Текущая версия на 05:47, 9 июля 2012

Гипермаркет знаний>>Естествознание>>Естествознание 11 класс>> Две концепции Вселенной

                                                                   4.4. Прошлое Вселенной

                                                           4.4.1. Две концепции Вселенной

В  приведенном  выше  анализе  мы  не  оговаривали  в  явном  виде  одно положение,  считая  его  само  собой  разумеющимся.  Речь  идет  о  сохранении массы М вещества в расширяющейся Вселенной. Если масса постоянна, то в будущем вещество Вселенной в среднем станет более разреженным. Наоборот, в прошлом Вселенная была гораздо более плотной, чем в современную эпоху. Это  автоматически  следует  из  положения  о  сохранении массы  и  наблюдаемого расширения. Так что, если мы мысленно отправимся в прошлое, нам придется констатировать все более плотное вещество во Вселенной всё меньших размеров. И тогда в самом далеком прошлом мы неизбежно придем к началу всего сущего, к акту однократного сотворения первовселенной со всей  ее  массой -  энергией.  Такова,  вкратце,  суть  концепции «Вселенной, имеющей начало».



Однако  можно  дать  и  другую,  альтернативную интерпретацию факту разбегания галактик. В 1946 г. Ф. Хойл, Т. Бонди и Т. Голд (США) предложили концепцию стационарной вселенной, не имеющей во времени «дня рождения» и поэтому не имеющей возраста (стационарной).  Суть  её  заключается  в  предположении  существования неких процессов, приводящих к непрерывному  сотворению  вещества  во  Вселенной.  По  их мнению, Вселенная существовала всегда, а разряжение вещества,  обусловленное  её  расширением,  компенсируется  непрерывным  вечным  творением  нового  вещества.

Сторонником первой концепции был Джордж (Георгий) Гамов (1904 - 1968), русский физик и «невозвращенец» в СССР. В своем варианте космологической модели Гамов предположил, что ядра химических элементов могли образоваться  в  чрезвычайно  плотном  и  высокоэнергетичном (горячем)  нейтронном газе, который должен существовать в «первичном аду». Часть нейтронов  распадается  на  протоны  и  электроны,  из  которых  затем  собираются атомы водорода. Ядра водорода последовательно захватывают дополнительные нейтроны и протоны  с образованием нуклидов других  элементов. Процесс наработки химических элементов продолжается до тех пор, пока объем Вселенной  не  увеличится  настолько,  что  температура  станет  ниже  порога ядерных  реакций.  По  Гамову  сверхгорячее  состояние,  подобное  ядерному взрывному  процессу,  просто  необходимо  для  образования  привычного  для человека набора химических  элементов. С другой стороны,  знание условий, при которых происходят ядерные реакции, дает информацию об условиях в «первичном аду».  

Так  перекрываются  области  интересов  космологии  и  ядерной  химии. Атмосферу научного соперничества идей может передать небольшая цитата из статьи С. Дж. Браша «Как космология стала наукой» [6]: «Хойл попытался принизить  значение конкурента своей теории стационарной Вселенной, назвав  эту новую  версию «  the big bang  theory»  (теория большого  хлопка), но эта  попытка  обернулась  против  него: фраза  оказалась  столь  выразительной,  что  была  принята  последователями  самой теории». На  русский  язык название теории Гамова переводят как теория Большого взрыва.
 
Выбор между  концепциями  предстояло  сделать  на  основании  сравнения  теоретических  предсказаний  альтернативных  моделей  и  наблюдаемого строения объектов Вселенной. Скорость света конечна, поэтому чем дальше от нас расположены объекты, тем позже дойдут до нас испущенные ими электромагнитные излучения. Это значит, что близкие галактики мы видим почти такими, какие они есть. От далеких галактик сейчас к нам поступает информация о положении, бывшем миллиарды лет тому назад. По выражению одного из физиков "Астрономия - это архиология во времени". Сравнивая картины далеких и близких галактик, можно получить аргументы в пользу выбора "правильной" концепции.

Согласно  сторонникам  стационарной Вселенной,  она  выглядит  всегда одинаково, так что далекие галактики не должны отличаться от близких. Наблюдения говорят, что это не так. В частности, установлено, что в прошлом (то есть для далеких галактик) столкновения и слияния галактик происходили  гораздо  чаще,  чем  в  современную  эпоху. С  развитием  радиоастрономии были  открыты  квазары -  квазизвезд  считают самыми старыми объектами, которые еще можно наблюдать с Земли (из-за конечности скорости света). Среди близких галактик аналогов квазарам нет.  Приведенные  факты  показывают  динамичность  Вселенной  в соответствии с концепцией начального творения. Еще большее обоснование теория Большого  взрыва получила  в  середине 60-х  гг.,  когда  было  открыто реликтовое тепловое излучение, оставшееся во Вселенной как общий космический фон, до современной эпохи.

Концепции современного естествознания. Стародубцев В.А., 2-е изд., доп. — Томск.: Том. политех. ун-т, 2002. — 184 с.

Содержание урока
 конспект урока
 опорный каркас  
 презентация урока
 акселеративные методы 
 интерактивные технологии 

Практика
 задачи и упражнения 
 самопроверка
 практикумы, тренинги, кейсы, квесты
 домашние задания
 дискуссионные вопросы
 риторические вопросы от учеников

Иллюстрации
 аудио-, видеоклипы и мультимедиа 
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 юмор, анекдоты, приколы, комиксы
 притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

Дополнения
 рефераты
 статьи 
 фишки для любознательных 
 шпаргалки 
 учебники основные и дополнительные
 словарь терминов                          
 прочие 

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 обновление фрагмента в учебнике 
 элементы новаторства на уроке 
 замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
 идеальные уроки 
 календарный план на год  
 методические рекомендации  
 программы
 обсуждения


Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.