Московский Экономический Институт

Отделение “Бухгалтерский Учет и Аудит”

Реферат по предмету

“Концепция Современного Естествознания”

на тему “Современная модель эволюции Вселенной”

Студентки курса ФНО-1 _______________ Минаевой О.А.
Преподаватель _______________ д.и.н. Ратников В.П.

Москва, 1999 г.

Содержание

Введение 3

Познание Вселенной человеком 5

Как раскрывают тайны Вселенной 9

Космос, галактики, звезды 10

Семья Солнца 14

Заключение 20

Список использованной литературы 22

Введение

История окружающего нас мира, история Вселенной - это вопрос, который волновал человечество, начиная с самых ранних ступеней познания. Мифы и религиозные учения предполагают свои “космологические системы”, свои теории эволюции Вселенной.
Эволюция Вселенной, начиная с Большого взрыва, рассматривается как совместное развитие микро- и макроявлений, включающее процессы дифференциации и усложнения в микро - и макроветвях эволюции.
Наша Вселенная участвует в закономерном эволюционном процессе.
Но было бы ошибкой процесс эволюции Вселенной, равно, как и всякой другой материальной системы, отождествлять лишь с одной прогрессивной ветвью развития. Развитие всегда состоит из двух ветвей или этапов - прогрессивного и регрессивного, которые объединяются одной общей характеристикой: необратимостью происходящих в них изменений.
Состояние вещества и ход физических процессов, сами понятия о времени и пространстве в “ранний” период эволюции Вселенной, когда плотность была грандиозна, еще недостаточно ясны и, вероятно, существенно отличаются от понятий физики сегодняшнего дня.
Но качественные изменения во Вселенной происходили не только в далеком прошлом. Имеются теоретические предположения, что при определенных условиях эволюция звезд приводит к образованию так называемых “черных дыр”. Поле тяжести у поверхности этих дыр так велико, что силы гравитации “сковывают” в этой части пространства все виды лучистой энергии, в том числе и свет.
Поэтому эти массивные звезды становятся невидимыми, если только на них не падает вещество извне. Выяснение того, как при этом все же обнаружить
“черные дыры”, является одной из интереснейших задач современной астрофизики.
Вселенная – это материальный мир, рассматриваемый со стороны его астрономических аспектов. Существуют разные модели Вселенной: “Вселенная
Эйнштейна”, “Вселенная Фридмана”, “Вселенная Леметра”, “Вселенная Наана”,
“Вселенная Зельманова”, соответствующие разным представлениям о ней как в целом.
Современная картина эволюционирующей Вселенной – не только расширяющейся, но и буквально “взрывающейся”, - пожалуй, так же мало похожа на картину статичной Вселенной, которую рисовала астрономия начала XX в., как современные представления о взаимопревращаемости атомов и элементарных частиц на неделимые атомы классической физики.
Научная постановка вопроса об истории Вселенной-одно из важнейших завоеваний современной науки. Астрономия использует наблюдения с помощью телескопов, исследует спектры далеких небесных тел, изучает радиоволны, приходящие из самых отдаленных областей. Выводы из этих наблюдений делаются с учетом законов природы, изученных в земных лабораториях. Мы используем данные о спектрах атомов, о законах излучения и распространения радиоволн.
Мы применяем к Вселенной и к огромным скоплениям звезд теорию всемирного тяготения, проверенную в земных условиях и в Солнечной системе, в частности по движению созданных человеком космических аппаратов.
Большим достижением нашего века является установление факта эволюции, изменяемой Вселенной. Звезды расходуют свой запас горючего - водорода.
Горение здесь заключается в превращении водорода в гелий путем ядерных реакций. Удаляются друг от друга огромные скопления звезд. Частью такого скопления является и наша Галактика с ее 100 тыс. млн. звезд. Нужно только помнить, что ни сама Земля, ни Солнечная система, ни Галактика не расширяются.
Новое, открытое в 1965 г. излучение объясняется тем, что много миллиардов лет назад вся Вселенная была совершенно не похожа на современную. Все пространство было заполнено тем, что физики называют плазмой,- горячим газом, состоящим из электронов, ядер водорода и гелия и излучением.
Частицы излучения при этом даже преобладали. Вселенная расширялась, и в ходе этого расширения происходило постепенное изменение, остывание плазмы.
Радиоволны, наблюдаемые в настоящее время, - это потомки горячего излучения в прошлом. Такой вывод подтверждается и спектром радиоволн - теория позволяет правильно предсказывать потоки волн в разных диапазонах.
С охлаждением связано и выделение отдельных небесных тел. Всем известно, что при охлаждении теплого воздуха возникает туман: водяные пары, содержавшиеся в воздухе, превращаются в капельки воды. Нечто похожее происходит при охлаждении и с плазмой: электроны и ядра объединяются в атомы, атомы объединяются в облака газа, далее эти облака распадаются на отдельные звезды. Часть вещества и сейчас остается в форме газа.
Подробное теоретическое исследование процесса образования Галактик и звезд является одной из центральных задач астрофизики.

Познание Вселенной человеком

Первоначально небеса изображались весьма похожими на земной мир.
Повседневные наблюдения говорили также, что земля неподвижна и, кроме земного мира, не может быть ничего сущего.
Изо дня в день, из года в год человек убеждался на опыте, что Солнце,
Луна, планеты и звезды движутся по небу, восходят на востоке и заходят на западе.
Историки древнего мира говорят, что уровень, достигнутый древней астрономией, был очень высок. Это верно. Но нельзя забывать, что астрономия была в ту пору чисто описательной наукой, бессильной что-либо противопоставить религиозным представлениям об устройстве мира. От нее была совершенно скрыта действительная природа изучаемых ею явлений.
Поэтому размышления древних о природе небес строились главным образом на домыслах, обрастали фантастическими, часто религиозными образами.
Древнегреческий математик Пифагор (VI в. до н. э.), много путешествовавший, первым высказал мысль о шарообразности Земли. Философ
Аристотель (IV в. до н. э.) доказывал, что Земля - шар, ибо в южных странах на небе появляются новые созвездия, невидимые в северных, а чем дальше мы двигаемся к северу, тем все больше появляется на небосводе незаходящих звезд.
Постепенно идея о том, что Земля - шар, висящий в пространстве и ни на что не опирающийся, все шире распространялась среди античных мыслителей.
Так шаг за шагом двигались люди к разгадке тайны мироздания. Однако на этом пути у них были два серьезных препятствия. Во-первых, люди не имели необходимых для наблюдения небесных тел приборов. Во-вторых, успехи античной науки были на много столетий приостановлены утверждением христианства.
Еще в древнегреческой философии возникло течение, резко противопоставлявшее небесное и земное. В то время как великий материалист древности Демокрит (V - IV в. до н. э.) развенчивал веру в богов и отрицал божественность небесных светил, Платон (V - IV в. до н. э.) философ- идеалист, говорил, что астрономия изучает на небе идеальный мир, соответствующий достоинствам обитающих там богов. Все небесное, по учению
Платона, вечно и неизменно. Это представление поддерживал и ученик Платона
Аристотель. Он считал, что земной мир состоит из четырех элементов - огня, воздуха, воды и земли.
Представления Платона и Аристотеля оказали сильное влияние на картину мира, созданную греческим астрономом Птолемеем во II веке до нашей эры.
Птолемей пытался объяснить видимые движения по небосводу планет Солнечной системы -Венеры, Марса, Юпитера, Сатурна. Птолемей же считал, что Земля находится в центре мира и не может двигаться. Поэтому он придумал сложную схему, согласно которой Солнце оказывается на третьем месте от Земли, а все планеты движутся не только вокруг Земли, но еще и по дополнительным орбитам, объясняющим видимые пути планет на земном небе.
Система Птолемея легла в основу христианской космологии. По учению христианской церкви, человек - царь природы. Ради него созданы Земля и
Солнце, небеса и преисподняя.
Так выглядели небеса на протяжении многих лет господства христианской веры.
Рассмотренные этапы человеческих представлений о Земле и Вселенной являлись, таким образом, смесью наблюдений и домыслов. Небесный мир строился поэтому или по прямой аналогии с земным или в прямом противопоставлении ему.
Но наука не может опираться только на здравый смысл, ограничивающийся рамками каждодневной обыденности. Она утверждает, что мир бесконечен в своих масштабах и свойствах и то, что оказывается, бесспорно правильным в окружающем человека земном мире, неприменимо в мире мельчайших частиц материи - молекул и атомов или в мире бесконечно больших космических тел - звезд и галактик. Наблюдение и опыт, научные эксперименты, в конечном счете общественная и производственная практика - вот единственно верные средства отличить истину от заблуждения, говорят ученые. Только эти средства могут подтвердить или опровергнуть смелые предположения человеческого разума.
Система Птолемея была поставлена под сомнение польским математиком и астрономом Николаем Коперником (1473-1543). Выдающийся мыслитель, Николай
Коперник в течение более чем 30 лет разрабатывал идею гелиоцентрической картины мира (от греческого “гелиос” - солнце), в соответствии с которой
Земля оказывается рядовой планетой, в числе прочих обращающейся вокруг центрального светила - Солнца. Коперник решительно отбросил былые предрассудки о том, что Земля является центром мира и центром тяжести, вокруг которого якобы должны двигаться все небесные тела.

Коперник доказывал, что не Вселенная движется вокруг неподвижной Земли, а, наоборот, Земля перемещается в космическом пространстве.

Но идеи Коперника были поначалу только гипотезой, не доказанной фактами.
Ведь в XVI веке астрономия не обладала приборами, способными помочь человеку постичь природу небесных тел. Все известные тогда астрономические инструменты имели значение для наблюдательной астрономии, помогали изучать видимые движения и положение звезд и планет на небосклоне. Эти наблюдения, в конце концов, тоже сыграли свою роль в создании подлинной картины мира, но они не могли рассказать людям об устройстве, размерах небесных тел и масштабах Вселенной.
Гипотеза Коперника противоречила христианскому учению о месте человека в мире. Она подрывала ту древнюю картину Вселенной, которая была закреплена в
“священном писании” (Библии).
Прежде всего, оказалось, что небеса состоят из таких же материальных объектов, как и Земля: на Луне обнаружились горы, “моря” и долины; на
Солнце - пятна; Млечный Путь распался на бесчисленное множество отдельных звезд и т. д.
Оказалось также, что неверна и теория о тяготении всех небесных тел к центру мира - Земле. Уже при первых наблюдениях Галилей (1564-1642) обнаружил, что вокруг планеты Юпитер движутся четыре спутника и что, следовательно, во Вселенной помимо Земли могут быть другие центры притяжения.
Наблюдения Венеры обнаружили, что она проходит, подобно Луне, смену видимых фаз, приобретая вид то узкого серпика, то полного диска. Это было прямым доказательством ее обращения вокруг Солнца.
Так за несколько месяцев рухнула под ударами новых фактов вся средневековая картина мира. Недаром Галилея, совершившего этот научный подвиг современники прозвали Колумбом Вселенной.
Вплоть до начала нынешнего столетия в науке господствовала возникшая в
Новое время ньютоновско-картезианская парадигма - система мышления, основанная на идеях И. Ньютона и Р. Декарта.
Учения Декарта и Ньютона отбросили один очень важный момент - фигуру
Бога. Рационально-механистический образ мира, сформировавшийся в трудах последователей, демонстрирует нам мир как единый и единственный: мир твердой материи, подчиненный жестким законам. Сам по себе он лишен духа, свободы, благодати, он безмолвен и слеп. Понятая действительность - гигантские космические просторы, в которых движутся по четким траекториям массы материи - не несет в себе никакой необходимости появления человека и сознания. Человек в этом мире - ошибка, описка, курьезный случай. Он - побочный продукт звездной эволюции. Лишенная Бога и сознания Вселенная, не живет, а существует без смысла и цели, более того, всякий смысл для нее - ненужная роскошь, разрушающаяся под влиянием закона энтропии.
Механистическая Вселенная Ньютона состоит из атомов - маленьких неделимых частиц, обладающих постоянной формой и массой и связанных таинственным законом тяготения. Она организована в трехмерное пространство классической эвклидовой геометрии. Это пространство абсолютно, постоянно и всегда находится в покое. Оно представляет собой большое вместилище тел, само по себе нисколько от них не завися, и лишь предоставляя им возможность перемещения под воздействием силы притяжения. Точно так же время являет собой чистую длительность, оно абсолютно, автономно и независимо от материального мира. Однородным и неизменным потоком течет оно из прошлого через настоящее в будущее. В целом Вселенная предстает как огромный, полностью детерминированный часовой механизм, в котором действует непрерывная цепь взаимосвязанных причин и следствий. Если бы можно было получить точную информацию о каждом звене этой цепи, то стало бы вполне возможным совершенно точно реконструировать любую ситуацию прошлого и предсказывать события будущего без всяких погрешностей.
Вселенная, представленная виде комплекса механических систем, развивается без участия какого бы то ни было сознания и разума. Вся ее история, начиная от “большого взрыва’’ до сегодняшнего дня - результат слепого и стихийного движения материальных масс. Жизнь зарождается в первозданном океане случайно, как результат беспорядочных химических реакций, и пойди процесс чуть по-другому, сознание никогда не проявилось бы в бытие. С физикалистской точки зрения появление жизни и сознания - не только загадка, но и явление достаточно странное, абсурдное, так как оно противоречит второму началу термодинамики, утверждающему, что всякая сложная система неуклонно стремится стать простой, но не наоборот.
Полагая человека случайностью, механистическая наука не интересуется его судьбой, его целями и ценностями, которые выглядят смешными нелепостями, мгновенной вспышкой сознания в грандиозной машине бессмысленной Вселенной.
Субъективное перемалывается жерновами объективного. Мир выглядит как нечеловекоразмерный, бесстрастно уничтожающий все человеческое, да и просто не замечающий его.
В начале XX в. был сделан целый ряд открытий, в корне изменивших видение мира современным естествознанием. Теория относительности А. Эйнштейна, опыты Резерфорда с альфа-частицами, работы Нильса Бора, исследования в химии, биологии, психологии и других науках показали. что мир гораздо разнообразнее, сложнее, чем это представлялось механистической науке, и что сознание человека изначально включено в само наше восприятие действительности.
Согласно теории относительности пространство не трехмерно, а время не линейно. И то, и другое не являются отдельными самостоятельными сущностями.
Они тесно переплетены и образуют пространственно-временной континуум. Поток времени не является равномерным и однородным, он зависит от позиции наблюдателя и его скорости относительно наблюдаемого события. Кроме того, в общей теории относительности речь идет о том, что пространство и время находятся в тесной связи с массой тел: возле гигантских космических тел пространство способно искривляться, а время - замедляться.

Нобелевский лауреат Илья Пригожин положил начало новому принципу осмысления действительности. В свете этого принципа, признающего за
Вселенной первичную динамическую неопределенность, оказалось возможным выработать новое понимание эволюции. Второй закон термодинамики не всесилен, ибо все существующие системы имеют прирожденную способность мутировать в направлении большей сложности. Одна и та же энергия, одни и те же принципы обеспечивают эволюцию на всех уровнях: от физико-химических процессов до человеческого сознания и социокультурной информации. Вселенная оказывается единой во всех своих пластах, живой, развивающейся, восходящей на новые ступени бытия.
На базе подходов, отбросивших старые представления, возникают радикалистские взгляды. Вселенная - это бесконечная сеть взаимосвязанных событий. Они как зеркала, отражающиеся друг в друге, как живой клубок, где одно непрерывно перетекает в другое. Все теории естествознания - лишь создания человеческого разума, только версии бытия.
Современные естествоиспытатели все более обращаются к опыту индуизма, буддизма, даосизма, к оккультным учениям, усматривающим в основе мироздания творческое сознание. Человек, таким образом, перестает быть обмолвкой природы, а становится законным проявлением внутренних потенций действительности. Одна из его главных задач - познание собственного места в бытии и понимание того, что вся Вселенная пронизана токами разума, наполнена смыслом.

Как раскрывают тайны Вселенной

Научное исследование природы человеком никак не могло ограничиться простым созерцанием окружающего мира и отвлеченными логическими рассуждениями о его возможном устройстве. Чтобы открыть закономерности тех или иных явлений, изучить строение природных объектов, людям необходимы были, прежде всего, наблюдения и опыты.
Первый, начальный этап любого исследования - наблюдение, второй, наиболее действенный способ - эксперимент.
Неудивительно поэтому, что познание человеком окружающего мира началось с изучения тех объектов и явлений, которые он мог непосредственно наблюдать, осязать, с которыми он сталкивался в своей повседневной жизни, в производственной практике.

Что же касается внутренней сущности явлений, глубоких закономерностей, лежащих в их основе, то люди задумывались об этом еще в глубокой древности, но в те времена они могли высказывать на этот счет в большинстве случаев лишь чисто умозрительные догадки. И лишь на определенном этапе своего развития наука получила возможность изучать не только то, что лежит на поверхности, но и то, что скрыто от непосредственного наблюдения.
Важнейшим поворотным этапом в развитии науки, с которого, по существу, началось научное исследование природы, явилось, как уже было сказано, учение польского астронома Николая Коперника.
Заслуга Коперника состояла не только в том, что он создал гелиоцентрическое учение о строении мира, но и в том, что вместо принципа
“Мир таков, каким мы его наблюдаем” он утвердил в естествознании иное положение: “Мир не таков, каким он нам кажется”. И задача естествознания в том и состоит, чтобы вскрывать эту внутреннюю природу явлений.
Когда наука проникла в мир атома, в мир микропроцессов, она столкнулась с целым рядом “странных”, “диковинных” явлений, но так и должно быть.
И нет ничего поразительного в том, что поиск этих закономерностей идет не только в земных физических лабораториях, но и в лаборатории космоса. Ведь, в конечном счете, любой космический объект, какими бы гигантскими масштабами он ни обладал, состоит из элементарных частиц. Поэтому физика и астрономия тесно связаны между собой. Но если в физике основным средством познания является эксперимент, то астрономия - наблюдательная наука, что неизбежно затрудняет изучение космических процессов и объектов.
Все сведения о космических объектах приносят на Землю различные излучения
-электромагнитные волны и потоки корпускул - частиц вещества. Свойства таких излучений зависят от характера физических процессов, которые их породили. Исследуя эти свойства, астроном может многое узнать о природе явлений, которые происходят в глубинах Вселенной.
Первым вестником далеких миров был световой луч. Да и по сей день наибольшее количество сведений о космических процессах приносит свет.
Поэтому основа основ астрономии, ее неизменный фундамент - изучение космических световых лучей...

Космос, галактики, звезды

В ясную погоду можно насчитать на небосводе до трех тысяч звезд. Но это лишь очень небольшая часть тех звезд и других космических объектов, которые существуют в нашей области мира...
В безлунные ночи хорошо виден Млечный Путь, протянувшийся от одной стороны горизонта до другой. Он кажется скоплением светящихся туманных масс. Но стоит направить на Млечный Путь телескоп, и мы сразу обнаружим, что он состоит из множества звезд. Эта звездная система, к которой принадлежит и наше Солнце, получила название Галактики
Изучать нашу Галактику необычайно сложно. Это одна из труднейших задач науки. Ведь мы находимся внутри этой Галактики и не можем ни вылететь за ее пределы, ни побывать в различных ее точках. Тем не менее, наука преодолевает эти трудности.
И сегодня мы уже достаточно уверенно можем говорить о том, как же выглядит наш звездный остров. В центре его находится ядро, окруженное множеством звезд. От него отходит несколько могучих спиральных ветвей...
Наша Галактика столь велика, что ее размеры нелегко себе представить: от одного ее края до другого световой луч путешествует около 100 тысяч земных лет.
Большая часть звезд нашей Галактики сосредоточена в гигантском “диске” толщиной около 1500 световых лет. На расстоянии около 30 тысяч световых лет от центра Галактики расположено наше Солнце.
Основное “население” Галактики - звезды. Мир этих небесных тел необыкновенно разнообразен. И хотя все звезды - раскаленные шары, подобные
Солнцу, их физические характеристики различаются весьма существенно. Есть, например, звезды гиганты и сверхгиганты. По своей величине они значительно превосходят Солнце.
Еще большей плотностью обладают так называемые нейтронные звезды.
Нейтронная звезда - это громадное атомное ядро. Существование нейтронных звёзд было теоретически предсказано еще в 30-х годах. Однако обнаружить их удалось только в 1967 году по необычному импульсному радиоизлучению.
Звезды обладают различными поверхностными температурами - от нескольких тысяч до десятков тысяч градусов. Различен и цвет звезд. Сравнительно
“холодные” звезды - с температурой около 3-4 тыс. градусов - красноватого цвета. Наше Солнце, поверхность которого “нагрета” до 6 тысяч градусов, обладает желто-зеленым цветом. Самые горячие звезды - с температурой, превосходящей 10 - 12 тысяч градусов, - белые и голубоватые.
Температура поверхности Солнца составляет около 6000 C0.
Звезды обычно кажутся нам неподвижными. Но это лишь видимость. Так, нам кажется, что Солнце движется по небу относительно неподвижной Земли, а на самом деле наша планета вращается вокруг дневного светила. Нам кажется, что
Солнце и Луна имеют примерно одинаковые размеры, а в действительности
Солнце во много раз больше естественного спутника Земли, но расположено гораздо дальше Луны...
Движутся и звезды. Но для того чтобы заметить их перемещение, надо сравнивать положение звезд на небе через достаточно длительные промежутки времени, например через десятки лет.
Один из самых грандиозных физических процессов во Вселенной - вспышки так называемых новых и сверхновых звезд. В действительности звезда существует и до вспышки. Но в какой-то момент под действием бурных физических процессов такая звезда неожиданно увеличивается в объеме, “раздувается”, сбрасывает свою газовую оболочку и в течение нескольких суток выделяет чудовищную энергию, светя, как миллиарды солнц. Затем, исчерпав свои ресурсы, эта звезда постепенно тускнеет, а на месте вспышки остается газовая туманность.
Наше Солнце – “одинокая” звезда. Она лишена подобных себе горячих спутников. Но во Вселенной есть двойные, тройные и более сложные звездные системы, члены которых связаны друг с другом силами взаимного притяжения и обращаются вокруг общего центра масс. Некоторые скопления содержат десятки, сотни и тысячи звезд. А число звезд в больших шаровых скоплениях достигает даже сотен тысяч.
Межзвездное пространство тоже не пусто. Оно заполнено газовыми и пылевыми частицами, которые в некоторых местах образуют гигантские облака - туманности, светлые и темные.
Звезды, составляющие Галактику, движутся вокруг ее центра по очень сложным орбитам. С огромной скоростью - около 250 км/сек. несется в мировом пространстве и наше Солнце, увлекая за собой свои планеты. Солнечная система совершает один полный оборот вокруг галактического центра за 180 млн. лет.
Ближайшие к нашей Галактике звездные системы удалены от нас на расстояние около 150 тыс. световых лет. Они видны на небе Южного полушария как маленькие туманные пятнышки.
Наша Галактика и другие соседние звездные системы образуют Местную систему галактик. В ее состав входит 16 галактик, а поперечник ее равен 2 млн. световых лет. Исследования показывают, что звездные острова, галактики
- типичные объекты Вселенной. Астрономам теперь известно великое множество галактик во всех участках небесной сферы.
Галактики имеют разнообразную форму и строение. Есть галактики шаровые и эллиптические, галактики в форме диска, спиралевидные, подобно нашей, наконец, галактики неправильной формы. В области, доступной современным средствам астрономических исследований, насчитываются миллиарды галактик.
Их совокупность ученые назвали Метагалактикой.
Вселенная - это вовсе не простая совокупность небесных тел, в ней постоянно происходят чрезвычайно сложные и многообразные физические процессы.
И именно с этой точки зрения изучение Вселенной представляет наибольший интерес для современного естествознания. Космос - бесконечно разнообразная лаборатория, где можно изучать такие состояния материи, такие физические условия и процессы, которые недостижимы у нас на Земле.
Стремительный прогресс науки и техники в период научно - технической революции, современниками которой мы являемся, ведет ко все новым и новым открытиям, все более глубокому проникновению в самые сокровенные тайны природы, к дальнейшему познанию фундаментальных законов мироздания. И
Вселенная в наше время становится все более важным источником уникальной информации о явлениях природы.
Галактики разбегаются от нас во всех направлениях и, чем дальше находится та или иная галактика, тем с большей скоростью она движется. Происходит общее расширение Метагалактики, которое совершается таким образом, что скорость взаимного удаления двух звездных систем тем выше, чем больше расстояние между ними.
Картину взаимного разбегания галактик можно мысленно повернуть вспять, и тогда мы придем к выводу, что в отдаленном прошлом, около 15-20 миллиардов лет назад, материя находилась в ином состоянии, нежели в нашу эпоху. Тогда не было еще ни звезд, ни планет, ни туманностей, ни галактик. Вся материя была сосредоточена в очень плотном компактном сгустке горячей плазмы - смеси элементарных частиц вещества и излучения. Затем произошел взрыв этого сгустка и началось его расширение, в процессе которого образовались сначала атомы, а затем звезды, галактики и все другие космические объекты.
Так возникла теория расширяющейся Вселенной - одна из наиболее впечатляющих научных теорий XX столетия. Представления о неизменной, стационарной Вселенной уступили место новым представлениям о Вселенной, меняющейся с течением времени. Это был новый, чрезвычайно важный шаг в познании свойств окружающего нас мира. Дальнейшие исследования показали, что различные нестационарные явления вообще играют важную роль в современной Вселенной.
Теория предсказывала, что, когда в процессе расширения температура среды упадет до нескольких тысяч градусов, она станет прозрачной для электромагнитных волн. Тогда электромагнитное излучение как бы “оторвется” от вещества и постепенно заполнит все пространство Вселенной. И действительно, в середине 60-х годов реликтовое излучение удалось зарегистрировать.
Исследование его физических свойств показало, что первоначальное вещество действительно обладало чрезвычайно высокой температурой. Тем самым было получено наблюдательное подтверждение справедливости теории горячей расширяющейся Вселенной. Существование реликтового излучения - очень важное, решающее подтверждение того фундаментального факта, что мы, в самом деле, живем в расширяющейся Метагалактике.
Следовательно, Вселенная не всегда была такой, как в современную эпоху.
Она изменяется с течением времени; ее прошлое не тождественно настоящему, а настоящее - будущему. Таким образом, когда-то нашей Вселенной вообще не существовало, хотя и тогда была материя, из которой она впоследствии образовалась. Материальный мир вечен, а Вселенная - его часть, выделенная человеком. В процессе своей познавательной и практической деятельности человек выделяет, вычленяет из бесконечно разнообразного материального мира определенные объекты, явления, связи, взаимодействия. Это как бы конечный
“срез” бесконечно разнообразного мира - наша Вселенная, или, как ее иногда называют Вселенная естествоиспытателя.
Если в первой половине XX столетия астрофизики интересовались главным образом изучением тех свойств космических объектов, которые характеризуют их современное состояние, то в последние десятилетия астрофизика превратилась в эволюционную науку, в центре внимания которой находятся закономерности происхождения и развития космических объектов.
Если мы будем знать закономерности эволюционных процессов, то сможем прогнозировать развитие космических явлений и будущие состояния космических объектов, исходя из их современных состояний. А это задача, имеющая не только чисто теоретическое, но и огромное практическое значение: ведь в физическом отношении мы сами являемся частью Вселенной и наше существование тесно связано с “космической обстановкой”.

В современной астрофизике существуют две основные концепции по возникновению и развитию космических объектов. Одна из них, наиболее распространенная, - ее часто называют “классической” - исходит из того, что космические объекты образуются в результате сгущения конденсации рассеянного диффузного вещества - газа и пыли. Согласно другой концепции, развиваемой известным советским ученым академиком В. А. Амбарцумяном, космические объекты возникают в результате распада на части, фрагментации плотных или сверхплотных “прототел”, сгустков “дозвездного” вещества. Какая из этих гипотез более справедлива - покажут будущие исследования.
В 1963 году на очень больших расстояниях от нашей Галактики, на границах наблюдаемой Вселенной, были обнаружены удивительные объекты, получившие впоследствии название квазаров. При сравнительно небольших размерах, квазары выделяют колоссальную энергию, примерно в 100 раз превосходящую энергию излучения самых гигантских галактик, состоящих из десятков и сотен миллиардов звезд.
Оказывается, чем дальше от нас находится тот или иной космический объект, тем в более отдаленном прошлом мы его наблюдаем. Это связано с конечной скоростью распространения света. Хотя она и составляет 300 тысяч км/сек. даже при такой огромной скорости для преодоления космических расстояний необходимы долгие годы, десятки, сотни, миллионы и миллиарды лет. Поэтому, глядя на небо, мы видим космические объекты - Солнце, планеты, звезды, галактики в прошлом. Причем различные объекты - в разном прошлом. Например,
Полярную звезду - такой, какой она была около шести веков назад.
Все это говорит о том, что излучение квазаров и активность ядер галактик связаны со сходными физическими процессами. Однако вопрос о природе этих процессов все еще остается открытым.
Еще один очень интересный вопрос, связанный с изучением Вселенной, - геометрические свойства пространства, его конечность или бесконечность. Эту проблему пытались решить еще великие философы древности.
В прошлом понятие Вселенной отождествлялось с понятием материального мира. И когда речь шла о конечности или бесконечности Вселенной, то фактически рассматривался вопрос о конечности или бесконечности материальною мира.
На протяжении истории науки представления о геометрических свойствах пространства менялись не раз. Аристотель и Птолемей ограничивали мир
“сферой неподвижных звезд”, классическая физика Ньютона, наоборот, приходила к выводу о бесконечности мирового пространства. И лишь с возникновением теории относительности А. Эйнштейна появилась возможность более глубоко разобраться в существе этой проблемы. Если физика Ньютона рассматривала пространство как простое вместилище небесных тел, то А.
Эйнштейну удалось вскрыть тесную связь между геометрией пространства и материей.
Таким образом, пространство, в котором мы живем, искривлено. А в искривленном мире “неограниченность” и “бесконечность” - не одно и то же.
Оказывается, неограниченное пространство, то есть пространство, не имеющее
“края”, границы, в то же время может быть конечным, как бы замкнутым в себе.
Что касается мирового пространства, то его неограниченность не вызывает сомнения. Мир - это материя, а материя не может иметь границ в том смысле, что за материальным миром может располагаться нечто нематериальное. И это, разумеется, принципиальный философский вопрос - вопрос о материальном единстве мира.
Что же касается его конечности или бесконечности, то этот вопрос могут решить только конкретные науки - астрономия и физика.
Современные средства астрономических наблюдений - мощные телескопы и радиотелескопы - охватывают огромную область пространства радиусом около 12 миллиардов световых лет.
Развитие астрономии в XX веке выявило тесную взаимосвязь и взаимозависимость между существованием жизни на Земле и свойствами
Вселенной. В физическом отношении человечество является частью Вселенной и подчиняется действующим в ней физическим и другим закономерностям. В частности, само возникновение жизни на Земле обусловлено всем ходом эволюции материи во Вселенной, эволюции, на определенном этапе которой сложились условия, сделавшие возможным образование живых структур.
Таким образом, в широком смысле слова Вселенная является средой нашего обитания. Поэтому немаловажное значение для практической деятельности человечества имеет то обстоятельство, что во Вселенной господствуют необратимые физические процессы, что она изменяется с течением времени.
Человек приступил к освоению космоса, наши свершения приобретают все больший размах, глобальные и даже космические масштабы. И для того, чтобы учесть их близкие и отдаленные последствия, те изменения, которые они могут внести в состояние среды нашего обитания, в том числе и космической, мы должны принимать во внимание не только земные процессы, но и закономерности космического масштаба.

Семья Солнца

Солнечная система - это, прежде всего звезда Солнце и девять планет, обращающихся вокруг него. В порядке расстояний от светила, они располагаются следующим образом: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер,
Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Три последние планеты с Земли можно наблюдать только в телескопы. Остальные видны как более или менее яркие кружки и известны людям со времен глубокой древности.
Солнце служит центром притяжения не только для девяти больших планет, но и для десятков (а возможно, и сотен) тысяч различных космических тел: планетных спутников, астероидов, комет, а также метеоритов, частиц газопылевой материи, рассеянных атомов различных химических элементов, потоков атомных частиц и т. д.
Солнечная система, таким образом, весьма сложное образование, ряд закономерностей которого стал доступен для изучения лишь в последние десятилетия. Огромную роль в их исследовании приобретает сейчас космонавтика - наиболее мощное и перспективное средство познания Вселенной.
Один из центральных вопросов, связанных с изучением нашей планетной системы, - проблема ее происхождения. Как возникла семья небесных тел, обращающихся вокруг Солнца? Ответ на этот вопрос имеет не только важное естественнонаучное, но и мировоззренческое, философское значение. На протяжении веков ученые пытались вы