Альтернативные космологические модели - раздел Образование, КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ Модели, Включающие Большой Взрыв
...
| Модели, включающие Большой взрыв
|
k
| Пространство
| Протяженность пространства
| Характер эволюции
|
| Эйнштейна-де Ситтера
|
| Плоское
| Открытое и бесконечное
| Расширяется вечно
|
| Фридмана-Леметра
| -1
| Гиперболическое
| Открытое и бесконечное
| Расширяется вечно
|
| Фридмана-Леметра
| +1
| Сферическое
| Закрытое и конечное
| Расширение сменяется сжатием
|
| Леметра
| +1
| Сферическое
| Закрытое и конечное
| Расширяется вечно, имеется квазистатическая фаза
|
| Модели развития Вселенной, исключающие Большой Взрыв
|
| Эддингтона-Леметра
| +1
| Сферическое
| Закрытое и конечное
| Сначала
стастатическая, затем расширяется вечно
|
| Стационарная модель
|
| Плоское
| Открытое и бесконечное
| Стационарна, но не статична
|
Модели Большого Взрыва
Первая стадия была универсальной, единым процессом охватив всю материю Вселенной.
Вторая стадия – галактическая. Она знаменовалась возникновением и эволюцией звезд различных масс, в которых путем различного вида ядерных реакций создавались в разных пропорциях легкие, средние и тяжелые элементы, включая трансурановые. Возник весь известный набор элементов периодической системы Менделеева, включая трансурановые. Эта стадия характеризовалась многочисленными путями собственного развития галактик и звезд, построения элементов и, таким образом, определила широкие возможности для дальнейшей химической эволюции.
Первая стадия образования элементов была связана с расширением изотропной Вселенной вскоре после Большого взрыва и ограничивалась формированием очень небольшого набора нуклидов.
Но вначале Вселенная представляла собой сверхплотное образование (радиусом в несколько десятков километров), описываемое так называемой сингулярностью, с бесконечно искривленным пространством.
Адронная эра связана с образованием пар протонов-антипротонов из нейтронов, а также положительно и отрицательно заряженных мезонов. Аннигиляция протон-антипротонных пар высвобождала колоссальное количество энергии и затем стимулировала образование лептонов.
На второй минуте после начала расширения наступил захват нейтронов протонами с образованием ядер дейтерия, трития, гелия:
n + p ® D + g
D + D3 ® He + n ® T + p
T + D4 ® He + n.
Так наступила лептонная эра. После ряда сложных взаимодействий частиц с античастицами, рождения электронных пар и аннигиляций наступило время, когда протонов и нейтронов осталось, примерно, поровну. Но при дальнейшем понижении температуры нейтроны начали медленно распадаться, превращаясь в протоны, электроны и антинейтрино.
Таким образом, содержание гелия на второй минуте достигло современного значения – 30 % от общей массы вещества.
Первая стадия первичного ядерного синтеза непосредственно предшествует эпохе рекомбинации, когда температура среды упала настолько, что свободные электроны и новорожденные ядра начинают объединяться в нейтральные атомы. Взаимодействие вещества и излучения вначале ослабевает, а затем полностью прекращается.
Современные космологические представления дают основание утверждать, что Вселенная нестационарна. Это динамически развивающаяся система, которая может быть описана с помощью модели Большого взрыва из состояния сингулярности (сверхплотного состояния вещества). По оценкам начало расширения Вселенной могло произойти 15-20 миллиардов лет назад. Признаки, не противоречащие этой модели, связаны с установленными фактами разбегающихся галактик (красное смещение), наличие остаточного (фонового) радиоизлучения с температурой около 3°К, что указывает на начальную “горячую” стадию развития сценария расширяющейся Вселенной. В зависимости от оценки скорости разбегания галактик во Вселенной (постоянной Хаббла) и значения кривизны пространства, Вселенная может быть закрытой, открытой или частично закрытой. Однако, она лучше всего удовлетворяет модели Фридмана-Леметра, из чего можно заключить, что после расширения неизбежно должно произойти сжатие, и все может повториться снова...
Пространство Вселенной при весьма ничтожной плотности заполнено материей, состоящей на 70 % из водорода и 30 % гелия. Синтез остальных элементов происходит непрерывно в звездных системах.
Все темы данного раздела:
Корпускулярная и континуальная концепция описания природы
“Если при первом знакомстве с современной картиной мира она не вызвала в Вас резкого неприятия – Вы в ней чего-то недопоняли” – шутят физики. Узловые моменты этой теории – концепция происхождения В
Сирано де Бержерак
“Самое непостижимое в мире – это то, что он постижим”. Это высказывание Эйнштейна кажется тем глубже, чем дольше в него вдумываешься. Природа, в самых изощренных своих загадках, является вызовом на
Термодинамика
Удивительная способность живых организмов поддерживать на определенном уровне состояние своего внутреннего порядка – есть не что иное, как борьба с накоплением энтропии, борьба с вырождением матери
Тит Лукреций Кар “О природе вещей”.
Порядок, как следствие структуры пространства, определяет закономерность размещения частей материального микро- и макромира, микрокосма и макрокосма.
Порядок в строении атома определяется
Логика развития научного знания. Смена парадигм
“Истина – это заблуждение, которое длилось много веков; заблуждение – это истина, которая просуществовала лишь несколько минут”
(Пословица)
Американский философ Т
Естественнонаучная и гуманитарная культуры
Естественнонаучная культура есть проявление общей культурной традиции человека (как исторически сложившийся определенный уровень развития общества, творческих сил и способностей человека, выраженны
Математика
Одна из древнейших наук. Для нее описываемый материальный предмет не имеет решающего значения; для математики важен метод описания: с помощью ряда чисел, уравнений, тригонометрических функций, фигу
Структурные формы организации материи
Материя структурирована не только движением, пространством, временем, но и размерностью, уровнем организации. Но если движение, пространство и время в материальном мире являются непременным атрибут
Микрофизика
Мир, окружающий нас, весьма многообразен в проявлении форм материи, но человеческое сознание всегда пыталось и пытается найти какое-то единство и закономерности в строении материи. И с каждым шагом
Три поколения фундаментальных элементарных частиц
Частицы
Кварки
Взаимодействие
Бозон
е (0,0005)
ui (0,0005)
электромагни
Квантовая теория
В классической физике выделяют, как формы существования материи, вещество и поле. Первое состоит из частиц – протонов, нейтронов, электронов. Второе распределено по всему пространству в виде волн –
Взаимодействия и изменения
Пространство и время объединены взаимодействием объектов материального мира, следовательно, и первое и второе – материальны. Самая важная сущность заключается не в протяженности Вселенной в простра
Создание единой теории поля
Электромагнитное взаимодействие обуславливает существование стабильных атомов и молекул (взаимодействие между электронами и протонами). Его константа ae » 1/137 описывает превращение зар
Пространство
Форма сосуществования материальных объектов и процессов, происходящих с ними; характеризует структурность и протяженность материальных систем. Определяет протяженность материальных тел, границы, за
Общая и частная теории относительности
Общая теория относительности А.Эйнштейна рассматривает пространственно-временные свойства материи. Она полностью изменила наши представления о пространстве, времени и тяготении. И тяготение оказало
Конец геоцентрической системы Птолемея
Десятки тысяч лет назад, когда человек оторвался в своем развитии от братьев меньших – животных, он пытался найти свое место в окружающем мире и представить себе его картину. Осваиваясь в окружающе
Гелиоцентрическая система
Гипотеза Коперника была проста. Надо поменять в старой птолемеевской системе Землю и Солнце местами, оставив только Луну вращаться вокруг Земли. Но эта простая гипотеза была недоступна для понимани
Бесконечность Вселенной
Следующий за Коперником крупный шаг в познании Мира сделал итальянский философ-пантеист Джордано Бруно (1548-1600). Развивая идеи Николая Кузанского и гелиоцентрическую космологию Николая Коперника
Разбегание галактик
Наиболее острые дискуссии среди космологов, астрофизиков вызывали вопросы о стационарности и нестационарности Вселенной, о закрытости или открытости ее внешних границ.
Развитие спектроскоп
Внегалактическая шкала расстояний
Метод исследования
Астрономические объекты
Предел измеряемых расстояний
Параллакс (земные базы)
Планеты
Парадокс Ольберса
Вдали от Млечного Пути небо выглядит удивительно темным. Эта, казалось бы, чисто внешняя особенность неба имеет глубокое значение для космологии. В ХIХ веке немецкий астроном Генрих Ольберс (1758-1
Принцип Маха: понятие инерции
Оказывают ли далекие звезды какое-либо влияние на локальные свойства вещества? Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны сравнить представления Ньютона об абсолютном пространстве с идеями, выдвинуты
Реликтовое космическое микроволновое излучение
Измерения эффективной температуры шумов в максимуме диаграммы направленности 20-футовой рупорной антенны-рефлектора, проведенные в лаборатории Кроуфорд-Хилл (Холмдел, Нью-Джерси) на частоте 4080 Мг
Космическая шкала времени
Космическое время
Эпоха
Красное смещение
Событие
Время от сегодняшнего момента
Происхождение Вселенной
Одна из удивительнейших и интереснейших загадок современного естествознания – это происхождение и эволюция Вселенной. Она важна для нас не только как чисто познавательная, но и как практическая, по
Структура Метагалактики
Звезды и галактики скучены, а не равномерно распределены в пространстве. Почему? Что заставило их собраться вместе? Причиной всего этого могут быть тонкие струны с большой концентрацией энергии, об
Галактики
Основным элементом крупномасштабной структуры Метагалактики (наблюдаемой части Вселенной) являются галактики и скопления галактик (Гнедин, 1996). Галактики представляют собой стационарные гравитаци
Основные черты эволюции звезд
Следующая стадия эволюции Вселенной – Галактическая и звездная. Именно в звездах происходит синтез элементов после гелия.
Наиболее распространенным элементом Космоса является водород. В ре
Эволюция звезд и звездных систем
Возникнув из разреженной материи (это преимущественно водород и гелий), звезды, под действием гравитации, сжимаются и входят в полосу Главной последовательности, когда в их недрах возникнут условия
Некоторые параметры планет Солнечной системы
Планета
Расстояние от Солнца
Сидерический период
Синодический
Средняя скорость
Эксцентриситет
Средний химический состав земной коры и планет земной группы (%).
Состав
Венера
Земля
Луна
Марс
Метеориты
O
43.2
46.60
Христиан Гюйгенс (1629-1695).
Жизнь на Земле – самый выдающийся и, возможно, уникальный процесс, влияние которого заметно в глобальных масштабах, поглощающий живительную энергию Солнца и вводящий в круговорот едва ли не все эле
Возникновение биосферы
Невозмутимый строй во всем,
Созвучье полное в природе;
Лишь в нашей призрачной свободе
Разлад мы с нею сознаем.
Ф.И.Тютчев (1803-1873)
Химическая эволюция преджизненных форм
Первоначально возникали простейшие соединения:
2СО + 2Н2 ® СН4 + СО2
СО2+ 4Н2 ® СН4 + 2Н2О
N
Направленность и необратимость биологической эволюции
На основе современных данных биологии, а также палеонтологической летописи можно выделить несколько основополагающих моментов эволюции живого вещества на нашей планете.
Направленность э
Начальная стадия биологической эволюции
Прокариоты. Реакции образования более сложных органических форм должны были происходить в присутствии катализаторов (силикатов и магнетита), которые были уже образованы на ранних этапах форм
Эволюция биосферы
Она включает в себя три основных этапа.
Первый этап ‑ восстановительный. Начался в космических условиях и завершился появлением на Земле первой гетеротрофной биосферы. На этом
Феномен человека
“Ничтожный морфологический скачок и вместе с тем невероятное потрясение сфер жизни – в этом парадокс человека”
Пьер Тейяр де Шарден (1881-1955)
Современные предст
К проблеме общества
Концепция развития человеческого общества через этногенез.
Общество, как совокупность исторически сложившихся форм совместной деятельности людей, может быть рассмотрена в культурно-историч
Этногенез в понимании Л.Гумилева
Этногенез – происхождение народов. Включает как начальные этапы возникновения какого-либо народа, так и дальнейшее формирование его антропологических, этнографических и лингвистических возможностей
Ноосфера
Ближайший соратник Чарльза Дарвина английский биолог Томас Генри Гексли писал: “Откуда мы пришли, что за границы поставлены нашей власти над Природой и Природы над нами, к какой цели мы стремимся?.
Концепция устойчивого (допустимого) развития
Теоретическая основа концепции устойчивого развития – теория биотической регуляции среды, стержнем которой является существование предела возмущения биосферы внешними факторами (предела хозяйственн
Экология духа
“Одно несомненно, что нет ничего несомненного, и что человек – самое жалкое и вместе с тем превосходящее всех существо”.
Плиний Старший (23 или 24-79)
Останавлива
Пьер Тейяр де Шарден (1881-1955).
Является ли жизнь обычным следствием высшей ступени в организации материи во Вселенной, мы не знаем, поскольку не обладаем абсолютным знанием. Но то, что жизненная форма есть один из возможных вари
Крупнейшие исследователи естествознания
Аристотель – (384-322 г. до н.э.) – древнегреческий ученый и философ. Ученик Платона в Афинах. Наставник Александра Македонского. В 335 г основал Ликей, или перипатетическую школу (чтение ле
Новости и инфо для студентов