Современная научная космология
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
КУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ФИЛОСОФИИ
Реферат
Тема:
Современная научная космология
|Выполнил: | |
|Проверил: | |
КУРСК 2004
ОГЛАВЛЕНИЕ
|ВВЕДЕНИЕ |3 |
|1. СТАНОВЛЕНИЕ КОСМОЛОГИИ |5 |
|1.1. Древняя космология |5 |
|1.2. Начало научной космологии |7 |
|2. КОСМОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАДОКСЫ |10 |
|2.1. Фотометрический парадокс |10 |
|2.2. Гравитационный парадокс |11 |
|2.3. Термодинамический парадокс |11 |
|2.4. Неевклидовы геометрии |14 |
|3. ТЕОРИИ ХХ В. О ПРОИСХОЖДЕНИИ ВСЕЛЕННОЙ |16 |
|3.1. Саморазвивающаяся вселенная А.А. Фридмана |16 |
|3.2. Открытие красного смещения Э. Хаббла |17 |
|3.3. Концепция "Большого взрыва" |17 |
|3.4. Модель "Горячей вселенной" |17 |
|3.5. Модель "Холодной вселенной" |18 |
|3.6. Открытие реликтового излучения |19 |
|4. СОВРЕМЕННАЯ НАУКА О ПРОИСХОЖДЕНИИ ВСЕЛЕННОЙ |20 |
|4.1. Тепловая история или сценарий образования крупномасштабной |20 |
|структуры Вселенной | |
|4.2. Теория о раздувающейся Вселенной |22 |
|4.3. Обоснование отсутствия начальной сингулярности в развитии |23 |
|Вселенной | |
|4.4. Теория о пульсирующей Вселенной |24 |
|ЗАКЛЮЧЕНИЕ |26 |
|Список использованной литературы |27 |
ВВЕДЕНИЕ
Проблема зарождения и существования Вселенной во все времена занимала
человечество. Небо, которое было доступно для его обозрения, очень его
интересовало. Недаром астрономия считается одной из самых древних наук. Для
изучения вселенной в целом, в астрономии появилась новая наука-космология.
По определению А.Л. Зельманова (1913-1987) космология - это
совокупность накопленных теоретических положений о строении вещества и
структуре Вселенной, как цельного объекта, так и отдельные научные знания
охваченного астрономическими наблюдениями мира как части Вселенной.
Выводы космологии называются моделями происхождения и развития
Вселенной. Почему моделями? Дело в том, что одним из основных принципов
современного естествознания является возможность проведения управляемого
эксперимента над изучаемым объектом. Только если можно провести любое
количество экспериментов и все они приводят к одному результату, то на
основе этих экспериментов делают заключение о наличии закона, которому
подчиняется функционирование данного объекта. Лишь в этом случае результат
считается достоверным с научной точки зрения.
К Вселенной это методологическое правило остается неприменимым. Наука
формулирует универсальные законы, а Вселенная уникальна. Это противоречие,
которое требует считать все заключения о происхождении и развитии Вселенной
не законами, а лишь моделями, т. е. возможными вариантами объяснения.
Обращаясь к проблеме методологического обоснования современной научной
космологии, мы не можем не коснуться вопроса о надобности такой процедуры.
Действительно, как зарубежными (Х. Дингл, М. Мюнитц, Д. Норт, Ф. Типлер и
др.), так и отечественными (Г.М. Идлис, В.В. , А. Турсунов и др.) авторами
проблема эта ставилась и дебатировалась неоднократно. Полученные
результаты, в интересующем нас разрезе – направление эволюции
космологического знания, т.е. в вопросе о ее пути (методе) – можно, не
претендуя на полноту, свести к следующим положениям: 1) Космология имеет
свой собственный предмет, отличный от предмета физики или математики –
физико-геометрический аспект Вселенной как целого. 2) Предмет ее
исследования задается языком математики. 3) Следствия космологической
теории должны получать в конечном счете опытное (наблюдательное,
экспериментальное) подтверждение или опровержение, чем утверждается научный
статус космологии. Под опытной проверкой понимается наблюдательная и
экспериментальная – в той мере, в какой физика элементарных частиц
сопряжена с космологией – верифицируемость и фальсифицируемость
космологического знания, производимая инструментальными средствами. 4)
Любые попытки элиминировать эмпирическую верифицируемость космологического
знания, или реинтерпретировать ее, расцениваются как угроза ее научному
статусу, а поэтому, предварительно подвергнутые критике, должны быть
выведены за пределы собственно научных исследований.
1. СТАНОВЛЕНИЕ КОСМОЛОГИИ
Современная космология - это астрофизическая теория структуры и
динамики изменения Метагалактики, включающая в себя и определенное
понимание свойств всей Вселенной. Космология основывается на
астрономических наблюдениях Галактики и других звездных систем, общей
теории относительности, физике микропроцессов и высоких плотностей энергии,
релятивистской термодинамике и ряде других новейших физических теорий.
Данное определение космологии берет в качестве предмета этой науки
только Метагалактику. Это связано с тем, что все данные, которыми
располагает современная наука, относятся только к конечной системе -
Метагалактике, и ученые не уверены, что при простой экстраполяции свойств
этой Метагалактики на всю Вселенную будут получены истинные результаты. При
этом, безусловно, суждения о свойствах всей Вселенной являются необходимой
составной частью космологии. Космология сегодня является фундаментальной
наукой. И она больше, чем какая-либо другая фундаментальная наука, связана
с различными философскими концепциями, по-разному понимающими устройство
мира.
1.1. Древняя космология
Космология берет свое начало в представлениях древних, в частности в
древнегреческой мифологии, где очень подробно и достаточно
систематизирование рассказывается о сотворении мира и его устройстве.
Впрочем, мифология любого народа, достаточно развитого для того, чтобы
создавать космологические мифы, может похвастаться не менее интересными
идеями. И это не случайно. Огромный мир вокруг нас всегда волновал
человека. Он с давних времен старался понять, как устроен этот мир, что
такое в этом мире Солнце, звезды, планеты, как они возникли. Это - из
разряда тех вопросов, которые принято называть «вечными», человек никогда
не перестанет искать ответа на них.
После того как появилась философия, пришедшая вместе с наукой на смену
мифологии, ответ на эти вопросы стали искать в основном в рамках
философских концепций, причем почти каждый философ считал своим долгом
затронуть их.
Общепризнанным итогом античной космологии стала геоцентрическая
концепция Птолемея, просуществовавшая в течение всего Средневековья.
С приходом Нового времени философия уступила свое первенство в
создании космологических моделей науке, которая добилась особенно больших
успехов в XX веке, перейдя от различных догадок в этой области к достаточно
обоснованным фактам, гипотезам и теориям. При этом далеко не все ученые
согласны с вышеприведенным определением космологии, многие считают ее
учением о Вселенной в целом, то есть учением обо всем, что существует.
Отвечая на закономерный вопрос, откуда мы можем знать, что происходит
в масштабах Вселенной, они исходили из очень популярной методологической
установки, предполагающей, что на разных уровнях существования природы
повторяются одни и те же законы, одно и то же устройство материальных
систем. Различия могут быть лишь в масштабах. Такова, например, космология
Фурнье Дальба, английского физика, появившаяся в 1911 году. Его Вселенная
чем-то похожа на матрешку: Вселенные существуют одна в другой, меньшие
внутри больших, и в их устройстве проявляются одни и те же правила. К этому
времени уже были открыты первые элементарные частицы и создана планетарная
модель атома. Так почему было не предположить, что ядро атома - это солнце,
а электроны - планеты, на которых даже могут жить люди. И где гарантия, что
наш мир не является такой же элементарной частицей для Мегамира.
Тем не менее, несмотря на всю грандиозность этой идеи, Вселенная,
устроенная по этому принципу, достаточно скучна и однообразна. В таком
случае она представляет собой бесконечную совокупность одинаковых
предметов.
Реальная природа куда сложнее и многообразнее. Переход от одних
масштабов к другим, если этот переход достаточно велик, сопровождается и
коренными качественными изменениями. Микромир, о котором мы уже говорили,
оказался совсем не похожим на то, что, изучают астрономы. Что же касается
Мегамира, несмотря на естественную ограниченность наших размеров и знаний,
есть все основания утверждать, что с переходом к космическим масштабам нам
нередко приходится встречаться с чем-то принципиально новым, неведомым в
земной человеческой практике.
1.2. Начало научной космологии
Основателем научной космологии считается Николай Коперник, который
поместил Солнце в центр Вселенной и низвел Землю до положения рядовой
планеты Солнечной системы. Конечно, он был весьма далек от правильного
понимания устройства мира. Так, по его убеждению, за орбитами пяти
известных в то время планет располагалась сфера неподвижных - звезд. Звезды
на этой сфере считались равноудаленными от Солнца, а природа их была
неясной. Коперник не видел в них тел, подобных Солнцу, и, будучи служителем
церкви, склонялся к мнению, что за сферой неподвижных звезд находится
