Постоянные необратимые изменения Вселенной
Современные представления о мире сложились практически целиком на основании достижений науки XX в. Теория относительностирадикально изменила представление о пространственно-временных отношениях, квантовая механика – о причинно-следственных связях. Современная космология представила новую историю эволюции Метагалактики, начавшуюся около 10–20 млрд лет тому назад, раскрыла единство и целостность космоса, проявляющиеся, прежде всего, во взаимосвязи фундаментальных физических взаимодействий.
Биологиявыявила молекулярные основы процессов жизнедеятельности, проникла в тайны передачи наследственной информации, соединила идеи эволюции и генетики в новую синтетическую теорию, на основе которой удалось понять механизмы образования и изменения живых организмов.
Синергетикапродемонстрировала, что процессы самоорганизации могут происходить не только в мире живого, но и в неживой природе.
Математика, химия, информатика, языкознание, психология и другие науки внесли значительный вклад в современную научную картину мира.
Естественно-научная картина мира рассматривает Вселенную как единое целое. Наука представляет ее как однородную самосогласованную и достаточно простую систему огромного масштаба. Физика показала, что самосогласование Вселенной как системы основывается на ее законах сохранении массы и энергии, материальной и энергетической инверсии, делимости, гравитации, единого поля и др.Свойства фундаментальных взаимодействий определили развитие ранней Вселенной и организацию ее единой структуры, отличающейся простотой в больших масштабах.
При изменении взглядов на картину мира, как правило, пересматриваются основные вопросы мироздания, структура знаний и место науки в жизни общества. Достижения современной науки свидетельствуют, что окружающий нас физический мир существовал не всегда. Вселенная возникла внезапно, в результате Большого взрыва – чудовищного катаклизма, когда температура и давление значительно превосходили их значения, наблюдаемые сегодня.
Современному миру присуща нелинейность, которая свойственна не только физическим процессам, но и экономике, социологии, демографии, экологии.В естествознании активно исследуются процессы самоорганизации материи. Установлено, что новые структуры могут возникать в точках ветвления системы (точках бифуркации или полифуркации), когда становится существенным выбор путей ее развития, а в промежутках между этими точками поведение системы описывается обычными причинно-следственными законами, приводящими к упорядочению этих систем при уменьшении их энтропии. Упорядоченные структуры возникают не только в термодинамике, но и в астрофизике, нелинейной оптике, химии, биологии, экологии, геологии и т.д. Все это свидетельствует в пользу единства Вселенной, но испытывающей постоянные необратимые изменения.
Одной из главных особенностей современной картины мира является ее абстрактный характер и отсутствие наглядности, особенно на фундаментальном уровне познания. Последнее обусловлено тем, что на этом уровне мир познается не с помощью чувств, а с использованием разнообразных приборов и измерительных устройств. Проведение измерений связано с применением особых мер, так называемых единиц физических величин, материальное воплощение которых состоит в изготовлении их эталонов. Единица физической величины представляет собой условно принятую меру, масштаб, стандарт, неизменяющуюся (стабильную) характеристику для количественной оценки свойства измеряемого объекта. Например, в качестве метра первоначально предлагалась 1/10 000 000 часть четверти Парижского меридиана. Специально проведенные измерения дали возможность изготовить эталон (прототип) метра из металлического сплава платины (90%) и иридия (10%). Этот эталон по мере повышения точности измерений стал непригоден, так как измерения всякий раз приводили к разному результату. Более того, позднее было установлено, что в вычислениях эталонной длины метра была допущена ошибка. Исследованиями ученых также было определено, что размеры Земного шара изменяются. Этими изменениями нарушался основополагающий принцип создания эталонной базы физических величин: стабильность эталона и его воспроизводимость. Именно стабильность эталонов является необходимым условием достижения достоверности и точности результатов измерений. Решением Международной Генеральной конференции по мерам и весам, участники которой стремились к установлению стабильного метра – единицы длины, было принято решение считать этот прототип неизменным, а его длину выразить в более точных и неизменных мерах микромира: через определенное количество длин волн монохроматического излучения. После того, как и эта точность измерения стала неудовлетворительной, в качестве метра приняли путь, проходимый лучом света в вакууме за время, равное 1/299 792 458 с. Таким образом, был создан неуничтожаемый, воспроизводимый с необходимой точностью эталон длины, являющимся естественной мерой.
За всю историю существования искусственных первичных метровых эталонов, изготовленных в Париже для стран-участниц Генеральной конференции по мерам и весам, эталон для Сербии, как выявилось после контрольных измерений и сравнений, более всех из имеющихся прототипов изменил свою длину. Причиной этого явились тряски и падения эталона во время перевозок из-за боевых действий на Балканах во время I мировой войны. Для обеспечения стабильности эталонов, овеществленных единиц физических величин, создаются специальные условия хранения.
Контрольные вопросы
1. Что представляет собой физическая картина мира?
2. Какие предпосылки возникли к созданию современной физической картины мира?
3. На каких основных представлениях о мире была создана механическая картина мира – предшественница электромагнитной?
4. Основные положения и представления электромагнитной картины мира?
5. В чем заключался так называемый кризис физики в конце 19 – в начале 20 века?
6. В чем заключаются преобразования Галилея для инерциальных систем отсчета?
7. В чем заключаются преобразования Лоренца для инерциальных систем отсчета?
8. Рассказать об основных положениях Римановой геометрии и сферической модели риманового пространства.
9. Рассказать об основных положениях геометрии Лобачевского и модели пространства Лобачевского.
10. В чем заключается принцип дискретности (квантования)?
11. Корпускулярно-волновой дуализм свойств веществ?
12. Характеристика основных видов взаимодействия полей.
13. Движения материи и его проявления в окружающем мире.
14. Виды шумов и их влияние на точность измерения.
15. Постоянные необратимые изменения вселенной и связь их со стабильностью измерений.
Источник
Постоянные необратимые изменения Вселенной и стабильность фундаментальных физических постоянных.
Первыми моделями Вселенной были модели Солнечной системы, в центре которой была неподвижная Земля, неподвижная сфера со звездами и подвижные 5 планет, Солнце и Луна. Предполагалось, что пространство — абсолютно, однородно и изотропно, а время — абсолютно и однородно, т.е. использовались строительные материалы классической механики и евклидовой геометрии. Теологический подход к пониманию мира: система мира без начала и конца, как в пространственном так и во временном понимании. Бог создал и все! С материалистической точки зрения можно предположить, что Бог в теологии — это и есть пространство и время в физике. Получалось, что мир в целом не эволюционирует. Пространство и время представлялись как жесткий каркас и не участвовали в процессах, т.е. рассматривались как параметры.
Успех модели расширяющейся Вселенной связан не только с экспериментальными подтверждениями, но и с физикой микромира, в том числе физикой элементарных частиц, можно непротиворечиво объяснить поведение «ранней» Вселенной, буквально по долям микросекунд. Качественный состав элементарных частиц, образующих новую Вселенную меняется при ее расширении. Когда Вселенной «исполнилось» 10-43 с, все фундаментальные взаимодействия в природе были объединены и имели одинаковую интенсивность. Через 10-23 с наступило время тяжелых частиц, точнее того, из чего они состоят, — кварков. В это время вся Вселенная состояла из кварков и антикварков. По мере уменьшения температуры и с ростом времени уменьшалось число пар этих тяжелых частиц и за счет аннигиляции они быстро исчезали. Далее еще через 10-2 с после большого взрыва наступает время легких частиц. Вселенная как бы «омолодилась» и практически состояла из легких частиц — лептонов и излучения (фотонов). Еще дальше во времени (
1 — 20 c) 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 излучение преобладает над частицами.
В настоящее время известны четыре фундаментальных взаимодействия: гравитационное, электромагнитное, слабое и сильное. Гравитационное и электромагнитное взаимодействия по сути своих названий относятся к силам, возникающим в гравитационных и электромагнитных полях. Заметим еще раз, что несмотря на «приоритет» гравитационного взаимодействия, количественно установленного еще Ньютоном, природа его до сих пор не является полностью определенной и на самом деле не ясно, как передается это действие через пространство.
Основным взаимодействиям соответствуют четыре мировых константы, где подавляющее число физических констант имеют размерности, зависящие от системы единиц отсчета, например в СИ заряд электрона е = 6 ×10-19 Кл, его масса m = 9,1 ×10-31 кг. В различных системах отсчета основные единицы имеют не только различные размерности, но даже и численные значения. Такое положение не устраивает науку, так как, естественно, хотелось бы иметь безразмерные константы, не связанные в общем-то с условным выбором исходных единиц систем отсчета. Фундаментальные константы не выводятся из физических теорий, а определяются экспериментально. Анализ размерностей физических констант приводит к пониманию того, что они играют очень важную роль в построении отдельных физических теорий. Если попытаться создать единое теоретическое описание всех физических процессов, т.е., другими словами, сформулировать унифицированную научную картину мира от микро- до макроуровня, то главную, определяющую роль должны играть безразмерные, т.е. «истинно» мировые константы. Это и есть константы основных взаимодействий.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему
Постоянные необратимые изменения Вселенной и стабильность фундаментальных физических постоянных.
Постоянные необратимые изменения Вселенной и стабильность фундаментальных физических постоянных.
Постоянные необратимые изменения Вселенной и стабильность фундаментальных физических постоянных.
Источник
uCrazy.ru
Навигация
ЛУЧШЕЕ ЗА НЕДЕЛЮ
ОПРОС
СЕЙЧАС НА САЙТЕ
КАЛЕНДАРЬ
| Пн | Вт | Ср | Чт | Пт | Сб | Вс |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | |||
| 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
| 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
| 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 |
