Современная научная космология

Современная научная космология 

     

ОГЛАВЛЕНИЕ 

     ВВЕДЕНИЕ 3

1. СТАНОВЛЕНИЕ  КОСМОЛОГИИ 5

1.1. Древняя  космология 5

1.2. Начало  научной космологии 7

2. КОСМОЛОГИЧЕСКИЕ  ПАРАДОКСЫ 10

2.1. Фотометрический  парадокс 10

2.2. Гравитационный  парадокс 11

2.3. Термодинамический парадокс 11

2.4. Неевклидовы  геометрии 14

3. ТЕОРИИ  ХХ В. О ПРОИСХОЖДЕНИИ ВСЕЛЕННОЙ 16

3.1. Саморазвивающаяся  вселенная А.А. Фридмана 16

3.2. Открытие  красного смещения Э. Хаббла 17

3.3. Концепция  "Большого взрыва" 17

3.4. Модель "Горячей вселенной" 17

3.5. Модель "Холодной вселенной" 18

3.6. Открытие  реликтового излучения 19

4. СОВРЕМЕННАЯ  НАУКА О ПРОИСХОЖДЕНИИ ВСЕЛЕННОЙ 20

4.1. Тепловая  история или сценарий образования  крупномасштабной структуры Вселенной 20

4.2. Теория  о раздувающейся Вселенной 22

4.3. Обоснование  отсутствия начальной сингулярности  в развитии Вселенной 23

4.4. Теория  о пульсирующей Вселенной 24

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 26

Список  использованной литературы 27

ВВЕДЕНИЕ 

Проблема  зарождения и существования Вселенной  во все времена занимала

человечество. Небо, которое было доступно для  его обозрения, очень его

интересовало. Недаром астрономия считается одной  из самых древних наук. Для

изучения  вселенной в целом, в астрономии появилась новая наука-космология.

По определению  А.Л. Зельманова (1913-1987) космология - это совокупность

накопленных теоретических положений о строении вещества и структуре

Вселенной, как цельного объекта, так и отдельные  научные знания охваченного

астрономическими  наблюдениями мира как части Вселенной.

Выводы  космологии называются моделями происхождения и развития Вселенной.

Почему  моделями? Дело в том, что одним  из основных принципов современного

естествознания  является возможность проведения управляемого эксперимента над

изучаемым объектом. Только если можно провести любое количество экспериментов

и все  они приводят к одному результату, то на основе этих экспериментов

делают  заключение о наличии закона, которому подчиняется функционирование

данного объекта. Лишь в этом случае результат  считается достоверным с научной

точки зрения.

К Вселенной  это методологическое правило остается неприменимым. Наука

формулирует универсальные законы, а Вселенная  уникальна. Это противоречие,

которое требует считать все заключения о происхождении и развитии Вселенной

не законами, а лишь моделями, т. е. возможными вариантами объяснения.

Обращаясь к проблеме методологического обоснования  современной научной

космологии, мы не можем не коснуться вопроса  о надобности такой процедуры.

Действительно, как зарубежными (Х. Дингл, М. Мюнитц, Д. Норт, Ф. Типлер и

др.), так  и отечественными (Г.М. Идлис, В.В. , А. Турсунов и др.) авторами

проблема  эта ставилась и дебатировалась неоднократно. Полученные результаты,

в интересующем нас разрезе – направление  эволюции космологического знания,

т.е. в  вопросе о ее пути (методе) – можно, не претендуя на полноту, свести к

следующим положениям: 1) Космология имеет свой собственный предмет, отличный

от предмета физики или математики – физико-геометрический аспект Вселенной

как целого. 2) Предмет ее исследования задается языком математики. 3)

Следствия космологической теории должны получать в конечном счете опытное

(наблюдательное, экспериментальное) подтверждение  или опровержение, чем

утверждается  научный статус космологии. Под опытной  проверкой понимается

наблюдательная и экспериментальная – в той мере, в какой физика элементарных

частиц  сопряжена с космологией –  верифицируемость и фальсифицируемость

космологического  знания, производимая инструментальными  средствами. 4) Любые

попытки элиминировать эмпирическую верифицируемость космологического знания,

или реинтерпретировать ее, расцениваются как угроза ее научному статусу, а

поэтому, предварительно подвергнутые критике, должны быть выведены за пределы

собственно  научных исследований.

    

     

1. СТАНОВЛЕНИЕ  КОСМОЛОГИИ 

Современная космология - это астрофизическая  теория структуры и динамики

изменения Метагалактики, включающая в себя и  определенное понимание свойств

всей  Вселенной. Космология основывается на астрономических наблюдениях

Галактики и других звездных систем, общей теории относительности, физике

микропроцессов  и высоких плотностей энергии, релятивистской термодинамике и

ряде  других новейших физических теорий.

Данное  определение космологии берет в  качестве предмета этой науки только

Метагалактику. Это связано с тем, что все данные, которыми располагает

современная наука, относятся только к конечной системе - Метагалактике, и

ученые  не уверены, что при простой экстраполяции  свойств этой Метагалактики

на всю  Вселенную будут получены истинные результаты. При этом, безусловно,

суждения  о свойствах всей Вселенной являются необходимой составной частью

космологии. Космология сегодня является фундаментальной  наукой. И она больше,

чем какая-либо другая фундаментальная наука, связана  с различными

философскими  концепциями, по-разному понимающими устройство мира.

    

1.1. Древняя  космология 

Космология  берет свое начало в представлениях древних, в частности в

древнегреческой мифологии, где очень подробно и  достаточно систематизирование

рассказывается  о сотворении мира и его устройстве. Впрочем, мифология любого

народа, достаточно развитого для того, чтобы  создавать космологические мифы,

может похвастаться не менее интересными  идеями. И это не случайно. Огромный

мир вокруг нас всегда волновал человека. Он с  давних времен старался понять,

как устроен  этот мир, что такое в этом мире Солнце, звезды, планеты, как они

возникли. Это - из разряда тех вопросов, которые  принято называть «вечными»,

человек никогда не перестанет искать ответа на них.

После того как появилась философия, пришедшая вместе с наукой на смену

мифологии, ответ на эти вопросы стали  искать в основном в рамках философских

концепций, причем почти каждый философ считал своим долгом затронуть их.

Общепризнанным  итогом античной космологии стала геоцентрическая  концепция

Птолемея, просуществовавшая в течение  всего Средневековья.

С приходом Нового времени философия уступила свое первенство в создании

космологических моделей науке, которая добилась особенно больших успехов в XX

веке, перейдя  от различных догадок в этой области к достаточно обоснованным

фактам, гипотезам и теориям. При этом далеко не все ученые согласны с

вышеприведенным определением космологии, многие считают  ее учением о

Вселенной в целом, то есть учением обо всем, что существует.

Отвечая на закономерный вопрос, откуда мы можем знать, что происходит в

масштабах Вселенной, они исходили из очень  популярной методологической

установки, предполагающей, что на разных уровнях  существования природы

повторяются одни и те же законы, одно и то же устройство материальных систем.

Различия  могут быть лишь в масштабах. Такова, например, космология Фурнье

Дальба, английского физика, появившаяся  в 1911 году. Его Вселенная чем-то

похожа  на матрешку: Вселенные существуют одна в другой, меньшие внутри

больших, и в их устройстве проявляются одни и те же правила. К этому времени

уже были открыты первые элементарные частицы  и создана планетарная модель

атома. Так почему было не предположить, что  ядро атома - это солнце, а

электроны - планеты, на которых даже могут  жить люди. И где гарантия, что наш

мир не является такой же элементарной частицей для Мегамира.

Тем не менее, несмотря на всю грандиозность  этой идеи, Вселенная, устроенная

по этому  принципу, достаточно скучна и однообразна. В таком случае она

представляет  собой бесконечную совокупность одинаковых предметов.

Реальная  природа куда сложнее и многообразнее. Переход от одних масштабов к

другим, если этот переход достаточно велик, сопровождается и коренными

качественными изменениями. Микромир, о котором  мы уже говорили, оказался

совсем  не похожим на то, что, изучают астрономы. Что же касается Мегамира,

несмотря  на естественную ограниченность наших  размеров и знаний, есть все

основания утверждать, что с переходом к  космическим масштабам нам нередко

приходится  встречаться с чем-то принципиально новым, неведомым в земной

человеческой  практике.

    

1.2. Начало  научной космологии 

Основателем научной космологии считается Николай  Коперник, который поместил

Солнце  в центр Вселенной и низвел Землю до положения рядовой планеты

Солнечной системы. Конечно, он был весьма далек от правильного понимания