Эволюция Вселенной: закономерности и проблемы

Концепция происхождения Вселенной в результате Большого взрыва стала в настоящее время общепринятой, а астрономы дали ей название «стандартной модели».

Стремительное начальное расширение Вселенной характеризовалось колоссальными плотностью, давлением и температурой (100 млрд градусов по Цельсию). В таких условиях никакие формы жизни зародиться не могли, существовали лишь элементарные частицы в виде ионизированной плазмы. Поэтому данная концепция научно обосновывает тот факт, что живая материя, а затем и разум могли появиться только на определенном этапе эволюции самой Вселенной, когда для этого сформировались естественные предпосылки.

К концу первых трех минут температура резко упала до 1 млрд градусов, что позволило протонам и нейтронам объединиться с образованием ядер водорода и гелия.

Когда возраст Вселенной достиг нескольких сотен тысяч лет материя уже охладилась до 3000 К, это привело к соединению электронов с ядрами водорода и гелия и возникновению их атомов.

Через 700 тысяч лет появившийся газ стал конденсироваться под действием сил гравитации в определенные сгустки, из которых затем и шло образование звезд и галактик. В дальнейшем уже внутри звезд происходили процессы синтеза химических элементов.

Спонтанное расширение Вселенной («Большой взрыв») имеет коренное отличие от взрывных процессов окружающего нас макромира, где вещество разлетается сквозь пространство.

Во Вселенной с разлетом вещества одновременно расширяется (раздувается) и само ее пространство. Причем, на каждом этапе данного расширения качественно менялась структура: вначале появляется ионизированная плазма, затем возникают материальные частицы, из которых зарождаются звезды, из звезд формируются звездные системы — галактики.

Теологи и религиозно настроенные ученые начали использовать теорию «расширяющейся Вселенной» для обоснования креационизма, сверхъестественного творения мира Богом. Но показательно, что один из создателей этой теории Ж. Леметр, будучи и ученым, и аббатом, религиозным деятелем, выступил против подобных трактовок. Он считает, что данная теория не имеет никакого отношения к вопросу о существовании Бога, поскольку бытие Бога, по его мнению, вообще находится за пределами всякого возможного опыта, за рамками возможностей человеческого познания.

Материи, из которой состоит наблюдаемая Вселенная, наша Метагалактика, предшествовали другие состояния материи. И сейчас, по мнению ряда ученых, Метагалактика не исчерпывает всего мира, бытия вообще. Поэтому возникновение нашей Метагалактики не означает образования всей Вселенной, ее начало не является абсолютным космологическим «началом».

С давних времен известно, что из ничего ничего не возникает. Любой объект может возникнуть лишь из других объектов. Абсолютной пустоты как полного отсутствия материи не существует. Если отсутствует вещество, то существует поле, если отсутствует поле, то существует его физический вакуум. Например, вакуумом электромагнитного поля называют такое его состояние, в котором нет фотонов.

Поэтому когда физики говорят о возможности возникновения вещества из вакуума, это не значит, что речь идет о возникновении вещества из пустоты. Встречающиеся рассуждения о том, что во Вселенной в какую-то единицу времени якобы из «ничего» возникает какое-то количество вещества, могут означать лишь то, что речь идет о возникновении известного вещества из какого-то другого, еще не установленного вида материи.

Свое всестороннее выражение принцип несотворимости и неуничтожимости материи и ее атрибутов находит в физических законах сохранения. Растет число частных законов сохранения отдельных характеристик физических форм движения.

В начале XX в. были известны законы сохранения массы, энергии, электрического заряда, импульса, момента импульса. Ныне к ним прибавились законы сохранения четности, странности, барионного и лептонного зарядов и другие.

С открытием каждого закона сохранения неразрывно связано появление нового фундаментального свойства материи. Характерной особенностью законов сохранения является то, что они могут выражаться в форме ограничений или даже категорических запретов, означающих невозможность протекания тех или иных процессов в определенных условиях.

Нет оснований абсолютизировать и понятие «черная дыра», толкование которого тоже изменяется и уточняется. Черные Дыры не являются полностью замкнутыми мирами, через так называемые горловины, обладающие сильным электромагнитным полем, они связаны с внешним миром. Для внешнего наблюдателя они проявляются как объекты с определенными геометрическими размерами, массой, электрическим зарядом и угловым моментом.

В представлениях о черных дырах много гипотетического, недостаточно проверенного. Если существование астрономических, макроскопических черных дыр надежно установлено наблюдательными средствами, то микроскопические черные дыры остаются лишь предсказанными теоретически.

Долго считалось, что «черные дыры» — абсолютно поглощающие объекты, гравитация которых удерживает даже световое излучение. Но в начале 70-х годов XX в., когда были приняты во внимание квантовые эффекты, выяснилось, что «черные дыры» вопреки их названию должны излучать в окружающее пространство потоки вещества и антивещества, электромагнитные волны, испущенные виртуальными частицами, которые сами при этом «погибают» в черной дыре. Вокруг них происходит как бы «вскипание» вакуума (особое состояние поля), а внешне это выглядит как постепенное испарение и стягивание «черной дыры».

Как нет абсолютного начала, так нет и абсолютных тупиков развития. Все относительно и связано процессами взаимопревращения. Обнаруживаются пути дальнейшего включения в бесконечный мировой процесс и белых карликов, и нейтронных звезд, и черных дыр. «Трупами» их можно считать лишь по отношению к отдельным определенным звездам, но не по отношению ко всему космосу.

Заключение

Космология — это астрофизическая теория структуры и динамики изменения Метагалактики, включающая в себя и определенное понимание свойств всей Вселенной. Космология основывается на астрономических наблюдениях Галактики и других звездных систем. Существует понимание космологии как физического учения о всей Вселенной в целом и в частности — о Метагалактике. Но такое понимание спорно, так как не включает вклада астрономии в учение о Вселенной, свойствах звезд, галактик, квазаров и других космических объектов.

Космология как наука об эволюции Вселенной — очень молодая наука. Несмотря на то, что космологические настроения явились ядром многих учений, начиная с древности, они все были лишь предысторией научной космологии.

В последние годы были предприняты попытки осуществления программы космологического эволюционизма с учетом новых данных космологии и физики. Эта концепция основана на так называемой модели Большого взрыва.

Выводы:

В космологических размышлениях наибольшие сложности связаны с осмыслением космической сингулярности.

В первоначальных моделях горячей Вселенной не удавалось объяснить происхождение скоплений галактик (почему звезды собираются в галактики?).

А.Гут предложил модель «раздувающейся» Вселенной, причиной взрыва явилось сильное натяжение частиц, из которых состоял протовакуум.

За появление галактик и их скоплений отвечают неоднородности протовакуума.

Расширение космического излучения приводит к возникновению («вымораживанию») элементарных частиц, вещества, звезд, планет и других составляющих космического «зоопарка».

Современная космология позволяет представить эволюцию Вселенной во времени, начальные мгновения которого отстоят от начала Большого взрыва всего на 10−32 с (иногда заходит речь о 10 -43 с).

В современной космологии происходит борьба идей. В модели Большого взрыва всей материи неясны причины взрыва, а выделившаяся при этом энергия не может быть объяснена никакими законами физики.

Все, что не запрещено законами природы может быть где-нибудь, когда-нибудь реализовано, если это законы объективного мира. Но следует различать объективные законы природы и теоретическое выражение этих законов в науке. Последние всегда являются приближением к первым, поэтому далеко не всякая теоретическая модель может иметь объективный аналог в природе.

Литература

Горелов А. А. Концепции современного естествознания: Учеб. Пособие для студ. высш. заведений. — М.: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 200. 512 с.

Канке В. А. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. — М. Логос, 2003

Карпенков С. Х. Современное естествознание: Учебник для колледжей и техникумов. — М.: Академический проект, 2003. — 569 с.

Концепции современного естествознания. Под общ. Ред. Проф. Самыгина С. И. Ростов н /Дону: Феникс, 2001. 352 с.

Найдыш В. М. Концепции современного естествознания: Учебник. — М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2006. — 622 с.

Солопов Е. Ф. Концепции современного естествознания: Учеб. Пособие для вузов. — М.: Гуманит. Изд. Цент ВЛАДОС, 1999. 232 с.

Хорошавина С. Г. Концепции современного естествознания. Курс лекций — Ростов н /Д: «Феникс», 2003

Концепции современного естествознания. Под общ. Ред. Проф. Самыгина С. И. Ростов-на-Дону: Феникс, 2001. 352 с., стр. 154

Горелов А. А. Концепции современного естествознания: Учеб. Пособие для студ. высш. заведений. — М.: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 200. 512 с., стр. 62