Новиков эволюция вселенной pdf

Новиков И.Д.. Книги онлайн

Игорь Дмитриевич Новиков (10 ноября 1935, Москва) — российский астрофизик-теоретик и космолог. В середине 1980-х годов сформулировал принцип самосогласованности Новикова, явившимся важным вкладом в теорию путешествий во времени.

В 1959 году окончил астрономическое отделение мехмата МГУ, в 1962 году — аспирантуру Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга. Год проработал учёным секретарём в ГАИШ, защитил кандидатскую диссертацию «Сферические гравитационные поля в ОТО» (1963).

В 1963–1974 годах работал в Институте прикладной математики АН СССР в коллективе физиков-теоретиков во главе с Я.Б. Зельдовичем, с которым в соавторстве написал три монографии. В 1970 году Новиков защитил докторскую диссертацию «Ранние стадии космологического расширения». С 1974 по 1990 год работал в Институте космических исследований АН СССР (заведующий сектором релятивистской астрофизики) под началом И.С. Шкловского. После смерти последнего в 1985 году перешёл в Физический институт АН СССР.

С 1994 года являлся директором Центра теоретической астрофизики (англ. Theoretical Astrophysics Center, (TAC)) Копенгагенского университета, где он работает с 1991 года по приглашению Королевской датской академии наук. В 2001 году, после окончания контракта с Датской академией наук, вернулся в Россию и стал заместителем по науке руководителя Астрокосмического центра ФИАН Н.С. Кардашёва.

Принимал активное участие в планировании и подготовке ряда космических проектов, в том числе «Радиоастрон» (Роскосмос), Planck (ESA), а также в работе с данными WMAP (NASA).

Член-корреспондент РАН по Отделению общей физики и астрономии (астрономия) с 26 мая 2000 года. Член Королевского астрономического общества (1998). Президент Комиссии N 47 «Космология» Международного астрономического союза (1976–1979). Награждён медалью Эддингтона (2007), премией имени А.А. Фридмана РАН (2014).

Книги (9)

Наблюдения далёких галактик показывают, что они удаляются друг от друга и в том числе от нашей Галактики — наблюдаемая Вселенная расширяется. В далёком прошлом не было отдельных галактик, отдельных небесных тел, всё вещество Вселенной было очень плотным и горячим.

Расширение Вселенной является следствием гигантского взрыва, произошедшего около пятнадцати миллиардов лет назад. Взрыв этот был весьма необычен и обусловлен квантовыми эффектами в сверхплотной материи Вселенной. В книге рассказывается о том, как современная наука решает эту величайшую загадку природы.

Занимательный рассказ о развитии одного из фундаментальных физических понятий — понятия времени, о различных свойствах времени, их значении для исследования проблем физики элементарных частиц сверхвысоких энергий, проблем астрофизики, а также совершенствования новейших технологий.

Читатели познакомятся с выдающимися учеными, посвятившими жизнь изучению всех этих вопросов.

Книга содержит систематическое изложение проблем недавно возникшей науки — релятивистской астрофизики.

Одним из самых острых вопросов физики космоса является вопрос о строении Вселенной в целом, ее эволюции в прошлом, ее будущем; вопрос о физических процессах на ранних этапах расширения окружающего мира, о процессах, приведших к образованию галактик и звезд. Недавние астрономические открытия дают надежную наблюдательную основу разработки этих вопросов, составляющих так называемую космологическую проблему.

Столь же важными являются проблемы эволюции отдельных небесных тел и их систем, устойчивости этой эволюции и проблемы быстрых катастрофических процессов в небесных телах. Интерес к этим проблемам особенно возрос после открытия квазаров.

Эволюция звезд и грандиозные явления их взрыва и сжатия, недавно открытые пульсары и предсказанные теорией но до настоящего времени не обнаруженные черные дыры составляют предмет предлагаемой книги, вместе с теми теоретическими сведениями, которые необходимы для их понимания.

В книге излагается современное (на 1986 год) состояние проблемы физики черных дыр — объектов, возникающих в результате катастрофического сжатия небесных тел.

Авторы охватывают все аспекты проблемы — от теории пространства-времени самих черных дыр, механики движения тел, распространения полей в их окрестности до физических процессах в них, свойств вакуума и значении черных дыр в астрофизике.

Соавтор: Шаров А.С.

Описание жизни и деятельности великого ученого прошлого столетия Эдвина Хаббла (1889-1953), автора замечательных открытий, определивших лицо современной астрономии.

Его исследования утвердили концепцию островной Вселенной, состоящей из звездных систем-галактик, подобных Галактике, в которй мы живем.

В книге «Чёрные дыры и Вселенная» говорится о совершенно необычных небесных телах открытых учеными в последние десятилетия, о черных дырах, о рождении галактик и туманностей, об отдельных особенностях развивающейся Вселенной.

В книге популярно рассказывается о современной физической космологии — науке о строении и эволюции Вселенной в целом: о расширяющейся Вселенной, о космологических парадоксах, о теории горячей Вселенной и возникновении структуры окружающего нас мира.

В брошюре рассказывается о черных дырах, возникающих при очень сильном сжатии вещества, как об источниках огромной гравитационной энергии. Эта энергия запасена в них в виде обычного гравитационного поля большой напряженности и в виде своеобразного гравитационного вихря.

Энергия черных дыр может отбираться от них в разных процессах, протекающих в естественных условиях во Вселенной, и возможно, в далеком будущем – в условиях, создаваемых искусственно. В частности, черные дыры могут работать как своеобразные электрические машины, квантовые генераторы, источники гравитационных волн.

Источник

Новиков эволюция вселенной pdf

Учёные рекомендуют
тренажёр для мозга

Новиков Игорь Дмитриевич (10.11.1935) — член-корреспондент Российской Академии наук, профессор, зам. директора Астрокосмического центра ФИАН, доктор физико-математических наук. Директор (1994) Института теоретической астрофизики в Копенгагене.

Создал теорию внутреннего строения черных дыр. Совместно с А. Г. Дорошкевичем указал (1964) на возможность обнаружения реликтового излучения. Совместно с Я. Б. Зельдовичем предсказал (1966), что черные дыры могут быть рентгеновскими источниками в двойных системах. Популяризатор астрономии.

Читатели познакомятся с выдающимися учеными, посвятившими жизнь изучению всех этих вопросов.

Соавтор: Шаров А.С.

50 великих книг по психологии

Бесплатные почтовые рассылки по саморазвитию от авторов библиотеки.

Источник

Введение

Идея эволюции всей Вселенной представляется нам вполне естественной и даже необходимой сегодня, в семидесятых годах XX века. Однако так было не всегда. Как и всякая великая научная идея, она прошла сложный путь борьбы и становления, пока не восторжествовала в науке. Сегодня эволюция Вселенной является научным фактом, всесторонне обоснованным многочисленными астрофизическими наблюдениями и имеющим под собой прочный теоретический базис всей физики.

Эта книга рассказывает об эволюционирующей Вселенной и о науке космологии, изучающей Вселенную в целом.

Научная физическая космология может считаться детищем XX века. Только в нашем веке Альбертом Эйнштейном была создана релятивистская теория тяготения (общая теория относительности), которая является теоретическим фундаментом науки о строении Вселенной. С другой стороны, успехи наблюдательной астрономии начала нашего века — установление природы галактик, открытие закона красного смещения Хаббла, а в последние годы успехи радиоастрономии, новые методы астрофизических исследований, включая методы исследований с помощью космических аппаратов, создали наблюдательный фундамент космологии.

Началом современного этапа развития космологии являются работы замечательного советского ученого А. А. Фридмана, выполненные в 1922-1924 гг. На основе теории Эйнштейна он построил математические модели движения вещества во всей Вселенной под действием сил тяготения. А. А. Фридман доказал, что вещество Вселенной не может находиться в покое — Вселенная не может быть стационарной: она должна либо расширяться, либо сжиматься и, следовательно, плотность вещества во Вселенной должна либо уменьшаться, либо увеличиваться. Так была теоретически открыта необходимость глобальной эволюции Вселенной.

Эта идея была совершенно новой, крайне необычной. Разные схемы строения Вселенной господствовали в науке, сменяя друг друга на протяжении веков. Но все (или почти все) их объединяло одно — это были именно схемы строения — не развития, эволюции, становления, а вечно неизменный «механизм часов Вселенной». Идея стационарности всей Вселенной казалась само собой разумеющейся. Во Вселенной могли происходить сложнейшие процессы, но от чего, от какого состояния и куда должна развиваться вся Вселенная? Мысль об эволюции всей Вселенной представлялась нелепой, и эта мысль с большим трудом овладевала сознанием даже крупных ученых. В качестве примера можно привести самого Альберта Эйнштейна. Творец теории относительности понимал, сколь важна его теория для космологии. Сразу после создания общей теории относительности он стал выяснять, имеются ли у уравнений теории, примененных ко всей Вселенной, статические решения, т. е. решения, описывающие состояние, не меняющееся со временем. Эйнштейну казалось очевидным, что надо строить именно статическую, неэволюционирующую модель Вселенной. Но уравнения общей теории относительности в применении ко Вселенной не давали статических решений. Оказалось, что уравнения физической теории содержат больше, чем их создатель мог предвидеть. Заметим, что это относится не только к теории относительности, но и к любой по-настоящему значительной теории. Идея статического мира казалась настолько привлекательной, что Эйнштейн не поверил своим уравнениям и стал их изменять.

Почему же идея статичности Вселенной была столь привлекательна? По-видимому, это происходило потому, что она питалась фактом видимой стационарности, неизменности астрономических тел и систем, будь то Солнечная система, звезды, звездные скопления или галактики. Вольно или невольно наблюдаемое постоянство астрономических явлений во всех известных человечеству шкалах распространялось на всю Вселенную. Очень четко об этом сказано еще у Аристотеля в его сочинении «О небе»:

«В продолжении всего прошедшего времени, согласно летописям, завещаемым потомкам от поколения к поколению, мы не находим следа изменений ни во всем удаленном небе в целом, ни в одной из подходящих частей неба».

С сегодняшней точки зрения это антиэволюционное предубеждение, эти поиски статических решений космологических уравнений кажутся принципиально неправильными уже потому, что теперь установлена эволюция всех тех небесных тел и систем небесных тел, где раньше видели только неизменное свечение или постоянное движение по круговым орбитам. Можно напомнить, что эволюция заключена уже в необратимом распаде радиоактивных веществ. Если бы небесное тело — Земля — существовало вечно, то все радиоактивные вещества давно бы распались. Но мы знаем, что радиоактивные вещества присутствуют в земной коре. Значит, с момента образования Земли, земной коры и радиоактивных веществ прошло конечное время. Теперь даже школьникам известно, что по количеству радиоактивных веществ в горных породах определяют возраст Земли.

Надежно установлен и факт эволюции Солнца и звезд. Эти небесные тела излучают энергию. Источником этой энергии являются ядерные реакции в их недрах. Любой источник энергии не вечен. Конечны запасы энергии и в случае ядерных источников. Значит, и Солнце и звезды возникли в конечном прошлом и имеют свою историю.

Мы наблюдаем сегодня бурные процессы взрывов и эволюции и в таких гигантских системах, какими являются галактики. Вещество, входящее в галактики, постепенно перерабатывается в ядерных процессах, идущих в звездах. Водород превращается в гелий, а затем и в более тяжелые химические элементы.

Итак, статическая картина неприемлема ни для каких астрономических систем, если только рассматривать достаточно большие промежутки времени. Если бы сегодня надо было заново строить модель Вселенной, необходимо было бы потребовать, чтобы модель была эволюционирующей, чтобы в модели было указание на эпоху, когда во Вселенной началось рождение звезд, галактик и т. д.

Но вернемся к началу нашего века. Эйнштейн построил статическую модель Вселенной ценой введения в свою теорию наряду с силами всемирного тяготения гипотетических сил космического отталкивания. Когда он позже познакомился с работой А. А. Фридмана, доказавшего нестационарность Вселенной, он посчитал работу Фридмана ошибочной. Только после разъяснений А. А. Фридмана, переданных А. Эйнштейну, он полностью признал правильность выводов советского математика, а свою попытку построения неэволюционирующей модели признал ошибочной. Наконец в 1929 г. американский астроном Э. Хаббл на основе многочисленных наблюдений установил факт расширения Вселенной.

Так была доказана глобальная эволюция Вселенной. Это открытие явилось одним из величайших достижений человеческого разума. Однако установление закона расширения Вселенной было, конечно, только самым началом исследований эволюции. Это было установление, так сказать, только механики Вселенной. Необходимо было изучить конкретные физические процессы, протекающие в расширяющейся Вселенной, — процессы, которые протекали и в далеком прошлом, когда состояние вещества во Вселенной сильно отличалось от сегодняшнего, и процессы более близкие к нам, когда формировались небесные тела, их системы, и, наконец, процессы нашего времени и будущего.

Последние десять-двадцать лет в космологии как раз и характерны тем, что механическая картина движений и сил во Вселенной наполнилась новым конкретным физическим содержанием.

В последующих главах будет рассказано о том, как наука представляет в настоящее время эволюцию Вселенной. Грандиозна картина эволюции окружающего мира, расширения Вселенной от сверхплотного сверхгорячего состояния, с бурными реакциями между элементарными частицами, до современного состояния, когда вещество распалось на гигантские системы небесных тел, возникли звезды, возникли планеты и жизнь.

Надо только подчеркнуть, что эта книга именно о Вселенной и о развитии и становлении новых идей, а не специально о людях, занимающихся этой наукой. Писать и о том и о другом одновременно представляется мне неправильным, ибо это совершенно разные задачи, требующие разного стиля. Поэтому в дальнейшем мы не будем придерживаться хронологического порядка открытий и лишь эпизодически будем упоминать имена и даты.

Наконец отметим, что в книге употребляется общепринятый в космологической литературе термин «Вселенная» для обозначения окружающего нас мегамира. В литературе разного характера, например, в философской, физической и астрономической в этот термин часто вкладывается разный смысл. Везде в дальнейшем речь идет о конкретных физических свойствах окружающего нас мегамира и о физико-математических моделях его.

Тем из читателей, которые захотели бы познакомиться более детально и глубоко с вопросами современной космологии, можно рекомендовать специальные книги:

Д. Шама, Современная космология, «Мир», 1973.

П. Пиблс, Физическая космология, «Мир», 1975.

С. Вейнберг, Гравитация и космология, «Мир», 1975.

Я. Б. Зельдович, И. Д. Новиков, Строение и эволюция Вселенной, «Наука», 1975.

Наша точка зрения на проблемы космологии изложена в последней из упомянутых книг, написанной Я. Б. Зельдовичем и мной. Со времени выхода нашей книги многие конкретные вопросы получили дальнейшее развитие, однако общий взгляд на основные проблемы остался в основном прежним и в изложении некоторых вопросов мы следовали упомянутой книге (см. Предисловие).

Источник