ВВЕДЕНИЕ
1. КОНЦЕПЦИЯ БОЛЬШОГО ВЗРЫВА
1.1 «Начало» Вселенной
1.2 Расширение Вселенной
1.3 Ранний этап развития Вселенной
1.4 Структурная самоорганизация Вселенной
1.5 Развитие концепции Большого взрыва в ХХ века
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
Идея развития Вселенной естественным образом привела к постановке проблемы начала эволюции (рождения) Вселенной и ее конца (смерти).
В настоящее время существует несколько космологических моделей, которые объясняют определенные аспекты происхождения материи во Вселенной, но не объясняют причины и процесс рождения самой Вселенной. Из всех современных космологических теорий только теория Большого взрыва Г. Гамова могла удовлетворительно объяснить почти все факты, связанные с этой проблемой.
Основные черты модели Большого взрыва сохранились до наших дней, хотя позже они были дополнены теорией инфляции или теорией набухания Вселенной, разработанной американскими учеными А. Гутом и П. Стейнхардтом и развитой советским физиком А.Д. Линде.
В 1948 году американский физик Г. Гамов предположил, что Вселенная образовалась в результате огромного взрыва, произошедшего около 15 миллиардов лет назад. Затем вся материя и энергия Вселенной были сосредоточены в крошечной сверхплотной куче. Если верить математическим расчетам, то в начале расширения радиус Вселенной был полностью равен нулю, а ее плотность была бесконечной.
Это начальное состояние называется сингулярностью – точечным объемом с бесконечной плотностью. Известные законы физики в сингулярности не работают. В этом состоянии концепции пространства и времени теряют свое значение, поэтому нет смысла спрашивать, где была эта точка. Даже современная наука ничего не может сказать о причинах появления такого состояния.
1. КОНЦЕПЦИЯ БОЛЬШОГО ВЗРЫВА
1.1 «Начало» Вселенной
Основная идея концепции Большого взрыва заключается в том, что на ранних этапах своего формирования Вселенная имела нестабильное вакуумоподобное состояние с высокой плотностью энергии. Эта энергия исходит от квантового излучения, т.е. из ниоткуда. Дело в том, что в физическом вакууме нет твердых частиц, полей и волн, но это не совсем пустота.
В вакууме есть виртуальные частицы, которые рождаются, существуют мимолетно и мгновенно исчезают. Поэтому вакуум «кипит» виртуальными частицами и насыщается сложными взаимодействиями между ними. Кроме того, энергия, содержащаяся в вакууме, находится, так сказать, на разных его этажах, т.е. существует явление различия уровней энергии вакуума.
Пока вакуум находится в состоянии равновесия, существуют только виртуальные (призрачные) частицы, которые на короткое время заимствуют энергию из вакуума, чтобы родиться, и быстро возвращают заимствованную энергию, чтобы исчезнуть [5].
Когда по какой-то причине в начальной точке (сингулярности) возбуждался вакуум и выходил из состояния равновесия, виртуальные частицы начинали захватывать энергию без отдачи и превращались в реальные частицы.
1.2 Расширение Вселенной
С этого момента начинается быстрое расширение Вселенной, возникают время и пространство. В этот момент происходит безудержное надувание «космических пузырей пространства», зародышей одной или нескольких вселенных, которые могут отличаться друг от друга своими основными константами и законами. Один из них стал зародышем нашей Метагалактики.
По разным оценкам, период экспоненциального раздувания длится невообразимо коротко – до 10-33 с. после «старта». Это называется периодом инфляции. За это время размер Вселенной увеличился в 1050 раз, с миллиардной доли протона до размера спичечного коробка [7].
1.3 Ранний этап развития Вселенной
Сразу после Большого взрыва Вселенная представляла собой плазму элементарных частиц всех видов и их античастиц в термодинамическом состоянии равновесия при температуре 1027 К, которые свободно переходили друг в друга. В этом сгустке были только гравитационные и большие взаимодействия.
Затем Вселенная начала расширяться по мере уменьшения ее плотности и температуры. Дальнейшее развитие Вселенной происходило шаг за шагом и сопровождалось, с одной стороны, дифференциацией, а с другой – усложнением ее структур.
1.4 Структурная самоорганизация Вселенной
После Большого взрыва образовавшееся вещество и электромагнитное поле были рассеяны, создав облако газовой пыли и электромагнитный фон. Спустя миллиарды лет после возникновения Вселенной появились галактики и звезды.
К этому моменту вещество уже остыло и произошли устойчивые флуктуации плотности, которые равномерно заполнили пространство. В образовавшейся материальной среде произошло и развилось случайное сжатие вещества.
1.5 Развитие концепции Большого взрыва в ХХ века
Многие столетия стараниями астрономов, математиков и физиков было получено огромное количество новых сведений о явлениях природы, картина мира стала несравненно более полной и совершенной. Уровень XX века трудно сравнивать с полунаучными-полурелигиозными воззрениями Коперника и его последователей.
Тем не менее все эти столетия представления о строении мира как целого оставались в своей основе, по существу, неизменными. Бесконечное пространство, заполненное сгустками кипящей материи – звездами, шарики планет вокруг них, разреженный межзвездный газ и пыль. Такая модель бесконечной и вечной Вселенной господствовала в науке вплоть до середины 20 века.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Звезды рождаются из космического вещества в результате его конденсации под действием гравитационных, магнитных и других сил. Под влиянием сил всемирного тяготения из газового облака образуется плотный шар – протозвезда, эволюция которой проходит три этапа.
Первый этап эволюции связан с обособлением и уплотнением космического вещества.
Второй представляет собой стремительное сжатие протозвезды. В какой-то момент давление газа внутри протозвезды возрастает, что замедляет процесс ее сжатия, однако температура во внутренних областях пока остается недостаточной для начала термоядерной реакции.
На третьем этапе протозвезда продолжает сжиматься, а ее температура – повышаться, что приводит к началу термоядерной реакции. Давление газа, вытекающего из звезды, уравновешивается силой притяжения, и газовый шар перестает сжиматься. Образуется равновесный объект - звезда. Такая звезда является саморегулирующейся системой. Если температура внутри не повышается, то звезда раздувается.
В свою очередь, остывание звезды приводит к ее последующему сжатию и разогреванию, ядерные реакции в ней ускоряются. Таким образом, температурный баланс оказывается восстановлен. Процесс преобразования протозвезды в звезду растягивается на миллионы лет, что сравнительно немного по космическим масштабам.
Рождение звезд в галактиках происходит непрерывно. Этот процесс компенсирует также непрерывно происходящую смерть звезд. Поэтому галактики состоят из старых и молодых звезд.
Эти звезды формировались, когда протогалактическое облако распадалось на все более мелкие сгустки. Молодые звезды (возраст около 100 тыс. лет) существуют за счет энергии гравитационного сжатия. Именно термоядерная реакция является источником собственного свечения звезд.
1. Бондарев, В.П. Концепции современного естествознания / В.П. Бондарев. - Москва: Инфра-М, 2013. - 512 c.
2. Вонсовский, С.В. Современная естественно-научная картина мира / С.В. Вонсовский. - Москва: Издательство Гуманитарного университета, 2005. - 680 c.
3. Горелов, А.А. Концепции современного естествознания / А.А. Горелов. – Москва: Академия, 2010. - 512 c.
4. Гусейханов, М.К. Концепции современного естествознания / М.К. Гусейханов. - Москва: Юрайт, 2011. - 608 c.
5. Еремченко, О.З. Учение о космосе / О.З. Еремченко - Москва: Академия, 2006. - 240 c.
6. Иваницкий, Г.Р. Виражи закономерностей / Г.Р. Иваницкий. - Москва: Наука, 2011. - 328 c.
7. Карпенков, С.Х. Концепции современного естествознания / С.Х. Карпенков. – Москва: Академический Проект, 2013. - 640 c.
8. Клягин, Н.В. Современная научная картина мира / Н.В. Клягин. - Москва: Логос, 2011. - 957 c.
9. Макаров, В.Н. Концепции современного естествознания / В.Н. Макаров., – Москва: МОДЭК, 2008. - 168 c.
10. Рау, В.Г. Общее естествознание и его концепции / В.Г. Рау. – Москва: Высшая школа, 2008. - 192 c.
