- •Предмет естествознания. Задачи и цели естествознания.
- •1. Естествознание — наука о природе, как о единой целостности. 2. Естествознание — совокупность наук о природе, взятое как единое целое.
- •2.Естественнонаучная и гуманитарная культуры.
- •3.Наука. Основные формы и специфика научного знания. Функции науки.
- •Научные методы эмпирического исследования.
- •Эмпирический уровень познания
- •Научные методы теоретического исследования
- •Теоретический уровень познания
- •Натурфилософия и её место в истории естествознания.
- •Развитие науки в средние века
- •1 Несовместимость старой и новой парадигмы
- •2 Переключение гештальта в результате революций
- •3 Выбор новой парадигмы.
- •9.Панорама современного естествознания.
- •2. Картина постоянно изменяющейся природы преломляется в новых исследовательских установках:
- •12. Порядок и беспорядок в природе. Хаос.
- •15.Понятие пространства и времени. Концепция пространства и времени.
- •16.Необратимость времени.
- •17.Принцип относительности. Основные положения теории относительности.
- •18.Принципы симметрии.
- •19. Законы сохранения. Законы сохранения энергии в макропроцессах.
- •20. Галактики
- •22. Принципы современной физики.
- •Элементах и их соединениях.
- •25. Реакционная способность веществ.
- •26. Особенности биологического уровня организации материи.
- •28. Многообразие живых организмов.
- •32. Самоорганизация жив и нежив
- •33. Принципы уневерсального эволюционизма.
- •34. Литосфера
- •35. Космологические модели Вселенной
- •36. Эволюция Вселенной
35. Космологические модели Вселенной
Модели Вселенной, как и любые другие, строятся на основе тех теоретических представлений, которые существуют в данное время в космологии. Современная космология возникла после появления общей теории относительности и поэтому ее в отличие от прежней, классической, называют релятивистской. Эмпирической базой для нее послужили открытия внегалактической астрономии, важнейшим из которых, несомненно, было обнаружение явления "разбегания" галактик. В 1929 г. американский астроном Эдвин П. Хаббл (1889-1953) установил, что свет, идущий от далеких галактик, смещается в сторону красного конца спектра. Это явление, получившее название красного смещения, согласно принципу Допплера свидетельствовало об удалении ("разбегании") галактик от наблюдателя. Поскольку релятивистская космология сформировалась на основе идей и принципов общей теории относительности, то на первом этапе она уделяла главное внимание геометрии Вселенной и, в частности, кривизне четырехмерного пространства - времени. Новый этап ее развития был связан с исследованиями русского ученого Александра Александровича Фридмана (1888-1925), которому удалось впервые теоретически доказать, что Вселенная, заполненная тяготеющим веществом, не может быть стационарной, а должна периодически расширяться или сжиматься. Этот принципиально новый результат нашел свое подтверждение после обнаружения Хабблом красного смещения, которое было истолковано как явление "разбегания" галактик. В связи с этим на первый план выдвигаются проблемы исследования расширения Вселенной и определения ее возраста по продолжительности этого расширения. Наконец, начало третьего периода развития космологии связано с работами известного американского физика Георгия А. Гамова (1904-1968), русского по происхождению. В них исследуются физические процессы, происходившие на разных стадиях расширяющейся Вселенной. Все эти особенности развития космологии нашли отражение в различных моделях Вселенной. Общим для них является представление о нестационарном изотропном и однородном характере ее моделей. Нестационарность означает, что Вселенная не может находиться в статическом, неизменном состоянии, а должна либо расширяться, либо сжиматься. "Разбегание" галактик, по-видимому, свидетельствует о ее расширении, хота существуют модели, в которых наблюдаемое в настоящее время расширение рассматривается как одна из фаз так называемой пульсирующей Вселенной, когда вслед за расширением происходит ее сжатие. Изотропность указывает на то, что во Вселенной не существует каких-либо выделенных точек и направлений, т. е. ее свойства не зависят от направления. Однородность характеризует распределение в среднем вещества во Вселенной. Последние утверждения часто называют космологическим постулатом. К нему добавляют также правдоподобное требование об отсутствии во Вселенной сил, препятствующих силам тяготения. При таких предположениях модели оказываются наиболее простыми. В их основе лежат уравнения общей теории относительности Эйнштейна, а также представления о кривизне пространства - времени и связи этой кривизны с плотностью массы вещества. В зависимости от кривизны пространства различают: • открытую модель, в которой кривизна отрицательна или равна нулю, • замкнутую модель с положительной кривизной. Расстояния между скоплениями галактик со временем непрерывно увеличиваются, что соответствует бесконечной Вселенной. В замкнутых моделях Вселенная оказывается конечной, но столь же неограниченной, так как, двигаясь по ней, нельзя достичь какой-либо границы. Независимо от того, рассматриваются ли открытые или замкнутые модели Вселенной, все ученые сходятся в том, что первоначально Вселенная находилась в условиях, которые трудно вообразить на Земле. Эти условия характеризуются наличием высокой температуры и давления в сингулярности, в которой была сосредоточена материя. Такое допущение вполне согласуется с установлением расширения Вселенной, которое могло начаться с некоторого момента, когда она находилась в очень горячем состоянии и постепенно охлаждалась по мере расширения.