Zvaigžņotās debesis jau sen ir uzbudinājušas cilvēka iztēli. Mūsu tālie senči mēģināja saprast, kādi dīvaini mirgojoši punktiņi karājas virs viņu galvām. Cik no tiem, no kurienes tie nākuši, ietekmē zemes notikumus? Kopš seniem laikiem cilvēks ir mēģinājis izprast, kā darbojas Visums, kurā viņš dzīvo.

Par to, kā senie cilvēki iztēlojās Visumu, šodien mēs varam mācīties tikai no pasakām un leģendām, kas nonākušas līdz mums. Pagāja gadsimtiem un tūkstošiem gadu, lai radītos un nostiprinātos zinātne par Visumu, pētot tās īpašības un attīstības stadijas - kosmoloģiju. Šīs disciplīnas stūrakmeņi ir astronomija, matemātika un fizika.

Šodien mēs daudz labāk izprotam Visuma uzbūvi, taču katras iegūtās zināšanas rada tikai jaunus jautājumus. Atomu daļiņu izpēti sadursmē, dzīvības novērošanu savvaļā, starpplanētu zondes nolaišanos uz asteroīda var saukt arī par Visuma izpēti, jo šie objekti ir tā sastāvdaļa. Cilvēks ir arī daļa no mūsu skaistā zvaigžņu Visuma. Pētot Saules sistēmu vai tālas galaktikas, mēs uzzinām vairāk par sevi.

Kosmoloģija un tās izpētes objekti

Pašam Visuma jēdzienam astronomijā nav skaidras definīcijas. vienaldzīgs vēstures periodi un dažādu tautu vidū tam bija vairāki sinonīmi, piemēram, "kosmoss", "pasaule", "visums", "visums" vai "debesu sfēra". Bieži vien, runājot par Visuma dzīlēs notiekošajiem procesiem, tiek lietots termins "makrokosms", kura pretstats ir atomu un elementārdaļiņu pasaules "mikrokosms".

Uz grūtā zināšanu ceļa kosmoloģija bieži krustojas ar filozofiju un pat teoloģiju, un tajā nav nekā pārsteidzoša. Zinātne par Visuma uzbūvi cenšas izskaidrot, kad un kā Visums radies, atšķetināt matērijas izcelsmes noslēpumu, izprast Zemes un cilvēces vietu kosmosa bezgalībā.

Mūsdienu kosmoloģijai ir divas lielākās problēmas. Pirmkārt, tā izpētes objekts - Visums - ir unikāls, kas padara neiespējamu statistikas shēmu un metožu izmantošanu. Īsāk sakot, mēs nezinām par citu Visumu esamību, to īpašībām, uzbūvi, tāpēc nevaram salīdzināt. Otrkārt, astronomisko procesu ilgums neļauj veikt tiešus novērojumus.

Kosmoloģija balstās uz postulātu, ka Visuma īpašības un struktūra ir vienāda jebkuram novērotājam, izņemot retas kosmiskās parādības. Tas nozīmē, ka viela Visumā ir sadalīta vienmērīgi, un tai ir vienādas īpašības visos virzienos. No tā izriet, ka fiziskie likumi kas darbojas kādā Visuma daļā, var ekstrapolēt uz visu metagalaktiku.

Teorētiskā kosmoloģija izstrādā jaunus modeļus, kurus pēc tam apstiprina vai atspēko novērojumi. Piemēram, tika pierādīta teorija par Visuma rašanos sprādziena rezultātā.

Vecums, izmērs un sastāvs

Visuma mērogs ir pārsteidzošs: tas ir daudz lielāks, nekā mēs varējām iedomāties pirms divdesmit vai trīsdesmit gadiem. Zinātnieki jau ir atklājuši aptuveni piecsimt miljardu galaktiku, un to skaits nepārtraukti pieaug. Katrs no tiem griežas ap savu asi un Visuma izplešanās dēļ lielā ātrumā attālinās no citiem.

Kvazārs 3C 345 ir viens no spilgtākajiem objektiem Visumā, kas atrodas piecu miljardu gaismas gadu attālumā no mums. Cilvēka prāts pat nespēj iedomāties tādus attālumus. kosmosa kuģis pārvietojoties ar gaismas ātrumu, būtu vajadzīgi tūkstoš gadi, lai riņķotu mūsu Piena ceļu. Viņam būtu nepieciešami 2,5 tūkstoši gadu, lai nokļūtu Andromedas galaktikā. Un tas ir tuvākais kaimiņš.

Runājot par Visuma lielumu, mēs domājam tā redzamo daļu, ko sauc arī par metagalaktiku. Jo vairāk novērojumu mēs iegūstam, jo ​​tālāk tiek nobīdītas Visuma robežas. Turklāt tas notiek vienlaicīgi visos virzienos, kas apliecina tā sfērisko formu.

Mūsu pasaule parādījās apmēram pirms 13,8 miljardiem gadu Lielā sprādziena rezultātā - notikuma, kas radīja zvaigznes, planētas, galaktikas un citus objektus. Šis skaitlis ir patiesais Visuma vecums.

Pamatojoties uz gaismas ātrumu, var pieņemt, ka arī tā izmērs ir 13,8 miljardi gaismas gadu. Taču patiesībā tās ir lielākas, jo kopš dzimšanas brīža Visums nepārtraukti paplašinās. Daļa no tā pārvietojas ar superluminālo ātrumu, kā rezultātā ievērojams skaits objektu Visumā paliks neredzami uz visiem laikiem. Šo robežu sauc par Habla sfēru vai horizontu.

Metagalaktikas diametrs ir 93 miljardi gaismas gadu. Mēs nezinām, kas atrodas aiz zināmā Visuma. Varbūt ir attālāki objekti, kas mūsdienās nav pieejami astronomiskiem novērojumiem. Ievērojama daļa zinātnieku tic Visuma bezgalībai.

Visuma vecums ir vairākkārt pārbaudīts, izmantojot dažādas metodes un zinātniskus instrumentus. Pēdējo reizi to apstiprināja Planka kosmiskais teleskops. Pieejamie dati pilnībā atbilst mūsdienu Visuma paplašināšanās modeļiem.

No kā sastāv Visums? Ūdeņradis ir visizplatītākais elements Visumā (75%), kam seko hēlijs (23%), pārējie elementi veido tikai 2% no kopējā vielas daudzuma. Vidējais blīvums ir 10-29 g/cm3, no kura ievērojama daļa krīt uz tā saukto tumšo enerģiju un matēriju. Drausmīgie nosaukumi nerunā par to mazvērtību, vienkārši tumšā viela, atšķirībā no parastās, nesadarbojas ar elektromagnētisko starojumu. Attiecīgi mēs nevaram to ievērot un izdarīt secinājumus tikai uz netiešiem pamatiem.

Pamatojoties uz iepriekš minēto blīvumu, Visuma masa ir aptuveni 6*1051 kg. Jāsaprot, ka šis skaitlis neietver tumšo masu.

Visuma uzbūve: no atomiem līdz galaktiku kopām

Kosmoss nav tikai milzīgs tukšums, kurā zvaigznes, planētas un galaktikas ir vienmērīgi izkliedētas. Visuma struktūra ir diezgan sarežģīta un tai ir vairāki organizācijas līmeņi, kurus mēs varam klasificēt pēc objektu mēroga:

1. Astronomiskie ķermeņi Visumā parasti tiek grupēti sistēmās. Zvaigznes bieži veido pārus vai ir daļa no kopām, kurās ir desmitiem vai pat simtiem zvaigžņu. Šajā ziņā mūsu Saule ir diezgan netipiska, jo tai nav "dubultnieka";
2. Galaktikas ir nākamais organizācijas līmenis. Tās var būt spirālveida, eliptiskas, lēcveida, neregulāras. Zinātnieki vēl pilnībā neizprot, kāpēc galaktikām ir dažādas formas. Šajā līmenī mēs atklājam tādus Visuma brīnumus kā melnie caurumi, tumšā matērija, starpzvaigžņu gāze, binārās zvaigznes. Papildus zvaigznēm tie ietver putekļus, gāzi un elektromagnētisko starojumu. Zināmā Visumā ir atklāti vairāki simti miljardu galaktiku. Viņi bieži saskrienas viens ar otru. Tas nav kā autoavārijā: zvaigznes vienkārši sajaucas un maina savas orbītas. Šādi procesi ilgst miljoniem gadu un noved pie jaunu zvaigžņu kopu veidošanās;
3. Vietējo grupu veido vairākas galaktikas. Papildus Piena ceļam mūsējais ietver Trīsstūra miglāju, Andromedas miglāju un vēl 31 sistēmu. Galaktiku kopas ir lielākās zināmās stabilās struktūras Visumā, ko kopā satur gravitācijas spēks un kāds cits faktors. Zinātnieki ir aprēķinājuši, ka ar gravitāciju vien nepārprotami nepietiek, lai saglabātu šo objektu stabilitāti. Šai parādībai vēl nav zinātniska pamatojuma;
4. Nākamais Visuma struktūras līmenis ir galaktiku superkopas, no kurām katra satur desmitiem vai pat simtiem galaktiku un kopu. Tomēr gravitācija tos vairs netur, tāpēc tie seko izplešanās Visumam;
5. Pēdējais Visuma organizācijas līmenis ir šūnas jeb burbuļi, kuru sienas veido galaktiku superkopas. Starp tiem ir tukšas vietas, ko sauc par tukšumiem. Šīm Visuma struktūrām ir aptuveni 100 Mpc skalas. Šajā līmenī Visuma izplešanās procesi ir visievērojamākie, un ar to ir saistīts arī relikts starojums - Lielā sprādziena atbalss.

Kā radās Visums

Kā radās Visums? Kas notika pirms šī brīža? Kā tā kļuva par bezgalīgo telpu, ko mēs pazīstam šodien? Vai tas bija negadījums vai dabisks process?

Pēc gadu desmitiem ilgām diskusijām un niknām debatēm fiziķi un astronomi ir gandrīz nonākuši pie vienprātības, ka Visums radās kolosāla spēka eksplozijas rezultātā. Viņš ne tikai radīja visu matēriju Visumā, bet arī noteica fiziskos likumus, saskaņā ar kuriem mums zināmais kosmoss pastāv. To sauc par Lielā sprādziena teoriju.

Saskaņā ar šo hipotēzi reiz visa matērija kaut kādā nesaprotamā veidā tika savākta vienā mazā punktā ar bezgalīgu temperatūru un blīvumu. To sauc par Singularitāti. Pirms 13,8 miljardiem gadu šis punkts eksplodēja, veidojot zvaigznes, galaktikas, to kopas un citus Visuma astronomiskus ķermeņus.

Kāpēc un kā tas notika, nav skaidrs. Zinātniekiem ir jāizšķir daudzi jautājumi, kas saistīti ar singularitātes būtību un tās izcelsmi: pilnīga fizikālā teorijašis posms Visuma vēsturē vēl nepastāv. Jāpiebilst, ka ir arī citas Visuma rašanās teorijas, taču tām ir daudz mazāk piekritēju.

Termins "Lielais sprādziens" tika lietots 40. gadu beigās pēc britu astronoma Hoila darba publicēšanas. Mūsdienās šis modelis ir pamatīgi izstrādāts – fiziķi var droši aprakstīt procesus, kas notika sekundes daļu pēc šī notikuma. Vēl var piebilst, ka šī teorija ļāva noteikt precīzu Visuma vecumu un aprakstīt tā evolūcijas galvenos posmus.

Galvenais pierādījums Lielā sprādziena teorijai ir kosmiskā mikroviļņu fona starojuma klātbūtne. Tas tika atvērts 1965. gadā. Šī parādība radās ūdeņraža atomu rekombinācijas rezultātā. Relikvijas starojumu var saukt par galveno informācijas avotu par to, kā Visums tika sakārtots pirms miljardiem gadu. Tas ir izotropisks un vienmērīgi aizpilda kosmosu.

Vēl viens arguments par labu šī modeļa objektivitātei ir pats Visuma paplašināšanās fakts. Faktiski, ekstrapolējot šo procesu pagātnē, zinātnieki ir nonākuši pie līdzīgas koncepcijas.

Lielā sprādziena teorijā ir trūkumi. Ja Visums būtu izveidots uzreiz no viena maza punkta, tad tam vajadzēja būt nevienmērīgam matērijas sadalījumam, ko mēs neievērojam. Arī šis modelis nevar izskaidrot, kur nokļuva antimaterija, kuras daudzumam “radīšanas brīdī” nevajadzēja būt zemākam par parasto barionu vielu. Tomēr tagad antidaļiņu skaits Visumā ir niecīgs. Taču šīs teorijas būtiskākais trūkums ir tās nespēja izskaidrot Lielā sprādziena fenomenu, tā vienkārši tiek uztverta kā fait accompli. Mēs nezinām, kā Visums izskatījās pirms singularitātes.

Ir arī citas hipotēzes par Visuma izcelsmi un tālāko attīstību. Stacionāra Visuma modelis ir bijis populārs daudzus gadus. Vairāki zinātnieki uzskatīja, ka kvantu svārstību rezultātā tas radās no vakuuma. Viņu vidū bija slavenais Stīvens Hokings. Lī Smolins izvirzīja teoriju, ka mūsējais, tāpat kā citi Visumi, veidojās melno caurumu iekšpusē.

Ir veikti mēģinājumi uzlabot esošo Lielā sprādziena teoriju. Piemēram, pastāv hipotēze par Visuma cikliskumu, saskaņā ar kuru dzimšana no singularitātes nav nekas vairāk kā tā pāreja no viena stāvokļa uz otru. Tiesa, šī pieeja ir pretrunā ar otro termodinamikas likumu.

Visuma evolūcija jeb tas, kas notika pēc Lielā sprādziena

Lielā sprādziena teorija ļāva zinātniekiem izveidot precīzu Visuma evolūcijas modeli. Un šodien mēs diezgan labi zinām, kādi procesi notika jaunajā Visumā. Vienīgais izņēmums ir ļoti agrīnā radīšanas stadija, kas joprojām ir asu diskusiju un strīdu objekts. Protams, lai sasniegtu šādu rezultātu, ar vienu teorētisku bāzi nepietika, bija vajadzīgi gadi Visuma pētījumi un tūkstošiem eksperimentu ar paātrinātājiem.

Mūsdienās zinātne identificē šādus posmus pēc Lielā sprādziena:

1. Agrākais mums zināmais periods tiek saukts par Planka laikmetu, tas aizņem segmentu no 0 līdz 10-43 sekundēm. Šajā laikā visa Visuma matērija un enerģija tika savākta vienā punktā, un četras galvenās mijiedarbības bija viena;
2. Lielās apvienošanās laikmets (no 10-43 līdz 10-36 sekundēm). To raksturo kvarku parādīšanās un galveno mijiedarbības veidu atdalīšana. Galvenais šī perioda notikums ir gravitācijas spēka atbrīvošanās. Šajā laikmetā sāka veidoties Visuma likumi. Šodien mums ir iespēja detalizēti aprakstīt šī laikmeta fiziskos procesus;
3. Trešo radīšanas posmu sauc par inflācijas laikmetu (no 10-36 līdz 10-32). Šajā laikā Visuma straujā kustība sākās ar ātrumu, kas ievērojami pārsniedza gaismas ātrumu. Tas kļūst lielāks par pašreizējo redzamo Visumu. Sākas dzesēšana. Šajā periodā Visuma pamatspēki beidzot ir atdalīti;
4. Laika posmā no 10-32 līdz 10-12 sekundēm parādās "eksotiskas" Higsa bozona tipa daļiņas, telpa ir piepildīta ar kvarka-gluona plazmu. Intervālu no 10-12 līdz 10-6 sekundēm sauc par kvarku laikmetu, no 10-6 līdz 1 sekundei - hadroniem, 1 sekundi pēc Lielā sprādziena sākas leptonu ēra;
5. Nukleosintēzes fāze. Tas ilga līdz apmēram trešajai minūtei no notikumu sākuma. Šajā periodā no Visuma daļiņām rodas hēlija, deitērija un ūdeņraža atomi. Atdzišana turpinās, telpa kļūst caurspīdīga fotoniem;
6. Trīs minūtes pēc Lielā sprādziena sākas primārās rekombinācijas laikmets. Šajā periodā parādījās relikts starojums, ko astronomi joprojām pēta;
7. Periods no 380 tūkstošiem līdz 550 miljoniem gadu tiek saukts par tumšajiem viduslaikiem. Visums šobrīd ir piepildīts ar ūdeņradi, hēliju, dažādi veidi starojums. Visumā nebija gaismas avotu;
8. 550 miljonus gadu pēc radīšanas parādās zvaigznes, galaktikas un citi Visuma brīnumi. Pirmās zvaigznes eksplodē, atbrīvojot vielu, veidojot planētu sistēmas. Šo periodu sauc par reionizācijas laikmetu;
9. 800 miljonu gadu vecumā pirmais zvaigžņu sistēmas ar planētām. Tuvojas vielu laikmets. Šajā periodā veidojas arī mūsu mājas planēta.

Tiek uzskatīts, ka interesējošais periods kosmoloģijai ir no 0,01 sekundes pēc radīšanas akta līdz mūsdienām. Šajā laika periodā veidojās primārie elementi, no kuriem radās zvaigznes, galaktikas un Saules sistēma. Kosmologiem par īpaši nozīmīgu periodu tiek uzskatīts rekombinācijas laikmets, kad radās kosmiskais mikroviļņu fona starojums, ar kura palīdzību turpinās zināmā Visuma izpēte.

Kosmoloģijas vēsture: senais periods

Cilvēks jau kopš neatminamiem laikiem domā par apkārtējās pasaules uzbūvi. Agrākās idejas par Visuma uzbūvi un likumiem atrodamas pasakās un leģendās. dažādas tautas miers.

Tiek uzskatīts, ka regulāri astronomiskie novērojumi pirmo reizi tika veikti Mezopotāmijā. Šajā teritorijā secīgi dzīvoja vairākas attīstītas civilizācijas: šumeri, asīrieši, persieši. Par to, kā viņi iztēlojās Visumu, mēs varam uzzināt no daudzajām ķīļraksta plāksnēm, kas atrastas seno pilsētu vietā. Pirmie ieraksti par debess ķermeņu kustību ir datēti ar 6. gadu tūkstoti pirms mūsu ēras.

No astronomiskajām parādībām šumerus visvairāk interesēja cikli – gadalaiku maiņa un mēness fāzes. No tiem bija atkarīga turpmākā mājdzīvnieku raža un veselība, līdz ar to arī cilvēku populācijas izdzīvošana. No tā tika izdarīts secinājums par debess ķermeņu ietekmi uz procesiem, kas notiek uz Zemes. Tāpēc, pētot Visumu, jūs varat paredzēt savu nākotni – tā dzima astroloģija.

Šumeri izgudroja stabu Saules augstuma noteikšanai, izveidoja Saules un Mēness kalendāru, aprakstīja galvenos zvaigznājus un atklāja dažus debesu mehānikas likumus.

Reliģiskajās praksēs liela uzmanība tika pievērsta kosmosa objektu kustībai. senā Ēģipte. Nīlas ielejas iedzīvotāji izmantoja ģeocentrisku Visuma modeli, kurā Saule riņķoja ap Zemi. Daudzi seno ēģiptiešu teksti, kas satur astronomisku informāciju, ir nonākuši līdz mums.

gadā debesu zinātne ir sasniegusi ievērojamus augstumus Senā Ķīna. Šeit III tūkstošgadē pirms mūsu ēras. e. parādījās galma astronoma amats, un XII gadsimtā pirms mūsu ēras. e. tika atvērtas pirmās observatorijas. Par Saules aptumsumiem, komētu aplidošanu, meteoru lietusgāzēm un citiem interesantiem senatnes kosmiskiem notikumiem mēs galvenokārt zinām no Ķīnas annālēm un hronikām, kas tika rūpīgi glabātas gadsimtiem ilgi.

Hellēņu vidū astronomija bija augstā cieņā. Viņi pētīja šo jautājumu daudzās filozofiskajās skolās, no kurām katrai, kā likums, bija sava Visuma sistēma. Grieķi bija pirmie, kas ierosināja Zemes sfērisko formu un planētas rotāciju ap savu asi. Astronoms Hiparhs ieviesa apogeja un perigeja jēdzienus, orbītas ekscentricitāti, izstrādāja Saules un Mēness kustības modeļus un aprēķināja planētu rotācijas periodus. Lielu ieguldījumu astronomijas attīstībā sniedza Ptolemajs, kuru var dēvēt par Saules sistēmas ģeocentriskā modeļa veidotāju.

Lieli augstumi Visuma likumu izpētē sasniedza maiju civilizāciju. To apliecina arheoloģisko izrakumu rezultāti. Priesteri prata paredzēt saules aptumsumus, izveidoja perfektu kalendāru, uzcēla daudzas observatorijas. Maiju astronomi novēroja tuvumā esošās planētas un varēja precīzi noteikt to orbītas periodus.

Viduslaiki un mūsdienu laiki

Pēc Romas impērijas sabrukuma un kristietības izplatīšanās Eiropa gandrīz tūkstošgades garumā ienira tumšajos viduslaikos - attīstība dabas zinātnes, tostarp astronomija, praktiski ir apstājusies. Eiropieši informāciju par Visuma uzbūvi un likumiem ieguva no Bībeles tekstiem, daži astronomi stingri turējās pie Ptolemaja ģeocentriskās sistēmas, un astroloģijai bija nepieredzēta popularitāte. Zinātnieku īstā Visuma izpēte sākās tikai renesansē.

15. gadsimta beigās Kūzas kardināls Nikolass izvirzīja drosmīgu ideju par Visuma universālumu un Visuma dzīļu bezgalību. Līdz 16. gadsimtam kļuva skaidrs, ka Ptolemaja uzskati ir kļūdaini, un bez jaunas paradigmas pieņemšanas zinātnes tālāka attīstība nebija iedomājama. Poļu matemātiķis un astronoms Nikolajs Koperniks, kurš ierosināja Saules sistēmas heliocentrisko modeli, nolēma lauzt veco modeli.

No mūsdienu viedokļa viņa koncepcija bija nepilnīga. Kopernikā planētu kustību nodrošināja debess sfēru rotācija, pie kurām tās bija piestiprinātas. Pašām orbītām bija apļveida forma, un uz pasaules robežas atradās sfēra ar fiksētām zvaigznēm. Taču, novietojot Sauli sistēmas centrā, poļu zinātnieks neapšaubāmi veica īstu revolūciju. Astronomijas vēsturi var iedalīt divās lielās daļās: senais periods un Visuma izpēte no Kopernika līdz mūsdienām.

1608. gadā itāļu zinātnieks Galilejs izgudroja pasaulē pirmo teleskopu, kas deva milzīgu impulsu novērojumu astronomijas attīstībai. Tagad zinātnieki varētu apsvērt Visuma dziļumus. Izrādījās, ka Piena Ceļš sastāv no miljardiem zvaigžņu, Saulei ir plankumi, Mēnesim ir kalni, un pavadoņi riņķo ap Jupiteru. Teleskopa parādīšanās izraisīja īstu Visuma brīnumu optisko novērojumu uzplaukumu.

16. gadsimta vidū dāņu zinātnieks Tiho Brahe bija pirmais, kurš uzsāka regulārus astronomiskus novērojumus. Viņš pierādīja komētu kosmisko izcelsmi, tādējādi atspēkojot Kopernika ideju par debess sfērām. 17. gadsimta sākumā Johanness Keplers atklāja planētu kustības noslēpumus, formulējot savus slavenos likumus. Tajā pašā laikā tika atklāti Andromedas un Oriona miglāji, Saturna gredzeni un tika sastādīta pirmā Mēness virsmas karte.

1687. gadā Īzaks Ņūtons formulēja universālās gravitācijas likumu, kas izskaidro visu Visuma sastāvdaļu mijiedarbību. Viņš ļāva saskatīt Keplera likumu slēpto nozīmi, kas patiesībā tika iegūti empīriski. Ņūtona atklātie principi ļāva zinātniekiem no jauna paskatīties uz Visuma telpu.

18. gadsimts bija straujas astronomijas attīstības periods, kas ievērojami paplašināja zināmā Visuma robežas. 1785. gadā Kants nāca klajā ar izcilu ideju, ka Piena ceļš ir milzīgs zvaigžņu kopums, ko savelk gravitācija.

Šajā laikā "Visuma kartē" parādījās jauni debess ķermeņi, tika uzlaboti teleskopi.

1785. gadā angļu astronoms Heršels, balstoties uz elektromagnētisma un Ņūtona mehānikas likumiem, mēģināja izveidot Visuma modeli un noteikt tā formu. Tomēr viņam neizdevās.

19. gadsimtā zinātnieku instrumenti kļuva precīzāki, parādījās fotoastronomija. Spektrālā analīze, kas parādījās gadsimta vidū, izraisīja īstu revolūciju novērojumu astronomijā - tagad objektu ķīmiskais sastāvs ir kļuvis par pētījumu tēmu. Tika atklāta asteroīdu josla, izmērīts gaismas ātrums.

Izrāvienu laikmets vai mūsdienu laiki

Divdesmitais gadsimts bija patiesu sasniegumu laikmets astronomijā un kosmoloģijā. Gadsimta sākumā Einšteins atklāja pasaulei savu relativitātes teoriju, kas radīja īstu revolūciju mūsu priekšstatos par Visumu un ļāva no jauna paskatīties uz Visuma īpašībām. 1929. gadā Edvīns Habls atklāja, ka mūsu Visums paplašinās. 1931. gadā Džordžs Lemaitre izvirzīja ideju par tās izveidi no viena maza punkta. Faktiski tas bija Lielā sprādziena teorijas sākums. 1965. gadā tika atklāts relikts starojums, kas apstiprināja šo hipotēzi.

1957. gadā pirmais mākslīgais pavadonis un tad sākās kosmosa laikmets. Tagad astronomi varēja ne tikai novērot debess ķermeņus caur teleskopiem, bet arī izpētīt tos tuvplānā ar starpplanētu staciju un lejupejošu zonžu palīdzību. Mēs pat varējām nolaisties uz Mēness virsmas.

90. gadus var saukt par "periodu tumšā matērija". Viņas atklājums izskaidroja Visuma izplešanās paātrinājumu. Šajā laikā tika nodoti ekspluatācijā jauni teleskopi, kas ļāva mums paplašināt zināmā Visuma robežas.

2016. gadā tika atklāti gravitācijas viļņi, kas, visticamāk, ieviesīs jaunu astronomijas nozari.

Pēdējo gadsimtu laikā mēs esam ievērojami paplašinājuši savas zināšanas par Visumu. Tomēr patiesībā cilvēki vienkārši atvēra durvis un ieskatījās milzīgā un brīnišķīgā pasaulē, kas bija pilna ar noslēpumiem un pārsteidzošiem brīnumiem.

Ja jums ir kādi jautājumi - atstājiet tos komentāros zem raksta. Mēs vai mūsu apmeklētāji ar prieku atbildēsim uz tiem.

Zinātne par debess ķermeņiem

Pirmais burts "a"

Otrais burts "s"

Trešais burts "t"

Pēdējais dižskābardis ir burts "I"

Atbilde uz pavedienu "Zinātne par debess ķermeņiem", 10 burti:
astronomija

Alternatīvi jautājumi krustvārdu mīklās vārdam astronomija

Ko patronizēja mūza Urānija?

zinātne par visumu

Kerolaina Heršela palīdzēja savam brālim Viljamam no 1782. gada un kļuva par vienu no pirmajām sievietēm šajā zinātnē.

Viena no septiņām brīvajām zinātnēm

Vārdu definīcijas astronomijai vārdnīcās

Vārdnīca Krievu valoda. S. I. Ožegovs, N. Ju. Švedova. Vārda nozīme vārdnīcā Krievu valodas skaidrojošā vārdnīca. S. I. Ožegovs, N. Ju. Švedova.
- un labi. Zinātne par kosmosa ķermeņi ak, sistēmas, ko tās veido, un par Visumu kopumā. adj. astronomiskais, th, th. Astronomiskā vienība (attālums no Zemes līdz Saulei). Astronomiskais skaitlis (tulk.: ārkārtīgi liels).

Enciklopēdiskā vārdnīca, 1998 Vārda nozīme vārdnīcā Enciklopēdiskā vārdnīca, 1998. g
ASTRONOMIJA (no astro ... un grieķu nomos — likums) ir zinātne par kosmisko ķermeņu uzbūvi un attīstību, to veidotajām sistēmām un Visumu kopumā. Astronomija ietver sfērisko astronomiju, praktisko astronomiju, astrofiziku, debesu mehāniku, zvaigžņu astronomiju,...

Krievu valodas skaidrojošā vārdnīca. D.N. Ušakovs Vārda nozīme vārdnīcā Krievu valodas skaidrojošā vārdnīca. D.N. Ušakovs
astronomija, pl. nē, w. (no grieķu astrons - zvaigzne un nomos - likums). Zinātne par debess ķermeņiem.

Jaunā krievu valodas skaidrojošā un atvasinājumu vārdnīca, T. F. Efremova. Vārda nozīme vārdnīcā Jaunā krievu valodas skaidrojošā un atvasinājumu vārdnīca, T. F. Efremova.
un. Sarežģīta zinātniska disciplīna, kas pēta kosmisko ķermeņu, to sistēmu un Visuma uzbūvi un attīstību kopumā. Akadēmiskais priekšmets, kas satur šīs zinātnes disciplīnas teorētiskos pamatus. izvērsties Mācību grāmata, kurā izklāstīts dotā priekšmeta saturs.

Liels Padomju enciklopēdija Vārda nozīme vārdnīcā Lielā padomju enciklopēdija
"Astronomija", PSRS Zinātņu akadēmijas Vissavienības Zinātniskās un tehniskās informācijas institūta abstraktais žurnāls. Kopš 1963. gada tas tiek izdots Maskavā (abstraktais žurnāls Astronomy and Geodesy tika izdots 1953.–1962. gadā); 12 izdevumi gadā. Publicē kopsavilkumus, anotācijas vai bibliogrāfiskus...

Vārda astronomija lietojuma piemēri literatūrā.

Senie burāšanas virzieni Azovas jūra plecu pie pleca ar mācību grāmatām astronomija un navigācija.

Tāpat kā šīs konkrētās problēmas, kas atrisinātas ar algebriskām metodēm, nevar tikt uzskatītas par daļu no abstraktās algebras zinātnes, tāpat, manuprāt, arī konkrētās problēmas astronomija nekādā veidā nevar tikt iekļauts tajā abstrakti-konkrētās zinātnes nozarē, kas attīsta brīvo ķermeņu darbības un reakcijas teoriju, kas piesaista viens otru.

Tā tas bija ar atklājumu, ka gaismas laušana un izkliede neatbilst vienam un tam pašam izmaiņu likumam: šis atklājums ietekmēja gan astronomija, un par fizioloģiju, sniedzot mums ahromatiskus teleskopus un mikroskopus.

Drīz Biruni sāk nopietni risināt problēmas astronomija, jau 21 gada vecumā, sasniedzot svarīgus rezultātus.

Metjū Vlastaram no viedokļa ir pilnīga taisnība astronomija skaidro šo laika gaitā radušos pārkāpumu.

dabaszinātnēs

Tēma: Mūsdienu zinātne par Visuma izcelsmi.

Pabeigts students

protams

_______________________

Skolotājs:

_______________________

_______________________

PLĀNS A:

3. ievads

Pirmszinātniskā apspriede par Visuma izcelsmi. 5

20. gadsimta teorijas par Visuma izcelsmi. 8

Mūsdienu zinātne par Visuma izcelsmi. 12

Izmantotā literatūra: 18

Visā pastāvēšanas laikā Cilvēks pēta apkārtējo pasauli. Būdams domājoša būtne, Cilvēks gan tālā pagātnē, gan tagad nevarēja un nevar tikt ierobežots ar to, kas viņam ir tieši dots ikdienas dzīves līmenī. praktiskās aktivitātes, un vienmēr ir centies un centīsies tikt tālāk par to.

Raksturīgi, ka cilvēka zināšanas par apkārtējo pasauli sākās ar kosmogoniskām pārdomām. Tieši tad, garīgās aktivitātes rītausmā, radās ideja par "visu sākumu sākumu". Vēsture nepazīst nevienu cilvēku, kas agri vai vēlu vienā vai otrā veidā nebūtu uzdevis šo jautājumu un nemēģinātu uz to atbildēt. Atbildes, protams, bija dažādas, atkarībā no konkrētās tautas garīgās attīstības līmeņa. Cilvēka domas attīstība, zinātniskais un tehnoloģiskais progress ļāva virzīties uz priekšu Visuma izcelsmes jautājuma risināšanā no mitoloģiskās domāšanas līdz zinātnisku teoriju veidošanai.

"Pasaules sākuma" problēma ir viena no retajām ideoloģiskajām problēmām, kas iet cauri visai cilvēces intelektuālajai vēsturei. Parādās vienreiz balta gaisma, ideja par "pasaules sākumu" vienmēr ir nodarbinājusi zinātnieku domas kopš tā laika un ik pa laikam vienā vai otrā veidā uzpeld atkal un atkal. Tā, šķietami, viduslaikos apglabāts uz visiem laikiem, tas negaidīti parādījās zinātniskās domas apvāršņā 20. gadsimta otrajā pusē un tika nopietni apspriests speciālo žurnālu lappusēs un problemātisko simpoziju sanāksmēs.

Pēdējā gadsimta laikā Visuma zinātne ir sasniegusi augstākos stāvus strukturālā organizācija matērija – galaktikas, to kopas un superkopas. Mūsdienu kosmoloģija ir aktīvi pievērsusies šo kosmisko veidojumu izcelsmes (veidošanās) problēmai.

Kā mūsu tālie senči iedomājās Visuma veidošanos? Izskaidro Visuma izcelsmi mūsdienu zinātne? Tam ir veltīts šo un citu ar Visuma rašanos saistīto jautājumu izskatīšana.

Kur tas viss sākās? Kā viss kosmiskais kļuva tāds, kāds tas parādās cilvēces priekšā? Kādi bija sākotnējie apstākļi, kas lika pamatus novērojamajam Visumam?

Atbilde uz šiem jautājumiem ir mainījusies līdz ar cilvēka domāšanas attīstību. Seno tautu vidū Visuma izcelsme bija apveltīta ar mitoloģisku formu, kuras būtība ir saistīta ar vienu lietu - noteikta dievība radīja visu pasauli, kas ieskauj cilvēku. Saskaņā ar seno Irānas mitopoētisko kosmogoniju Visums ir divu līdzvērtīgu un savstarpēji saistītu radošo principu - Labā dieva - Ahuramazdas un Ļaunuma dieva - Ahrimana darbības rezultāts. Saskaņā ar vienu no viņas tekstiem, pirmatnējā būtne, kuras sadalīšanās noveda pie redzamā Visuma daļu veidošanās, bija pirmatnēji esošais Kosmoss. Visuma izcelsmes mitoloģiskā forma ir raksturīga visām esošajām reliģijām.

Daudzi izcili tālu vēsturisku laikmetu domātāji mēģināja izskaidrot Visuma izcelsmi, uzbūvi un esamību. Viņi ir pelnījuši īpašu cieņu par saviem mēģinājumiem, ja nav modernu tehnisko līdzekļu, izprast Visuma būtību, izmantojot tikai savu prātu un visvienkāršākās ierīces. Ja jūs veicat īsu atkāpi pagātnē, jūs atklāsiet, ka ideju par evolucionējošu Visumu, ko pārņēma mūsdienu zinātniskā doma, izvirzīja senais domātājs Anaksagors (500-428 BC). Ievērības cienīga ir Aristoteļa (384-332 p.m.ē.) kosmoloģija un izcilā Austrumu domātāja Ibn Sina (Avicenna) (980-1037) darbi, kurš mēģināja loģiski atspēkot dievišķo pasaules radīšanu, un citi vārdi, kas ir nonākuši līdz mūsu laikam.

Cilvēka doma nestāv uz vietas. Līdz ar Visuma uzbūves idejas izmaiņām mainījās arī priekšstats par tā izcelsmi, lai gan esošā spēcīgā reliģijas ideoloģiskā spēka apstākļos tas bija saistīts ar zināmām briesmām. Varbūt tas izskaidro faktu, ka mūsdienu Eiropas laika dabaszinātne izvairījās diskutēt par Visuma izcelsmi un koncentrējās uz Tuvā Kosmosa struktūras izpēti. Šī zinātniskā tradīcija ilgu laiku noteica astronomisko un pēc tam astrofizisko pētījumu vispārējo virzienu un pašu metodoloģiju. Rezultātā zinātniskās kosmogonijas pamatus lika nevis dabaszinātnieki, bet gan filozofi.

Pirmais pa šo ceļu devās Dekarts, kurš mēģināja teorētiski reproducēt "gaismekļu, Zemes un visas pārējās redzamās pasaules izcelsmi it kā no kaut kādām sēklām" un sniegt vienotu mehānisku skaidrojumu astronomiskā, fizikālā un bioloģiskā kopumam. viņam zināmas parādības. Tomēr Dekarta idejas bija tālu no mūsdienu zinātnes.

Tāpēc godīgāk būtu zinātniskās kosmogonijas vēsturi sākt nevis ar Dekartu, bet gan ar Kantu, kurš gleznoja "visa Visuma mehāniskās izcelsmes" ainu. Tieši Kants pieder pirmajam zinātniski kosmogoniskajā hipotēzē par materiālās pasaules rašanās dabisko mehānismu. Visuma neierobežotajā telpā, ko radījusi Kanta radošā iztēle, pastāv neskaitāmas citas Saules sistēmas un citas piena ceļš tikpat dabiski kā tālākizglītība jaunas pasaules un veco nāve. Tieši ar Kantu sākas apzināta un praktiska materiālās pasaules universālās saiknes un vienotības principa apvienošana. Visums ir pārstājis būt dievišķu ķermeņu, perfektu un mūžīgu kopums. Tagad, pirms izbrīnītā cilvēka prāta, parādījās pavisam cita veida pasaules harmonija - mijiedarbojošo un attīstošo astronomisko ķermeņu sistēmu dabiskā harmonija, kas savstarpēji savienotas kā saites vienā dabas ķēdē. Tomēr divi īpašības tālākai attīstībai zinātniskā kosmoloģija. Pirmā no tām ir tāda, ka post-Kantijas kosmogonija aprobežojās ar Saules sistēmu un līdz divdesmitā gadsimta vidum bija tikai par planētu izcelsmi, savukārt zvaigznes un to sistēmas palika aiz horizonta. teorētiskā analīze. Otra iezīme ir tāda, ka ierobežotie novērojumu dati, pieejamās astronomiskās informācijas nenoteiktība, kosmogonisko hipotēžu eksperimentāla pamatojuma neiespējamība galu galā noveda pie zinātniskās kosmogonijas transformācijas abstraktu ideju sistēmā, kas bija nošķirta ne tikai no citām dabaszinātņu nozarēm. , bet arī no radniecīgām astronomijas nozarēm.

Nākamais kosmoloģijas attīstības posms aizsākās 20. gadsimtā, kad padomju zinātnieks A. A. Fridmans (1888-1925) matemātiski pierādīja pašattīstoša Visuma ideju. A. A. Fridmana darbs radikāli mainīja agrākā zinātniskā pasaules uzskata pamatus. Pēc viņa teiktā, Visuma veidošanās kosmoloģiskie sākotnējie apstākļi bija vienreizēji. Izskaidrojot Visuma evolūcijas būtību, paplašinot, sākot no vienskaitļa stāvokļa, Frīdmens īpaši izcēla divus gadījumus:

a) Visuma izliekuma rādiuss laika gaitā nepārtraukti palielinās, sākot no nulles;

b) izliekuma rādiuss periodiski mainās: Visums saraujas līdz punktam (līdz nekas, atsevišķs stāvoklis), tad atkal no punkta, palielina savu rādiusu līdz noteiktai vērtībai, tad atkal, samazinot tā izliekuma rādiusu, pārvēršas par punkts utt.

Tīri matemātiskā nozīmē vienskaitļa stāvoklis šķiet nekas - ģeometriska vienība ar nulles lielumu. Fiziskā izteiksmē singularitāte parādās kā ļoti savdabīgs stāvoklis, kurā matērijas blīvums un laika telpas izliekums ir bezgalīgs. Visa superkarsta, superizliekta un superblīva kosmiskā viela burtiski tiek ievilkta punktā un var, saskaņā ar amerikāņu fiziķa Dž.Vīlera tēlaino izteicienu, "izspiesties caur adatas aci".

Pievēršoties mūsdienu skatījuma uz Visuma atsevišķo sākumu novērtējumam, ir jāpievērš uzmanība šādām svarīgām visas aplūkojamās problēmas iezīmēm.

Pirmkārt, sākotnējās singularitātes jēdzienam ir diezgan specifisks fiziskais saturs, kas, attīstoties zinātnei, kļūst arvien detalizētāks un pilnveidotāks. Šajā sakarā tas jāuzskata nevis par "visu lietu un notikumu" absolūtā sākuma konceptuālu fiksāciju, bet gan par tā kosmiskās matērijas fragmenta evolūcijas sākumu, kas pašreizējā dabaszinātņu attīstības līmenī ir. kļūt par zinātnisko zināšanu objektu.

Otrkārt, ja saskaņā ar mūsdienu kosmoloģiskajiem datiem Visuma evolūcija sākās pirms 15-20 miljardiem gadu, tas nebūt nenozīmē, ka Visums pirms tam nepastāvēja vai atradās mūžīgas stagnācijas stāvoklī.

Zinātnes sasniegumi paplašināja iespējas cilvēka apkārtējās pasaules izzināšanā. Tika veikti jauni mēģinājumi izskaidrot, kā tas viss sākās. Žoržs Lemaitre bija pirmais, kurš izvirzīja jautājumu par novērotās liela mēroga Visuma struktūras izcelsmi. Viņš izvirzīja tā sauktā "primitīvā atoma" "Lielā sprādziena" koncepciju un sekojošo tā fragmentu pārveidošanu zvaigznēs un galaktikās. Protams, no mūsdienu astrofizikas zināšanu augstuma šī koncepcija ir tikai vēsturiska interese, taču pati ideja par sākotnējo kosmiskās vielas eksplozīvu kustību un tās turpmāko evolūcijas attīstību ir kļuvusi par mūsdienu zinātniskā attēla neatņemamu sastāvdaļu. pasaulē.

Principiāli jauns posms mūsdienu evolucionārās kosmoloģijas attīstībā ir saistīts ar amerikāņu fiziķa G. A. Gamova (1904-1968) vārdu, pateicoties kuram zinātnē ienāca karstā Visuma jēdziens. Saskaņā ar viņa izstrādāto evolucionējošā Visuma "sākuma" modeli, Lemaitra "pirmais atoms" sastāvēja no ļoti saspiestiem neitroniem, kuru blīvums sasniedza milzīgu vērtību - viens kubikcentimetrs primārās vielas svēra miljardu tonnu. Šī "primārā atoma" sprādziena rezultātā, pēc G. A. Gamova domām, izveidojās sava veida kosmoloģisks katls ar temperatūru trīs miljardu grādu robežās, kur notika dabiskā sintēze. ķīmiskie elementi. Primārās olšūnas fragmenti - atsevišķi neitroni pēc tam sadalījās elektronos un protonos, kas, savukārt, apvienojumā ar nesabrukušiem neitroniem, veidoja nākotnes atomu kodolus. Tas viss notika pirmajās 30 minūtēs pēc Lielā sprādziena.

Karstais modelis bija specifiska astrofiziska hipotēze, kas norāda uz tā seku eksperimentālās pārbaudes veidiem. Gamovs prognozēja primārās karstās plazmas termiskā starojuma palieku pastāvēšanu šobrīd, un viņa līdzstrādnieki Alfers un Hermans 1948. gadā diezgan precīzi aprēķināja šī jau modernā Visuma atlikušā starojuma temperatūru. Tomēr Gamovs un viņa līdzstrādnieki nespēja sniegt apmierinošu skaidrojumu smago ķīmisko elementu dabiskajai veidošanās un izplatībai Visumā, kas izraisīja skepsi pret viņa teoriju no speciālistu puses. Kā izrādījās, piedāvātais kodolsintēzes mehānisms nevarēja nodrošināt tagad novērotā šo elementu daudzuma rašanos.

Zinātnieki sāka meklēt citus "sākuma" fiziskos modeļus. 1961. gadā akadēmiķis Ya.B. Zeldovičs izvirzīja alternatīvu aukstuma modeli, saskaņā ar kuru sākotnējā plazma sastāvēja no aukstu (ar temperatūru zem absolūtās nulles) deģenerētu daļiņu - protonu, elektronu un neitrīno - maisījuma. Trīs gadus vēlāk astrofiziķi I. D. Novikovs un A. G. Doroškevičs veica divu pretēju kosmoloģisko sākotnējo apstākļu - karstā un aukstā - modeļu salīdzinošo analīzi un norādīja uz eksperimentālās verifikācijas un viena no tiem atlases veidu. Tika ierosināts mēģināt atklāt primārā starojuma paliekas, pētot zvaigžņu un kosmisko radio avotu starojuma spektru. Primārā starojuma palieku atklāšana apstiprinātu karstā modeļa pareizību, un, ja tādu nav, tad tas liecinās par labu aukstajam modelim.

Gandrīz tajā pašā laikā amerikāņu pētnieku grupa fiziķa Roberta Dika vadībā, nezinot par publicētajiem Gamova, Alfera un Hermana darba rezultātiem, atdzīvināja karsto Visuma modeli, pamatojoties uz citiem teorētiskiem apsvērumiem. Ar astrofizikālo mērījumu palīdzību R.Diks un viņa līdzstrādnieki atrada apstiprinājumu kosmiskā termiskā starojuma esamībai. Šis ievērojamais atklājums ļāva iegūt svarīgu, iepriekš nepieejamu informāciju par astronomiskā Visuma evolūcijas sākuma stadijām. Reģistrētais kosmiskais mikroviļņu fona starojums ir nekas cits kā tiešs radio ziņojums par unikālajiem universālajiem notikumiem, kas notika īsi pēc "Lielā sprādziena" – tā mēroga un seku ziņā grandiozākā katastrofālā procesa novērojamajā Visuma vēsturē.

Tādējādi neseno astronomisko novērojumu rezultātā bija iespējams viennozīmīgi atrisināt fundamentālo jautājumu par fizisko apstākļu raksturu, kas valdīja kosmiskās evolūcijas sākumposmā: karstais "sākuma" modelis izrādījās visvairāk. adekvāti. Tomēr teiktais nenozīmē, ka ir apstiprināti visi Gamova kosmoloģiskās koncepcijas teorētiskie apgalvojumi un secinājumi. No divām sākotnējām teorijas hipotēzēm - par "kosmiskās olas" neitronu sastāvu un jaunā Visuma karsto stāvokli - tikai pēdējais ir izturējis laika pārbaudi, norādot uz starojuma kvantitatīvo pārsvaru pār matēriju avotos. pašlaik novērotā kosmoloģiskā ekspansija.

Pašreizējā fiziskās kosmoloģijas attīstības stadijā priekšplānā izvirzījies uzdevums izveidot Visuma termisko vēsturi, jo īpaši, scenāriju liela mēroga Visuma struktūras veidošanai.

Jaunākie fiziķu teorētiskie pētījumi tika veikti šādas fundamentālas idejas virzienā: visi zināmie fizikālās mijiedarbības veidi balstās uz vienu universālu mijiedarbību; elektromagnētiskā, vājā, stiprā un gravitācijas mijiedarbība ir vienas mijiedarbības dažādas šķautnes, kas sadalās, samazinoties attiecīgo fizisko procesu enerģijas līmenim. Citiem vārdiem sakot, ļoti augstās temperatūrās (pārsniedzot noteiktas kritiskās vērtības) dažādu veidu fiziskās mijiedarbības sāk apvienoties, un pie robežas visi četri mijiedarbības veidi tiek samazināti līdz vienai proto mijiedarbībai, ko sauc par "Lielo saplūšanu".

Saskaņā ar kvantu teorija tas, kas paliek pēc vielas daļiņu izņemšanas (piemēram, no kāda slēgta trauka, izmantojot vakuumsūkni), nepavisam nav tukšs šī vārda tiešajā nozīmē, kā uzskatīja klasiskā fizika.Lai gan vakuumā nav parastu daļiņu, tas ir piesātināts ar "pusdzīviem", tā sauktajiem virtuālajiem ķermeņiem. Lai tās pārvērstu par īstām matērijas daļiņām, pietiek ar vakuuma ierosināšanu, piemēram, iedarboties uz to ar elektromagnētisko lauku, ko rada tajā ievadītās lādētās daļiņas.

Bet kāds bija Lielā sprādziena cēlonis? Saskaņā ar astronomiju fiziskais daudzums Einšteina gravitācijas vienādojumos iesaistītā kosmoloģiskā konstante ir ļoti maza, iespējams, tuvu nullei. Bet pat būdams tik nenozīmīgs, tas var radīt ļoti lielas kosmoloģiskas sekas. Kvantu lauka teorijas attīstība noveda pie vēl interesantākiem secinājumiem. Izrādījās, ka kosmoloģiskā konstante ir enerģijas funkcija, jo īpaši tā ir atkarīga no temperatūras. Pie īpaši augstām temperatūrām, kas dominēja kosmiskās vielas attīstības agrīnākajās fāzēs, kosmoloģiskā konstante varētu būt ļoti liela un, pats galvenais, pozitīvas zīmes. Citiem vārdiem sakot, tālā pagātnē vakuums varēja būt ārkārtīgi neparastā fiziskajā stāvoklī, ko raksturo spēcīgu atgrūdošu spēku klātbūtne. Tieši šie spēki kalpoja par "Lielā sprādziena" un tam sekojošās straujās Visuma paplašināšanās fizisko cēloni.

Kosmoloģiskā "Lielā sprādziena" cēloņu un seku apsvēršana nebūtu pilnīga bez vēl vienas fiziskas koncepcijas. Runa ir par tā saukto fāzes pāreju (transformāciju), t.i. vielas kvalitatīva transformācija, ko pavada krasas izmaiņas no viena tās stāvokļa citā. Padomju fiziķi D.A.Kiržnits un A.D.Linde bija pirmie, kas vērsa uzmanību uz to, ka Visuma veidošanās sākuma fāzē, kad kosmiskā viela atradās superkarstā, bet jau atdziestošā stāvoklī, varēja notikt līdzīgi fizikāli procesi (fāzu pārejas). .

Turpmāka fāzu pāreju kosmoloģisko seku izpēte ar bojātu simetriju noveda pie jauniem teorētiskiem atklājumiem un vispārinājumiem. Starp tiem ir iepriekš nezināma laikmeta atklāšana Visuma pašattīstībā. Izrādījās, ka kosmoloģiskās fāzes pārejas laikā tas var sasniegt ārkārtīgi straujas izplešanās stāvokli, kurā tā izmēri daudzkārt pieauga, un matērijas blīvums palika praktiski nemainīgs. Sākotnējais stāvoklis, kas izraisīja paplašināšanās Visumu, tiek uzskatīts par gravitācijas vakuumu. Kosmoloģiskās kosmoloģiskās paplašināšanās procesu pavadošās asās pārmaiņas raksturo fantastiskas figūras. Tātad tiek pieņemts, ka viss novērojamais Visums radās no viena vakuuma burbuļa, kas mazāks par 10, līdz mīnus 33 cm jaudai! Vakuuma burbulim, no kura veidojās mūsu Visums, bija tikai viena simts tūkstošdaļas grama masa.

Pašlaik joprojām nav visaptveroši pārbaudītas un vispāratzītas teorijas par Visuma liela mēroga struktūras izcelsmi, lai gan zinātnieki ir panākuši ievērojamu progresu, izpratnē tā veidošanās un evolūcijas dabiskos ceļus. Kopš 1981. gada sākās piepūšamā (inflācijas) Visuma fizikālās teorijas izstrāde. Līdz šim fiziķi ir ierosinājuši vairākas šīs teorijas versijas. Tiek pieņemts, ka Visuma evolūciju, kas sākās ar grandiozu vispārēju kosmisku kataklizmu, ko sauc par "Lielo sprādzienu", vēlāk pavadīja atkārtotas izplešanās režīma izmaiņas.

Pēc zinātnieku pieņēmumiem, pēc 10 līdz mīnus četrdesmit trešajai sekunžu pakāpei pēc "Lielā sprādziena" superkarstās kosmiskās vielas blīvums bija ļoti augsts (10 līdz 94 grādi grami/cm kubikmetru). Arī vakuuma blīvums bija augsts, lai gan pēc lieluma tas bija daudz mazāks par parastās matērijas blīvumu, un tāpēc primitīvā fiziskā "tukšuma" gravitācijas efekts bija nemanāms. Taču Visuma izplešanās laikā matērijas blīvums un temperatūra kritās, bet vakuuma blīvums palika nemainīgs. Šis apstāklis ​​lika krasām izmaiņām fiziskajā situācijā jau 10 līdz mīnus 35 sekundes pēc "Lielā sprādziena". Vakuuma blīvums vispirms kļūst vienāds, un pēc tam pēc dažiem kosmiskā laika momentiem tas kļūst lielāks par to. Tad liek sevi manīt vakuuma gravitācijas efektam - tā atgrūdošie spēki atkal ņem virsroku pār parastās matērijas gravitācijas spēkiem, pēc kā Visums sāk ārkārtīgi ātrā tempā izplesties (uzbriest) un bezgala nelielā sekundes daļā sasniedz milzīgu. izmēriem. Tomēr šis process ir ierobežots laikā un telpā. Visums, tāpat kā jebkura izplešanās gāze, vispirms ātri atdziest un jau aptuveni 10 līdz mīnus 33 sekundes sekundē pēc "Lielā sprādziena" tiek spēcīgi pārdzesēts. Šīs universālās "atdzišanas" rezultātā Visums pāriet no vienas fāzes uz otru. Mēs runājam par pirmā veida fāzes pāreju - pēkšņām izmaiņām kosmiskās vielas iekšējā struktūrā un visās ar to saistītajās fizikālajās īpašībās un īpašībās. Šīs kosmiskās fāzes pārejas pēdējā posmā visa vakuuma enerģijas rezerve tiek pārvērsta parastās vielas siltumenerģijā, un rezultātā universālā plazma atkal tiek uzkarsēta līdz sākotnējai temperatūrai, un attiecīgi mainās tās izplešanās režīms. .

Ne mazāk interesants, un globālā skatījumā svarīgāks ir cits jaunāko teorētisko pētījumu rezultāts - fundamentālā iespēja izvairīties no sākotnējās singularitātes savā fiziskā sajūta. Mēs runājam par pilnīgi jaunu fizisku skatījumu uz Visuma rašanās problēmu.

Izrādījās, ka pretēji dažām nesenajām teorētiskajām prognozēm (ka no sākotnējās singularitātes nevar izvairīties pat ar kvantu vispārinājumu vispārējā teorija relativitāte) ir noteikti mikrofiziski faktori, kas var novērst vielas bezgalīgu saspiešanu gravitācijas spēku iedarbībā.

Trīsdesmito gadu beigās teorētiski tika atklāts, ka zvaigznēm, kuru masa vairāk nekā trīs reizes pārsniedz Saules masu, pēdējais solis to evolūcijas laikā ir neatvairāmi saspiesti līdz singulatoram stāvoklim. Pēdējais, atšķirībā no kosmoloģiskā tipa, ko sauc par Frīdmanu, singularitātei, tiek saukts par Švarcšildu (pēc vācu astronoma, kurš pirmais aplūkoja Einšteina gravitācijas teorijas astrofiziskās sekas). Bet no tīri fiziskā viedokļa abi singularitātes veidi ir identiski. Formāli tie atšķiras ar to, ka pirmā singularitāte ir matērijas evolūcijas sākotnējais stāvoklis, bet otrais ir pēdējais.

Saskaņā ar jaunākajām teorētiskajām koncepcijām gravitācijas sabrukumam jābeidzas ar matērijas saspiešanu burtiski "līdz punktam" - līdz bezgalīga blīvuma stāvoklim. Saskaņā ar jaunākajām fiziskajām koncepcijām sabrukumu var apturēt kaut kur Planka blīvuma vērtības reģionā, t.i. pagriezienā no 10 līdz 94. pakāpei grami / cm kub. Tas nozīmē, ka Visums atsāk savu izplešanos nevis no nulles, bet gan ar ģeometriski noteiktu (minimālo) tilpumu un fiziski pieņemamu, regulāru stāvokli.

Akadēmiķis M.A.Markovs izvirzīja interesantu pulsējošā Visuma versiju. Šī kosmoloģiskā modeļa loģiskajā ietvaros vecās teorētiskās grūtības, ja tās nav galīgi atrisinātas, vismaz tiek izgaismotas no jauna perspektīvas. Modelis ir balstīts uz hipotēzi, ka, strauji samazinoties attālumam, visu fizisko mijiedarbību konstantēm ir tendence uz nulli. Šis pieņēmums ir sekas citam pieņēmumam, saskaņā ar kuru gravitācijas mijiedarbības konstante ir atkarīga no vielas blīvuma pakāpes.

Saskaņā ar Markova teoriju, kad Visums pāriet no Frīdmaņa stadijas (galīgā kontrakcija) uz de Sitter stadiju (sākotnējā izplešanās), tā fizikālās un ģeometriskās īpašības izrādās vienādas. Markovs uzskata, ka šis nosacījums ir pilnīgi pietiekams, lai pārvarētu klasiskās grūtības mūžīgi svārstīgā Visuma fiziskās realizācijas ceļā.

1) Mūžīgās atgriešanās lokā? Trīs hipotēzes.-- M.: Zināšanas, 1989.- 48s.--(Jaunums dzīvē, zinātnē, tehnikā. Ser. "Jautājuma zīme"; Nr. 4).

2) Kā darbojas laika mašīna? - M.: Zināšanas, 1991. - 48s. -- (Abonēšanas populārzinātniskais cikls "Jautājuma zīme"; Nr. 5).

3) Īsā filozofiskā vārdnīca. M. Rozentāls un P. Judins. Ed. 4, pievienot. un pareizi. . M.-- valsts. ed. polit. lit. ,1954.

4) Kas, kad, kāpēc? -- Valsts. ed. det. lit. , RSFSR Izglītības ministrija, M.-- 1961.g.

5) Saules sistēmas izcelsme. Ed. G. Rīvs. Per. no angļu valodas. un franču valodā ed. G.A.Leikins un V.S.Safronovs. M, "MIR", 1976. gads.

6) Ukraiņu padomju enciklopēdiskā vārdnīca. 3 sējumos / Redakcija: atbilde. ed. A.V.Kudritskis - K.: Šefs. ed. LIETOŠANA,--1988.

7) Cilvēks un visums: skatījums uz zinātni un reliģiju.--M.: Sov. Krievija 1986.

8) Ko meklē "kosmosa arheologi"? - M .: Zināšanas, 1989. - 48 lpp., ar ilustrācijām - (Jaunums dzīvē, zinātnē, tehnikā. Sērija "Jautājuma zīme"; Nr. 12)

9) Kas ir? Kurš tas? : 3 sējumos T. 1. - 3. izdevums, pārskatīts. Ch 80 un papild. - M .: "Pedagoģija-prese", 1992. -384 lpp. : slim.

10) Sarunas par Visumu - M .: Politizdat, 1984. - 111 lpp. - (Sarunas par pasauli un cilvēku).