Модель Вселенной
Наверное, первые философские и даже научные вопросы о мире и самой жизни появились у человека очень давно. К слову сказать, еще тогда, когда он эволюционировал до Homo Sapiens. Уже в то далёкое время его интересовало, что находится за пределами видимости и как это выглядит.
Что такое
геоцентрическая модель Вселенной?
Собственно говоря, это космологическая модель вселенной, в центре которой расположена шарообразная Земля. А вокруг неё вращаются все остальные планеты.
Геоцентрическая модель Вселенной
Как оказалось, данное представление о мире поддерживали многие древние учёные. Большой вклад в развитие и поддержание геоцентрической модели вселенной внесли работы Аристотеля и Птолемея.
Модель вселенной по Аристотелю
Более целостное представление о мире, его форме и развитии предложил Аристотель.
Аристотель
Стоит отметить, что в своих работах Аристотель объединил свои знания по физике и философские идеи.
По мнению учёного, вселенная представляла собой материю. В её состав входили земля, вода, огонь и воздух. То есть четыре стихии.
Пять элементов по мнению Аристотеля
Между прочим, он верил, что присутствует пятый элемент эфир. Все части движутся. Для каждого движения существует конечная цель.
«Откуда взялось бы что-нибудь, если бы в самой действительности не было причины?»
В понимании Аристотеля космос не пустое пространство. Он утверждал, что пустоты не существует в природе. Передвижение есть, а пустоты нет. Стало быть, само пространство состоит из мест и тел. А граница это край, которое имеет только тело.
По его представлениям, вселенная не подвластна времени. Хотя он не отрицал связь между ним и движением.
Само время определяет движение, а оно, в свою очередь, определяет время. В этом противоречии заключен «круг времени».
На основе наблюдений Аристотель сделал вывод, что Земля неподвижно находится в центре вселенной. А вокруг неё движутся небесные тела.
Учёный был противником представления о том, что кто-то поддерживал планеты. Типа сказок про Атлантов и трёх китов.
Модель вселенной Птолемея
В Теорию Аристотеля поддержал и обосновал Платон. Именно поэтому её еще называют моделью вселенной Аристотеля-Птолемея.
Скульптура Платона
Его картина вселенной была построена на математических расчётах. В её основе также лежала шарообразная Земля и ее движение во вселенной.
Модель вселенной Птолемея также подразумевала неподвижность нашей планеты, но описывала движение тел вокруг Земли.
Безусловно, модель вселенной Аристотеля-Птолемея стала важным шагом в изучении и понимании Вселенной. Такая космологическая картина была актуальна до 16 века.
Модели вселенной
Космологические модели вселенной это представления о её формировании и развитии.
Впрочем, выделяют три основные идеи.
Теория Большого Взрыва
Описывает начальное зарождение вселенной. Её появление связывают со взрывом материи и образовании сингулярного состояния. Считается, что взрыв породил пространство. А его расширение привело к появлению Вселенной.
Большой взрыв
На сегодняшний день, данная теория признана общепринятой.
Модель расширяющейся Вселенной
По сути, описывает само расширение и рост вселенной. В основе лежит увеличение размера и объема пространства относительно наблюдателя. Главным вопросом данного представления о мире является бесконечность пространства.
Такая модель наиболее приближена к современной науке. Сформировалась она на основе теории относительности. Которую, как известно, предложил ещё Альберт Эйнштейн.
По принципу данной модели, вселенная может как сжиматься, так и расширяться. К сожалению, является она только теорией. Никаких научно-обоснованных подтверждений не несёт.
Теория стадии инфляции
Содержит пояснения появления и расширения вселенной.
Она ориентирована на быстротечное расширение вселенной на нулевой момент времени.
Более того, теория стадии инфляции имеет большое количество возможных идей развития вселенной.
К тому же, в своей основе содержит начальный этап развития пространства после Большого Взрыва.
С точки зрения учёных, сначала вселенная была горячей и плотной. А уже в результате своего расширения она остыла. Затем появилась гравитация и электромагнитное поле. В результате начали образовываться тела, планеты, спутники и др.
Какую модель вселенной предлагает современная наука?
Как мы знаем, наша планета входит в состав галактики Млечный путь. Кроме того, она состоит в Солнечной системе.
За основу современные учёные берут модель Фридмана.
Его теория объясняет, что вселенная однородная и изотропная. Состоит она из вещества с постоянной кривизной. Которая может быть положительной, отрицательной, либо нулевой.
В разные времена человек по-разному представлял себе мир. Сначала все строилось на догадках. Сейчас же, учёные основываются на выведенные наукой законы, наблюдения и доказательства.
Но остаётся ещё много загадок и предположений о Вселенной. И главное, что ждёт нас в будущем?
Источник
Космологическая модель Вселенной
Проверка справедливости космологической модели Вселенной, по которой около 72% ее массы приходится на темную энергию, по новой методике подтвердила, что Вселенная «плоская», а так называемая космологическая постоянная, которую Альберт Эйнштейн называл своей главной ошибкой, может быть объяснением ускорения ее расширения, считают авторы статьи.
Альберт Эйнштейн добавил космологическую постоянную, характеризующую свойства вакуума, в собственные уравнения общей теории относительности, чтобы те допускали существование стабильной Вселенной, которая не сжимается и не расширяется. Однако через некоторое время после этого американский астроном Эдвин Хаббл показал, что на самом деле Вселенная расширяется, а сам Эйнштейн назвал космологическую постоянную своей «самой большой ошибкой».
Космологическая постоянная осталась предметом интереса ученых, но до 1990-х годов считалось, что она незначительно отличается от нуля. В 1998-1999 годах наблюдения за сверхновыми показали, что Вселенная расширяется с ускорением, а затем данные зонда WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), изучающего реликтовое излучение, «эхо» Большого взрыва, заставили ученых предположить, что «расталкивает» Вселенную таинственная темная энергия, на которую приходится около 72% ее массы. Эти выводы пробудили новый интерес к космологической постоянной.
Кристиан Маринони (Christian Marinoni) и Эдлин Буцци (Adeline Buzzi) из университета Прованса (Франция) в своей работе предложили новую методику проверки справедливости представлений о структуре и свойствах Вселенной, основанную на геометрии пар галактик с большим красным смещением, то есть сильно удаленных от наблюдателя. Они воспользовались тем фактом, что, по современным представлениям, «форма» Вселенной зависит от ее «содержания», а значит, геометрические измерения можно использовать для определения состава Вселенной и, в частности, количества в ней темной энергии.
Ученые использовали модификацию теста Элкока-Пачиньски, разработанного американским и польским астрономами более 30 лет назад. Этот тест основан на рассмотрении симметричных объектов в космическом пространстве как «стандартных сфер», любые искажения которых будут связаны с искажением пространства, вызванным расширением Вселенной.
Этот тест неоднократно пытались применить, например, для скоплений галактик, однако для этого не хватало точности измерений. Маринони и Буцци изучили распределение взаимной ориентации пар галактик, обращающихся друг вокруг друга. Во Вселенной без темной энергии это распределение было бы сферически симметричным — то есть количество пар, ориентированных в любом из направлений, было бы одинаковым.
Наблюдения показали, что на самом деле, чем дальше от Земли находятся пары галактик, тем более асимметричным было распределение их ориентации — больше пар было расположено вдоль луча обзора от Земли. Это, как отмечают ученые, соответствует модели плоской Вселенной с темной энергией.
Кроме того, как отмечают исследователи, им удалось показать, что наиболее удачным объяснением феномена темной энергии может быть именно эйнштейновская космологическая постоянная, обозначающая энергию вакуума. Ученые, по их словам, получили и самую точную на сегодня оценку величины этой постоянной.
Источник
Космологические модели Вселенной
Вы будете перенаправлены на Автор24
Развитие классической модели Вселенной
Происхождение Вселенной – это вопрос, которым задавалось человечество с незапамятных времен. Устройство Вселенной интересовало уже древних ученых, их взгляды и идеи были основополагающими компонентами философских систем. Такие космологические идеи, возникшие в древности и сохранившиеся до наших дней в форме легенд и мифов, были основаны на астрономических наблюдениях. Жрецы древних цивилизаций в процессе астрономических наблюдений сумели точно определить продолжительность года, цикл повторения затмений, а также выявить две группы небесных тел – подвижные и неподвижные.
Неподвижными, по мнению древних астрономов, являлись звезды, а подвижными – Солнце, Луна и пять планет, известных на то время:
В честь подвижных небесных тел неделя была разделена на семь дней, каждый из дней связан с одним подвижным небесным телом. В процессе наблюдения видимого движения Солнца по небесной сфере были открыты двенадцать так называемых зодиакальных созвездий.
Готовые работы на аналогичную тему
С появлением философии и науки, сменивших мифологию, ответы на подобные вечные вопросы стали искать в рамках философских концепций. Таким образом, в период античности появились космологические модели Вселенной, предложенные Платоном, Демокритом, Пифагором, и первые гелиоцентрические модели Вселенной.
Идея о том, что Земля вращается вокруг Солнца, была выдвинута Аристархом Самосским, однако гелиоцентрические идеи не были признаны. Признанным итогом космологии в период античности, просуществовавшей и в весь период Средневековья, стала геоцентрическая модель Вселенной, предложенная Аристотелем и доработана Птолемеем. Геоцентрическая концепция была весьма сложной ввиду необходимости введения деферентов и эпициклов, что требовалось для компенсации видимого движения планет.
В период Нового времени первенство в создании идей космологии перешло науке, философия отошла на второй план. Особенно большие успехи были достигнуты в ХХ в., когда был совершен переход от догадок к подтвержденным фактам, обоснованным теориям, гипотезам.
В 16 в. Николай Коперник предложил гелиоцентрическую модель Вселенной, согласно которой центром Вселенной является Солнце, а планеты вращаются вокруг него.
17-19 вв. для космологии и космогонии ознаменовались созданием полицентрической картины мира, которая явилась началом развития научной космологии. Принципы полицентрической модели Вселенной выглядят следующим образом:
- Вселенная вечна, она бесконечна в пространстве и времени
- движением и развитием небесных тел управляет закон всемирного тяготения
- пространство не связано с объектами, находящимися в нем
- время независимо от материи, время – универсальная длительность всех природных явлений и объектов
- исчезновение всех тел не приведет к изменениям в пространстве и времени, то есть пространство и время постоянны.
- во Вселенной бесконечное множество звезд, планет и звездных систем. Все небесные тела проходят жизненный путь, погасшие звезды сменяются новыми.
Эта модель, казавшаяся логически стройной и лишенной противоречий, существовала до ХХ в.
В этой модели Вселенной было несколько недостатков. Для объяснения непонятных явлений было предположено существование божественного первотолчка, вмешательством Бога объяснялась и коррекция космических тел, то есть данная модель Вселенной не могла дать научного объяснения происхождению Вселенной. Вследствие этого появились космологические парадоксы.
Космологические парадоксы
Фотометрический парадокс. Этот парадокс касается пространственной бесконечности Вселенной. Швейцарский ученый Р. Шезо предположил, что если принцип бесконечности Вселенной справедлив, и в ней существует бесконечное множество равномерно распределенных звезд, то наблюдатель в любом направлении мог бы их обнаружить, и в этом случае небосвод имел бы бесконечную светимость, и Солнце на его фоне выглядело бы, как черное пятно. Такие же выводы независимо от Шезо сделал немецкий ученый Ф.Ольберс. данное утверждение, впервые поставившее пространственную бесконечность Вселенной под сомнение, получил название фотометрического парадокса.
Другой парадокс, вытекавший из принципа бесконечности Вселенной, называется гравитационным парадоксом. В соответствии с этим парадоксом, в бесконечной Вселенной, в которой все тела распределены равномерно, сила тяготения всех тел Вселенной является бесконечно большой. Так как этого не наблюдается, значит, количество небесных тел не является неограниченным, а значит, попадает под сомнение и бесконечность Вселенной.
Из принципа возрастания энтропии вытекает третий парадокс. Английский ученый Кельвин и немецкий физик Клаузиус предположили, что при превращениях различные виды энергии в итоге преобразуются в тепловую, которая, в свою очередь, рассеивается в пространстве, так как стремится к состоянию термодинамического равновесия. Данный процесс является необратимым, а соответственно, когда-либо все звезды погаснут, прекратятся все активные процессы, и наступит тепловая смерть Вселенной. Таким образом, подвергся сомнению и принцип вечности Вселенной. Этот парадокс получил название термодинамического парадокса.
Эти три сформулированных парадокса поставили под сомнение классическую космологическую модель Вселенной и привели к необходимости поиска новой непротиворечивой модели.
Космологические модели Вселенной в современной науке
Современная наука определяет мегамир как единую систему, в состав которой входят все небесные тела и диффузная материя. Современная космология основывается на общей теории относительности, и получила название релятивистской.
В науке на данный момент существует несколько моделей Вселенной. Объединяет их представление о изотропном, однородном, нестационарном характере Вселенной.
Существует несколько моделей Вселенной, общим для них является представление о ее нестационарном, изотропном и однородном характере Вселенной:
- в зависимости от способа существования различают модель расширяющейся Вселенной и модель пульсирующей Вселенной.
- в зависимости от кривизны пространства существует открытая и замкнутая модели Вселенной. В открытой модели кривизна равна нулю или отрицательна, Вселенная бесконечна, незамкнута. В замкнутой модели кривизна положительна, Вселенная является конечной.
Источник