Касмалогія - гэта ... Раздзел астраноміі, які вывучае ўласцівасці і эвалюцыю Сусвету

Астраномія - парадаксальная навука, якую чалавецтва стварыла нібы на злосць самому сабе. Яна дае магчымасць нам з дапамогай назіранняў і вылічэнняў літаральна кожны дзень рабіць усё новыя і новыя адкрыцці, і менавіта яны прымушаюць нас разумець, што мы не ведаем роўным лікам нічога пра Сусвету, пра зоркі і нават пра бліжэйшыя да нас планетах Сонечнай сістэмы. Сёння існуюць розныя раздзелы астраноміі, сярод якіх асноўнымі з'яўляюцца наступныя: галактычная і внегалактическая астраноміі, фізіка зорак, астрафізіка, экзобиология, астрохимия і касмалогія. Дэталёвым разглядам менавіта апошняй навукі мы цяпер і зоймемся.

значэнне тэрміна

У навуковым кантэксце касмалогія - гэта навука аб маштабным вывучэнні Сусвету. Яе аснову складаюць базавыя тэорыі і формулы астраноміі, фізікі і матэматыкі. Галоўным чынам у рамках навукі вывучаецца склад Сусвету, яе структура, узрост і эвалюцыя з моманту зараджэння. У больш шырокім разуменні касмалогія - гэта суадносіны астранамічных назіранняў, атрыманых за розныя эпохі, і тэорыя адноснасці, якую падарыў свету Альберт Эйнштэйн. Менавіта дзякуючы гэтай фізічнай знаходцы ў пачатку 20-га стагоддзя касмалогія стала асобнай навукай, дакладнай, заснаванай на формулах і лічбах. Да гэтага моманту яна лічылася нейкай эфемернай часткай філасофіі, і таму не ўспрымалася светам ўсур'ёз.

Дзве школы - адна тэорыя

Цяпер касмалогія як навука падзялілася на дзве галіны, як і навукоўцы, якія з'яўляюцца яе прадстаўнікамі. Эмпірыкі пры правядзенні сваіх работ грунтуюцца выключна на назіраннях за нябеснымі свяціламі і матэрыяй. Яны не ствараюць розных мадэляў іншых рэальнасцяў ў зямных умовах, бо ўпэўненыя ў тым, што якім бы ні быў вынік, ён далёкі ад рэальнасці. Тэарэтыкі, наадварот, карыстаюцца разлікамі, вынікамі розных даследаванняў. У аснове іх працы можа ляжаць пабудова мадэлі пэўнага ўчастка космасу, чорнай дзіркі ці іншага аб'екта. Варта ўлічваць, што касмалогія - гэта навука, якая вывучае Сусвет і ў практычным плане, і ў тэарэтычным. У абедзвюх школах была прынятая агульная канцэпцыя - Тэорыя Вялікага выбуху. У адпаведнасці з ёй, уся прастора і час зарадзілася некалі з вельмі гарачай і шчыльнай матэрыі. У процівагу ёй існуе другая, менш знакамітая, але не пазбаўленая сэнсу тэорыя. Яна кажа пра тое, што Сусвет - адзінка пастаянная, якая не мае пачатку і канца, моманту зараджэння ці моманту падзення.

Дадзеныя, на якіх заснавана навука

Існуе шэсць асноўных прынцыпаў пабудовы Сусвету, якія выкарыстоўваюцца ў касмалогіі:

• Прастору ізатропнай. Гэта азначае, што ўсе аб'екты ў космасе - як планеты і астэроіды, так і галактыкі і чорныя дзіркі - рухаюцца хаатычна, па-за вызначанага парадку, і касмалогія вывучае менавіта дадзенае рух. У некаторых месцах яны могуць запасіцца і ўтвараць вобласці скажонага прасторы, высокага ціску і тэмпературы. У іншых, наадварот, рассейвацца, разрэжу прастору да мінімуму.
• Пастаяннае пашырэнне межаў. Галоўным чынам касмалогія вывучае эвалюцыю Сусвету, і гэты працэс, можна сказаць, адбываецца прама на нашых вачах. Усе касмічныя аб'екты, а ў асаблівасці галактыкі выдаляюцца адзін ад аднаго. Пры гэтым чым больш іх параметры, тым хутчэй павялічваюцца адлегласці.
• Прастору, навакольнае нашу планету, таксама ізатропнай. Гэта сведчыць пра тое, што Зямля, як і яе арбіта, - радавая частка Сусвету, якая па структуры мала чым будзе адрознівацца ад, скажам, зон, набліжаных да планеце Кеплер-36Б.
• У адпаведнасці з тэорыяй Вялікага выбуху, узрост Зямлі, усіх астэроідаў, зорак, галактык і самай Сусвету прыкладна аднолькавы. Узнікненне матэрыі даследчыкі апускаюць у стагоддзя прыкладна на 20 мільярдаў гадоў, у той час як самыя старыя зоркі з'явіліся каля 15 млрд гадоў таму. Куды большыя лічбы прыводзяць нам археолагі, якія адкопваюць шкілеты гіганцкіх рэптылій. У адпаведнасці з гэтымі дадзенымі, атрымліваецца, што Зямля з'явілася раней, чым уся матэрыя ў космасе. На самай справе навукоўцы доўга недаацэньвалі параметры адлегласці паміж галактыкамі. Больш сучасныя падлікі дазваляюць меркаваць, што Сусвет бясконцая і ў плане прасторы, і ў плане часу.
• Таямніцы Сусвету, якая неабсяжная, крыюцца ў самых малых яе часціцах - атамах. Як мы ўжо казалі вышэй, любы ўчастак прасторы будзе ідэнтычны папярэдняга па сваім складзе, які даследчыкі змаглі вылічыць. На 10 атамаў вадароду даводзіцца 1 атам гелія.
• Факт, які, наадварот, пацвярджае правільнасць тэорыі пастаяннага пашырэння Сусвету, заключаецца ў тым, што на вялікай адлегласці ад СС куды больш квазараў, якія жывуць больш актыўным жыццём.

Касмалагічныя мадэлі свету

Кароткая гісторыя Сусвету захаваная ў знакамітай тэорыі Вялікага выбуху. Яна нарадзілася дзякуючы агульнай тэорыі адноснасці Эйнштэйна, якая легла ў аснову распрацовак астраномаў, што сфармавалі мадэль пашыраецца матэрыі. Дадзеная версія пацвердзілася пасля таго, як навуковец Хабл супаставіў адлегласці паміж галактыкамі і хуткасць, з якой яны выдаляюцца адзін ад аднаго. Трэцяе пацверджанне рушыла ўслед ад Г. Гамава, які адкрыў рэліктавага выпраменьвання. Гэты фонавы з'ява сустракаецца ва ўсіх кутках Сусвету і з'яўляецца нібы «рэхам» эпохі выбуху.

Неверагодныя тэмпературы Выбуху

Кода спрабуюць растлумачыць дзецям, як з'явіўся космас, кажуць, што раней ён быў не больш гарошыны, але пры гэтым тэмпература і ціск у ім мела неймаверныя паказчыкі. У рэальнасці кароткая гісторыя Сусвету мала чым адрозніваецца ад гэтай цацачнай мадэлі. Ўзрост нашага навакольнага свету прыраўноўваюць да 20 млрд. Гадоў. У той час калі Сусвет была толькі кропкай, ціск у ёй было 10 ⁹⁰ кг / см ^3. У такіх умовах зарадзілася гравітацыя. Дарэчы, навукоўцы лічаць, што дадзены тэрмін не з'яўляецца чымсьці асобным або асаблівым. Гравітацыя - гэта скажэнне прасторы, якое ўзнікае за кошт шчыльнасці матэрыі. Гэта тлумачыць той факт, што да цвёрдым касмічным целаў прылягае атмасфера (хоць і мінімальны), а газавыя аб'екты і зоркі не маюць такога поля. Так, на працягу стагоддзяў космас пашыраўся, фарміруючы асобныя гравітацыйныя поля.

праблемы касмалогіі

На аснове канцэпцыі Вялікага Выбуху былі пабудаваны і альтэрнатыўныя мадэлі рэальнасці, якія, у прынцыпе, нічым не горш асноўнай. Сутнасць дадзенага канфлікту заключаецца ў тым, што сінгулярнасць прасторы ў момант зараджэння, ізатропнай у сучаснасці - гэта тэорыя, якая можа быць складзена на аснове даследавання СС. За межамі арбіт вядомых нам планет зусім іншыя ўмовы, якія могуць быць не ізатропнай. Навукоўцы вывелі на аснове гэтага тры праблемы касмалогіі, якія пакуль што вырашыць немагчыма, але яны даюць ежу да далейшых развагаў і даследаваннях. Ніжэй спынімся на іх больш падрабязна.

стан сінгулярнасці

Менавіта такі стан, якое, як мяркуюць многія, было ўласціва матэрыі ў пачатку пачаў, можа быць толькі навуковай фантастыкай. Неверагодная шчыльнасць, скажонае прастору і час, неймаверныя тэмпературы - усё гэта вылічылі ў зямных умовах на паперы, але нават у мініяцюры такія досведы не ўдаліся. Таму галоўная праблема касмалогіі - гэта адмова ад сінгулярнасці свету ў момант зараджэння. Хутчэй за ўсё, кропкай адліку было іншы стан матэрыі.

адсутнасць ізатропнай

Тэарэтыкі ўпэўненыя ў тым, што ўся прастора ў космасе аднастайнае, але практыка паказвае, што гэта не так. Вывучэння глыбінь Сусвету даказваюць, што ў адным месцы назіраецца неверагоднае навала галяктык, у іншым прастору пустуе. Вядома ж, шчыльнасць матэрыі ў тым і іншым участку космасу не можа быць аднолькавай. Таму можна заявіць, што Сусвет анізатропных, і яе хімічны склад не ўсюды аднолькавы.

Закрыты або адкрыты космас?

Цяпер для даследчыкаў таямніцы Сусвету крыюцца ў яе малых частках, якія і павінны вырашыць далейшы зыход падзей. Вылічваецца сярэдняя шчыльнасць матэрыі, і калі ў выніку яна будзе пераўзыходзіць крытычную адзнаку, то космас сціснецца, і замест выбуху нас чакае бавоўна. Калі ж шчыльнасць ніжэй памежнай адзнакі, то Сусвет будзе бясконца пашырацца, і вымераць яе прастору, аб'ём і час будзе проста нерэальна.

Яшчэ адна мадэль зараджэння і развіцця Сусвету

Навуковая касмалогія - вобласць ведаў, у рамках якой літаральна кожны дзень здзяйсняюцца новыя адкрыцці, спараджаюцца тэорыі, кожная з якіх праўдападобная і рэалістычная. Акрамя вядомай канцэпцыі Выбуху існуе так званая тэорыя асіметрыі або ўзаемадзеяння матэрыі і антыматэрыі. Лічыцца, што рэліктавага выпраменьвання ў космасе нараджалася заўсёды і працягвае з'яўляцца дзякуючы ўзаемадзеянню рэчывы і антырэчыва. Гэтыя ж дзве субстанцыі знаходзяцца далёка не на роўных палажэннях ў космасе. З матэрыі складаецца ўсё, пра што мы ведаем. Антыматэрыі для людзей існуе толькі ў разліках. Прынята лічыць, што ў першыя дзесяць секунд існавання свету адбыўся збой сіметрыі, падчас якога антычасцінка засталіся ў меншасці, у параўнанні з часціцамі, і прычыны таго невядомыя.

пасляслоўе

Касмалогія - гэта вобласць ведаў, якая вывучае Сусвет як адзінае цэлае. Гэта тэарэтычная навука, якая можа лагічна растлумачыць розныя з'явы ў космасе, абгрунтаваць тыя ці іншыя перамяшчэння галактык і зорак.