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.
В конце концов, в определенной точке пространства образовалось большое количество реальных частиц вместе с соответствующей энергией.
Когда возбужденный вакуум «схлопнулся», высвободилась гигантская энергия излучения, и сверхсила сжала частицы в сверхплотную материю.
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
Благодаря усилиям и труду астрономов, математиков и физиков на протяжении многих столетий стало возможным получение новой информации о природных явлениях (в том числе и о космосе) в больших количествах. Картина мира стала несравненно более полной и совершенной. Уровень осведомлённости о космосе ХХ века трудно сравнить с полуакадемическими и полурелигиозными взглядами Коперника и его последователей.
Но даже в этом случае представление об устройстве мира в целом и космоса в частности оставалось практически неизменным на протяжении всех этих столетий. Бесконечное пространство, полное скоплений кипящей материи - звезд, планетных сфер вокруг них, разбавленных межзвездным газом и пылью. Эта модель бесконечной и вечной Вселенной доминировала в науке до середины ХХ века.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате конденсации под действием гравитационных, магнитных и других сил из космического вещества появляются звезды. Под действием сил всеобщей гравитации газовое облако превращается в плотную сферу - протозвезду, развитие которой проходит три стадии.
Первая стадия преобразования связана с разделением и конденсацией космической материи.
Вторая стадия – это быстрое сокращение протозвезды. В какой-то момент давление газа в протозвезде повышается, что замедляет процесс сжатия, но температура во внутренних областях все еще недостаточна для начала термоядерной реакции.
Третья стадия – протозвезда продолжает сокращаться, а ее температура продолжает расти, что приводит к началу термоядерной реакции. Давление газа, истекающего из звезды, уравновешивается гравитацией, и газовый шар больше не сжимается. Создается объект равновесия - звезда. Такая звезда – саморегулирующаяся система. Если внутренняя температура не повышается, звезда разбухает.
Остывание звезды, в свою очередь, приводит к ее последующему сжатию и нагреву, ядерные реакции в ней ускоряются. Таким образом восстанавливается температурное равновесие. Процесс превращения протозвезды в звезду длится миллионы лет, что относительно мало с точки зрения космических масштабов.
Рождение звезд в галактиках происходит непрерывно. Этот процесс также компенсирует непрекращающуюся гибель звезд. Следовательно, галактики состоят из старых и молодых звезд.
Эти звезды образовались, когда протогалактическое облако распалось на все более мелкие сгустки. Молодые звезды (возрастом около 100 000 лет) существуют благодаря энергии гравитационного сжатия. Это термоядерная реакция, которая заставляет звезды светиться.
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.
