IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Астрономическая картина мира является частным случаем научной картины мира. В любой научной картине мира можно выделить три основные составляющие: а) представление о природе наблюдаемых объектов; б) представление о механизме взаимодействия объектов; в) представление о структуре, масштабах, способе существования целого.

Фундаментальные открытия физики 20 века произвели в астрономической картине мира настоящую революцию. Специальная и общая теории относительности, созданные Эйнштейном в 1905 г. и в 1915 г. соответственно, дополнили принцип относительности Галилея и перевернули представление о пространственных и временных рамках Вселенной. С помощью данной теории космология и астрофизика сумели предсказать такие необычные явления, как нейтронные звезды, черные дыры и гравитационные волны. В настоящее время специальная теория относительности общепринята в научном сообществе и составляет базис современной физики.

Открытие новых видов излучений за границами видимого диапазона позволило по-новому взглянуть на привычные нам небесные тела и даже измерить дистанционно температуру их поверхности. Метод спектрального анализа помогает ученым-астрофизикам узнать состав атмосферы и поверхности внеземного объекта на основе всего лишь приходящего к нам от него света. Для изучения состава космического вещества используется спектральный анализ, основанный на том, что у разных веществ разные спектры, а один и тот же химический элемент дает один и тот же спектр. По спектру излучения Солнца открыли элемент гелий, неизвестный в то время на Земле. С помощью спектра можно определить не только состав космического тела, но и скорость относительно Земли – спектральные линии излучения смещаются от начального положения – измеряя смещения, определяют скорость движения. Так, ученые установили, что Вселенная все еще расширяется и галактики разлетаются от нашей, линии их спектра смещены к красному диапазону волн – «красное смещение». После Большого взрыва атомы не могли сразу появиться. Они стали формироваться, когда температура Вселенной понизилась до температуры поверхности Солнца, т.е. через 100 тысяч лет. В это время начали образовываться звезды, позже галактики [1]. В настоящее время существуют концепции Мультивселенной – множестве других вселенных, которые имеют свои законы, сложную структуру и некоторые формы жизни [2].

В 1932 году радиоинженер Карл Янский впервые принял радиосигналы из космоса – радиоизлучение Млечного Пути, особенно сильное в направлении созвездия Стрельца (в этом направлении находится центр нашей Галактики). Вновь это излучение заметил Гроут Ребер, начавший систематическое обследование и поиск космических радиоисточников. Благодаря ему появилась радиокарта звездного неба и появилась радиоастрономия. Удалось установить состав межзвездного вещества и небесных тел: только 5% межзвездного пространства – звезды и межзвездная пыль, а 95% - предположительно некая «скрытая масса» - темная материя. Она дает недостающую искусственно созданной математической модели Вселенной составляющую, необходимую для поддержания относительного постоянства развития и существования, которое наблюдается в реальности. Эта материя дает силовой эффект, обратный силе тяготения.

Успешные эксперименты по поиску гравитационных микролинз утвердили специалистов в убеждении, что во Вселенной существует такое вещество, которое невозможно наблюдать при помощи обычных в астрономии прямых методов. Ядерная физика не отрицает существования этих частиц, но условия их возникновения невозможно воспроизвести в условиях земного эксперимента. Количество этой невидимой материи должно быть очень велико – больше того, что доступно наблюдению. Несомненное присутствие скрытой массы в космических объектах сулит изменение наших представлений о Вселенной.

На протяжении боле полувека ученые обсуждают антропный принцип – его различные формулировки [3; 4;.5]. Не только на планете Земля должны были существовать условия, при которых возникла первая клетка, но и в Солнечной системе должна была возникнуть звезда типа Солнца, у которой возможна такая планета, находящаяся от нее на расстоянии, при котором возможна жизнь («зона златовласки»). И для возникновения галактик нужны были определенные условия в расширяющейся Вселенной и все частицы, из которых построены все звезды и планеты, т.е. элементарные частицы, могли возникнуть при узком наборе начальном условий. Уже в момент Большого взрыва (и раньше) должны были существовать физические законы и постоянные величины (фундаментальные постоянные), определяющие ход дальнейшего развития. Если бы эти величины были другими, то не возникло бы атомов, из которых состоят звезды и галактики. Для того, что бы на ранних стадиях существования Вселенной произошел ядерный синтез, необходимо точное соотношение масс протона, электрона и нейтрона. В общем случае образования ядра водорода не произойдет, как и возникновения вещества в той форме, в какой мы его знаем. Синтез более сложных ядер также был бы невозможным. Космологи говорят, что Вселенная очень хрупкая: малейшие изменения действующих в ней закономерностей привели бы к катастрофе.

Антропный принцип подтверждает и развивает положения постнеклассического этапа развития науки, для которого характерно изучение принципиально новых типов объектов. Вселенная, с этой точки зрения, характеризуется открытостью, саморазвитием, включением человека в структуру мироздания в качестве необходимого компонента. Вселенная предстает «человекоразмерным» объектом. Согласно такому подходу Вселенную можно рассматривать как сложную самоорганизующуюся систему.

Литература

1. Базаева М. Г., Раткевич Е.Ю. Космологические представления о возникновении и эволюции атомов во Вселенной // Среднее профессиональное образование. – 2009. – Вып. № 7, – С. 63-65.

2. Джекинс А., Перес Г. В поисках жизни в Мультивселенной // В мире науки. – 2010. - № 3. – С. 14-23.

3. Антропологический принцип в космологии // Космология. Теория и наблюдения. М.: Мир, 1978. С. 369–379.

4. Космология: теории и наблюдения. М.: Мир, 1978.

5. Хокинг С. В. Анизотропия Вселенной на больших временах // Космология: теории и наблюдения. М.: Мир, 1978.

Код для цитирования: Скопировать