- •Глава 1. Предмет и методы естествознания
- •1.2. Типы мировоззрений и развитие естествознания
- •1.3. Становление научного знания в процессе идеализации
- •1.4. Структура естественнонаучного познания
- •1.5. Уровни организации природы. Структурные уровни организации материи. Философское обоснование идеи развития
- •1.6. Философское обоснование научного познания
- •Глава 2. Основные этапы развития естествознания
- •2.1. Естествознание основных исторических периодов
- •2.2. Естествознание первобытного мира
- •2.3. Развитие естественнонаучных знаний в рамках древневосточных цивилизаций
- •2.4. Развитие науки в Древнегреческий период. Развитие натурфилософских идей в древнегреческий период
- •2.5. Система знаний в период средневековья
- •2. 6. Научные революции в естествознании
- •Глава 3. Своеобразие математического метода
- •3.1. Основные направления в философии математики
- •3.2. Основные этапы развития математических знаний
- •3.4 Кибернетика. Биокомпьютер. Эволюционное моделирование. Нейрокомпьютер
- •Глава 4. Концептуальные основы современной физики
- •4.3. Термодинамика – наука о теплоте
- •4.4. Электромагнитная концепция
- •Электроемкость, конденсаторы
- •4.5. Оптика.
- •4.6.Квантовая теория
- •Электрон и позитрон
- •Характеристики фундаментальных взаимодействий
- •Возникновение атомной и ядерной физики
- •Глава 5. Пространство и время
- •5.1. Биологические предпосылки пространства и времени. Виды пространств. Пространство и время натурфилософии
- •Глава 6. Синергетика.
- •6.2. Самоорганизация. Синергетика
- •Глава 7. Эволюция естественно-научных взглядов на вещество
- •Глава 8. Возникновение и развитие планеты земля
- •8.1. Эволюция планеты земля
- •8.2. Развитие жизни на земле. Геосфера.
- •Глава 9. Биосфера.
- •9.1. Развитие органического мира
- •9.3. Концепции происхождения жизни.
- •9.4. Теория биохимической эволюции. Хромосомная теория наследственности. Создание синтетической теории эволюции
- •9.5. Генная (генетическая) инженерия
- •Глава 10. Человек.
- •10.3. Формирование этики ответственности. Оон и охрана окружающей среды. Концепция устойчивого развития
- •Глава 11. Макромир
- •11.1. Особенности астрономии хх века. Новая астрономическая революция. Нестационарная релятивистская космология
- •10.2. Происхождение Вселенной. Модель горячей Вселенной. Большой взрыв
- •10.3. Поиск внеземных цивилизаций
- •10.4. Методологические установки неклассической астрономии
- •Глава 1. Предмет и методы естествознания.
Глава 11. Макромир
11.1. Особенности астрономии хх века. Новая астрономическая революция. Нестационарная релятивистская космология
С помощью сильных телескопов люди увидели многочисленные светлые пятна туманного вида, так и названные туманностями. Гершель и его сын Джон открыли множество таких туманных пятен, а к концу прошлого столетия было обнаружено, что некоторые из них имеют спиральную форму. Лишь в 20–е годы 20 века с помощью сильных телескопов удалось разложить туманности на звезды. Стало ясно, что – это далекие звездные системы, в которых звезд несравненно больше, чем в близких к солнцу шаровых скоплениях.
В 1912 году американский астроном Слайфер обнаружил эффект красного смещения в спектрах далеких от галактик: их смещенные линии оказались смещенным и к длинноволновому (красному) краю по сравнению с такими же линиями в спектрах источников, неподвижных относительно наблюдателя.
Теоретическим ядром космологии выступает теория тяготения. Релятивистскую космологию первым попытался построить Эйнштейн. В соответствии с методологическими установками о нестационарности Вселенной, он исходил из положения о неизменности свойств Вселенной, как целого времени (радиус кривизны он считал постоянным). Эйнштейн даже видоизменил теорию относительности, чтобы он удовлетворяла данному требованию, и ввел силу отталкивания, которая должна уравновесить взаимное притяжение звезд. Вселенная Эйнштейна пространственно конечна; она имеет конечные размеры, но не имеет границ. В этой модели пространственный объем Вселенной с равномерно распределенными в нем галактиками конечен, но не имеет границ. Оно не распространено бесконечно, во все стороны. А замыкается на само себя. Как и на поверхности сферы в нем можно совершать «кругосветные путешествия»; обитатель такой вселенной мог бы, послав в каком либо направлении какой-либо сигнал, со временем, обнаружить этот сигнал, который бы вернулся к нему с противоположной стороны, обогнув всю вселенную.
С критикой предложенной Эйнштейном космологической модели выступил наш выдающийся отечественный физик-теоретик А.Фридман. Именно Фридман, опубликовавший свою работу в 1922 году, впервые сделал из общей теории относительности космологические выводы, имеющие поистине революционное значение: он заложил основы нестационарной релятивистской космологии. Фридман показал, что теоретическая модель Эйнштейна является частным решением гравитационных уравнений для однородных и изотропных моделей, а в общем случае решения зависят от времени. Кроме того, они могут быть однозначными и не могут дать ответа на вопрос о форме Вселенной, ее конечности или бесконечности. Исходя из противоположного постулата (о возможном изменении радиуса кривизны мирового пространства во времени) Фридман нашел нестационарные решения «мировых уравнений Эйнштейна». Эйнштейн согласился с критикой молодого физика. Фридман показал, что решения уравнений общей теории относительности для Вселенной позволяют построить три возможные модели Вселенной.
В двух из них радиус кривизны пространства монотонно растет, и Вселенная расширяется (в одной модели их точки: в другой – с некоторой части конечного объема).
Третья модель рисовала картину пульсирующей Вселенной с периодически изменяющимся радиусом кривизны.
Выбор модели зависит от средней плотности вещества во Вселенной. Модели Вселенной Фридмана уже вскоре получили удивительно точное подтверждение в непосредственных наблюдениях движения далеких галактик – в эффекте «красного смещения», который свидетельствует о взаимном удалении всех достаточно далеких друг от друга галактик. Таким образом, в настоящее время наблюдается расширение Вселенной. Характер дальнейшей эволюции зависит от средней плотности вещества и его отношения с критической плотностью. Если средняя плотность окажется больше критической, то расширение Вселенной через некоторое время прекратится и сменится сжатием. Если средняя плотность меньше критической, то расширение будет продолжаться бесконечно долго. Иначе говоря, Вселенная будет сколь угодно долго расширяться. Но определение средней плотности вещества во Вселенной пока ненадежно.