|
|
Строка 5: |
Строка 5: |
| <br> | | <br> |
| | | |
- | ''' 4.4.3. Из чего рождается Вселенная? '''<br><br>Теория Большого взрыва в настоящее время является доминирующей теорией в космологии. Она признает рождение Вселенной как физический факт материального мира. Главной проблемой космологии является поиск ответа на поставленный в заголовке вопрос. Постараемся наметить общий подход, который вырисовывается в современном естествознании, для выработки ответа.<br> <br>Прежде всего отметим, что классическая физика различает две формы существования Материи: вещество и поле. Неклассическая, квантовая физика показывает дуализм их свойств на уровне [[Проблема_адекватного_описания_микромира|микромира]], где существует некоторое минимальное разнообразие фундаментальных частиц полей (как правило, безмассовых) и частиц вещества (обладающих массой покоя). Частицы полей и вещества могут превращаться друг в друга, поскольку существует эквивалентность массы и энергии. Современное естествознание подошло к выделению ещё одной формы существования Материи – Физического вакуума. Твердые, жидкие, газообразные вещества окружают человека, они ему привычны, их свойства исследованы в первую очередь. Некоторые поля (тяготения Земли, света и теплового [[Плотность_потока_электромагнитного_излучения|излучения]]) человек также ощущает, хотя отсутствие четко выраженной геометрической формы полей требует большего интеллекта в исследовании их свойств. Свойства физического вакуума ещё мало изучены, и здесь требуются значительные интеллектуальные усилия для их понимания. <br><br>Они выглядят столь же непривычными и странными, как свойства частиц-волн в период становления квантовой [[Загадка_квантовой_физики|физики]]. Физический вакуум не является абсолютной и стационарной пустотой, в нем непрерывно происходит виртуальное рождение и аннигиляция пар «частица-античастица». По аналогии с более известными явлениями макромира, такими, как поляризация диэлектриков, фазовые переходы между агрегатными состояниями или спонтанные изменения симметрии кристаллов, водится ассоциативная терминология - поляризация вакуума, спонтанное нарушение симметрии его вещественно-полевого состояния и ряд других. Для исследования вакуума требуются частицы-волны большой энергии, чтобы можно было «возмутить» непривычно энергоёмкую форму материи. <br>Очевидно, что при анализе акта рождения вселенной необходимо учитывать наличие и необычность свойств вакуума. <br><br>В самой общей формулировке ответ на проблемный вопрос сейчас дается в таком виде: Вселенная рождается из физического вакуума как следствие спонтанного (самопроизвольного) изменения его энергомассового состояния. При этом акт рождения [[Две_концепции_Вселенной|Вселенной]] в принципе не противоречит зану сохранения полной энергии Вселенной. На первый взгляд это утверждение парадоксально. <br><br>Но давайте рассмотрим аргументацию академика Я.Б. Зельдовича (1900-1987). По его мнению, формулировка самого общего закона природы в виде: «Из ничего не может образоваться ничего» является ненаучной и наивной. Во-первых, что для физика означает «ничего»? <br><br>Содержательным ответом будет: <br><br>«Ничего» 1. Масса равна нолю: М = 0. <br> 2. Полная энергия равна нолю: W = 0. <br> <br>Во-вторых, по условию «задачи», кроме Вселенной ничего больше не рождается и она является изолированной системой. Для неё можно применять закон сохранения энергии, в данном случае значение начальной энергии равно нолю и должно оставаться нолевым. Это единственное ограничение, все остальное разрешено.<br> <br>С появлением массы Вселенной М появляется гравитационная энергия взаимодействия всех её частей, и эта энергия отрицательная. По формуле [[Общая_теория_относительности_А._Эйнштейна|Эйнштейна]] эквивалентная образованной массе энергия Мс<sup>2</sup> должна быть положительной. Если эквивалентная величина энергии и энергия гравитационного поля равны по абсолютной величине, то их сумма (то есть полная энергия системы) будет равна нолю, что и необходимо для удовлетворения требований закона сохранения. В книге Л.Д. Ландау и Е.М. Лифшица «Теория поля» строго математически доказано, что точная компенсация происходит тогда, и именно тогда, когда становится замкнутым искривленное пространство, в котором находится вещество.<br><br>Как пишет Я.Б. Зельдович: Энергия «ничего» равна нолю. Но и энергия замкнутой Вселенной равна нолю. Но и энергия замкнутой Вселенной равна нулю. Значит, закон сохранения энергии не противоречит образованию «из ничего» замкнутой Вселенной (но именно геометрически замкнутой, а не открытой бесконечной Вселенной). <br><br><br><br> | + | ''' 4.4.3. Из чего рождается Вселенная? '''<br><br>Теория Большого взрыва в настоящее время является доминирующей теорией в космологии. Она признает рождение Вселенной как физический факт материального мира. Главной проблемой космологии является поиск ответа на поставленный в заголовке вопрос. Постараемся наметить общий подход, который вырисовывается в современном естествознании, для выработки ответа.<br> <br>Прежде всего отметим, что классическая физика различает две формы существования Материи: вещество и поле. Неклассическая, квантовая физика показывает дуализм их свойств на уровне [[Проблема адекватного описания микромира|микромира]], где существует некоторое минимальное разнообразие фундаментальных частиц полей (как правило, безмассовых) и частиц вещества (обладающих массой покоя). Частицы полей и вещества могут превращаться друг в друга, поскольку существует эквивалентность массы и энергии. Современное естествознание подошло к выделению ещё одной формы существования Материи – Физического вакуума. Твердые, жидкие, газообразные вещества окружают человека, они ему привычны, их свойства исследованы в первую очередь. Некоторые поля (тяготения Земли, света и теплового [[Плотность потока электромагнитного излучения|излучения]]) человек также ощущает, хотя отсутствие четко выраженной геометрической формы полей требует большего интеллекта в исследовании их свойств. Свойства физического вакуума ещё мало изучены, и здесь требуются значительные интеллектуальные усилия для их понимания. <br><br>Они выглядят столь же непривычными и странными, как свойства частиц-волн в период становления квантовой [[Загадка квантовой физики|физики]]. Физический вакуум не является абсолютной и стационарной пустотой, в нем непрерывно происходит виртуальное рождение и аннигиляция пар «частица-античастица». По аналогии с более известными явлениями макромира, такими, как поляризация диэлектриков, фазовые переходы между агрегатными состояниями или спонтанные изменения симметрии кристаллов, водится ассоциативная терминология - поляризация вакуума, спонтанное нарушение симметрии его вещественно-полевого состояния и ряд других. Для исследования вакуума требуются частицы-волны большой энергии, чтобы можно было «возмутить» непривычно энергоёмкую форму материи. <br>Очевидно, что при анализе акта рождения вселенной необходимо учитывать наличие и необычность свойств вакуума. <br><br>В самой общей формулировке ответ на проблемный вопрос сейчас дается в таком виде: Вселенная рождается из физического вакуума как следствие спонтанного (самопроизвольного) изменения его энергомассового состояния. При этом акт рождения [[Две концепции Вселенной|Вселенной]] в принципе не противоречит зану сохранения полной энергии Вселенной. На первый взгляд это утверждение парадоксально. <br><br>Но давайте рассмотрим аргументацию академика Я.Б. Зельдовича (1900-1987). По его мнению, формулировка самого общего закона природы в виде: «Из ничего не может образоваться ничего» является ненаучной и наивной. Во-первых, что для физика означает «ничего»? <br><br>Содержательным ответом будет: <br><br>«Ничего» 1. Масса равна нолю: М = 0. <br> 2. Полная энергия равна нолю: W = 0. <br> <br>Во-вторых, по условию «задачи», кроме Вселенной ничего больше не рождается и она является изолированной системой. Для неё можно применять закон сохранения энергии, в данном случае значение начальной энергии равно нолю и должно оставаться нолевым. Это единственное ограничение, все остальное разрешено.<br> <br>С появлением массы Вселенной М появляется гравитационная энергия взаимодействия всех её частей, и эта энергия отрицательная. По формуле [[Общая теория относительности А. Эйнштейна|Эйнштейна]] эквивалентная образованной массе энергия Мс<sup>2</sup> должна быть положительной. Если эквивалентная величина энергии и энергия гравитационного поля равны по абсолютной величине, то их сумма (то есть полная энергия системы) будет равна нолю, что и необходимо для удовлетворения требований закона сохранения. В книге Л.Д. Ландау и Е.М. Лифшица «Теория поля» строго математически доказано, что точная компенсация происходит тогда, и именно тогда, когда становится замкнутым искривленное пространство, в котором находится вещество.<br><br>Как пишет Я.Б. Зельдович: Энергия «ничего» равна нолю. Но и энергия замкнутой Вселенной равна нолю. Но и энергия замкнутой Вселенной равна нулю. Значит, закон сохранения энергии не противоречит образованию «из ничего» замкнутой Вселенной (но именно геометрически замкнутой, а не открытой бесконечной Вселенной). <br><br><br><br> |
| | | |
| <br> | | <br> |
Текущая версия на 05:57, 9 июля 2012
Гипермаркет знаний>>Естествознание>>Естествознание 11 класс>> Из чего рождается Вселенная
4.4.3. Из чего рождается Вселенная?
Теория Большого взрыва в настоящее время является доминирующей теорией в космологии. Она признает рождение Вселенной как физический факт материального мира. Главной проблемой космологии является поиск ответа на поставленный в заголовке вопрос. Постараемся наметить общий подход, который вырисовывается в современном естествознании, для выработки ответа. Прежде всего отметим, что классическая физика различает две формы существования Материи: вещество и поле. Неклассическая, квантовая физика показывает дуализм их свойств на уровне микромира, где существует некоторое минимальное разнообразие фундаментальных частиц полей (как правило, безмассовых) и частиц вещества (обладающих массой покоя). Частицы полей и вещества могут превращаться друг в друга, поскольку существует эквивалентность массы и энергии. Современное естествознание подошло к выделению ещё одной формы существования Материи – Физического вакуума. Твердые, жидкие, газообразные вещества окружают человека, они ему привычны, их свойства исследованы в первую очередь. Некоторые поля (тяготения Земли, света и теплового излучения) человек также ощущает, хотя отсутствие четко выраженной геометрической формы полей требует большего интеллекта в исследовании их свойств. Свойства физического вакуума ещё мало изучены, и здесь требуются значительные интеллектуальные усилия для их понимания.
Они выглядят столь же непривычными и странными, как свойства частиц-волн в период становления квантовой физики. Физический вакуум не является абсолютной и стационарной пустотой, в нем непрерывно происходит виртуальное рождение и аннигиляция пар «частица-античастица». По аналогии с более известными явлениями макромира, такими, как поляризация диэлектриков, фазовые переходы между агрегатными состояниями или спонтанные изменения симметрии кристаллов, водится ассоциативная терминология - поляризация вакуума, спонтанное нарушение симметрии его вещественно-полевого состояния и ряд других. Для исследования вакуума требуются частицы-волны большой энергии, чтобы можно было «возмутить» непривычно энергоёмкую форму материи. Очевидно, что при анализе акта рождения вселенной необходимо учитывать наличие и необычность свойств вакуума.
В самой общей формулировке ответ на проблемный вопрос сейчас дается в таком виде: Вселенная рождается из физического вакуума как следствие спонтанного (самопроизвольного) изменения его энергомассового состояния. При этом акт рождения Вселенной в принципе не противоречит зану сохранения полной энергии Вселенной. На первый взгляд это утверждение парадоксально.
Но давайте рассмотрим аргументацию академика Я.Б. Зельдовича (1900-1987). По его мнению, формулировка самого общего закона природы в виде: «Из ничего не может образоваться ничего» является ненаучной и наивной. Во-первых, что для физика означает «ничего»?
Содержательным ответом будет:
«Ничего» 1. Масса равна нолю: М = 0. 2. Полная энергия равна нолю: W = 0. Во-вторых, по условию «задачи», кроме Вселенной ничего больше не рождается и она является изолированной системой. Для неё можно применять закон сохранения энергии, в данном случае значение начальной энергии равно нолю и должно оставаться нолевым. Это единственное ограничение, все остальное разрешено. С появлением массы Вселенной М появляется гравитационная энергия взаимодействия всех её частей, и эта энергия отрицательная. По формуле Эйнштейна эквивалентная образованной массе энергия Мс2 должна быть положительной. Если эквивалентная величина энергии и энергия гравитационного поля равны по абсолютной величине, то их сумма (то есть полная энергия системы) будет равна нолю, что и необходимо для удовлетворения требований закона сохранения. В книге Л.Д. Ландау и Е.М. Лифшица «Теория поля» строго математически доказано, что точная компенсация происходит тогда, и именно тогда, когда становится замкнутым искривленное пространство, в котором находится вещество.
Как пишет Я.Б. Зельдович: Энергия «ничего» равна нолю. Но и энергия замкнутой Вселенной равна нолю. Но и энергия замкнутой Вселенной равна нулю. Значит, закон сохранения энергии не противоречит образованию «из ничего» замкнутой Вселенной (но именно геометрически замкнутой, а не открытой бесконечной Вселенной).
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.
|