На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Философия Вселенной

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 08.05.2012. Сдан: 2011. Страниц: 7. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Введение
      Человек с давних пор интересовался устройством  Вселенной. Звезды притягивали к  себе наших предков, заставляли смотреть на них с удивлением и трепетом. Физика добилась больших успехов  в изучении макроскопических и микроскопических свойств природы, однако, понимание и объяснение свойств Вселенной в целом происходило не так уверенно.
      Вселенная — это весь мир, бесконечный во времени и в пространстве и  безгранично разнообразный по тем  формам, которые принимает материя  в процессе своего развития. Исходным пунктом, принципиальной основой изучения Вселенной является признание ее материальности, объективности, независимости от человеческого сознания. В широком смысле Вселенная является предметом изучения всего естествознания, каждая отрасль которого изучает одну из сторон Вселенной. В более узком смысле наукой о Вселенной является астрономия, изучающая пространственно-временнoе распределение материи, строение и развитие небесных тел и их систем. Вопрос о Вселенной в целом составляет предмет космологии.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

История развития взглядов на возникновение Вселенной. Классическая космологическая модель.
      Многие  ранние традиции,  Еврейская, Христианская и Исламская религии,
считали, что  вселенная создалась  довольно недавно.  Например,  Епископ Ушер
вычислил дату в четыре тысячи четыреста лет, для создания вселенной,
прибавляя  возраст  людей в Ветхом Завете.  Фактически, дата библейского
создания не так далека от даты конца последнего Ледникового Периода,  когда
появился первый современный человек.
      С другой стороны, некоторые люди, как, например, Греческий философ
Аристотель, Декарт, Ньютон, Галилей не признавали идею о том, что вселенная
имела начало. Они  чувствовали, что это могло было быть. Но они предпочли
верить в то, что вселенная, существовала, и должна была существовать всегда,
то есть вечно  и бесконечно.
      Вселенная была по существу не меняющейся во времени. Время абсолютно однородно и  синхронизировано. В любой точке  вселенной оно одинаково. Пространство тоже однородно и изотропно. Масштаб  одинаков в любой точке вселенной.   Или она была создана в своей настоящей форме, или она существовал всегда, подобно сегодняшней. Это было естественное убеждение в то время, поскольку
человеческая  жизнь,  на самом деле, очень короткий отрезок истории, которую
вселенная значительно не изменила по сравнению с возрастом самой вселенной.
В статической, не меняющейся вселенной, вопрос о том, что вселенная
существовала  всегда, или создалась  в прошлом, - действительно  материал для
метафизики или  религии: каждая теория могла бы принять во внимание такую
вселенную. [2]
      Великий немецкий ученый, философ Кант (1724-1804) создал первую универсальную концепцию  эволюционирующей Вселенной и представлял  Вселенную бесконечной в особом смысле. Он обосновал возможности  и значительную вероятность возникновения такой Вселенной исключительно под действием механических сил притяжения и отталкивания и попытался выяснить дальнейшую судьбу этой Вселенной на всех ее масштабных уровнях – начиная с планетной системы и кончая миром туманности.
      В 1781 Кант, написал необычную и очень неясную работу, Критику Чистого
Разума. Там, он решил, что были одинаково правильные доводы, оба - для веры,
что вселенная  имела начало, и для веры же, что  его не было. Как говорит его
название, его  выводы были основаны просто на причине. Другими словами, они не
взяли в счет наблюдения о вселенной. В конце  концов, в неменяющейся
вселенной, было ли что наблюдать?
      В 19-м столетии подтверждение начала вселенной накапливались. Земля  и
остальная часть  вселенной, фактически изменились со временем. С одной
стороны, геологи  поняли, что образование скал, и  ископаемых в них, имело
возраст сотни  или тысячи миллионов лет. Это  было намного более длинным
сроком, чем возраст  Земли, согласно Христианству.[7]
      Параллельно  существуют религиозные теории, основанные на своих
доказательствах и свидетельствах, утверждающие, что  весь мир, и вселенная в
частности, был  создан сверхсилой, Богом.
      Таким образом, перед учеными вставала проблема выбора между верой в  бога и
материальной  верой. Они еще не знали первопричин происхождения вселенной, так
как у них  не было в то время достаточной  научной базы. Вера в Бога была более
предпочтительна. Исторически христианство было старше, чем наука и
естественно немногие воспринимали науку серьезно, но со временем она набирала
силу, и все  чаще люди поворачивали голову в ее сторону.
      Тайна в науке - это то, что наука не может объяснить, как она не может
объяснить то, что  было до большого взрыва. Ведь все, что  происходило до
момента возникновения  вселенной, точки сингулярности, не обсуждается - это
догма. А непознанное  в науке - это та тайна, которая  в ближайшее время не
может быть раскрыта.
      Немецкий  физик, Больцман, вывел так называемый Второй Закон Термодинамики. Он указывает  на то, что общая сумма беспорядочно движущихся частиц во вселенной (который измеряется количеством называющимся энтропия), всегда увеличивается со временем. Это предполагает что вселенная могла быть в сжатом состоянии только в одно время в точке начала. В противном случае, вселенная должна вырождаться в состояние полного беспорядка с одинаковой температурой.
Очередная трудность  с идеей статической вселенной  была в том, что согласно
Закону Силы Тяжести Ньютона, каждая звезда во вселенной  должна притягиваться
к каждой другой звезде.  То как они могли бы остаться на постоянном
расстоянии друг от друга? Не будут ли они все вместе падать?  Ньютон был
осведомлен о  проблеме о звездах, привлекающих друг друга. В письме к Ричарду
Бентли, ведущему философу того времени, он согласился, что конечное скопление
звезд не может  остаться неподвижным: они  бы все  упали вместе, в некоторой
центральной точке. Тем не менее, он поспорил, что бесконечное  скопление
звезд, не должно падать вместе: для них не было бы  центральной точки, чтобы
туда упасть. Этот аргумент является примером западней,  одну из которых мы
можем встретить, когда одни говорят о бесконечных  системах.  Используя другие
пути, чтобы добавить силу в каждой звезде, из бесконечного количества других
звезд во вселенной, однажды мы можем получить другие ответы на вопрос: они
могут оставаться на постоянном расстоянии друг от друга.  Мы теперь знаем,
что правильная методика должна рассматривать случай начальной точки, откуда
произошел мир.[3]
      Несмотря  на эти трудности с идеей статической  и неменяющейся вселенной никто в семнадцатых, восемнадцатых, девятнадцатых или ранних двадцатых столетиях не считал, что вселенная могла развиваться со временем. Ньютон и Эйнштейн, оба
пропустили шанс предсказывания, что вселенная могла  бы или сокращаться, или
расширяться. Нельзя действительно ставить это против Ньютона, из-за того, что
он жил двести пятьдесят лет перед  открытием  расширения вселенной. Но Эйнштейн
должен был  знать это  лучше. Когда он сформулировал  Теорию Относительности,
чтобы проверить  теорию Ньютона с его собственной Специальной Теорией
Относительности, он добавил так называемую, "космическую  константу''. Это
представляло  собой отталкивающий гравитационный эффект, который мог бы
балансировать  эффект притяжения материала во вселенной. [7]
Результаты познания, получаемые в космологии, оформляются в виде моделей происхождения и развития Вселенной. Это связано с тем, что в космологии невозможно поставить воспроизводимые эксперименты и вывести из них какие-то законы, как это делается в других естественных науках. Кроме того, каждое космическое явление уникально.
           Успехи космологии и космогонии 18-19 вв. завершились  созданием классической полицентрической картины мира, ставшей начальным  этапом развития научной космологии. Вселенная в этом представлении  о мире считается бесконечной в пространстве и во времени, т.е. вечной. Основной закон, управляющий движением и развитием небесных тел, - закон всемирного тяготения. Пространство никак не связано с находящимися в нем телами, играя пассивную роль вместилища для этих тел. Время также не зависит от материи, являясь универсальной длительностью всех природных явлений и тел. Количество звезд, звездных систем и планет во Вселенной бесконечно велико. Каждое небесное тело проходит длительный жизненный путь. На смену погибшим, точнее погасшим, звездам приходят новые, молодые светила. В таком виде классическая космологическая модель Вселенной господствовала в науке вплоть до конца 19 в.
     К концу 19 века появились серьезные  сомнения в классической модели, которые  приняли форму космологических парадоксов - фотометрического, гравитационного и термодинамического.
     В 18 веке швейцарский астроном Р. Шезо высказал сомнения по поводу пространственной бесконечности Вселенной. Если предположить, что в бесконечной Вселенной  существует бесконечное множество звезд и они распределены в пространстве равномерно, то тогда по любому направлению взгляд земного наблюдателя непременно натыкался бы на какую-нибудь звезду. Тогда небосвод, сплошь усеянный звездами, имел бы бесконечную светимость, т.е. такую поверхностную яркость, что даже Солнце на его фоне казалось бы черным пятном. Однако этого не происходит, поэтому данное парадоксальное утверждение получило в астрономии название фотометрического парадокса Шезо-Ольберса. [2]
     В конце 19в. немецкий астроном К. Зеелигер обратил внимание на другой парадокс, также вытекающий из представлений о бесконечности Вселенной. В бесконечной Вселенной с равномерно распределенными в ней телами сила тяготения со стороны всех тел Вселенной на данное тело оказывается бесконечно большой или неопределенной (результат зависит от способа вычисления). Поскольку этого не происходит, Зеелигер сделал вывод, что кол-во небесных тел во Вселенной ограничено, а значит и сама Вселенная небесконечна. Это утверждение получило название гравитационного парадокса.
     Термодинамический парадокс был сформулирован также  в 19в. Он вытекает из второго начала термодинамики- принципа возрастания  энтропии. Мир полон энергии, которая  подчиняется закону сохранения энергии. Кажется, что из этого закона неизбежно вытекает вечный круговорот материи во Вселенной. Если в природе материя не исчезает и не возникает из ничего, а лишь переходит из одной формы существования в другую, то Вселенная вечна, а материя пребывает в постоянном круговорте. Таким образом, погасшие звезды снова превращаются в источник света и тепла.
     Поэтому неожиданно прозвучал вывод из второго  начала термодинамики, открытого в  середине 19в. Кельвином и Р.Ю.Э. Клаузисом. При всех превращениях различные  виды энергии в конечном счете  переходят в тепло, которое стремится к состоянию термодинамического равновесия, т.е. рассеивается в пространстве. Так как такой процесс рассеяния тепла необратим, то рано или поздно все звезды погаснут, все активные процессы в природе прекратятся, наступит «тепловая смерть Вселенной».
     Таким образом, три космологических парадокса  заставили ученных усомниться в  классической космологической модели Вселенной, побудили их к поискам  новых непротиворечивых моделей. [2] 
 

     Релятивистская  модель Вселенной.
     Новая модель Вселенной была создана в 1917 году А. Эйнштейном. Ее основу составила релятивистская теория тяготения. Эйнштейн отказался от постулатов абсолютности и бесконечности пространства и времени, однако сохранил принцип стационарности, неизменности Вселенной во времени и ее конечности в пространстве. Свойства Вселенной, по мнению Эйнштейна, определяются распределением в ней гравитационных масс, Вселенная безгранична, но при этом замкнута в пространстве. Согласно этой модели пространство однородно и изотропно, т.е. во всех направлениях имеет одинаковые свойства; материя распределена в нем равномерно; время бесконечно, а его течение не влияет на свойства Вселенной. На основании своих расчетов Эйнштейн сделал вывод, что мировое пространство представляет собой четырехмерную сферу.
     Объем такой Вселенной может быть выражен, хотя и очень большим, но конечным числом кубометров. Но конечная по объему Вселенная в то же время безгранична, как поверхность любой сферы. Вселенная Эйнштейна содержит ограниченное число звезд и звездных систем, и поэтому к ней неприменимы фотометрический и гравитационный парадоксы. В то же время призрак тепловой смерти тяготеет и над Вселенной Эйнштейна. Вечность ей не присуща.
     Таким образом, несмотря на новизну и даже революционность идей, Эйнштейн в  своей космологической теории ориентировался на привычную классическую мировоззренческую установку на статичность мира.  
 
 
 
 
 
 
 

     Модель  расширяющейся Вселенной.
     В 1922 г., советский геофизик и математик  А.А. Фридман на основании строгих  расчетов установил, что Вселенная никак не может быть стационарной. Фридман сделал это открытие, опираясь на сформулированный им космологический принцип, строящийся на двух предположениях: об изотропности и однородности Вселенной. Изотропность Вселенной понимается как отсутствие выделенных направлений, одинаковость Вселенной по всем направлениям. Однородность Вселенной понимается как одинаковость всех точек Вселенной.
     Фридман доказал, что уравнения Эйнштейна  имеют решения, согласно которым  Вселенная может расширяться  либо сжиматься. При этом речь шла о расширении самого пространства, т.е. об увеличении всех расстояний мира. Вселенная Фридмана напоминала раздувающийся мыльный пузырь, у которого и радиус, и площадь поверхности непрерывно увеличиваются.
     Первоначально модель расширяющейся Вселенной носила гипотетический характер и не имела эмпирического подтверждения. Однако в 1929 г. американский астроном Э.П. Хаббл обнаружил эффект «красного смещения» спектральных линий. Это было истолковано как следствие эффекта Доплера – изменение частоты колебаний или длины волн из-за движения источника волн и наблюдателя по отношению друг к другу. Красное смещение было объяснено как следствие удаления галактик друг от друга со скоростью, возрастающей с расстоянием (примерно 55 км/с на каждый миллион парсек).
     В результате своих наблюдений Хаббл  обосновал представление, согласно которому Вселенная – это множество  галактик, разделенных между собой  огромными расстояниями.
     Фридман предложил три модели Вселенной.
     1. Вселенная расширяется медленно для того, чтобы в силу гравитационного притяжения между различными галактиками расширение Вселенной замедлялось и в конце концов прекращалось. После этого Вселенная начинала сжиматься. В этой модели пространство искривляется, образуя сферу.
     2. Вселенная расширяется бесконечно, пространство искривлено и бесконечно.
     3. пространство плоское и бесконечное.
     По  какому из этих вариантов идет эволюция Вселенной, зависит от отношения  гравитационной энергии к кинетической энергии разлета вещества.
     Если  кинетическая энергия разлета вещества преобладает над гравитационной энергией, препятствующей разлету, то силы тяготения не остановят разбегания галактик, и расширение Вселенной будет носить необратимый характер. Этот вариант динамичной модели Вселенной называют «открытой Вселенной».
     Если  же преобладает гравитационное взаимодействие, то темп расширения со временем замедлится до полной остановки, после чего начнется сжатие вещества вплоть до возврата Вселенной  в исходное состояние сингулярности. Такой вариант модели назван осциллирующей, или «закрытой Вселенной».
В случае, когда  силы гравитации равны энергии разлета  вещества, расширение не прекратится, но его скорость со временем будет  стремиться к нулю.
Из принятия теории относительности вытекало в  качестве следствия, что искривленное пространство не может быть стационарным: оно должно или расширяться или сжиматься. На этот вывод не было обращено внимания вплоть до открытия американским астрономом Эдвином Хабблом в 1929 году так называемого "красного смещения". [7]
     Красное смещение - это понижение частот электромагнитного излучения: в видимой части спектра линии смещаются к его красному концу. Обнаруженный ранее эффект Доплера гласил, что при удалении от нас какого-нибудь источника колебаний, воспринимаемая нами частота колебаний уменьшается, а длинна волны соответственно увеличивается. При излучении происходит "покраснение", т.е. линии спектра сдвигаются в сторону более длинных красных волн. [8]
     Так вот, для всех далеких источников света красное смещение было зафиксировано, причем чем дальше находится источник, тем в большей степени красное смещение оказалось пропорционально расстоянию до источника, что и подтверждало гипотезу об удалении их, т.е. о расширении Метагалактики - видимой части Вселенной.
     Красное смещение надежно подтверждает теоретический вывод о нестационарность области полей Вселенной с линейными размерами порядка нескольких миллиардов парсек на протяжении, по меньшей мере, нескольких миллиардов лет. В то же время кривизна пространства не может быть измерена, оставаясь теоретической гипотезой.
      В 1948 году Гамов выдвинул предположение, что Вселенная образовалась в  результате гигантского взрыва, произошедшего  примерно 15 млрд лет тому назад. Тогда  все вещество и вся энергия  Вселенной были сконцентрированы в  одном сверхплотном сгустке. Если верить математическим расчетам, то в начале расширения радиус Вселенной был равен нулю, а ее плотность – бесконечности. Это начальное состояние называется сингулярностью.
     Но  по принципу неопределенности В. Гейзенберга  вещество невозможно стянуть в одну точку, поэтому считается, что Вселенная в начальном состоянии имела определенную плотность и размеры.
     Долгое  время ничего нельзя было сказать  о причинах Большого взрыва, переходе к расширению Вселенной. Но сегодня  появились некоторые гипотезы, пытающиеся объяснить эти процессы. Они лежат в основе инфляционной модели развития Вселенной. 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Теория  Большого взрыва
       Основная идея концепции Большого взрыва состоит в том, что Вселенная на ранних стадиях возникновения имела неустойчивое вакуумоподобное состояние с большой плотностью энергии, возникшей из квантового излучения, т.е. из ничего. В вакууме отсутствуют фиксируемые частицы, поля и волны, но пока вакуум находится в равновесном состоянии, в нем существуют виртуальные частицы, которые берут у вакуума энергию на короткий промежуток времени, чтобы родиться, быстро вернуть занятую энергию и исчезнуть. Когда же вакуум по какой-то причине в некоторой исходной точке вышел из состояния равновесия, то виртуальные частицы стали схватывать энергию без отдачи и превращаться в реальные. Поэтому в определенной точке пространства образовалось огромное количество последних. Когда же возбужденный вакуум разрушился, высвободилась гигантская энергия излучения, а суперсила сжала частицы в сверхплотную материю. Начинается стремительное расширение Вселенной, возникают время и пространство. [8]
     К концу фазы инфляции Вселенная была пустой и холодной, но когда инфляция иссякла, Вселенная стала чрезвычайно  «горячей». С этого момента Вселенная  развивается стандартно согласно теории «горячего» Большого взрыва.
     Ранний  этап эволюции Вселенной. Эволюция Вселенной происходило поэтапно, и сопровождалась, с одной стороны, дифференциацией, а с другой – усложнением ее структур. Этапы различаются характеристиками взаимодействия элементарных частиц и называются эрами.
     Адронная эра продолжалась 10-7 с. На этом этапе температура понизилась до 1013 К, появились все четыре фундаментальных взаимодействия, прекратилось свободное существование кварков.
     Лептонная эра, продолжалась 1 с. Температура Вселенной понизилась 1010 до К. Главными ее элементами были лептоны. В конце этой эры вещество стало прозрачным для нейтрино.
     Эра излучения продолжалась 1 млн лет. За это время температура Вселенной снизилась с 10 млрд К до 3000 К. На протяжении данного этапа происходило соединение протонов и нейтронов. К концу этого этапа Вселенная стала прозрачной для фотонов, так как излучение отделилось от вещества и образовало реликтовое излучение.
     Затем почти 500 тыс. лет не происходило  никаких качественных изменений – шло медленное остывание и расширение Вселенной. Когда она остыла до 3000 к, образовалась однородная Вселенная.
     После Большого взрыва образовавшееся вещество и электромагнитное поле были рассеяны и представляли собой газовопылевое  облако и электромагнитный фон. Спустя 1 млрд лет после образования Вселенной из случайных уплотнений вещества стали появляться галактики и звезды.
     Галактики существуют в виде групп (несколько галактик), скоплений (сотни галактик) и облаков скоплений (тысячи галактик). Одиночные галактики во Вселенной встречаются очень редко. Средние расстояние между галактиками в группах и скоплениях в 10-20 раз больше, чем размеры самых крупных галактик. Гигантские галактики имеют размеры до 18 млн световых лет. Пространство между галактиками заполнено газом, пылью и разного рода излучениями. [7]
     Звезды  рождаются из космического вещества в результате его конденсации  под действием гравитационных, магнитных  и других сил.
     Рождение  звезд в галактике происходит непрерывно. Этот процесс компенсирует также непрерывно происходящую смерть звезд. Источник собственного свечения звезд – термоядерная реакция, превращающая водород в гелий.
     С момента начала этой реакции звезда переходит на главную последовательность, в соответствии с которой будут изменяться с течением времени ее характеристики: светимость, температура, радиус, химический состав и масса. 
 
 
 
 

Теория  суперструн
      Вселенная довольно неоднородна: звезды собраны  в галактики, а галактики в
свою очередь  образуют скопления. С течением времени Вселенная становится все
более клочковатой  по мере того, как гравитационная сила скоплений галактик
притягивает галактики  из соседних областей. В современных  теориях образования
галактик предполагается, что в прошлом Вселенная была гораздо более
однородной, чем сейчас, и что все галактики и скопления галактик выросли из
небольших флуктуаций, существовавших на фоне почти однородного  распределения
вещества.
      Обратимся к космическим струнам - экзотическим невидимым образованиям,
порожденным теориями элементарных частиц. Струны - это нити, оставшиеся от
вещества только что родившейся Вселенной. Они невероятно плотные и подвижные:
перемешаются  со скоростью света и искривляют пространство вокруг себя.
Появившиеся в  первую секунду от начала расширения Вселенной, струны образуют
запутанные клубки, при бесконечном растяжении которых  возникают петли. Эти
петли энергично  колеблются и в процессе колебаний  постепенно рассеивают свою
энергию. Однако такие петли долго не существуют, так что, если даже когда-то во Вселенной их было много, к настоящему времени большинство из них исчезло.
Менее массивные  струны могли бы существовать и до сих пор, но пока они не
обнаружены.
      Природа частиц и их взаимодействие определяются вакуумом. Для физиков вакуум - это  состояние с минимальной энергией, достигаемое при отсутствии каких-либо частиц.  Вначале вакуум обладал неимоверно большой энергией и характеризовался высокой степенью симметрии.
      По  мере того как Вселенная расширялась  и охлаждалась после Большого взрыва,
вакуум проходил через быструю последовательность изменений, называемых
фазовыми переходами. Наиболее известны фазовые переходы, которые происходят в
воде при ее охлаждении, когда она переходит  из пара в жидкость и, наконец, в
лед. Фазовые  переходы можно описывать также в терминах нарушения симметрии:
они часто переводят  симметричные состояния в несимметричные.
      Никто не знает точно, сколько фазовых  переходов произошло в "молодом"
вакууме. Однако все они должны были протекать  в течение первой секунды от
начала расширения Вселенной. Так же, как и фазовые переходы в обычных средах,
космологические фазовые переходы приводят к образованию  дефектов. Внутри
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.