Далее, еще через 10–2 с после Большого Взрыва наступает время легких частиц. Вселенная как бы "омолодилась" и практически стала состоять из легких частиц - лептонов и частиц излучения (фотонов).

Еще дальше во времени (1-20 с) Вселенная, расширяясь дальше, теряет и эти частицы. При аннигиляции они превращаются в фотоны. Фотонам же не хватает энергии, чтобы образовать электрон-позитронную пару, и поэтому процессы излучения начинают преобладать над процессами формирования самих   частиц.

Через 100 с жизни Вселенной ее температура упала до 109 К и скорости оставшихся протонов уменьшились настолько, что за счет ядерных сил притяжения они начинают соединяться в ядра легких элементов, в основном гелия, затем - лития и бериллия.

 По прошествии нескольких часов после Большого Взрыва образование этих ядер закончилось. Этот период эволюции получил название времени нуклеосинтеза. А дальше счет пошел уже на миллионы лет. Вселенная продолжала расширяться и охлаждаться. При этой энергии у фотонов было значительно больше сил связи, чем у электронов и ядер, и поэтому атомы пока не могли образоваться.

Но затем при уменьшении температуры до 3000 К энергия электромагнитного притяжения ядер и электронов становится уже больше энергии фотонов, и тогда начинают образовываться атомы водорода и гелия. Фотоны перестали взаимодействовать с веществом,  и как говорят космологи, Вселенная стала "прозрачной".

 Предполагается, что с тех дальних времен до наших дней эти фотоны (это излучение) и заполняют нашу Вселенную. За это время температура упала с 3000 К до 3 К. Это и есть реликтовое излучение, о котором уже говорилось выше. Таким образом, можно считать, что реликтовое излучение несет нам информацию о той молодой Вселенной, когда ей исполнилось "всего" 1 миллион лет. Теперь в рамках модели расширяющейся Вселенной можно построить схему физической истории Вселенной:

В начальный период времени "прозрачная" Вселенная была однородным "бульоном" из элементарных частиц, ядер, атомов и фотонов. Затем флуктуационно стали возникали области, где плотность материи оказывалась несколько выше. Это, в свою очередь, приводило к увеличению гравитационного притяжения в этих областях, а значит и  к отставанию этих областей от общего темпа расширения Вселенной. Атомы и частицы в этих областях испытывали большое число столкновений (объем-то уменьшился!), газ разогревался, шли термоядерные реакции. Давление внутри области стало возрастать и область перестала сжиматься.

Вместе с тем, заметим, что хотя теория  Большого Взрыва в целом и  оправдывает доверие научного мира, но все же некоторые обстоятельства она принципиально  объяснить не может. Так, она, например, не может объяснить конкретную причину того "первотолчка", который как раз и привел к Большому Взрыву. Кроме того, на основании указанной концепции нельзя объяснить, почему мощность взрыва была именно такой, какой была,  то есть не больше и не меньше, где  скорость разлета, и плотность вещества оказались очень близкими  к их  критическим значениям. Теория не может также объяснить причину крупномасштабной однородности Вселенной, хотя одновременно в меньших масштабах она допускает наличие в прошлом отклонений от однородности, которые и привели впоследствии к возникновению галактик. При этом предполагается, что расширение происходит с большой степенью однородности и изотропности, а удаленные друг от друга неоднородности причинно между собой не связаны.

Частично эти вопросы снимает еще одна современная модель – теория так называемой "раздувающейся" Вселенной . Эта модель предполагает некоторое хаотическое раздувание всей Вселенной в период времени от 10–43 до 10–32 с, и в этом смысле данная теория принципиально связана с физическим понятием вакуума. Заметим, что проблема вакуума сейчас становится одной из центральных в физике. Согласно этим идеям, Вселенная начала свою жизнь именно  из состояния вакуума, лишенного вещества и излучения.

С точки зрения современных научных представлений, вакуум есть особый тип физической реальности, наиболее фундаментальное состояние материи, особое "ничто", скрытое бытие, содержащее в потенции всевозможные частицы и при сообщении энергии этому вакууму из него можно извлечь любые частицы и объекты, в том числе не только нашу Вселенную, но и другие вселенные.

Согласно этой модели предполагается, что Вселенная родилась 15-18 миллиардов лет тому назад из вакуума путем спонтанного (самопроизвольного) нарушения его симметрии. Получается, что Вселенная как бы самозародилась.

Вот что говорил по этому поводу Я.Б. Зельдович: "Понятие классической космологической сингулярности должно быть существенным образом заменено квантово-гравитационным процессом, описывающим рождение нашего мира. Предполагается, что в начальном состоянии не было ничего, кроме вакуумных колебаний всех физических полей, включая гравитационное. Поскольку понятия пространства и времени являются существенно классическими, то в начальном состоянии не было реальных частиц, реального метрического пространства и времени. Считаем, что в результате квантовой флуктуации и образовалась трехмерная геометрия... Кроме того, на этой стадии из вакуумных флуктуации негравитационных полей рождаются флуктуации плотности вещества, которые значительно позже, в близкую нам эпоху, приводят к образованию скоплений галактик, нашей Галактики, звезд и в конечном итоге планет и самой жизни".

В этой связи стоит также отметить, что модель раздувающейся Вселенной еще раз обращает нас к глобальной мировоззренческой проблеме - проблеме множественности миров. В частности, один из создателей модели Расширяющейся Вселенной А.Д. Линде отмечает: "Привычный взгляд на Вселенную как на нечто в целом однородное и изотропное сменяется представлением о Вселенной островного типа, состоящей из многих локально-однородных и изотропных минивселенных, в каждой из которых свойства элементарных частиц, величина энергии вакуума и даже размерность пространства могут быть различны".

В этом смысле можно уже по-другому взглянуть на проблему жизни "разумных" существ в других галактиках. Из вышесказанного следует, что другие галактики могут иметь совершенно другие свойства и взаимодействовать (говорить) на совершенно иных принципах.  И дело здесь не в изменении нашего мышления для возможности понимания другой Вселенной, а в изменении самой структуры, пространственной ориентировки, размерности материального мира.

Заключение

В исторической развитии человеческого познания действительности   можно выделить три мировоззренческие научные программы:  Платона,  Аристотеля и Демокрита.

 Первую научную программу можно также назвать  также и математической, так  как она во многом определила путь развития естествознания в плане постижения им количественных закономерностей бытия. В ее основе так или иначе лежит идея Пифагора о том, что "числа - суть вещей", что впоследствии  было дополнено  Платоном в виде – "Бог - это геометр". Существенной частью этой научной программы явилось и платоновское понятие материи как пространства, а также - принципов множественности и математического континуума. Соответственно, и естествознание, разработанное на основе платоновской программы, должно было носить математический характер.

 Платон признавал материальный мир состоящим из четырех субстанций (огня, воздуха, воды и земли) и приписывал частицам, из которых они состоят, различную геометрическую форму в виде многогранников: для огня - тетраэдров, воздуха - октаэдров, воды - икосаэдров, земли - кубов, то есть вводил в теорию тем самым абстрактные топологические понятия.

Конечно, это было связано прежде всего с идеалистическими представлениями Платона о том, что материальный мир бытия является лишь отражением мира идей.

 Научная программа Аристотеля принимает в себя то положение, что предметом истинного, научного знания может быть лишь единое, неизменное бытие - идея, или форма. Первое и есть материя, второе - форма, или "составное", то есть то, что состоит из материи или формы (таковы по Аристотелю, все сущие вещи и существа за исключением Бога – вечного двигателя, который есть чистая "форма форм" и материи - непричастен).

 Аристотель предполагал, что Мир представляет собой вращающийся Космос и его движение началось в каком-то малом объеме пространства от первоначального толчка,

После Аристотеля в эпоху эллинизма понятие материи разрабатывается в школах стоиков и неоплатоников. Стоики сводили все сущее к материи, неоплатоники же, наоборот, - все сводили к идее - форме, что позволяло теоретически дедуцировать мироздание из одного источника.

Для стоиков все бытие – едино. Все, что существует, составляет вселенную, космос, который поэтому тоже един и единствен. Материя представляет собой бескачественное тело, или бескачественную сущность, она инертна (бессильна) и неподвижна, но вечна - не возникла и не подлежит разрушению, сохраняя неизменным свое количество.

Учение о материи, отличное от стоического, разрабатывается в неоплатонизме. Согласно общей для всех неоплатоников иерархической схеме, первоначалом всего является Единое. Единое - источник бытия, которое составляет следующую ступень в неоплатонической иерархии и называется по- разному: бытием, истинно сущем  Умом, умопостигаемым миром или идеями.

Третья научная мировоззренческая программа в науке сформировалась на основе  атомистического учения о материальном мире. Из атомистической теории следует и определение материи, как  вечно движущиеся в пустоте атомы, которые неделимы и отличаются друг от друга внешними чертами: число атомов как и форм бесконечно, новые тела и формы образуются от сложения атомов, а уничтожение их происходит от разложения их на атомы. Этой атомистической программе был присущ жесткий детерминизм, сохраненный впоследствии и в механике Галилея -Ньютона, то есть любое движение материи предполагалось, как необходимое, обусловленное какими-то внешними причинами. Случайность же при этом полностью исключалась из картины мира.

Дальнейшее развитие миропонимания при переходе к количественному описанию процессов движения материи шло через механические представления о природе. Это было связано прежде всего с именем Галилея, который объединил физику и математику, ввел основные характеристики движения - понятия инерции, системы отсчета, ускорения как причины движения, принцип относительности и ряд других параметров движения.

 Роджер Бэкон не только указал значимость опыта, но и сам много экспериментировал. Сформировалось представление и надолго (около 200 лет!), что классическая механика как часть физики может объяснить все возможные явления в природе.

 Такой взгляд привел к возникновению в целом в XVIII веке рационализма,  как рационального научного подхода, логично и правильно описывающего, как тогда  казалось, окружающий мир.

Однако впоследствии было выяснено, что  классическая механика справедлива лишь в определенных пределах, то есть  при скоростях распространения взаимодействия, значительно меньших скорости света.

 Физическое понятие материи стало складываться в связи со становлением экспериментального естествознания XVII в. под влиянием как философских представлений, так и под влиянием данных эксперимента.

К началу XX в. понятие материи как носителя массы, отличного от силы и энергии, с одной стороны, от пространства и времени, с другой, формируется прежде всего  благодаря  работам Фарадея (экспериментально) и  Максвелла (теоретически). Было  показано, что существуют электромагнитные поля (в том числе и в вакууме) и именно они передают электромагнитные колебания.

 Так после механической картины сформировалась новая к тому времени электромагнитная картина мира. Ее можно рассматривать как промежуточную по отношению к современной естественнонаучной картине мира.

Учение о материи стало включать в себя не только представления о полях, но и появившиеся новые данные об электронах, фотонах, ядерной модели атома, закономерностях химического строения веществ и расположения элементов в периодической системе Менделеева и ряд других результатов по пути познания природы. Стали входить в эту концепцию также идеи квантовой механики и теории относительности, где прежде всего необходимо отметить принципы относительности  и корпускулярно-волнового дуализма, согласно которому любой материальный объект характеризуется наличием как относительных – корпускулярных  и волновых свойств.  В квантовой механике эти два последних описания являются абсолютно  необходимыми, так как только таким образом и возможно на макроязыке квантовой механики описать объективно существующие закономерности микромира.

Литература:

I. Основная

1.     ** Линднер Г. Картины современной физики. М., 1971.

2.     ** Пахомов Б.Я. Становление современной физической картины мира. М., 1985.

3.     ** Потев М.И. Концепции современного естествознания. СПб., 1999.

4.     ** Хокинг С. От большого взрыва до черных дыр. М., 1990.

** Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. М., 1974.

1.     * Концепции современного естествознания / Под ред. С.И. Самыгина. Ростов н/Д, 2001.

2.     ** Лучшие рефераты. Концепции современного естествознания. Ростов н/Д, 2002.

3.     * Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. М., 2002.

4.     ** Скопин А.Ю. Концепции современного естествознания. М., 2003.

5.     * Соломатин В.А. История и концепции современного естествознания. М., 2002.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6