соответствующей эпохи. На этом уроке мы с вами поговорим о развитии космологических взглядов на строение мира. А также рассмотрим современную теорию возникновения и эволюции Вселенной.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Основы современной космологии"

Что же такое Вселенная? Этот вопрос волновал не одно поколение людей. По сути дела, существовавшие на каждом этапе развития человеческой цивилизации представления о строении мира можно считать космологическими теориями соответствующей эпохи.

Космология — это раздел астрономии, изучающий свойства, строение и эволюцию Вселенной в целом. Основу этой дисциплины составляют математика, физика, астрономия и философия.

А под Вселенной понимается совокупность наблюдаемых галактик всех типов и их скоплений, а также межгалактической среды.

Ранние формы космологии представляют собой религиозные мифы о сотворении и уничтожении существующего мира. А первой научно обоснованной космологической моделью Вселенной была геоцентрическая система мира Аристотеля — Птолемея. Мир считался ограниченным сферой неподвижных звёзд, за которой нет ничего.

Ещё примерно через 200 лет появилась новая космологическая модель — гелиоцентрическая система Николая Коперника. В центр мира Коперник поместил Солнце, вокруг которого вращались планеты (в числе которых и Земля). Хотя Вселенную Коперник по-прежнему считал ограниченной сферой неподвижных звёзд.

Модификацией системы Коперника была система Томаса Диггеса, в которой звёзды располагаются не на одной сфере, а на различных расстояниях от Земли до бесконечности.

Решительный шаг от гелиоцентризма к бесконечной Вселенной, равномерно заполненной звёздами, сделал итальянский философ Джордано Бруно. В частности, он первым предположил, что звёзды — это далёкие солнца и что физические законы во всем бесконечном и безграничном пространстве одинаковы.

Возникновение современной космологии связано с развитием в начале XX века общей теории относительности Эйнштейна и физики элементарных частиц. Однако, что интересно, сам Эйнштейн считал, что Вселенная однородна, изотропна и, главное, стационарна. Даже после того, как было обнаружено, что объекты во Вселенной постоянно меняются, Эйнштейн считал, что это никак не влияет на облик Вселенной.

Эта идея была для великого учёного настолько очевидной, что в своё основное уравнение ОТО он ввёл космологическую постоянную (иногда называемую лямбда-членом). Сделано это было для того, чтобы решения уравнения допускали пространственную однородность и статичность Вселенной.

Однако в 1922 году выдающийся российский математик Александр Александрович Фридман предложил нестационарное решение уравнения Эйнштейна. Его анализ показал, что ни при каких условиях решение не может быть единственным. Это означало, что невозможно точно ответить на вопрос о том, какой формой обладает Вселенная, каков её радиус кривизны и вообще, стационарна она или нет.

Но из расчётов Фридмана вытекали три возможных следствия, которые мы попробуем объяснить, оперируя только привычными нам понятиями теории тяготения Ньютона. Итак, предположим, что распределение вещества во Вселенной действительно является однородным. Тогда галактика, расположенная на поверхности шара произвольного радиуса, будет притягиваться к его центру согласно закону всемирного тяготения:

При этом все остальные галактики, лежащие вне этого шара, не могут изменить величины этой силы, так как их действия будут равны по абсолютной величине и направлены в противоположные стороны. Из этого следует, что наша исследуемая галактика движется к центру шара с ускорением, сообщаемым силами гравитации:

Уже из этой формулы следует, что Вселенная не может быть стационарной, поскольку в ней действуют силы тяготения.

Подтверждением нестационарной модели Вселенной стало открытие в 1929 году Эдвином Хабблом космологического закона расширения Вселенной — закона Хаббла.

Поясним это на простом примере. Пусть мы находимся в некоторой галактике А. Проведём через эту галактику прямую. На ней окажется несколько галактик, которые удаляются от нас со скоростями, подчиняющимися закону Хаббла.

Теперь перепрыгнем из нашей галактики А в какую-нибудь другую галактику В, удаляющуюся от нас, и попробуем определить скорости всех галактик относительно неё. Для этого мы с вами должны вычесть скорость галактики В из скоростей остальных галактик.

Как видим, мы с вами получили картину, которая принципиально ничем не отличается от первоначальной. То есть скорости удаления галактик по-прежнему пропорциональны расстоянию до них.

Для определения примерного времени начала наблюдаемого расширения Вселенной можно воспользоваться постоянной Хаббла.

А пока вернёмся к работам Фридмана и Хаббла, которые показали, что Вселенная не может быть стационарной. А взаимное удаление галактик указывает на то, что в прошлом они были значительно ближе друг к другу. Более того, расчёты, проведённые на основе космологических моделей Фридмана, указывали на то, что в момент начала расширения вещество Вселенной должно было иметь бесконечно большую плотность, заключённую в бесконечно малом объёме. Но почему же Вселенная начала расширяться?

Чтобы найти ответ на этот вопрос, независимо друг от друга бельгийский священник Жорж Леметр и советско-американский физик Георгий Антонович Гамов предложили новую модель горячей Вселенной. В соответствии с ней на ранних стадиях расширения Вселенная характеризовалась не только высокой плотностью вещества, но и его высокой температурой. Эта гипотеза получила название Большого взрыва.

Согласно этой теории, предполагается, что Вселенная возникла в результате взрыва из состояния сингулярности. Космологическая сингулярность — это состояние Вселенной в определённый момент времени в прошлом, продолжавшийся от 0 до 10 –43 степени секунд. В это время вещество имело планковскую энергию (10 19 ГэВ), планковский радиус (10 –35 м), планковскую температуру (10 32 К) и планковскую плотность (~10 97 г/см 3 ). Затем Вселенная начала расширяться и охлаждаться. По мере охлаждения в ней начинают образовываться протоны и нейтроны. Начиная с четвёртой минуты Вселенная остыла до такой степени, что начали образовываться стабильные ядра самых лёгких химических элементов — водорода и гелия. Спустя пять минут после начала расширения температура во Вселенной упала настолько, что термоядерные реакции прекратились. В это время вещество состояло из смеси ядер водорода (около 70 % массы) и ядер гелия (около 30 %).

Через 380 тысяч лет после Большого взрыва температура снизилась настолько, что стало возможным существование атомов водорода (до этого процессы ионизации и рекомбинации протонов с электронами находились в равновесии). Через миллион лет после начала расширения наступила эра вещества, когда из горячей водородно-гелиевой плазмы с малой примесью других ядер стало развиваться многообразие нынешнего мира.

Самым эффектным результатом теории горячей Вселенной Гамова стало предсказание космического фона излучения или реликтового излучения. Оно представляет собой фотоны, которые образовались через 380 тысяч лет после Большого взрыва, когда Вселенная стала прозрачной, а вещество в ней стало очень сильно разреженным. Поэтому образовавшиеся в это время фотоны избежали рассеяния и до сих пор достигают Земли через пространство продолжающей расширяться Вселенной. При этом Гамов в 1950 году вместе со своими сотрудниками смог оценить температуру этого остаточного излучения — всего около трёх кельвинов.

В 1964 году американским радиоастрономам Анро Пензиасу и Роберту Уилсону удалось обнаружить космический фон излучения и измерить его температуру. Она оказалась равной именно 3 К. Это было самое крупное открытие в космологии со времён открытия Хабблом общего расширения Вселенной. Таким образом, теория Гамова была полностью подтверждена.

Казалось бы, на этом всё. Теория горячей расширяющейся Вселенной, которая опирается на работы Фридмана и Гамова, стала общепризнанной. Но Вселенная ухмыльнулась над потугами людей её познать и подкинула новый вопросик: как в дальнейшем будет происходить моё расширение?

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо было найти зависимость скорости удаления галактики от расстояния до неё. Казалось бы, нет ничего проще, если использовать закон Хаббла. Но не всё так просто, само значение параметра Хаббла требуется сначала каким-нибудь способом установить. А для этого нужно измерить значения красного смещения для галактик, расстояния до которых уже вычислены другими методами, например с помощью фотометрического параллакса. Так, известно, что поток фотонов, приходящих от источника излучения и регистрируемых наблюдателем, обратно пропорционален квадрату расстояния до источника:

Таким образом, по известной мощности излучения (то есть светимости) наблюдаемого объекта и измерив поток света, можно вычислить, на каком расстоянии этот объект находится:

Сравнивая наблюдаемую яркость сверхновых в разных галактиках, можно определить расстояния до этих галактик.

Более того, учёные пришли к выводу о том, что наблюдаемое ускорение должно создавать неизвестный прежде вид материи, которая обладает свойством антигравитации. Так появился гипотетический вид энергии, названный тёмной энергией.

Открытие антитяготения, которое оказалось неожиданным для большинства людей, подтвердило предвидение Эйнштейна. Таким образом, великий и ужасный лямбда-член вернулся в уравнение общей теории относительности.

На основании этих данных учёными была предложена новая космологическая модель нашей Вселенной, которую назвали моделью Лямбда-СиДиЭм (ΛCDM). Новая модель позволила также уточнить возраст Вселенной —13,75 ± 0,11 миллиарда лет.

Таким образом, развитие современной космологии в очередной раз показало безграничные возможности человеческого разума, способного исследовать сложнейшие процессы, которые происходят во Вселенной на протяжении миллиардов лет.

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

УЧЕБНАЯ ДИСЦИПЛИНА: АСТРОНОМИЯ

Тема: Основы современной космологии

Познакомьтесь с лекционным материалом по теме.

Ответьте на вопросы:

1. Какая система Аристотеля стала первой научно обоснованной космологической моделью Вселенной?

2. Укажите новую космологическую модель.

3. Кто предложил новую космологическую модель?

4. Разделом какой науки является космология?

5. Что изучает космология?

6. Какими методами проверяются теоретические модели, описывающие наиболее общие свойства Вселенной?

7. Кем были разработаны первые космологические модели?

8. Какая из этих дисциплин не входит в основу космологии?

9. Кто создал общую теорию относительности?

С самых ранних веков человечество задавалось вопросами о том, какое место оно занимает в мире, что его окружает и как это называется. Звёзды и планеты являются частицами Вселенной, в которой мы находимся. Знания об этих элементах, теории о возникновении мира, физические гипотезы, математические законы, философия – все это впоследствии включилось в одну единую науку. Её назвали космология. Но что собой предста вляет современная космология и на чём она основана?

Как возникла современная космология

Если говорить о периоде, когда вышеназванная наука получила наибольшее развитие, то стоит сказать о 20 веке. Тогда Альберт Эйнштейн выдвинул сразу несколько теорий относительно Вселенной. Впоследствии он доказал их на примере уравнения гравитационного поля. Обозначенные исследования были связаны с общей теорией относительности, которая на тот момент получила общественную огласку.

Прежде всего, для доказательства сказанного он использовал уравнения гравитационного пола — ввёл дополнительную переменную. В итоге, удалось получить решение задачи. Именно оно послужило доказательством его предположений.

Получается, что Вселенная имеет определенные границы и положительную кривизну.

Однако, на этом исследования не закончились. Следующим работу над уравнением продолжил Александр Александрович Фридман (1922 г). Он выдвинул другое, нестационарное решение. По его мнению, Вселенная расширялась из начальной сингулярности.

Между прочим, предположение Фридмана подтвердилось — когда Эдвин Хаббл открыл космологическое красное смещение. За счет вышеназванных открытий удалось получить актуальную по сей день теорию Большого Взрыва. Если говорить обобщенно, фундаментом современной космологии являются именно открытия 20 века. Несмотря на то, что начало изучения науки было положено в гораздо более ранние времена.

На самом деле современная космология установила возраст Вселенной. Как оказалось, он составляет 13,8 миллиарда лет.

Принятая в настоящее время периодизация

Следующий период обозначается в науке, как появление первых частиц кварков и разделение сил взаимодействия. Так как эпоха обусловлена более поздним промежутком времени, то ученые смогли получить достаточно подробное описание всех происходящих тогда процессов.

Последний же отрезок характеризуется созданием небесных тел (звезд), галактики и Солнечной системы в целом. Более того, это время и по сей день считается незавершённым.

Стоит отметить, что одной из одной из важнейших эр для эволюции Вселенной является эра рекомбинации. Именно в это время Вселенная стала прозрачной для излучения. А значит его можно увидеть, например, в виде реликтового фона. Подобный эксперимент стал наглядным подтверждением наличия моделей Вселенной.

Как развивалась современная наука космология

Прежде, чем перейти к современным достижениям в области космологии, стоит сказать о некоторых других этапах исследований.

В первую очередь нужно отметить труды Николая Коперника (15 век). В своих работах он обобщил все накопленные за прошлые периоды знания. Сюда же вошли труды Самосского, Леонардо да Винчи, Гераклита и Кузо. Основой идеи стало то, что Солнечная система была инерциальной. То есть, в центре находилось солнце. вокруг которого двигались планеты, в том числе и Земля.

Несколько позднее свой вклад внёс Кеплер . В конце концов, он основал три важнейшие теории. На самом деле именно их впоследствии использовал Ньютон для законов динамики.

В остальном же, другие наиболее существенные открытия произошли в 20 веке. Как мы уже упоминали выше, первыми своими наработками поделились Эйнштейн, Фридман и Хаббл. Далее же Фриц Цвикки выдвигает идею о существовании определенного вещества — тёмной материи. Она не реагирует с электромагнитным излучением, но участвует в гравитационном воздействии.

Следующими выделились Гамов (с теорией горячей Вселенной), Пензиас и Вилсон (открыли изотропный источник помех в радиодиапазоне).

В заключении, можно сказать что физические законы достаточно плотно связаны с космологией. Многие результаты и доказательства теорий были обоснованы именно с физической точки зрения.

Основные концептуальные взгляды космологии

Другие же предположения исходили из научных соображений. Первым был Эйнштейн, утверждавший, что Вселенная находится в стационарном положении. Впоследствии его опроверг Фридман, доказавший её сужение и расширение за счёт определенных движений. Далее, по результатам исследований Хаббла, выяснились наиболее точные расстояния от других галактик и была создана теория Большого взрыва.

Читайте также: