
- •Тема 1.
- •Введение
- •Важное замечание:
- •Тест 2: Что Вы знаете о явлениях, событиях, фактах и пр., перечисленных ниже:
- •Общее представление о современном мире
- •Художественное восприятие мира (художник и композитор м.К.Чюрленис - серия «Сотворение Мира»)
- •Естествознание и религиозное чувство
- •Научный подход
- •Тема 1 вселенная
- •Вселенная Ньютона
- •Вселенная Эйнштейна
- •Проблема одновременности.
- •Тема 3 Гравитация
- •Гравитационное взаимодействие
- •Гравитация влияет на течение времени.
- •Общая теория относительности (ото) Эйнштейна Геометрия пространства-времени.
- •Горячая Вселенная
- •Тема 4 Мир элементарных частиц. Корпускулярно-волновой дуализм.
- •Строение атома и элементарные частицы
- •Частицы и античастицы
- •Тема 5 Эволюция Вселенной - от рождения до ... Будущего.
- •Образование тяжелых частиц (космологический нуклеосинтез)
- •Звезды, Галактики и другие структуры Вселенной.
- •Ячеистая структура Вселенной.
- •Образование звезд.
- •Будущее Вселенной.
- •Тема 6 Современная химия или Чем определяются свойства материалов?
- •Структура или атомное строение тел. Различные состояния вещества.
- •Новые подходы к синтезу новых материалов
- •Тема 7 Что такое самоорганизация?
- •Почему из хаоса возникают сложные, упорядоченные системы.
- •Неравновесные процессы и открытые системы.
- •Некоторые конфигурации, возникающие при реакции Белоусова — Жаботинского в тонком слое в чашке Петри.
- •Устойчивость и неустойчивость. Критические состояния. Бифуркации. Асимметрия.
- •Точка бифуркации и современное состояние.
- •Тема 8 Солнечная система
- •Напомним основные факты о нашей Солнечной системе
- •Гипотезы происхождения Солнечной системы.
- •Планета Земля.
- •Строение глубинных оболочек Земли.
- •Концепция тектоники литосферных плит.
- •История Пангеи
- •Гидросфера и атмосфера.
- •Тема 9 у истоков жизни. Теории появления живого.
- •Рассмотрим вопрос о происхождении жизни:
- •Роль планеты Земля в развитии живого.
- •Обязательно ли должна быть вода и углерод?
- •Рассмотрим альтернативные варианты :
- •Существуют и проблемные вопросы, связанные с первыми этапами возникновения жизни.
- •Тема 10 Способность к эволюции - способность к обмену веществ и самовоспроизведению.
- •Вспомним, из чего состоит клетка?
- •Подведем некоторые итоги. Моделирование добиологической эволюции:
- •Тема 11. Генетическая информация.
- •Генетический код
- •Программа "Геном человека".
- •Генетическая инженерия
- •Как осуществляется введение генных конструкций в бактериальную клетку?
- •Достижения генной инженерии.
- •Клонирование животных.
- •Тема 12. Эволюция живого
- •Возникновение современных людей, вида Ното sapiens. Непрерывное развитие или замещение
- •Тема 13. Эволюция биосферы.
- •Два понятия "биосферы".
- •Количество живого вещества составляет 0,25% от веса всей биосферы.
- •Жизнь на Земле появилась в пределах геологического времени,
- •Учение о ноосфере Тейяр де Шардена.
- •Тема 14. Антропный принцип и развитие Вселенной.
- •Спасибо.
Общая теория относительности (ото) Эйнштейна Геометрия пространства-времени.
Представим двумерный мир на плоскости, в котором живут люди. (Детский вопросик: что скажут люди, если мы поставим стакан на плоскость?)
Если в этом мире идти по компасу на север, то траектории будут представлять из себя параллельные прямые.
И вот однажды эти ученые оказались на Земле, на экваторе в точках А и В, откуда ученые и начали путешествие на север по параллельным дорогам.
Однако вскоре они обнаружили, что S2 < S1. Вывод: их притягивает друг к другу некая "сила" - "гравитация".
Поэтому можно говорить, что пространство вокруг всех тел искривлено, и степень искривления зависит от массы тела. Cогласно ОТО время также зависит от гравитации, поэтому необходимо говорить о существовании четырехмерного пространства – времени. Это означает, что время не может быть отделено от пространства, присутствие вещества оказывает воздействие как на геометрию (искривление) пространства, так и на время. Подчеркнем, что классическая физика рассматривает движение твердых тел в пустом пространстве, а в ОТО сама структура пространства – времени зависит от распределения вещества во Вселенной и понятие «пустого пространства» вообще теряет смысл. Более того, если раньше полагали, что с исчезновением материи остается пустое пространство, то теория относительности утверждает, что с исчезновением материи исчезнет и пространство.
Космическое тело под действием сил гравитации движется из менее изогнутых частей пространственно-временного континуума в более изогнутые области.
В общей теории относительности все эффекты гравитации приписываются неевклидову характеру геометрии Вселенной - Эйнштейн ввел понятие о четырехмерной геометрии пространства-времени.
"В чем изгибается наше реальное пространство?"
Понятие кривизны пространства
(ошибка в подписи к рисунку, правильно: а)Сумма углов треугольника на евклидовой плоскости равна 180°.,вт –меньше 180 о)
Легко представить искривление двумерного пространства в трехмерном, как это показано на рисунке.
Математически понятие кривизны распространяется и на трехмерное пространство.
Возвратимся снова к рассмотрению нашей Вселенной.
Если во Вселенной плотность материи больше критической плотности, р>ркрит, то из ОТО следует: Пространство нашей Вселенной оказывается конечным, замкнутым. Хотя по-прежнему Вселенная безгранична, но она конечна по объему. Такая модель Вселенной называется закрытой.
Если р=ркрит, то геометрия пространства оказывается евклидовой и пространство называют плоским. Оно простирается во все стороны до бесконечности, и объем его бесконечен.
Наконец, если р<ркрит, то пространство также неограниченно простирается во все стороны и не замыкается. Его объем бесконечен. Такую модель Вселенной называют открытой.
Горячая Вселенная
Каков же наш мир? Что можно сказать о прошлом нашего мира? Итак, как выглядела Вселенная 15 млрд лет назад, когда произошел “Большой Взрыв” (рождение Вселенной)?
Если прокрутить «ленту времени» назад, то получится, что Вселенная становилась все меньше и меньше по размеру, но энергия Вселенной не изменялась, и значит, вся энергия была распределена по меньшему объему, следовательно, Вселенная была сильно разогрета.
Вся материя Вселенной - в одном “месте”, и плотность вещества во Вселенной была примерно такой же, как и плотность атомных ядер. В начальный момент (он называется моментом или точкой сингулярности) как будто произошел гигантский “взрыв” первоначального ядра и Вселенная начала расширяться.
Русский ученый Гамов разработал теорию “горячей” Вселенной: вещество в начале расширения было очень горячим, т.е. при высоких температурах вещество могло существовать только в виде элементарных частиц.
В начале расширения Вселенная была заполнена взаимодействующими между собой, непрерывно рождающимися и аннигилирующими релятивистскими (т.е. движущимися с околосветовыми скоростями) элементарными частицами: электронами и позитронами, фотонами, нейтрино и антинейтрино, пионами, нуклонами и антинуклонами, кварками и антикварками и т.д.
Значит, от мега-мира мы должны перейти к рассмотрению микромира, мира элементарных частиц.