Структурные уровни организации материи концепции микро- макро- и мегамиров

огромного газового обла­ка посредством концентрации образовалось Солнце, на очень большом расстоянии от него остались небольшие части этого облака. Гравитационная сила стала притягивать остатки газа к образовавшейся звезде — Солнцу, но его магнитное поле остановило падающий газ на различных расстояниях — как раз там где находятся планеты. Гравитационная и магнитные силы по­влияли на концентрацию и сгущение падающего газа, в резуль­тате чего образовались планеты. Когда возникли самые круп­ные планеты, тот же процесс повторился в меньших масшта­бах, создав таким образом системы спутников. Теории проис­хождения Солнечной системы носят гипотетический характер, и однозначно решить вопрос об их достоверности на совре­менном этапе развития науки невозможно. Во всех сущест­вующих теориях имеются противоречия и неясные места.

3)Современные космологические модели Вселенной.

К ак указывалось в предыдущей главе, в классическойнауке существовала так называемая теория стационар­ного состояния Вселенной , согласно которой Вселенная всегда была почти такой же, как сейчас. Астрономия была статичной: изучались движения планет и комет, описывались звезды, соз­давались их классификации, что было, конечно, очень важно. Но вопрос об эволюции Вселенной не ставился.

Классическая ньютоновская космология явно или неявно принимала следующие постулаты:

· Вселенная — это всесуществующая, "мир в целом". Кос­мология познает мир таким, как он существует сам по себе, безотносительно к условиям познания.

· Пространство и время Вселенной абсолютны, они не за­висят от материальных объектов и процессов.

· Пространство и время метрически бесконечны.

· Пространство и время однородны и изотропны.

· Вселенная стационарна, не претерпевает эволюции. Из­меняться могут конкретные космические системы, но не мир в целом.

Современные космологические модели Вселенной основы­ваются на общей теории относительности А. Эйнштейна, со­гласно которой метрика пространства и времени определяетсяраспределением гравитационных масс во Вселенной. Ее свойства как целого обусловлены средней плотностью материи и другими конкретно-физическими факторами.Современная релятивистская космология строит модели Вселенной, отталкиваясь от основного уравнения тяготения, введенного А. Эйнштейном в общей теории относительности. Уравнение тяготения Эйнштейна имеет не одно, а множество решений,чем и обусловлено наличие многих космологиче­ских моделей Вселенной. Первая модель была разработана са­мимЛ. Эйнштейном в 1917 г. Он отбросил постулаты ньютоновской космологии об абсолютности и бесконечности про­странства и времени. В соответствии с космологической моде лью Вселенной А. Эйнштейна мировое пространство однород­но и изотропно, материя в среднем распределена в ней равно­мерно, гравитационное притяжение масс компенсируется уни­версальным космологическим отталкиванием.

Эта модель казалась в то время вполне удовлетворительной,поскольку она согласовывалась со всеми известными фактами. Но новые идеи, выдвинутые А. Эйнштейном, стимулировали дальнейшее исследование, и вскоре подход к проблеме реши­тельно изменился.

В том же 1917 г. голландский астроном В. де Ситтер пред­ложил другую модель, представляющую собой также решение уравнений тяготения. Это решение имело то свойство, что оно существовало бы даже в случае "пустой" Вселенной, свободной oт материи. Если же в такой Вселенной появлялись массы, то решение переставало быть стационарным: возникало некото­рого рода космическое отталкивание между массами, стремя­щееся удалить их друг от друга и растворить всю систему. Тен­денция к расширению, по В. де Ситтеру, становилась заметной лишь на очень больших расстояниях.

В 1922 г. российский математик и геофизик Л.А. Фридман о (бросил постулат классической космологии о стационарности Вселенной и дал принятое в настоящее время решение космо­логической проблемы.

Решение уравнений А.А. Фридмана, допускает три возможно­сти. Если средняя плотность вещества и излучения во Вселенной равна некоторой критической величине, мировое пространство оказывается евклидовым и Вселенная неограниченно расширяется от первоначального точечного состояния. Если плотность меньше критической, пространство обладает геометрией Лобачевского и так же неограниченно расширяется. И, наконец, если плотность больше критической, пространство Вселенной оказывается римановым, расширение на некотором эта­пе сменяется сжатием, которое продолжается вплоть до первона­чального точечного состояния. По современным данным, средняя плотность материи во Вселенной меньше критической, так что более вероятной считается модель Лобачевского, т.е. пространст­венно бесконечная расширяющаяся Вселенная. Не исключено, что некоторые виды материи, которые имеют большое значение для величины средней плотности, пока остаются неучтенными. В связи с этим делать окончательные выводы о конечности или бес­конечности Вселенной пока преждевременно.

Расширение Вселенной считается научно установленным фактом. Первым к поискам данных о движении спиральных га­лактик обратился В. де Ситтер. Обнаружение эффекта Доплера, свидетельствовавшего об удалении галактик, дало толчок даль­нейшим теоретическим исследованиям и новым улучшенным измерениям расстояний и скоростей спиральных туманностей.

В 1929 г. американский астроном Э.П. Хаббл обнаружилсуществование странной зависимости между расстоянием искоростью галактик: все галактики движутся от нас, причем соскоростью, которая возрастает пропорционально расстоянию,— система галактик расширяется.

Но то, что в настоящее время Вселенная расширяется, еще не позволяет однозначно решить вопрос в пользу той или иной модели.

4)Этапы космической эволюции.

Как бы ни решался вопрос о многообразии космологических моделей, очевидно, что наша Вселенная расширя­ется, эволюционирует. Время ее эволюции от первоначального состояния оценивается приблизительно в 20 млрд лет.

Возможно, более подходящей является аналогия не с элемен­тарной частицей, а со сверхгеном, обладающим огромным набо­ром потенциальных возможностей, реализующихся в процессе эволюции. В современной науке выдвинут гак называемый антропный принцип в космологии. Суть его заключается в том, что жизнь во Вселенной возможна только при тех значениях универ­сальных постоянных, физических констант, которые в действи­тельности имеют место. Если значение физических констант име­ло бы хоть ничтожное отклонение от существующих, то возникно­вение жизни было бы в принципе невозможно. Это значит, что уже в начальных физических условиях существования Вселенной заложена возможность возникновения жизни.

От первоначального сингулярного состояния Вселенная пе­решла к расширению в результате Большого взрыва, заполнив­шего все пространство. В итогекаждая частица материи устре­милась прочь от любой другой.

Всего лишь через одну сотую секунды после взрыва Вселенная имела температуру порядка 100 000 млн град, по Кельвину. При такой температуре (выше температуры центра самой горячей звез­ды) молекулы, атомы и даже ядра атомов существовать не могут. Вещество Вселенной пребывало в виде элементарных частиц, сре­ди которых преобладали электроны, позитроны, нейтрино, фото­ны, а также в относительно малом количестве протоны и нейтро­ны Плотность вещества Вселенной спустя 0,01 с после взрыва была огромной - в 4 000 млн paз больше, чем у воды

В конце первых тpеx минут после взрыва температура веще­ства Вселенной, непрерывно снижаясь, достигла 1 млрд град. При этой все еще очень высокой температуре начали образо­вываться ядра атомов, в частности, ядра тяжелого водорода и гелия. Однако вещество Вселенной в конце первых трех минут состояло в основном из фотонов, нейтрино и антинейтрино.

СОДЕРЖАНИЕ.

1. ВВЕДЕНИЕ. стр.

2.МАКРОМИР: концепции классического естествознания. стр.

3. МИКРОМИР: концепции современной физики. стр.

1)Фундаментальные открытия в области физики

конца 19-начала 20 вв. стр.

2) Рождение и развитие представлений о квантах. стр.

3) Теория атома Н.Бора. стр.

4) Корпускулярно-волновой дуализм в современной физике. стр.

4. МЕГАМИР: современные астрофизические и

космологические концепции. стр.

1) Звездная форма бытия космической материи. стр.

2) Планеты. стр.

3) Современные космологические модели

Вселенной. стр.

4) Этапы космической эволюции. стр.

5 .ЗАКЛЮЧЕНИЕ. стр.

6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. стр.

5.ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Все вышеизложенные революционные открытия в физике перевернули ранее существующие взгляды на мир. Исчезла убежденность в универсальности законов классической механики, ибо разрушились прежние представления о неделимости атома, о постоянстве массы, о неизменности химических элементов и т.д. Теперь уже вряд ли можно найти физика, который считал бы, что все проблемы его науки можно решить с помощью механических понятий и уравнений. Рождение и развитие атомной физики, таким образом, окончательно сокрушило прежнюю механистическую картину мира. Но классическая механика Ньютона при этом не исчезла. По сей день она занимает почетное место среди других естественных наук. С ее помощью, например, рассчитывается движение искусственных спутников Земли, других космических объектов и т.д. Но трактуется она теперь как частный, случай квантовой механики, применимый для медленных движений и больших масс объектов макромира.

6.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1 .Концепции современного естествознания: Серия. “Учебники и учебные пособия’’

Ростов на Дону : ред. «Феникс» , 2000.-576с.

2 .Концепции современного естествознания. Учебник под ред. В.Н. Лавриенко. Москва.: ЮНИТИ . 1997 г.

3 . Г.Г. Гранатов.

Идейно-понятийное содержание современного естествознания : Учебно-методическое пособие. - Магнитогорск: МаГУ, 2001. –183с.

4. А.А. Горелов.

Концепции современного естествознания. –М.: Центр, 1998. – 208с.

Магнитогорский Государственный Университет.

Реферат

по Концепциям современного естествознания

на тему : Структурные уровни организации материи: концепции микро-, макро-, мегамиров.»

Выполнила : студентка 2 курса

202 гр., ф-та ПиМНО

Островская Елена

Проверила : преподаватель

Кузина Г.Ф.

Магнитогорск

2002

10-09-2015, 23:39