17. Принципы неопределенности и дополнительности

Согласно двойственный корпускулярно-волновой природе частиц в-ва, для описания свойств микрочастиц используются либо волновые, либо корпускулярные представления. Приписать им все свойства частиц и все свойства волн нельзя. Возникает необходимость введения некот ограничений в применении к объектам микромира понятий классической механики.

В классической механики всякая частица движется по определенной траектории, так что в любой момент времени точно фиксированы ее координата и импульс. Но микрочастицы отличаются от классических, нельзя говорить о движении микрочастицы по определенной траектории и об одновременных точных значениях ее координаты и импульса. Гейзенберг, учитывая волновые свойства микрочастиц и связанные с волновыми свойствами ограничения в их поведении, пришел в 1927 к выводу: объект микромира невозможно одновременно с любой наперед заданной точностью характеризовать и координатой, и импульсом. Согласно соотношению неопределенностей Гейзенберга, микрочастица(микрообъект) не может иметь одновременно координату Х и определённый импульс р, причем неопределенности этих величин удовлетворяют условию:

То есть произведение неопределенностей координаты и импульса не может быть меньше постоянной Планка. Соотношение неопределенностей получено при одновременном использовании классических характеристик движения частицы (координаты, импульса) и наличия у нее волновых свойств. Так как в классической механике принимается, что измерение координаты и импульса может быть произведено с любой точностью, то соотношение неопределенностей является квантовым ограничением применимости классической механики к микрообъектам. Соотношение неопределенностей позволяет оценить, в какой мере можно применять понятия классической механики к микрочастицам. Соотношение неопределенностей, не давая возможности точно определить координаты и импульсы (скорости) частиц, устанавливает границу познаваемости мира и существования микрообъектов вне пр-ва и времени.

18. Модели происхождения и эволюции Вселенной

Вселенная - это весь существующий материальный мир, безграничный во времени и пр-ве и бесконечно разнообразный по формам, кот принимает материя в процессе своего развития. Часть Вселенной, охваченная астрономическими наблюдениями, называется Метагалактикой, или нашей Вселенной.

Строение и эволюция Вселенной изучаются космологией. С эволюцией стр-ры Вселенной связано возникновение скоплений галактик, обособление и формирование звезд и галактик, образование планет и их спутников. Сама Вселенная возникла примерно 20 млрд. лет назад из некоего плотного и горящего протов-ва. Сегодня можно только предполагать, каким было это прародительское в-во Вселенной, как оно образовалось, каким законам подчинялось и что за процессы привели к его расширению. Существует точка зрения, что с самого начала протов-во с гигантской скоростью начало расширяться. На начальной стадии это плотное в-во разлеталось, разбегалось во всех направлениях и представляло собой однородную бурлящую смесь неустойчивых, постоянно распадающихся при столкновении частиц. Остывая и взаимодействуя на протяжении миллионов лет, вся эта масса рассеянного в пр-ве в-ва концентрировалась в большие и малые газовые образования, кот в течение сотен миллионов лет, сближаясь и сливаясь, превращались в громадные комплексы. В них в сою очередь возникали более плотные участки - там впоследствии и образовались звезды и даже целые галактики.

Главные составляющие Вселенной - галактики, каждая из кот в среднем состоит из 100 млрд. звезд. Вселенной на самых разных уровнях присуща структурность: от ядер атомов до гигантских сверхскоплений галактик. Для Вселенной характерна ячеистая стр-ра, где галактики распределены не равномерно, а сосредоточены вблизи границ ячеек, внутри кот галактик почти нет. Американским ученым Э. Хабблом были проведены измерения скоростей удаления галактик, результаты кот показали, что любая галактика удаляется от нас в среднем со скоростью, пропорциональной расстоянию до нее.

v = Hr - закон Хаббла.

v - скорость удаления галактик, Н - постоянна Хаббла, r - расстояние до галактики.

Метагалактика - это вся охваченная астрономическими наблюдениями часть Вселенной, где существуют миллиарды галактик. Размеры Метагалактики очень велики: радиус космологического горизонта составляет 15-20 млрд. световых лет, 1026 м. Возраст Метагалактики оценивается в 1,5*1010 лет.