Науката за телата във вселената 10 букви. Науката за небесните тела. История на космологията: древен период

Наука за небесни тела

първа буква "а"

Втора буква "s"

третата буква "т"

Последният бук е буквата "I"

Отговор за ключ "Наука за небесните тела", 10 букви:
астрономия

Алтернативни въпроси в кръстословици за думата астрономия

Какво покровителства музата Урания?

наука за Вселената

Каролайн Хершел помага на брат си Уилям от 1782 г. и става една от първите жени в тази наука.

Една от седемте свободни науки

Дефиниции на думи за астрономия в речници

РечникРуски език. С. И. Ожегов, Н. Ю. Шведова. Значението на думата в речника Обяснителен речник на руския език. С. И. Ожегов, Н. Ю. Шведова.
-и добре. Науката за космическите тела, системите, които образуват, и Вселената като цяло. прил. астрономически, th, th. Астрономическа единица (разстояние от Земята до Слънцето). Астрономическо число (прев.: изключително голямо).

Енциклопедичен речник, 1998 Значението на думата в речника Енциклопедичен речник, 1998 г
АСТРОНОМИЯТА (от астро ... и гръцки nomos - закон) е наука за устройството и развитието на космическите тела, образуваните от тях системи и Вселената като цяло. Астрономията включва сферична астрономия, практическа астрономия, астрофизика, небесна механика, звездна астрономия,...

Обяснителен речник на руския език. Д.Н. Ушаков Значението на думата в речника Обяснителен речник на руския език. Д.Н. Ушаков
астрономия, мн. сега. (от гръцки astron - звезда и nomos - закон). Науката за небесните тела.

Нов обяснителен и деривационен речник на руския език, Т. Ф. Ефремова. Значението на думата в речника Нов обяснителен и деривационен речник на руския език, Т. Ф. Ефремова.
и. Комплексна научна дисциплина, която изучава устройството и развитието на космическите тела, техните системи и Вселената като цяло. Учебен предмет, съдържащ теоретичните основи на дадена научна дисциплина. разгънете Учебник, в който се излага съдържанието на даден предмет.

Велика съветска енциклопедия Значението на думата в речника на Великата съветска енциклопедия
„Астрономия“, абстрактно списание на Всесъюзния институт за научна и техническа информация на Академията на науките на СССР. Издава се в Москва от 1963 г. (през 1953–62 г. излиза реферативното списание „Астрономия и геодезия“); 12 броя годишно. Публикува резюмета, анотации или библиографски...

Примери за употребата на думата астрономия в литературата.

Старите плавателни посоки на Азовско море рамо до рамо с учебници астрономияи навигация.

Точно както тези конкретни проблеми, решени с алгебрични методи, не могат да се считат за част от абстрактната наука алгебра, така според мен конкретните проблеми астрономияне може по никакъв начин да бъде причислен към онзи клон на абстрактно-конкретната наука, който развива теорията за действието и реакцията на свободните тела, които се привличат едно към друго.

Така беше и с откритието, че пречупването и разсейването на светлината не следват един и същ закон на промяна: това откритие оказа влияние както върху астрономияи върху физиологията, давайки ни ахроматични телескопи и микроскопи.

Скоро Бируни започва сериозно да се занимава с проблеми астрономия, вече на 21 години, постигнал важни резултати.

Матю Властар е абсолютно прав от гледна точка астрономияобяснява това, възникнало във времето нарушение.

в естествените науки

Тема: съвременна науказа произхода на Вселената.

Завършен студент

курс

_______________________

Учител:

_______________________

_______________________

ПЛАН А:

Въведение 3

Преднаучно разглеждане на произхода на Вселената. 5

Теории на 20 век за произхода на Вселената. осем

Съвременната наука за произхода на Вселената. 12

Използвана литература: 18 бр

През цялото си съществуване човекът изучава света около себе си. Като мислещо същество, Човекът, както в далечното минало, така и сега, не може и не може да бъде ограничен от това, което му е пряко дадено на нивото на ежедневната му практическа дейност, и винаги се е стремял и ще се стреми да надхвърли това.

Характерно е, че познаването на заобикалящия свят от човека започва с космогонични отражения. Тогава, в зората на умствената дейност, възниква идеята за "началото на всички начала". Историята не познава нито един народ, който рано или късно под една или друга форма да не си е задал този въпрос и да не се е опитал да му отговори. Отговорите, разбира се, бяха различни в зависимост от нивото на духовно развитие на даден народ. Развитието на човешката мисъл, научно-техническият прогрес позволиха да се премине в разрешаването на въпроса за произхода на Вселената от митологичното мислене до изграждането на научни теории.

Проблемът за "началото на света" е един от малкото идеологически проблеми, които преминават през цялата интелектуална история на човечеството. Веднъж появила се на бял свят, идеята за "началото на света" оттогава винаги е занимавала мислите на учените и от време на време под една или друга форма изплува отново и отново. Така, сякаш погребан завинаги в Средновековието, той неочаквано се появява на хоризонта на научната мисъл през втората половина на 20 век и започва сериозно да се обсъжда на страниците на специални списания и на заседания на проблемни симпозиуми.

През миналия век науката за Вселената достигна най-високите етажи структурна организацияматерия - галактики, техните купове и суперкупове. Съвременната космология активно се е заела с проблема за произхода (формирането) на тези космически образувания.

Как нашите далечни предци са си представяли формирането на Вселената? Как съвременната наука обяснява произхода на Вселената? Разглеждането на тези и други въпроси, свързани с възникването на Вселената, е посветено на това.

Откъде започна всичко? Как всичко космическо е станало така, както изглежда пред човечеството? Какви бяха първоначалните условия, които поставиха основата за наблюдаваната вселена?

Отговорът на тези въпроси се промени с развитието на човешката мисъл. Сред древните народи произходът на Вселената е бил надарен с митологична форма, чиято същност се свежда до едно нещо - определено божество е създало цялото околния Човексвят. В съответствие с древноиранската митопоетична космогония, Вселената е резултат от дейността на две равностойни и взаимосвързани творчески начала – богът на доброто – Ахурамазда и богът на злото – Ариман. Според един от нейните текстове, първичното същество, чието разделяне е довело до образуването на части от видимата Вселена, е първично съществуващият Космос. Митологичната форма на произхода на Вселената е присъща на всички съществуващи религии.

Много изключителни мислители от далечни исторически епохи се опитват да обяснят произхода, структурата и съществуването на Вселената. Заслужават особен респект за опитите им при липса на модерни технически средствада разбере същността на Вселената само с помощта на собствения си ум и най-прости устройства. Ако направите кратко отклонение в миналото, ще откриете, че идеята за развиваща се вселена, възприета от съвременната научна мисъл, е изложена от древния мислител Анаксагор (500-428 г. пр. н. е.). Заслужава да се отбележи космологията на Аристотел (384-332 г. пр. н. е.) и произведенията на изключителния мислител на Изтока Ибн Сина (Авицена) (980-1037), който се опитва логически да опровергае божественото създаване на света и други имена, които са достигнали до нашето време.

Човешката мисъл не стои неподвижна. Заедно с промяната в представата за структурата на Вселената се промени и идеята за нейния произход, въпреки че в условията на съществуващата силна идеологическа сила на религията това беше свързано с известна опасност. Може би това обяснява факта, че естествената наука на новото европейско време избягва да обсъжда въпроса за произхода на Вселената и се фокусира върху изучаването на структурата на Близкия Космос. Тази научна традиция определя за дълго време общата насока и самата методология на астрономическите, а след това и на астрофизичните изследвания. В резултат на това основите на научната космогония са положени не от естествени учени, а от философи.

Пръв по този път поема Декарт, който се опитва теоретично да възпроизведе „произхода на светилата, Земята и всичко останало видим святкато че ли от някакви семена "и дава едно единствено механично обяснение на съвкупността от известните му астрономически, физически и биологични явления. Идеите на Декарт обаче са далеч от съвременната наука.

Следователно би било по-справедливо да започнем историята на научната космогония не с Декарт, а с Кант, който рисува картина на "механичния произход на цялата вселена". Кант е първият в научно-космогоничната хипотеза за естествения механизъм на възникване на материалния свят. В безкрайното пространство на Вселената, пресъздадено от творческото въображение на Кант, съществуването на безброй други слънчеви системи и други млечни пътища е толкова естествено, колкото непрекъснатото образуване на нови светове и смъртта на стари. С Кант започва съзнателното и практическо съчетаване на принципа за всеобща връзка и единство на материалния свят. Вселената е престанала да бъде сбор от божествени тела, съвършени и вечни. Сега пред смаяния човешки ум се появи световна хармония от съвсем друг вид - естествената хармония на системи от взаимодействащи и развиващи се астрономически тела, свързани помежду си като брънки в една верига на природата. Въпреки това две характеристикипо-нататъшно развитие на научната космогония. Първият от тях е, че посткантианската космогония се ограничава до границите на Слънчевата система и до средата на ХХ век се отнася само до произхода на планетите, докато звездите и техните системи остават отвъд хоризонта на теоретичния анализ . Втората особеност е, че ограничените данни от наблюдения, несигурността на наличната астрономическа информация, невъзможността за експериментално обосноваване на космогоничните хипотези в крайна сметка доведоха до превръщането на научната космогония в система от абстрактни идеи, откъснати не само от други клонове на естествената наука , но и от сродни клонове на астрономията.

Следващият етап в развитието на космологията датира от 20 век, когато съветският учен А. А. Фридман (1888-1925) математически доказва идеята за саморазвиваща се Вселена. Работата на А. А. Фридман коренно промени основите на предишния научен мироглед. Според него космологичните начални условия за формирането на Вселената са били единични. Обяснявайки естеството на еволюцията на Вселената, разширяваща се, започвайки от единично състояние, Фридман изтъква по-специално два случая:

а) радиусът на кривината на Вселената непрекъснато се увеличава с течение на времето, започвайки от нула;

б) радиусът на кривината се променя периодично: Вселената се свива до точка (до нищо, единично състояние), след това отново от точка, довежда радиуса си до определена стойност, след което отново, намалявайки радиуса на кривината си, се превръща в точка и т.н.

В чисто математически смисъл сингулярното състояние изглежда като нищо - геометрична единица с нулев размер. Във физически план сингулярността изглежда като много странно състояние, в което плътността на материята и кривината на пространство-времето са безкрайни. Цялата свръхгореща, свръхизвита и свръхплътна космическа материя е буквално изтеглена в точка и може, според образния израз на американския физик Дж. Уилър, да "прокара през иглено ухо".

Обръщайки се към оценката на съвременния възглед за единното начало на Вселената, е необходимо да се обърне внимание на следните важни характеристики на разглеждания проблем като цяло.

Първо, концепцията за първоначалната сингулярност има доста специфично физическо съдържание, което с развитието на науката става все по-подробно и усъвършенствано. В тази връзка той трябва да се разглежда не като концептуална фиксация на абсолютното начало на „всички неща и събития“, а като начало на еволюцията на онзи фрагмент от космическата материя, който е на съвременно ниворазвитието на естествените науки се превърна в обект на научно познание.

Второ, ако според съвременните космологични данни еволюцията на Вселената е започнала преди 15-20 милиарда години, това изобщо не означава, че Вселената не е съществувала преди това или е била в състояние на вечен застой.

Постиженията на науката разшириха възможностите за опознаване на света около човека. Бяха направени нови опити да се обясни как е започнало всичко. Жорж Леметр е първият, който повдига въпроса за произхода на наблюдаваната мащабна структура на Вселената. Той изложи концепцията за „Големия взрив“ на така наречения „първичен атом“ и последващото превръщане на неговите фрагменти в звезди и галактики. Разбира се, от висотата на съвременното астрофизично познание тази концепция е само от исторически интерес, но самата идея за първоначалното експлозивно движение на космическата материя и нейното последващо еволюционно развитие се превърна в неразделна част от съвременната научна картина на свят.

Принципно нов етап в развитието на съвременната еволюционна космология е свързан с името на американския физик Г. А. Гамов (1904-1968), благодарение на когото концепцията за гореща Вселена навлиза в науката. Според неговия модел за "началото" на развиващата се Вселена, "първоатомът" на Леметр се състои от силно компресирани неутрони, чиято плътност достига чудовищна стойност - един кубичен сантиметър от първичното вещество тежи милиард тона. В резултат на експлозията на този "първичен атом", според Г. А. Гъмов, се е образувал своеобразен космологичен котел с температура от порядъка на три милиарда градуса, където е протичал естественият синтез химически елементи. Фрагменти от първичното яйце - отделни неутрони след това се разпадат на електрони и протони, които от своя страна, комбинирани с неразпаднали се неутрони, образуват ядрата на бъдещите атоми. Всичко това се случи в първите 30 минути след Големия взрив.

Горещият модел беше специфична астрофизична хипотеза, посочваща начините за експериментална проверка на нейните последствия. Гамов предсказа съществуването в момента на остатъците от топлинното излъчване на първичната гореща плазма, а неговите сътрудници Алфер и Херман още през 1948 г. доста точно изчислиха температурата на това остатъчно излъчване на вече съвременната Вселена. Въпреки това Гамов и неговите сътрудници не успяха да дадат задоволително обяснение за естественото образуване и разпространението на тежките химични елементи във Вселената, което предизвика скептицизъм към неговата теория от страна на специалистите. Както се оказа, предложеният механизъм на ядрен синтез не може да осигури появата на наблюдаваното сега количество от тези елементи.

Учените започнаха да търсят други физически модели на "началото". През 1961 г. академик Я. Б. Зелдович предлага алтернативен студен модел, според който първоначалната плазма се състои от смес от студени (с температура под абсолютната нула) изродени частици - протони, електрони и неутрино. Три години по-късно астрофизиците И. Д. Новиков и А. Г. Дорошкевич направиха сравнителен анализ на два противоположни модела на космологични начални условия - горещ и студен - и посочиха начина на експериментална проверка и избор на един от тях. Беше предложено да се опита да открие остатъците от първичната радиация чрез изучаване на спектъра на радиация от звезди и космически радиоизточници. Откриването на остатъците от първичното излъчване би потвърдило правилността на горещия модел, а ако ги няма, то това ще свидетелства в полза на студения модел.

Почти по същото време група американски изследователи, ръководени от физика Робърт Дике, без да знаят за публикуваните резултати от работата на Гамов, Алфер и Херман, възродиха горещия модел на Вселената въз основа на други теоретични съображения. Чрез астрофизични измервания Р.Дике и неговите сътрудници намират потвърждение за съществуването на космическо топлинно излъчване. Това забележително откритие направи възможно получаването на важна, досега недостъпна информация за началните етапи от еволюцията на астрономическата Вселена. Регистрираното космическо микровълново фоново лъчение не е нищо друго освен директен радиорепортаж за уникалните универсални събития, настъпили малко след "Големия взрив" - най-грандиозният по мащаби и последствия катастрофален процес в наблюдаваната история на Вселената.

По този начин, в резултат на последните астрономически наблюдения, беше възможно недвусмислено да се разреши основният въпрос за естеството на физическите условия, които преобладаваха в ранните етапи на космическата еволюция: горещият модел на "началото" се оказа най- адекватен. Казаното обаче не означава, че всички теоретични постановки и изводи на космологичната концепция на Гамов са потвърдени. От двете първоначални хипотези на теорията - за неутронния състав на "космическото яйце" и горещото състояние на младата Вселена - само последната е издържала проверката на времето, показвайки количественото преобладаване на радиацията над материята при източниците на наблюдаваното в момента космологично разширение.

На настоящия етап от развитието на физическата космология задачата за създаване на топлинна история на Вселената, по-специално сценарий за формирането на мащабна структура на Вселената, излезе на преден план.

Последните теоретични изследвания на физиците бяха проведени в посока на следната фундаментална идея: всички известни видове физически взаимодействия се основават на едно универсално взаимодействие; електромагнитните, слабите, силните и гравитационните взаимодействия са различни аспекти на едно взаимодействие, което се разделя, когато енергийното ниво на съответните физически процеси намалява. С други думи, при много високи температури(превишаващи определени критични стойности) различни видове физически взаимодействия започват да се комбинират и на границата и четирите типа взаимодействия се свеждат до едно единствено прото-взаимодействие, наречено „Великият синтез“.

Според квантова теориятова, което остава след отстраняването на частиците материя (например от някакъв затворен съд с помощта на вакуумна помпа), изобщо не е празно в буквалния смисъл на думата, както смята класическата физика.Въпреки че вакуумът не съдържа обикновени частици, той е наситен с "полуживи", така наречените виртуални тела. За да ги превърнете в истински частици материя, е достатъчно да възбудите вакуума, например, да въздействате върху него с електромагнитно поле, създадено от въведени в него заредени частици.

Но каква е причината за Големия взрив? По астрономически данни физическо количествокосмологичната константа, включена в уравненията на гравитацията на Айнщайн, е много малка, вероятно близо до нула. Но дори да е толкова незначителен, той може да причини много големи космологични последствия. Развитието на квантовата теория на полето доведе до още по-интересни заключения. Оказа се, че космологичната константа е функция на енергията, по-специално зависи от температурата. При свръхвисоки температури, които преобладават в най-ранните фази от развитието на космическата материя, космологичната константа може да бъде много голяма и най-важното - положителна по знак. С други думи, в далечното минало вакуумът може да бъде в изключително необичайно физическо състояние, характеризиращо се с наличието на мощни отблъскващи сили. Именно тези сили са послужили като физическа причина за "Големия взрив" и последвалото бързо разширяване на Вселената.

Разглеждането на причините и последствията от космологичния "Големия взрив" не би било пълно без още една физическа концепция. Това е заза така наречения фазов преход (трансформация), т.е. качествена трансформация на веществото, придружена от рязка промяна от едно от неговите състояния в друго. Съветските физици Д. А. Киржниц и А. Д. Линде бяха първите, които обърнаха внимание на факта, че в началната фаза на формирането на Вселената, когато космическата материя е била в свръхгорещо, но вече охлаждащо състояние, могат да възникнат подобни физически процеси (фазови преходи). .

По-нататъшното изследване на космологичните последици от фазовите преходи с нарушена симетрия доведе до нови теоретични открития и обобщения. Сред тях е откриването на неизвестна досега епоха в саморазвитието на Вселената. Оказа се, че по време на космологичния фазов преход той може да достигне състояние на изключително бързо разширение, при което размерите му се увеличават многократно, а плътността на материята остава практически непроменена. Първоначалното състояние, довело до разширяването на Вселената, се счита за гравитационен вакуум. Резките промени, съпътстващи процеса на космологично разширяване на пространството, се характеризират с фантастични фигури. Така че се приема, че цялата наблюдавана вселена е възникнала от един вакуумен мехур по-малък от 10 на степен минус 33 cm! Вакуумният балон, от който се е образувала нашата Вселена, имаше маса, равна само на една стохилядна от грама.

Понастоящем все още няма всеобхватно тествана и общопризната теория за произхода на мащабната структура на Вселената, въпреки че учените са постигнали значителен напредък в разбирането на естествените начини на нейното формиране и еволюция. От 1981 г. започва разработването на физическа теория за надуващата се (инфлационна) Вселена. Към днешна дата физиците са предложили няколко версии на тази теория. Предполага се, че еволюцията на Вселената, започнала с грандиозен общ космически катаклизъм, наречен "Големият взрив", впоследствие е била придружена от многократна промяна в режима на разширение.

Според предположенията на учените, след 10 до минус четиридесет и трета степен от секунди след "Големия взрив" плътността на свръхгорещата космическа материя е била много висока (от 10 до 94 градуса грама/см кубичен). Плътността на вакуума също беше висока, въпреки че по величина беше много по-малка от плътността на обикновената материя и следователно гравитационният ефект на примитивната физическа "пустота" беше незабележим. По време на разширяването на Вселената обаче плътността и температурата на материята намаляват, докато плътността на вакуума остава непроменена. Това обстоятелство доведе до рязка промяна на физическата ситуация още 10 до минус 35 секунди след "Големия взрив". Плътността на вакуума първо става равна, а след това, след няколко супермомента космическо време, става по-голяма от него. Тогава се усеща гравитационният ефект на вакуума – неговите сили на отблъскване отново вземат връх над гравитационните сили на обикновената материя, след което Вселената започва да се разширява с изключително бързи темпове (набъбва) и за безкрайно малка част от секундата достига огромни размери. размери. Този процес обаче е ограничен във времето и пространството. Вселената, като всеки разширяващ се газ, първо се охлажда бързо и вече в района на 10 до минус 33 градуса от секундата след "Големия взрив" е силно преохладена. В резултат на това всеобщо "охлаждане" Вселената преминава от една фаза в друга. Говорим за фазов преход от първи ред - рязка промяна вътрешна структуракосмическа материя и всичко свързано с нея физични свойстваи характеристики. На последния етап от този космически фазов преход, целият енергиен резерв на вакуума се преобразува в топлинна енергия на обикновената материя и в резултат на това универсалната плазма отново се нагрява до първоначалната си температура и съответно се променя нейният режим на разширение .

Не по-малко интересен и в глобален план е по-важен друг резултат от най-новите теоретични изследвания – фундаменталната възможност за избягване на първоначалната сингулярност във физическия й смисъл. Говорим за напълно нов физически поглед върху проблема за произхода на Вселената.

Оказа се, че противно на някои скорошни теоретични прогнози (че първоначалната сингулярност не може да бъде избегната дори с квантово обобщение обща теорияотносителността) съществуват определени микрофизични фактори, които могат да предотвратят безкрайното компресиране на материята под действието на гравитационните сили.

Още в края на тридесетте години беше теоретично открито, че звезди с маса, превишаваща масата на Слънцето повече от три пъти, в последния етап от тяхната еволюция са неудържимо компресирани до състояние на сингулатор. Последният, за разлика от сингулярността на космологичния тип, наречен Фридман, се нарича Шварцшилд (на името на немския астроном, който пръв разглежда астрофизичните последици от теорията на Айнщайн за гравитацията). Но от чисто физическа гледна точка и двата вида сингулярности са идентични. Формално те се различават по това, че първата сингулярност е началното състояние на еволюцията на материята, а втората е крайното.

Според последните теоретични концепции гравитационният колапс трябва да завърши с компресиране на материята буквално "до точка" - до състояние на безкрайна плътност. Според най-новите физични концепции колапсът може да бъде спрян някъде в района на стойността на плътността на Планк, т.е. на завой от 10 до 94-та степен от грамове / cm куб. Това означава, че Вселената възобновява разширяването си не от нулата, а с геометрично определен (минимален) обем и физически приемливо, редовно състояние.

Академик М.А.Марков предложи интересна версия за пулсиращата Вселена. В рамките на логическата рамка на този космологичен модел, старите теоретични трудности, ако не са окончателно разрешени, поне са осветени от нова гледна точка. Моделът се основава на хипотезата, че при рязко намаляване на разстоянието константите на всички физически взаимодействия клонят към нула. Това предположение е следствие от друго предположение, според което константата на гравитационното взаимодействие зависи от степента на плътност на веществото.

Според теорията на Марков, когато Вселената преминава от стадия на Фридман (крайно свиване) към етапа на де Ситер (първоначално разширение), нейните физически и геометрични характеристики се оказват същите. Марков смята, че това условие е напълно достатъчно за преодоляване на класическата трудност по пътя на физическата реализация на вечно осцилиращата Вселена.

1) В кръг вечно завръщане? Три хипотези.-- М.: Знание, 1989.- 48s.--(Ново в живота, науката, технологията. Сер. "Въпросителен знак"; № 4).

2) Как работи машината на времето? - М.: Знание, 1991. - 48s. -- (Абонаментна научнопопулярна поредица "Въпросителен знак" ; No 5).

3) Кратък философски речник Изд. М. Розентал и П. Юдин. Изд. 4, добавете. и правилно. . М.-- състояние. изд. полит. осветен ,1954.

4) Кой, кога, защо? -- състояние. изд. дет. осветен , Министерство на образованието на RSFSR, М.-- 1961.

5) Произходът на Слънчевата система. Изд. Г. Рийвс. пер. от английски. и френски изд. Г. А. Лейкин и В. С. Сафронов. М, "МИР", 1976 г.

6) Украински съветски енциклопедичен речник В 3 тома / Редакция: отговор. изд. А. В. Кудрицки - К.: Гл. изд. ИЗПОЛЗВАНЕ,--1988.

7) Човекът и Вселената: Възглед за науката и религията.-- М.: Сов. Русия 1986г.

8) Какво търсят „археолозите на космоса“? - М .: Знание, 1989. - 48 с., с илюстрации - (Новото в живота, науката, технологията. Серия „Въпросителен знак“; № 12)

9) Какво е? Кой е? : В 3 т. Т. 1. - 3-то изд., преработено. Ch 80 и добавете - М .: "Педагогика-прес", 1992. -384 с. : аз ще.

10) Разговори за Вселената , - М .: Политиздат, 1984. - 111 с. - (Разговори за света и човека).

Звездното небе отдавна вълнува човешкото въображение. Нашите далечни предци се опитаха да разберат какви странни мигащи точки висят над главите им. Колко от тях, откъде са дошли, влияят ли върху земните събития? От древни времена човекът се опитва да разбере как работи Вселената, в която живее.

За това как древните хора са си представяли Вселената, днес можем да научим само от приказките и легендите, достигнали до нас. Минаха векове и хилядолетия за възникването и укрепването на науката за Вселената, изучаваща нейните свойства и етапи на развитие – космологията. Крайъгълните камъни на тази дисциплина са астрономията, математиката и физиката.

Днес разбираме структурата на Вселената много по-добре, но всяко придобито знание поражда само нови въпроси. Изследването на атомните частици в колайдер, наблюдението на живота в дивата природа, кацането на междупланетна сонда върху астероид също може да се нарече изследване на Вселената, защото тези обекти са част от нея. Човекът също е част от нашата красива звездна Вселена. изучаване слънчева системаили далечни галактики, научаваме повече за себе си.

Космология и обекти на нейното изследване

Самата концепция за Вселената няма ясна дефиниция в астрономията. В различни исторически периоди и сред различните народи той е имал редица синоними, като "космос", "свят", "вселена", "вселена" или "небесна сфера". Често, когато се говори за процесите, протичащи в дълбините на Вселената, се използва терминът "макрокосмос", противоположният на който е "микрокосмосът" на света на атомите и елементарните частици.

По трудния път на знанието космологията често се пресича с философията и дори с теологията и в това няма нищо изненадващо. Науката за устройството на Вселената се опитва да обясни кога и как е възникнала Вселената, да разгадае тайната на произхода на материята, да разбере мястото на Земята и човечеството в безкрайността на Космоса.

Съвременната космология има два основни проблема. Първо, обектът на неговото изследване - Вселената - е уникален, което прави невъзможно използването на статистически схеми и методи. Накратко, ние не знаем за съществуването на други вселени, техните свойства, структура, така че не можем да сравняваме. Второ, продължителността на астрономическите процеси не позволява провеждането на преки наблюдения.

Космологията изхожда от постулата, че свойствата и структурата на Вселената са еднакви за всеки наблюдател, с изключение на редките космически явления. Това означава, че материята във Вселената е разпределена равномерно и има еднакви свойства във всички посоки. От това следва, че физическите закони, действащи в част от Вселената, могат да бъдат екстраполирани към цялата Метагалактика.

Теоретичната космология разработва нови модели, които след това се потвърждават или опровергават от наблюдения. Така например беше доказана теорията за произхода на Вселената в резултат на експлозия.

Възраст, размер и състав

Мащабът на Вселената е удивителен: той е много по-голям, отколкото бихме могли да си представим преди двадесет или тридесет години. Учените вече са открили около петстотин милиарда галактики и броят им непрекъснато се увеличава. Всеки от тях се върти около собствената си ос и се отдалечава от останалите с голяма скорост поради разширяването на Вселената.

Квазар 3C 345 е един от най-ярките обекти във Вселената, разположен на разстояние пет милиарда светлинни години от нас. Човешкият ум дори не може да си представи такива разстояния. космически корабдвижейки се със скоростта на светлината, ще отнеме хиляда години, за да обиколи нашия Млечен път. Преди галактика Андромедатой ще трябва да пътува 2,5 хиляди години. И това е най-близкият съсед.

Говорейки за размера на Вселената, имаме предвид нейната видима част, наричана още Метагалактика. Колкото повече наблюдения получаваме, толкова повече се раздалечават границите на Вселената. Освен това това се случва едновременно във всички посоки, което доказва сферичната му форма.

Нашият свят се е появил преди около 13,8 милиарда години в резултат на голям взрив- събитие, което е породило звезди, планети, галактики и други обекти. Тази фигура е реална възрастВселена.

Въз основа на скоростта на светлината може да се приеме, че размерът му също е 13,8 милиарда светлинни години. Но всъщност те са по-големи, защото от момента на раждането си Вселената непрекъснато се разширява. Част от него се движи със свръхсветлинна скорост, поради което значителен брой обекти във Вселената ще останат невидими завинаги. Тази граница се нарича сфера или хоризонт на Хъбъл.

Диаметърът на Метагалактиката е 93 милиарда светлинни години. Не знаем какво има отвъд позната вселена. Може би има по-далечни обекти, които днес са недостъпни за астрономически наблюдения. Значителна част от учените вярват в безкрайността на Вселената.

Възрастта на Вселената е многократно проверявана с помощта на различни методи и научни инструменти. Последно е потвърдено от космическия телескоп Планк. Наличните данни напълно съответстват на съвременните модели за разширяване на Вселената.

От какво е направена Вселената? Водородът е най-често срещаният елемент във Вселената (75%), следван от хелий (23%), останалите елементи представляват едва 2% от общото количество материя. Средната плътност е 10-29 g/cm3, значителна част от която се пада на т. нар. тъмна енергия и материя. Зловещите имена не говорят за тяхната малоценност, просто тъмната материя, за разлика от обикновената, не взаимодейства с електромагнитното излъчване. Съответно не можем да го наблюдаваме и да правим изводи само по косвени признаци.

Въз основа на горната плътност, масата на Вселената е приблизително 6*1051 kg. Трябва да се разбере, че тази цифра не включва тъмната маса.

Структурата на Вселената: от атомите до галактическите купове

Космосът не е просто огромна празнота, в която звезди, планети и галактики са равномерно разпръснати. Структурата на Вселената е доста сложна и има няколко нива на организация, които можем да класифицираме според мащаба на обектите:

1. Астрономическите тела във Вселената обикновено се групират в системи. Звездите често образуват двойки или са част от клъстери, които съдържат десетки или дори стотици звезди. В това отношение нашето Слънце е доста нетипично, тъй като то няма "двойник";
2. Галактиките са следващото ниво на организация. Те могат да бъдат спираловидни, елипсовидни, лещовидни, неправилни. Учените все още не разбират напълно защо галактиките имат различна форма. На това ниво откриваме такива чудеса на Вселената като черни дупки, тъмна материя, междузвезден газ, двойни звезди. В допълнение към звездите, те включват прах, газ и електромагнитно излъчване. В известната вселена са открити няколкостотин милиарда галактики. Често се засичат. Не е като автомобилна катастрофа: звездите просто се смесват и променят орбитите си. Такива процеси отнемат милиони години и водят до образуването на нови звездни купове;
3. Няколко галактики образуват Местната група. В нашия, освен млечен път, включва мъглявината Триъгълник, мъглявината Андромеда и 31 други системи. Клъстерите от галактики са най-големите известни стабилни структури във Вселената, държани заедно от гравитационната сила и някои други фактори. Учените са изчислили, че гравитацията сама по себе си очевидно не е достатъчна, за да поддържа стабилността на тези обекти. Все още няма научна обосновка за това явление;
4. Следващото ниво на структурата на Вселената са суперкупове от галактики, всеки от които съдържа десетки или дори стотици галактики и купове. Но гравитацията вече не ги задържа, така че те следват разширяващата се вселена;
5. Последното ниво на организация на Вселената са клетки или мехурчета, чиито стени образуват суперкупове от галактики. Между тях има празни зони, наречени кухини. Тези структури на Вселената имат мащаби от около 100 Mpc. В този слой процесите на разширяване на Вселената са най-забележими и с него е свързано и реликтовото излъчване - ехо от Големия взрив.

Как е възникнала Вселената

Как е възникнала Вселената? Какво се случи преди този момент? Как се превърна в това безкрайно пространство, което познаваме днес? Случайност ли беше или естествен процес?

След десетилетия на дискусии и яростни дебати, физици и астрономи почти стигнаха до консенсус, че Вселената е възникнала в резултат на експлозия с колосална сила. Той не само е дал началото на цялата материя във Вселената, но също така е определил физическите закони, по които съществува известният ни космос. Това се нарича теория за Големия взрив.

Според тази хипотеза някога цялата материя е била събрана по някакъв неразбираем начин в една малка точка с безкрайна температура и плътност. Нарича се Сингулярността. Преди 13,8 милиарда години точката експлодира, образувайки звезди, галактики, техните клъстери и други астрономически тела на Вселената.

Защо и как се е случило това не е ясно. Учените трябва да оставят настрана много въпроси, свързани с природата на сингулярността и нейния произход: пълна физическа теория за този етап от историята на Вселената все още не съществува. Трябва да се отбележи, че има и други теории за произхода на Вселената, но те имат много по-малко привърженици.

Терминът "Големият взрив" се използва в края на 40-те години след публикуването на работата на британския астроном Хойл. Днес този модел е напълно разработен - физиците могат уверено да опишат процесите, които са се случили част от секундата след това събитие. Може също да се добави, че тази теория позволи да се определи точната възраст на Вселената и да се опишат основните етапи от нейната еволюция.

Основното доказателство за теорията за Големия взрив е наличието на космическо микровълново фоново лъчение. Открит е през 1965г. Това явление възниква в резултат на рекомбинацията на водородни атоми. Реликтовото излъчване може да се нарече основният източник на информация за това как е била подредена Вселената преди милиарди години. Той е изотропен и равномерно запълва космическото пространство.

Друг аргумент в полза на обективността на този модел е самият факт на разширяването на Вселената. В интерес на истината, екстраполирайки този процес в миналото, учените са стигнали до подобна концепция.

Има слабости в теорията за Големия взрив. Ако Вселената се е образувала моментално от една малка точка, тогава е трябвало да има неравномерно разпределение на материята, което ние не наблюдаваме. Освен това този модел не може да обясни къде е попаднала антиматерията, чието количество в „момента на сътворението” не би трябвало да е по-ниско от обикновената барионна материя. Сега обаче броят на античастиците във Вселената е незначителен. Но най-същественият недостатък на тази теория е неспособността й да обясни феномена на Големия взрив, тя просто се възприема като свършен факт. Не знаем как е изглеждала Вселената преди сингулярността.

Има и други хипотези за произхода и по-нататъшното развитие на Вселената. Моделът на стационарната вселена е популярен от много години. Редица учени са на мнение, че в резултат на квантови флуктуации той е възникнал от вакуум. Сред тях беше и известният Стивън Хокинг. Лий Смолин изложи теорията, че нашата, подобно на други вселени, се е формирала вътре черни дупки.

Правени са опити за подобряване на съществуващата теория за Големия взрив. Например, има хипотеза за цикличността на Вселената, според която раждането от сингулярност не е нищо повече от преминаването й от едно състояние в друго. Вярно е, че този подход противоречи на втория закон на термодинамиката.

Еволюцията на Вселената или какво се е случило след Големия взрив

Теорията за Големия взрив позволи на учените да създадат точен модел на еволюцията на Вселената. И днес знаем доста добре какви процеси са протичали в младата Вселена. Единственото изключение е много ранният етап на създаване, който все още е обект на ожесточени дискусии и спорове. Разбира се, за да се постигне такъв резултат, една теоретична основа не беше достатъчна, бяха необходими години на изследване на Вселената и хиляди експерименти на ускорители.

Днес науката идентифицира следните етапи след Големия взрив:

1. Най-ранният период, който ни е известен, се нарича ерата на Планк, той заема сегмент от 0 до 10-43 секунди. По това време цялата материя и енергия на Вселената бяха събрани в една точка и четирите основни взаимодействия бяха едно;
2. Ерата на Великото обединение (от 10-43 до 10-36 секунди). Характеризира се с появата на кварки и разделянето на основните типове взаимодействия. Основното събитие на този период е освобождаването на гравитационната сила. В тази епоха законите на Вселената започнаха да се оформят. Днес имаме възможност да Подробно описаниефизически процеси от тази епоха;
3. Третият етап на сътворението се нарича епохата на инфлацията (от 10-36 до 10-32). По това време започва бързото движение на Вселената със скорост, значително надвишаваща скоростта на светлината. Тя става по-голяма от настоящата видима вселена. Охлаждането започва. В този период основните сили на Вселената са окончателно разделени;
4. В периода от 10−32 до 10−12 секунди се появяват "екзотични" частици от типа на бозона на Хигс, пространството се запълва с кварк-глюонна плазма. Интервалът от 10−12 до 10−6 секунди се нарича ерата на кварките, от 10−6 до 1 секунда - адроните, на 1 секунда след Големия взрив започва ерата на лептоните;
5. Фаза на нуклеосинтеза. Това продължи до около третата минута от началото на събитията. През този период атомите на хелий, деутерий и водород възникват от частици във Вселената. Охлаждането продължава, пространството става прозрачно за фотони;
6. Три минути след Големия взрив започва ерата на първичната рекомбинация. През този период се появява реликтовото лъчение, което астрономите все още изучават;
7. Периодът от 380 хиляди - 550 милиона години се нарича Тъмни векове. Вселената в този момент е изпълнена с водород, хелий, различни видоверадиация. Във Вселената не е имало източници на светлина;
8. 550 милиона години след Сътворението се появяват звезди, галактики и други чудеса на Вселената. Първите звезди експлодират, освобождавайки материя, за да образуват планетарни системи. Този период се нарича Ерата на Рейонизацията;
9. На възраст от 800 милиона години във Вселената започват да се формират първите звездни системи с планети. Ерата на веществото идва. През този период се формира и нашата родна планета.

Смята се, че интересуващият космологията период е от 0,01 секунди след акта на сътворението до наши дни. В този период от време са се образували първични елементи, от които звезди, галактики, слънчева система. За космолозите ерата на рекомбинацията се счита за особено важен период, когато възниква космическото микровълново фоново лъчение, с помощта на което продължава изучаването на познатата Вселена.

История на космологията: древен период

Човекът мисли за устройството на света около него от незапомнени времена. Най-ранните идеи за структурата и законите на Вселената могат да бъдат намерени в приказките и легендите на различни народи по света.

Смята се, че редовните астрономически наблюдения са били практикувани за първи път в Месопотамия. На тази територия последователно са живели няколко развити цивилизации: шумери, асирийци, перси. Можем да научим как са си представяли Вселената от многото клинописни плочки, намерени на мястото на древни градове. Първите сведения за движението на небесните тела датират от 6-то хилядолетие пр.н.е.

От астрономическите явления шумерите са се интересували най-много от циклите – смяната на сезоните и фазите на луната. От тях зависеше бъдещата реколта и здравето на домашните животни, а оттам и оцеляването на човешката популация. От това беше направен извод за влиянието на небесните тела върху процесите, протичащи на Земята. Следователно, изучавайки Вселената, можете да предскажете бъдещето си - така се роди астрологията.

Шумерите изобретили стълб за определяне на височината на Слънцето, създали слънчева и лунен календар, описва основните съзвездия, открива някои закони на небесната механика.

В религиозните практики на Древен Египет се отделя много внимание на движението на космически обекти. Жителите на долината на Нил използвали геоцентричен модел на Вселената, в който Слънцето се върти около Земята. До нас са достигнали много древноегипетски текстове, съдържащи астрономическа информация.

Науката за небето достига значителни висоти в древен Китай. Тук през III хилядолетие пр.н.е. д. се появява длъжността придворен астроном, а през XII век пр.н.е. д. са открити първите обсерватории. За слънчевите затъмнения, прелитанията на комети, метеорните потоци и други интересни космически събития от древността знаем главно от китайските летописи и хроники, които са щателно пазени от векове.

Астрономията е била на голяма почит сред елините. Те изучаваха този въпрос в многобройни философски школи, всяка от които, като правило, имаше своя собствена система на Вселената. Гърците са първите, които предполагат сферичната форма на Земята и въртенето на планетата около собствената си ос. Астрономът Хипарх въвежда понятията апогей и перигей, орбитален ексцентрицитет, разработва модели на движението на Слънцето и Луната и изчислява периодите на въртене на планетите. Голям принос за развитието на астрономията има Птолемей, който може да се нарече създател на геоцентричния модел на Слънчевата система.

Големи висоти в изучаването на законите на Вселената достига цивилизацията на маите. Това се потвърждава от резултатите археологически обекти. Свещениците са можели да предсказват слънчеви затъмнения, създадоха перфектен календар, построиха множество обсерватории. Астрономите на маите наблюдаваха близките планети и успяха точно да определят техните орбитални периоди.

Средновековие и ново време

След разпадането на Римската империя и разпространението на християнството, Европа се потапя в тъмните векове за почти хилядолетие - развитието на природните науки, включително астрономията, практически спира. Европейците черпеха информация за структурата и законите на Вселената от библейските текстове, няколко астрономи твърдо се придържаха към геоцентричната система на Птолемей и астрологията се радваше на безпрецедентна популярност. Истинското изследване на Вселената от учените започва едва през Ренесанса.

В края на 15 век кардинал Николай от Куза излага смела идея за универсалността на Вселената и безкрайността на дълбините на Вселената. До 16 век става ясно, че възгледите на Птолемей са погрешни и без приемането на нова парадигма по-нататъчно развитиенауката е немислима. Полският математик и астроном Николай Коперник, който предложи хелиоцентричен модел на Слънчевата система, реши да разбие стария модел.

От съвременна гледна точка неговата концепция беше несъвършена. При Коперник движението на планетите се осигурява от въртенето на небесните сфери, към които са прикрепени. Самите орбити имаха кръгла форма, а на границата на света имаше сфера с неподвижни звезди. Поставяйки Слънцето в центъра на системата обаче, полският учен несъмнено прави истинска революция. Историята на астрономията може да бъде разделена на две големи части: древният период и изследването на Вселената от Коперник до наши дни.

През 1608 г. италианският учен Галилей изобретява първия в света телескоп, който дава огромен тласък на развитието на наблюдателната астрономия. Сега учените могат да съзерцават дълбините на Вселената. Оказа се, че Млечният път се състои от милиарди звезди, Слънцето има петна, Луната има планини, а спътниците се въртят около Юпитер. Появата на телескопа предизвика истински бум в оптичните наблюдения на чудесата на Вселената.

В средата на 16 век датският учен Тихо Брахе пръв започва редовни астрономически наблюдения. Той доказа космическия произход на кометите, като по този начин опроверга идеята на Коперник за небесните сфери. В началото на 17-ти век Йоханес Кеплер разкрива мистериите на движението на планетите, като формулира своите известни закони. По същото време са открити мъглявините Андромеда и Орион, пръстените на Сатурн и е съставена първата карта на лунната повърхност.

През 1687 г. Исак Нютон формулира закона за всемирното привличане, който обяснява взаимодействието на всички компоненти на Вселената. Той направи възможно да се види скритото значение на законите на Кеплер, които всъщност бяха извлечени емпирично. Принципите, открити от Нютон, позволиха на учените да хвърлят нов поглед върху пространството на Вселената.

18 век е период на бързо развитие на астрономията, което значително разширява границите на познатата вселена. През 1785 г. Кант излезе с гениалната идея, че Млечният път е огромен звезден куп, събрани от гравитацията.

По това време на "картата на Вселената" се появиха нови небесни тела, телескопите бяха подобрени.

През 1785 г. английският астроном Хершел, въз основа на законите на електромагнетизма и Нютоновата механика, се опита да създаде модел на Вселената и да определи нейната форма. Той обаче не успя.

През 19 век инструментите на учените стават по-прецизни и се появява фотографската астрономия. Появилият се в средата на века спектрален анализ доведе до истинска революция в наблюдателната астрономия - сега темата за изследване стана химичен съставобекти. Открит е астероидният пояс, измерена е скоростта на светлината.

Епоха на пробив или модерно време

Двадесети век беше ерата на истински пробиви в астрономията и космологията. В началото на века Айнщайн разкрива на света своята теория на относителността, която прави истинска революция в представите ни за Вселената и ни позволява да хвърлим нов поглед върху свойствата на Вселената. През 1929 г. Едуин Хъбъл открива, че нашата Вселена се разширява. През 1931 г. Жорж Леметр излага идеята за формирането му от една малка точка. Всъщност това беше началото на теорията за Големия взрив. През 1965 г. е открито реликтовото лъчение, което потвърждава тази хипотеза.

През 1957 г. първият изкуствен спътники тогава започна космическата ера. Сега астрономите можеха не само да наблюдават небесните тела чрез телескопи, но и да ги изследват отблизо с помощта на междупланетни станции и спускащи се сонди. Дори успяхме да кацнем на повърхността на Луната.

1990-те могат да бъдат наречени „период на тъмната материя“. Нейното откритие обясни ускоряването на разширяването на Вселената. По това време бяха пуснати в експлоатация нови телескопи, което ни позволи да разширим границите на познатата вселена.

През 2016 г. са открити гравитационни вълни, което вероятно ще постави началото на нов клон на астрономията.

През последните векове ние значително разширихме границите на нашето познание за Вселената. В действителност обаче хората просто отвориха вратата и погледнаха в огромния и прекрасен святпълен с тайни и невероятни чудеса.

Ако имате въпроси - оставете ги в коментарите под статията. Ние или нашите посетители ще се радваме да им отговорим.