Сделай Сам Свою Работу на 5

Теория глобального эволюционизма.

История развития природы – это история образования все более и более сложных нелинейных систем. Такие системы и обеспечивают всеобщую эволюцию природы на всех уровнях ее организации от низших и простейших к высшими и сложнейшим – глобальный эволюционизм.

История развития естествознания позволила к концу 20 века создать концепцию глобального эволюционизма, которая представляет собой модель универсальной эволюции, выявляющей общие законы природы и связывающая в единое целое следующие теории:

· теорию происхождения Вселенной – космогенез;

· теорию возникновения Солнечной системы и планеты Земля – геогенез;

· теорию возникновения жизни – биогенез;

· теорию возникновения человека и общества – антропосоциогенез.

Глобальный эволюционизм – это убеждение в том, что как Вселенная в целом, так и отдельные ее элементы не могут существовать, не развиваясь, и развитие идет по единому алгоритму.

Вселенная представляется в качестве развивающегося во времени природного целого: от момента сингулярности, через Большой взрыв, до возникновения человека, предстает как единый процесс материальной эволюции, самоорганизации, саморазвития материи.

На этом пути очень важную роль играет т.н. антропный принцип. Содержание этого принципа в том, что возникновение человечества, познающего субъекта (а значит, и предваряющего социальную форму движения материи органического мира) было возможным в силу того, что крупномасштабные свойства нашей Вселенной (ее глубинная структура) именно таковы, какими они являются; если бы они были иными, Вселенную просто некому было бы познавать.

Слабый антропный принцип: наше положение во Вселенной с необходимостью является привилегированным в том смысле, что оно должно быть совместимо с нашим существованием как наблюдателей.

Сильный антропный принцип: Вселенная (и фундаментальные параметры, от которых она зависит) должна быть такой, чтобы в ней на некотором этапе эволюции допускалось существование наблюдателей.



Антропный принцип не утверждает, что если бы Вселенную некому было бы наблюдать, то она не существовала бы. Но поскольку наблюдатель существует, Вселенная должна быть такой, какова она есть.

Объяснение такой возможности дают современные теории «инфляционного» расширения Вселенной на ранних этапах ее эволюции (от t = 10-43 … 10-35c). Начальный этап расширяющейся (раздувающейся) Вселенной по идее Уиллера – Хокинга представляет сверхплотный кипящий вакуум. За счет спонтанных флуктуаций вакуума образуется «пенная» структура из малых черных дыр, которые испаряются через 10-43 с. За это же время спонтанно изменяется топология пространства – времени. Вся наша Вселенная родилась за счет начальных квантовых флуктуаций материи, пространственно – временной «пены». Распад вакуумоподобного состояния наступает через 10-35 с, рождается барионная материя, плазма всех фундаментальных частиц. После ряда последовательных этапов данная модель переходит в обычную модель Фридмана, заполненную излучением.

При этом в разных областях нынешней Вселенной могут существовать не связанные друг с другом области (Метагалактики), в которых могли бы реализоваться различные типы фундаментальных симметрий, физических постоянных и законов.

Системный подход и глобальный эволюционизм являются важнейшими составными частями современной научной картины мира. Она выглядит приблизительно следующим образом: мир, в котором мы живем, состоит из разномасштабных открытых систем, развитие которых протекает по единому алгоритму. В основе этого алгоритма заложена присущая материи способность к самоорганизации, проявляющаяся в критических точках системы. Самая крупная из известных человеку систем – развивающаяся Вселенная. Вся ее история – от Большого взрыва до возникновения человека – предстает как единый процесс материальной эволюции, самоорганизации, саморазвития материи. При этом весь мир представляет собой единой целое, иерархически организованную систему. В этом и заключается идея глобального эволюционизма.

 

МОДЕЛИ ВСЕЛЕННОЙ

1916 год – из ОТО, Эйнштейн, исходя из предположения о стационарности Вселенной в целом пришел к выводу, что Вселенная должна быть пространственно конечной и иметь форму четырехмерного цилиндра.

В 1922—1924 гг. выдающийся советский математик и физик-теоретик Александр Александрович Фридман(1888—1925) выступил с критикой выводов Эйнштейна. Он построил 3 возможные модели Вселенной: Вселенная расширяется (в одной модели — из точки, в другой — начиная с некоторого конечного объема). Третья модель рисовала картину пульсирующей Вселенной с периодически меняющимся радиусом кривизны. Две первые модели Вселенной Фридмана уже вскоре нашли удивительно точное подтверждение в непосредственных наблюдениях движений далеких галактик — в так называемом эффекте «красного смещения» в их спектрах.

1929 год – концепция расширяющейся открытая Вселенной,впервые постулированная астрономом Эдвином Хабблом: далекие галактики продолжают удаляться от Земли одна от другой с постоянной скоростью, пропорциональной расстоянию галактики от Земли.

В 30-е годы Эддингтоном (стоявшим на позициях Эйнштейна) как модель расширения Вселенной из первоначального плотного сгустка обычного вещества.

Выдвинута в 1946 г. Дж. Гамовым и развитая впоследствии вместе со своими учениками динамическая эволюционирующая модель (теория Большого Взрыва):вся современная наблюдаемая нами Вселенная представляет собою результат катастрофического взрыва материи, находившейся до того в чудовищно сжатом сверх-сверхплотном состоянии, недоступном пока для понимания и описания в рамках современной физики. Начавшееся при этом «взрыве» расширение материн, вернее, чудовищно быстрый вначале разлет ее в форме неразделимой смеси — высокотемпературного излучения и вещества — элементарных частиц, обладавших релятивистскими скоростями, наблюдается и в наши дни в виде эффекта хаббловского линейно-изотропного «расширения Вселенной» или «красного смещения».

Планковская эра
10–43 с. Планковский момент. Происходит отделение гравитационного взаимодействия. Размер Вселенной в этот момент равен –35 м (так называемая Планковская длина).
10–37 с. Инфляционное расширение Вселенной.

В 1981 году американский физик Алан Гут осознал, что выделение сильных взаимодействий из единого поля, случившееся примерно через 10–35 секунды после рождения Вселенной (только задумайтесь — это 34 нуля и единица после запятой!), стало поворотным моментом в ее развитии. Произошел фазовый переход вещества из одного состояния в другое в масштабах Вселенной — явление, подобное превращению воды в лед. И как при замерзании воды ее беспорядочно движущиеся молекулы вдруг «схватываются» и образуют строгую кристаллическую структуру, так под влиянием выделившихся сильных взаимодействий произошла мгновенная перестройка, своеобразная «кристаллизация» вещества во Вселенной. Кто видел, как лопаются водопроводные трубы или трубки автомобильного радиатора на сильном морозе, стоит только воде в них превратиться в лед, тот на собственном опыте знает, что вода при замерзании расширяется. Алану Гуту удалось показать, что при разделении сильных и слабых взаимодействий во Вселенной произошло нечто подобное — скачкообразное расширение. Это расширение, которое называется инфляционным, во много раз быстрее обычного хаббловского расширения. Примерно за 10–32 секунды Вселенная расширилась на 50 порядков — была меньше протона, а стала размером с грейпфрут (для сравнения: вода при замерзании расширяется всего на 10%).

Эра великого объединения
10–35 с. Разделение сильного и электрослабого взаимодействий.
10–12 с. Отделение слабого взаимодействия и окончательное разделение взаимодействий.

Адронная эра
10–6 с. Аннигиляция протон-антипротонных пар. Кварки и антикварки перестают существовать, как свободные частицы.

Лептонная эра
1 с. Формируются ядра водорода. Начинается ядерный синтез гелия.

Эра нуклеосинтеза
3 минуты. Вселенная состоит на 75% из водорода и на 25% из гелия, а также следовых количеств тяжелых элементов.

Радиационная эра
1 неделя. К этому времени излучение термализуется.

Эра вещества
10 тыс. лет. Вещество начинает доминировать во Вселенной.
380 тыс. лет. Ядра водорода и электроны рекомбинируют, Вселенная становится прозрачной для излучения.

Звездная эра
1 млрд лет. Формирование первых галактик.
1 млрд лет. Образование первых звезд.
9 млрд лет. Образование Солнечной системы.
13,5 млрд лет. Текущий момент.

 

После открытия закона Хаббла большинство астрономов приняли теорию Большого взрыва — концепцию, согласно которой Вселенная образовалась в прошлом из некоей точки. Однако группа астрофизиков под руководством Фреда Хойла предложила альтернативную теорию – теорию стационарной Вселенной.

Главная идея этой теории: по мере того как галактики удаляются друг от друга при хаббловском расширении, в увеличивающемся пространстве между ними образуется новая материя. Вновь образованная материя со временем самоорганизуется в галактики, которые, в свою очередь, будут удаляться друг от друга, высвобождая пространство для образования новой материи.

 

Рождение звезд

В межзвездном пространстве есть пыль и газ (в основном, гелий и водород, причем последнего значительно больше). Во Вселенной существуют целые облака пыли и газа. Облака эти могут иметь размеры в сотни световых лет, а их части могут сжиматься под действием сил гравитации. В процессе сжатия часть облака будет уплотняться, уменьшаясь в размерах и одновременно нагреваясь. Если масса сжимающегося вещества достаточна для того, чтобы в процессе сжатия внутри него начали происходить ядерные реакции, то из такого облака получается звезда.

Снова подмечаем роль массы объекта в его собственной судьбе. Если достаточно массивное для образования звезды облако настолько прогревается, что начинает активно излучать тепло и, может быть, слабо светиться темно-красным цветом (еще до начала ядерного синтеза), такое облако принято уже называть протозвездой (до-звездой). Как только температура в центре протозвезды достигнет 10 000 000 К, начинается ядерный синтез. Сжатие протозвезды останавливается световым давлением, она становится звездой. Опять-таки, от массы зависит, насколько быстро протозвезда превратится в звезду. Звезды типа Солнца тратят на эту стадию своего рождения 30 000 000 лет, звезды в 3 раза Массивнее - 100 000 лет, а в 10-тиро менее массивные - 100 000 000 лет. Итак, немассивные звезды все делают медленнее, и рождаются и живут. Как мы помним, к таким легким звездам относятся красные звезды, которые имеют небольшие размеры и называются красными карликами. Красные карлики в десять раз меньше Солнца по размерам. Звезда типа Солнца носит название желтого карлика, такие звезды также относительно невелики. Самые тяжелые и большие нормальные звезды называются голубыми гигантами.

 



©2015- 2017 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.