Происхождение Вселенной

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оренбургский государственный университет

Происхождение Вселенной

Жданова А.С., Мажирина А.Д.

Теории возникновения Вселенной разрабатывались человеком с давних времен. Представления о сущности мира менялись с увеличением знаний. У древних людей возникало все больше и больше вопросов о принципах мироустройства и положении, которое занимает человек в нём. Как же устроена Вселенная? Существует множество предположений и мнений, с чего всё началось. В различных древних цивилизациях люди имели различные мнения насчет формирования мира и его структуры.

Например, в египетской мифологии не было единых представлений о происхождении мира. Они были различны. Так один из мифов повествует о боге Неб-ер-Чере, который являлся вселенной и сохранял в себе двойственность мира: невидимое и видимое, женское и мужское начала. Другом центром мироздания был бог солнца Ра, считающийся родителем для остальных богов. Вместе с потомками образовывавшие эннеаду Гелиополиса.

В скандинавской мифологии существовало так называемое древо жизни - ясень Иггдрасимль -- в виде которого скандинавы представляли себе вселенную. Мировое древо объединяет верхний нижний и средний миры, его корни находятся под землей, а крона стремится к небесам.

Уникальность представления о Вселенной в Древней Греции заключалась в многообразии моделей и их аргументированности. Первые философские школы выделяли основой различные предметы. Например, земной диск, плавающий в воде (Фалес), цилиндр, находящийся в бесконечном пространстве (Анаксимандр) и т. д.

Ученики Пифагора представили такую модель мира, где Солнце, шесть планет, Луна и звезды вращаются вокруг Гестии (центрального огня), и назвали её пироцентрической. Однако, чтобы суммарно получить священное число 10, пришлось добавить еще одну планету, и присвоили ей название Антихтон или Противоземля. Несмотря на это, большинство учёных были приверженцами геоцентрической системы [1, с. 121].

Платон анализировал мир, опираясь на представления о духовном начале. Звёзды - это божественные сущности с телом и душой, а видимая их форма - огонь, для доказательства, что они самые прекрасные. А для сходства со Всецелым их строение должно быть шарообразным. Платон верил в ограниченность космоса и первым предложил разложить движения светил, что движутся неравномерно, на абсолютные или совершенные движения по окружностям. После Евдокс Книдский в своих сочинениях, что не сохранились до наших дней, подробно трактовал теорию, так называемых, гомоцентрических сфер - модель движения планет по четырем сферам, в центре которых располагается Земля.

Космологическая система Аристотеля получила большой отклик в Средневековое время. Он считал, что небесные тела движутся вследствие прикрепленных к ним твёрдым небесным сферам, а всё, что движется, осуществляет движение благодаря внешней силе, и так далее до двигателя, который сам по себе неподвижен (до Перводвигателя). Аристотелю Вселенная представлялась из двух частей: нижней (подлунной), изменчивой области, состоящей из земли, воды (абсолютно тяжелые элементы), воздуха и огня (абсолютно легкие) и верхней (надлунной), области так называемой идеальной гармонии, состоящей из эфира, что не встречается на нашей планете.

Земля шарообразна и является центром во Вселенной. Аристотель доказывал геоцентрическую систему мира периодичностью лунных затмений, так как тень, отбрасываемая Землей на Луну, имеет округлую форму по краю, а это возможно, только если Земля шарообразна. По мнению Аристотеля - Вселенная существовала всегда.

Гераклид Понтийский предполагал возможность вращения Земли вокруг оси, причём время одного оборота приравнивал году.

Аристарх Самосский предложил гелиоцентрическую систему мира, согласно которой Солнце -- центральное небесное тело; предложил свой метод измерения размеров Солнца и Луны и расстояния до них. Он рассчитал, что Земля в 250 раз по объему меньше Солнца. Цифра оказалась неверной, однако ученый оказался правым в сути факта.

Аполлоний Пергский сформулировал метод периодического неравномерного движения через основную (деферент) и вторичную (эпицикл - по ней движется Солнце) окружности.

Теон Смирнский же создает теорию о вложенных сферах, старающуюся объяснить теорию эпициклов. Птолемей был сторонником этой теории, но с некоторыми модификациями, которые он внёс в свой труд «Планетные гипотезы». Там выделяется, что наибольшее расстояние до планеты есть расстояние наименьшее до следующей за ней планеты. Он предложил и конкретные вычисления, основываясь на методе Аристарха, что дало ему сформировать масштаб Вселенной. Одной из его знаменитых цитат является следующая: «Исследование Вселенной невозможно без предварительного обучения»Клавдий Птолемей «Альмагест. Математическое сочинение в тринадцати книгах» перевод с древнегреческого И.Н.Веселовского, Москва/Ин-т истории естествознания и техники РАН; Науч. ред. Г.Е.Куртик. -- М.: Наука. Физматлит, 1998. -- 672 с. -- 255с..

В Древнем Китае верили, что сначала господствовал хаос, заключенный в яйце, где родился великан Паньгу. Этот великан спал в течение 18 тысяч лет, а пробудившись, обнаружил рядом с собой долото и топор, благодаря которым расколол яйцо. Инь образовало землю (всё грязное и тяжелое), а ян - небо (легкое и чистое). Спустя много тысяч лет он умер, вскрик его стал громом, последний вздох - облаками и ветром, левый глаз - солнцем, а правый - луной, тело обратилось в горы, кровь - в реки, руки и ноги - в части света, волосы и кожа - в леса и травы, зубы и кости - в металлы и камни, а жилы - в дороги.

В священных писаниях Древней Индии говорилось, что бинду-випшот (на санскрите «точка-взрыв») произвел звук «ом», означавший Брахмана или Бога, причем этот звук толкуется как вибрация Большого Взрыва, выявленная астрономами в форме реликтового излучения. В упанишадах Большой Взрыв объясняется как единое целое (Брахман), желающее разделиться, делится за счет силы воли. Часто представляют, что вселенная создавалась как часть божественной игры, в которой запуск большого взрыва является неотъемлемым фрагментом. Так же, в философских трактатах упанишад развивается теория о переселении душ, о последствиях кармы (плохие и хорошие поступки, порождающей новое существо), сильном желании вырваться из сансары (повторяющийся кругооборот рождений).

Согласно мифам Древней Индии нет конкретного истолкования того, на чем стоит Земля. «В одном месте говорится, что земля покоится на клобуке змея Шеши, который в свою очередь лежит на черепахе, плывущей по первобытным водам. В некоторых сказаниях так же утверждается, что землю поддерживают четыре слона»Пол Томас «Легенды, мифы и эпос древней Индии» .Пер. с англ. Н. Г. Краснодембская. СПб., Евразия, 2000. 128 с..

В Средние века в Европе наибольшее распространение получила Птолемеевская геоцентрическая система мира совместно с Аристотелевскими воззрениями. При этом мировоззрение дополнялось и христианскими убеждениями. Мир в Средневековье - это мир глазами Бога, мир, наполненный глубоким духовным смыслом. Большое развитие получило учение Платона о вещах и идеях, согласно которому все явления и объекты земного мира -- это отдельные проявления божественных идей. «Ранее во Вселенной не было ни разума, ни меры: хотя огонь и вода, земля и воздух являли кое-какие приметы присущей им своеобычности, однако они пребывали всецело в таком состоянии, в котором свойственно находиться всему, чего еще не коснулся бог»Платон «Тимей». Собрание сочинений в 4 т. Т. 3 // Философское наследие, т. 117. РАН, Институт философии. М.: Мысль, 1994. Перевод С. С. Аверинцева, сверен И. И. Маханьковым. -2 т. -257с..

В области космологии исламские учёные склонялись к геоцентрической системе мира. Однако, споры по поводу более предпочтительного варианта: теории эпициклов или гомоцентрических сфер, не прекращались.

В ранней христианской Руси представление о строении мира было тесно связано с богословием. Проблемой являлась необходимость дать объяснения явлениям окружающего мира, которые не давали бы противоречий со Священным Писанием. В VI в. появилась рукопись Космы Индикоплова «Христианская топография», в которой предположение о шарообразной форме Земли отвергалось, как и вся система Птолемея в целом, нарекая её «кругообразной ересью»Редин, Е.К. Христианская топография Козьмы Индикоплова по греческим и русским спискам. Ч. 1 / Исслед. Е.К. Редина ; Под ред. Д.В. Айналова. - Посмерт. изд. - М. : тип. Г. Лисснера и Д. Собко, 1916. - XV, 366 с., 158с... Поясняя, что по Священному Писанию во Втором пришествии ангелы будут созывать народы «от конца небес до конца их»⁴. А в этом гипотеза Птолемея и входила в противоречие с Писанием.

В европейской астрономии на протяжении долгого времени рядовые позиции занимал геоцентризм. Однако Николай Коперник в XVI веке поставил в центр мира Солнце, вокруг него вращающиеся планеты, включая Землю, и также отметил её вращение вокруг своей оси. В 1543 г. Была опубликована его книга «О вращениях небесных сфер», где Вселенная сводилась до неподвижных звезд вокруг, отталкиваясь на теорию о сферах.

Ко многим положениям космологии Нового времени дал толчок Джордано Бруно, а именно: бесконечность Вселенной, многообразие в ней миров, представление о единстве мироздания, сравнение звёзд с далёкими солнцами. Джордано отмечал: «Мне говорят, что я своими утверждениями хочу перевернуть мир вверх дном. Но разве было бы плохо перевернуть перевернутый мир?»Фрэнсис А. Йейтс. «Джордано Бруно и герметическая традиция (сборник)». Издательство: Новое литературное обозрение. Перевод с английского Дашевский Григорий. 2018. 520 с. 102с..

В скором времени датский астроном Тихо Браге предложил гео-гелиоцентрическую систему мира (впервые она была описана Гераклидом Понтийским). Концепция предполагала, что в центре мира находится неподвижная Земля, вокруг которой обращаются Солнце, Луна и звёзды. При этом Земную систему образуют планеты, вращающиеся вокруг Земли.

Географические открытия, морские путешествия, развитие механики и оптики сделали картину мира более сложной и полной. С XVII века началась телескопическая эпоха: человеку стало доступно наблюдение за небесными телами на новом уровне и открылся путь к более глубокому изучению космоса. С философской точки зрения мир мыслился как объективно познаваемый и механистичный [4, с. 332].

Так Иоганн Кеплер открыл законы движения небесных тел. Вселенная, согласно его теории -- это шар, внутри которого находится Солнечная система. Сформулировав три закона, он описал движение планет вокруг Солнца по орбитам и заменил круговые орбиты на эллипсы [5, с. 487]. И. Кеплер говорил: «Глядя в книгу природы, мы, астрономы, будучи приверженцами религии Всевышнего, должны вознести Богу нашу хвалу»Ю. Белый. «Иоганн Кеплер». Издательство: Наука. 1971. 296 с. 89с..

Галилей построил собственный телескоп, обнаружил спутники Юпитера и объяснил свечение Луны отражённым Землёй солнечным светом. Всё это было свидетельствами, что Земля имеет ту же природу, что и другие небесные тела, которые тоже обладают «лунами» и движутся [10, с. 88]. Интересно, что мысли о бесконечности не давали покоя ученому до конца дней: «И разве вам неизвестно, что до сих пор еще не решено (и я думаю, что человеческая наука никогда не решит), конечна ли вселенная или бесконечна?»Галилео Галилей «Диалог о двух главнейших системах мира». Издательство: Рипол Классик. 2012. 918 с. 465с..

Исаак Ньютон открыл закон всемирного тяготения, разработал единую систему земной и небесной механики и сформулировал законы динамики - эти открытия легли в основу классической физики. Ньютон доказал законы Кеплера с позиции гравитации, заявил, что Вселенная бесконечна. Его работа «Математические начала натуральной философии» 1687 года обобщила результаты исследований предшественников и заложила метод создания модели Вселенной с помощью математического анализа. Однако он не был приверженцем лишь фактов, полученных в результате опытов и наблюдения: «Небесный Владыка управляет всем миром как Властитель Вселенной… Из слепой физической необходимости, которая всегда и везде одинакова, не могло бы произойти никакого разнообразия, и всё соответственное месту и времени разнообразие сотворённых предметов, что и составляют строй и жизнь вселенной, могло произойти только по мысли и воле Существа Самобытного, которого я называю Господь Бог»И. Ньютон. «Математические начала натуральной философии». Издательство: Ленанд. 2017. 704с. 587с..

Позже Иммануил Кант предположил, что Галактика может являться вращающимся телом, состоящим из огромного числа звёзд за счет гравитационных сил, сходными с действующими в Солнечной системе, но в более широких масштабах. Данные суждения он привел в трактате 1755 года, построенном на работах Томаса Райта, и высказал мысль, что некоторые из туманностей, что мы наблюдаем на ночном небе, могут являться отдельными галактиками. Также он распространил бесконечность Вселенной как число вероятных биологических продуктов [2, с. 315]. Этот постулат означал, что в нашем мире возможно существование неисчислимого количества различных вариантов, в результате которых осуществимо формирование любого биологического вида. «Дайте мне материю, и я покажу вам, как из неё должен образоваться мир»И.Кант. «Избранные сочинения» (комплект из 2 книг). Издательство Российского государственного университета им. И. Канта. 2004г. 606 с. 186с. - писал Кант.

Значительным прорывом в человеческом представлении о мире в ХХ веке стали положения общей теории относительности (ОТО), которые вывел в 1916 году Альберт Эйнштейн. Согласно теории Эйнштейна, пространство не является чем-то неизменным, время имеет начало и конец и может течь по-разному в разных условиях. Главной отличительной чертой Мира Эйнштейна от Мира Ньютона является свойство материальных образований искривлять пространственно-временной континуум, то есть пространство и время оказались взаимосвязанными между собой [6, с. 83]. А. Эйнштейн говорил: «Есть только две бесконечные вещи: Вселенная и глупость. Хотя насчет Вселенной я не уверен»А. Эйнштейн. Эволюция физики. Издательство: Гостехиздат. 1956 г. 280 с. 83с..

В современной космологии общепризнанной является модель однородной нестационарной изотропной горячей расширяющейся Вселенной, основанной на ОТО и релятивистской теории о тяготении. Из первой по А.А. Фридману, следует, что искривленное пространство не может быть стационарным: оно должно сжиматься или расширяться. [8, с. 38]. Но этому замечанию не придавали значения, вплоть до открытия красного смещения Эдвином Хабблом в 1929 году. Кроме этого, он доказал, что наша галактика Млечный Путь, принадлежащая Солнечной системе - лишь одна из сотен миллиардов других галактик Вселенной. Красное смещение - это понижение частот электромагнитного излучения, причем в видимой части спектра линии смещаются к красному концу. Согласно эффекту Доплера при удалении источника колебаний частота колебаний, воспринимаемая нами, уменьшается, а длина волн увеличивается. В результате излучения осуществляется «покраснение», иными словами линии спектра перемещаются к более длинным красным волнам. Таким образом, чем дальше располагался источник, тем в эффективнее красное смещение проявлялось [7, с. 56].

Неотъемлемой частью модели расширяющейся Вселенной есть представление о Большом Взрыве, случившемся приблизительно 12 - 18 миллиардов лет назад [3, с. 108-123]. В результате взрыва материи из сингулярности (начальное состояние Вселенной; состояние, в котором пространство перестает существовать, или же берет свое начало), она раздулась в плотную и горячую Вселенную и стала медленно остывать (несколько миллиардов лет). «Вначале был взрыв. Не такой взрыв, который знаком нам на Земле и который начинается из определенного центра и затем распространяется, захватывая все больше и больше пространства, а взрыв, который произошел одновременно везде, заполнив с самого начала все пространство, причем каждая частица материи устремилась прочь от любой другой частицы»С. Вайнберг. «Первые три минуты». Издательство: АТС. 2018г. 256 с. 71 с..

Существует и другая гипотеза - о пульсирующей Вселенной. В ней преобладает мнение, что в момент сжатия в точку сингулярности начинается новый цикл расширения. Когда в 1965 году данная модель впервые была рассмотрена как серьезная теория, многие астрономы желали отыскать нечто, что было бы способно прервать сжатие и продолжать расширять Вселенную. Тем не менее, попытки ученых были тщетны и не дали результата. Как видно, теория Большого взрыва - это лишь одна из воображаемых конструкций о современном представлении рождения Вселенной [9, с. 177].

Еще одна модель была предложена астрофизиком П. Дэвисом, основанная на пульсирующей Вселенной с обращением хода времени. Согласно его рассуждениям, Вселенная сначала расширяется, потом сжимается до сингулярности, затем время оборачивается вспять, Вселенная снова расширяется и цикл повторяется. Преимущество теории в том, что удалось избежать вопросов о начале вселенной.

Сегодня мы знаем, что Вселенная расширяется ускоренно: этому способствует давление тёмной энергии, которая борется с силой тяготения. Тёмная энергия, природа которой до сих пор не ясна, составляет основную массу Вселенной. Чёрные дыры представляют собой «гравитационные могилы», в которых исчезают вещество и излучение, и в которые, предположительно, превращаются погибшие звёзды [3, с. 200].

Есть еще один вариант дополнения к теории Большого Взрыва - теория инфляции (инфляция - короткий период экспоненциального расширения), основной задачей которой является поиск ответа на вопросы: какова причина расширения Вселенной и что представляет собой большой взрыв? Андрей Линде сопоставил прошлые теории и разработал теорию о вечном хаотическом расширении, инфляционную или теорию раздувающейся Вселенной. Вместо Большого Взрыва, расширение начинается в любой точке пространства, постоянно и всюду.

Модель космической инфляции стала наиболее успешной, впрочем, некоторые ученые называют её несостоятельной, выдвигая свои теории. Например, циклическая теория опровергает большой взрыв, считая, что Вселенная просто меняет свои состояния, переходя из одного в другое. Проблемой подобной теории является возрастание энтропии по второму закону термодинамики. Но самой популярной, пожалуй, стала теория струн. Специфика её заключается в том, что за основу всего взяты не элементарные частицы, а ультрамикроскопические струны, совершающие колебания. Струны - это нити, оставшиеся от вещества только что родившейся Вселенной, имеющие большую плотность и подвижность. За счет этих характеристик струны перемещаются и искривляют вокруг себя пространство, образуя запутанные клубки. При бесконечном растяжении струн образуются петли, а в процессе их колебаний рассеивается энергия.

Таким образом, главной отличительной особенностью между теориями являются термины, употребляемыми в них. К примеру, синонимичными в различных взглядах и трактатах выступают творец и природа, сотворение и происхождение. Однако, несмотря на то, что мы в XXI веке достаточно много знаем о космосе, возможных вариантах рождения Вселенной и структуры мира, сегодняшние научные представления о Вселенной во многом связаны с нерешёнными проблемами современной физики. Квантовая механика, построения которой существенно отличаются от того, что говорит классическая механика, физические парадоксы и новые теории уверяют нас, что мир многообразнее, чем нам кажется, а результаты наблюдений зависят от наблюдающего.

происхождение вселенная

Список литературы

1. Гурев Г.А. Системы мира (От древних до Ньютона) [Текст] / - М.: Из-во Академии наук СССР Москва-Ленинград, 1940. - 198с.

2. Демин В.Н. Тайны вселенной [Текст] / - М.: Вече, 1999. - 480 с.

3. Хокинг С. Краткая история времени [Текст] / - М.: АСТ, 2018. - 232 с.

4. Канке В.А. Концепции современного естествознания. Учебник для академического бакалавриата [Текст] / В.А. Канке, Л.В. Лукашина - М.: Юрайт, 2000. - 368 с.

5. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов [Текст] / - М.: Академический Проект, 2000. - 639 с.

6. Кузнецов В.И. Естествознание [Текст] / В.И. Кузнецов, Г.М. Идлис, В.Н. Гутина. - М.: Агар, 1996. - 383 с.

7. Новиков И.Д. Эволюция Вселенной [Текст] / - М.: Наука, 1990 - с.192.

8. Теория относительности и материализм: сб. статей [Текст] /- М.: Гос. из-во: Москва-Ленинград, 1925. - 280 с.

9. Вильвовская А.В. Человек и космос [Текст] / - М.: Наука, 1994.- 256с.;

10. Жан-Пьер Верде. Порядок и беспорядок на небесах [Текст] / - М.: АСТ, 2004. - 160 c.

Размещено на Allbest.ru