Klausimas, ką mes žinome (ir ko nežinome) apie kosmosą, žinoma, dabar jaudina protus. Ir ne tik kalbant apie, galima sakyti, „utilitarinį“, tai yra praktinį susidomėjimą tomis planetomis, į kurias artimiausiu metu skris astronautai, ir tarpplanetine terpe, per kurią skris jų raketos. Visatos tyrinėjimas, procesų, vykstančių tolimuose kosminiuose kūnuose, prigimties supratimas kelia didelį pažintinį susidomėjimą. Vienas garsus astronomas šiuo klausimu visiškai teisingai pastebėjo: „Žmogus ypač skiriasi nuo gyvūnų tuo, kad kartais pakelia akis į dangų ...“

Kol žmonija egzistuos, ją visada trauks ir vilios Visata. Manęs paprašė parašyti, kaip įsivaizduoju astronomijos raidą artimiausioje ateityje. Mūsų laikais būti pranašu moksle yra gana sudėtinga, jei ne beviltiška, užduotis. Istorija ne kartą žiauriai juokėsi iš mokslinių prognozių autorių. Pateiksiu tik vieną pavyzdį. 1955 metais Anglijoje buvo išleista garsaus fiziko Thompsono knyga „Numatoma ateitis“. Ši knyga labai įdomi ir žavi, joje pateikiama mokslo, technologijų ir socialinių santykių raidos prognozė ateinantiems 50 metų. Jo autorius prognozavo, kad pirmasis žmogus į kosmosą prasiskverbs pačioje XX amžiaus pabaigoje. Ir dabar, praėjus vos dvejiems metams nuo jo parašymo, buvo paleistas pirmasis dirbtinis palydovas.

Prognozuojant mokslo sėkmę bet kokiam ilgam laikotarpiui, visiškai nepakanka vadovautis grynai „akademinėmis“ prielaidomis. Galbūt Thompsonas būtų buvęs teisus, jei mokslų raida būtų vykusi darniai. Tačiau, kaip taisyklė, taip nėra.

Kad ir kokia sunki, o svarbiausia, nedėkinga užduotis būtų nuspėti, kaip atrodys senovinis ir amžinai jaunas dangaus mokslas, aš pabandysiu tai padaryti. Matyt, vadovaujuosi natūralia žmogiška silpnybe – bandyti pakelti šydą virš ateities...

Taigi, ko galime tikėtis iš astronomijos po dviejų dešimtmečių? Norint kažkaip pabandyti atsakyti į šį klausimą, pirmiausia reikėtų pabandyti įvardyti perspektyviausias šio mokslo raidos kryptis, antra, suvokti, kokios sėkmės buvo pasiektos praeityje astronomijoje.

Dvidešimtojo amžiaus pirmajame trečdalyje įvykusi revoliucija fizikoje padarė didžiulę įtaką astronomijai: mechanika, branduolių fizika, reliatyvumo teorija per pastaruosius du dešimtmečius buvo plačiai naudojami astrofiziniuose tyrimuose. Tuo pačiu metu radijo elektronikos pasiekimai buvo įtraukti į astronominių stebėjimų praktiką. Nauji tyrimo metodai ir priemonės leido gauti rezultatus, apie kuriuos anksčiau net nebuvo galima pasvajoti.

Prieš 20 metų praktiškai vienintelis mūsų informacijos apie dangaus kūnų prigimtį šaltinis buvo iš jų sklindanti šviesa. Tuo tarpu galima daryti prielaidą, kad dangaus kūnai, bent jau kai kurie, spinduliuoja „nematomose“ spektro dalyse. Tačiau astronomai nieko nežinojo apie šią spinduliuotę, ir toks nežinojimas labai apribojo mūsų žinias.

Didžiausia pastarųjų metų „dangaus mokslo“ sėkmė buvo radijo astronomijos plėtra. Kaip rodo pavadinimas, šis mokslas tiria kai kurių kosminių objektų skleidžiamas radijo bangas. Nors radijo astronomija atsirado 1932 m., tuo metu jos dar nebuvo. Iš tikrųjų ji pradėjo vystytis tik po Antrojo pasaulinio karo. Nepaisant to, radijo astronomijos sėkmė yra nuostabi.

Jei ne ši astronomijos sritis, beveik nieko nebūtume sužinoję apie tarpžvaigždinę materiją, apie mūsų žvaigždžių sistemos – Galaktikos – sukimąsi ir dinamiką, apie ūkus, susiformavusius po grandiozinių kosminių katastrofų – vadinamųjų „supernovų“ sprogimų. , ir apie daugelį kitų dalykų.ne mažiau svarbių ir įdomių.

Radijo astronomija leido atrasti visiškai naujus reiškinius visatoje, pavyzdžiui, nuostabias žvaigždžių sistemas – radijo galaktikas, skleidžiančias milžiniškos galios radijo bangas. Daugumą radijo galaktikų nuo mūsų skiria neįtikėtinai dideli atstumai, vertinami milijardais šviesmečių. Net didžiausi optiniai teleskopai daugelio jų nepajėgia aptikti. Per trumpą laiką radijo astronomija pakeitė senovės visatos mokslą. Dabar neįmanoma įsivaizduoti tolesnės jos raidos be radijo astronomijos tyrimų pažangos. Jau projektuojami ir statomi milžiniški radijo teleskopai, kurių veidrodžio skersmuo siekia šimtus metrų.

Dėl vadinamųjų "kvantinių stiprintuvų" sukūrimo pastaruoju metu labai padidėjo priėmimo įrangos jautrumas. Kai ši galinga tyrimų technika visiškai pradės veikti, prasidės nauja radijo astronomijos era ir kas žino, kokios nuostabios visatos pusės mums atsivers. Gausime ir ištirsime žvaigždžių, bent jau artimųjų, radijo spinduliavimą, pagaliau gausime ilgai lauktą informaciją apie atokius Visatos kampelius ir, matyt, išspręsime ilgai kamavusį klausimą apie jos plėtimosi prigimtį. . Kas žino, gal už regiono, kuriame Visata plečiasi, yra regionas, kuriame ji traukiasi? Ir apskritai – Visata baigtinė ar begalinė?

Ir, žinoma, Visatoje bus atrasti nauji reiškiniai, kurių egzistavimo dabar net negalime numanyti. Iškils naujos grandiozinės problemos, kurias XXI amžiaus pabaigoje bus kviečiamas spręsti astronomijos mokslas.

Turėtume tikėtis „nematomo astronomijos“, tai yra, kosminės spinduliuotės, esančios abiejose matomo elektromagnetinių bangų diapazono (šviesos diapazono) pusėse, žydėjimo. Šiuolaikinės astronomijos raidos tendencija yra didžiausia spektrinės srities, kurioje atliekami kosminių kūnų spinduliuotės tyrimai, išplėtimas.

Anksčiau nieko nežinojome apie dangaus kūnų spinduliavimą ultravioletinėje, rentgeno ir dar labiau „kietesnėje“ spektro srityje. Tokią spinduliuotę visiškai sugeria žemės atmosfera. Tuo tarpu mūsų žinios apie dangaus kūnų, ypač Saulės, prigimtį negali būti pilnos, jei nežinome jų „kietojo“ spinduliavimo ypatybių. Užtenka pasakyti, kad saulės ultravioletinė ir rentgeno spinduliuotė daro didžiulę įtaką viršutiniams žemės atmosferos sluoksniams, juos jonizuoja ir šildo. Tai visų pirma labai priklauso nuo trumpųjų bangų radijo ryšio.

Tobulėjant raketų technologijoms, atsirado galimybė „kietą“ spinduliuotę matuojančius prietaisus iškelti į didelį aukštį ir taip „pralaužti“ tankius žemės atmosferos sluoksnius, trukdančius tokiems tyrimams. Taigi pokario laikotarpiu atsirado ir pradėjo sparčiai vystytis naujas mokslas, vadinamas „raketų astronomija“.

Raketų astronomijos pasiekimai prieš 50 metų galėjo atrodyti fantastiški. Dabar jau labai tiksliai žinome, kas yra Saulės ultravioletinė ir rentgeno spinduliuotė, kaip ji kinta laikui bėgant ir koks jos įtakos žemės atmosferai mechanizmas. Kita vertus, šios spinduliuotės tyrimai leido gerokai patobulinti mūsų supratimą apie fizines saulės atmosferos sąlygas. Tai turi didelę teorinę ir praktinę reikšmę.

Tačiau tai tik pirmieji raketų astronomijos žingsniai. Dabar beveik nieko nežinome apie ultravioletinę ir rentgeno spinduliuotę iš žvaigždžių, ūkų ir galaktikų. Ir mes turime tai žinoti, jei norime teisingai įsivaizduoti šių kosminių objektų prigimtį. Todėl galime pagrįstai numatyti, kad raketų astronomija ateityje užims svarbią vietą astronominiuose tyrimuose. Bus statomos tikros kosminės laboratorijos – dirbtiniai Žemės, Mėnulio ir Saulės palydovai, ant kurių bus sumontuoti gana dideli automatiškai veikiantys teleskopai, galintys matuoti ir analizuoti visų rūšių „kietą“ žvaigždžių, ūkų ir kitų kosminių objektų spinduliuotę. .

Be jokios abejonės, tokių įrenginių sukūrimas nėra lengva užduotis. Ypač sunku pakankamai tiksliai užtikrinti automatinį teleskopų „nurodymą“ į norimą žvaigždę ar ūką. Juk tokiose stotyse žmonių nebus. Mokslinė informacija į Žemę bus perduodama naudojant telemetriją.

Ypač vilioja perspektyva Mėnulyje įrengti nuolatinę mokslinę stotį. Šioje stotyje gali būti įrengti gana dideli teleskopai ir gana moderni laboratorija. Visai gali būti, kad normaliam tokios stoties darbui prireiks nedidelio specialistų – astronomų ir fizikų – kolektyvo. Juk ne visada net pažangiausia automatika gali pakeisti žmogų.

Vadinamosios gama spinduliuotės astronomijos plėtros perspektyvos labai viliojančios. Tai suprantama kaip „kiečiausių“ gama spindulių, kuriuos, žinoma, turėtų skleisti kai kurie kosminiai kūnai, tyrimas. Tokie spinduliai per visą atmosferą prasiskverbia nesugerdami, todėl juos galima registruoti Žemės paviršiuje sumontuotais instrumentais. Neseniai Saulės gama spinduliuotė buvo aptikta joje atsiradus aktyviems dariniams, vadinamiesiems žybsniams – milžiniškiems sprogimams paviršiniuose Saulės sluoksniuose, kuriuos jau seniai tyrinėjo astronomai ir fizikai. Bet tai tik pradžia. Galima tikėtis, kad Visatoje yra objektų, kurie skleidžia labai didelės galios gama spindulius. Jie yra labai toli nuo mūsų, todėl gama spinduliuotės srautas iš jų yra mažas. Tačiau reikšmingas tokios spinduliuotės imtuvų jautrumo padidėjimas ir naujų jos aptikimo metodų sukūrimas dabar atveria realią galimybę gama spindulių astronomijai atsirasti.

Tokių tyrimų svarba slypi tame, kad jie leidžia ištirti kosminių spindulių elgesį Visatos gelmėse. Galima daryti prielaidą, kad per du dešimtmečius gama spindulių astronomija praturtins mokslą daugybe itin svarbių atradimų.

Taip pat norėčiau pasakyti keletą žodžių apie "" astronomiją. Tokios astronomijos dar nėra, tačiau yra pagrindo manyti, kad ji iškils artimiausiu metu. Neutrinas yra elementarioji dalelė, kurią kai kurie branduoliai išskiria vadinamojo beta skilimo metu. Nors teoriškai tokios dalelės egzistavimas buvo prognozuojamas seniai, ji buvo atrasta visai neseniai.

Faktas yra tas, kad ši dalelė yra beveik nepastebima, nes ji praktiškai nesąveikauja su medžiaga. Pavyzdžiui, neutrinas gali lengvai pereiti per viską (jau nekalbant apie Žemę) su nereikšminga tikimybe būti absorbuojamas.

Kita vertus, dabar žinome, kad Saulės (kaip ir kitų žvaigždžių) didžiulio kiekio energijos išmetimo priežastis yra jos gelmėse. Tokiose reakcijose ypač susidaro labai daug neutrinų, kurie beveik netrukdomi palieka Saulę: jiems ji beveik skaidri. Apskaičiuota, kad Saulė ir žvaigždės neutrinų pavidalu spinduliuoja maždaug tiek pat energijos, kiek spinduliuoja šviesos ir šilumos pavidalu. Kadangi esame labai arti Saulės ir „maudamės“ jos spinduliuose, tai kartu „maudomės“ jos neutrininėje spinduliuotėje.

Bet kaip aptikti šį galingą neutrinų srautą? Tai padaryti toli gražu nėra lengva, ir ne veltui ši nuostabi elementarioji dalelė taip ilgai išvengė eksperimentuotojų. Tačiau padėtis nėra beviltiška. Sparčiai tobulėjanti šiuolaikinio fizinio eksperimento technika leis aptikti ir ištirti saulės neutrinus per ateinančius vieną ar du dešimtmečius. Taigi, mes tarsi pažvelgsime į Saulės gelmes, kur susidaro neutrinai, išsiaiškinsime savo mintis apie ten vykstančias branduolines reakcijas ir – kas žino! – galbūt atskleisime staigmenų, kurios neįlipa į jokius vartus. Ir tai turbūt labiausiai viliojanti iš visų...

Kitaip tariant, tai, kas visai neseniai galėjo atrodyti kaip nežabota fantazija – galimybė tiesiogiai stebėti saulės ir žvaigždžių vidų – neutrinų astronomija taps realybe.

Bet užtenka apie „nematomo astronomiją“. Žinoma, ši astronomijos raidos kryptis yra viena svarbiausių, bet anaiptol ne vienintelė. Visų pirma, šiuo metu stebime iš esmės naujos astronomijos krypties – vadinamosios eksperimentinės astronomijos – atsiradimą. Bet apie tai skaitykite kitame mūsų straipsnyje.

Dar vaikystėje, būdamas smalsus vaikas, svajojau tapti astronautu. Natūralu, kad užaugus mano susidomėjimas nukrypo į žvaigždes. Palaipsniui skaitydamas knygas apie astronomiją ir fiziką, lėtai studijavo pagrindus. Lygiagrečiai skaitydamas knygas jis įvaldė žvaigždėto dangaus žemėlapį. Nes Užaugau kaime, tada gana gerai matydavau žvaigždėtą dangų. Dabar laisvalaikiu toliau skaitau knygas, leidinius ir stengiuosi sekti naujausius mokslo pasiekimus šioje žinių srityje. Ateityje norėčiau įsigyti savo teleskopą.

Astronomija yra mokslas apie dangaus kūnų ir jų sistemų judėjimą, struktūrą ir vystymąsi iki visos Visatos.

Žmogus, savo esme, turi nepaprastą smalsumą, kuris skatina jį tyrinėti jį supantį pasaulį, todėl astronomija pamažu atsirado visuose pasaulio kampeliuose, kur gyveno žmonės.

Astronominę veiklą galima atsekti šaltiniuose bent jau VI-IV tūkstantmečio pr. e., o ankstyviausios nuorodos į šviesulių vardus aptinkamos 25-23 amžių piramidžių tekstuose. pr. Kr e. – religinis paminklas. Atskiri megalitinių struktūrų bruožai ir net primityvių žmonių uolų paveikslai interpretuojami kaip astronominiai. Tautosakoje yra daug panašių motyvų.

1 paveikslas – dangaus diskas iš Nebros

Taigi, vienus pirmųjų „astronomų“ galima vadinti šumerais ir babiloniečiais. Babilono kunigai paliko daug astronominių lentelių. Jie taip pat nustatė pagrindinius žvaigždynus ir zodiaką, įvedė viso kampo padalijimą į 360 laipsnių ir sukūrė trigonometriją. II tūkstantmetyje pr. e. šumerai turėjo mėnulio kalendorių, patobulintą I tūkstantmetyje pr. e. Metus sudarė 12 sinodinių mėnesių – šeši iš 29 dienų ir šeši iš 30 dienų, iš viso 354 dienos. Apdoroję savo stebėjimų lenteles, kunigai atrado daugybę planetų – Mėnulio ir Saulės – judėjimo dėsnių ir sugebėjo numatyti užtemimus. Tikriausiai Babilone atsirado septynių dienų savaitė (kiekviena diena buvo skirta vienam iš 7 šviesuolių). Tačiau ne tik šumerai turėjo savo kalendorių, Egipte buvo sukurtas savas „sotiškas“ kalendorius. Sotiniai metai yra laikotarpis tarp dviejų spiralinių Sirijaus pakilimų, tai yra, jie sutapo su sideriniais metais, o civilinius metus sudarė 12 mėnesių po 30 dienų plius penkios papildomos dienos, iš viso 365 dienos. Mėnulio kalendorius su metoniniu ciklu, suderintas su civiliniu, taip pat buvo naudojamas Egipte. Vėliau, Babilono įtakoje, atsirado septynių dienų savaitė. Diena buvo padalinta į 24 valandas, kurios iš pradžių buvo nelygios (atskirai dienos šviesai ir tamsai), bet IV a. pr. Kr. pabaigoje. e. įgavo šiuolaikišką išvaizdą. Egiptiečiai taip pat padalijo dangų į žvaigždynus. To įrodymai gali būti nuorodos tekstuose, taip pat piešiniai ant šventyklų ir kapų lubų.

Iš Rytų Azijos šalių senovės astronomija buvo labiausiai išvystyta Kinijoje. Kinijoje buvo dvi teismo astronomų pareigybės. Maždaug VI amžiuje prieš Kristų. e. Kinai nurodė saulės metų ilgį (365,25 dienos). Atitinkamai dangaus ratas buvo padalintas į 365,25 laipsnių arba į 28 žvaigždynus (pagal mėnulio judėjimą). Observatorijos atsirado XII amžiuje prieš Kristų. e. Tačiau daug anksčiau Kinijos astronomai uoliai fiksavo visus neįprastus įvykius danguje. Pirmasis kometos atsiradimo įrašas susijęs su 631 m.pr.Kr. e., apie Mėnulio užtemimą – iki 1137 m.pr.Kr. e., apie saulę – iki 1328 m.pr.Kr. e., pirmasis meteorų lietus aprašytas 687 m. pr. Kr. e. Tarp kitų Kinijos astronomijos laimėjimų verta paminėti teisingą Saulės ir Mėnulio užtemimų priežasties paaiškinimą, Mėnulio netolygaus judėjimo atradimą, siderinio laikotarpio matavimą, pirmiausia Jupiteriui, o nuo III a. . e. - ir visoms kitoms planetoms, tiek siderinėms, tiek sinodinėms, su geru tikslumu. Kinijoje buvo daug kalendorių. Iki VI amžiaus prieš Kristų. e. buvo atrastas metoninis ciklas ir nustatytas mėnulio kalendorius. Metų pradžia – žiemos saulėgrįža, mėnesio pradžia – jaunatis. Diena buvo padalinta į 12 valandų (kurių pavadinimai buvo naudojami ir kaip mėnesių pavadinimai) arba į 100 dalių.

Lygiagrečiai Kinijai, priešingoje žemės pusėje, majų civilizacija skuba įgyti astronominių žinių, ką įrodo daugybė archeologinių kasinėjimų šios civilizacijos miestų vietose. Senovės majų astronomai sugebėjo numatyti užtemimus ir labai atidžiai stebėjo įvairius labiausiai matomus astronominius objektus, tokius kaip Plejados, Merkurijus, Venera, Marsas ir Jupiteris. Įspūdingai atrodo miestų liekanos ir observatorijos šventyklos. Deja, išliko tik 4 skirtingo amžiaus rankraščiai ir tekstai ant stelų. Majai labai tiksliai nustatė visų 5 planetų sinodinius periodus (Ypač buvo gerbiama Venera), sugalvojo labai tikslų kalendorių. Majų mėnuo buvo 20 dienų, o savaitė - 13. Astronomija vystėsi ir Indijoje, nors ten nelabai sekėsi. Tarp inkų astronomija yra tiesiogiai susijusi su kosmologija ir mitologija; tai atsispindi daugelyje legendų. Inkai žinojo skirtumą tarp žvaigždžių ir planetų. Europoje padėtis buvo prastesnė, tačiau keltų genčių druidai tikrai turėjo tam tikrų astronominių žinių.

Ankstyvosiose vystymosi stadijose astronomija buvo kruopščiai sumaišyta su astrologija. Mokslininkų požiūris į astrologiją praeityje buvo prieštaringas. Išsilavinę žmonės apskritai visada skeptiškai žiūrėjo į gimdymo astrologiją. Tačiau tikėjimas visuotine harmonija ir ryšių gamtoje ieškojimas skatino mokslo raidą. Todėl natūralų senovės mąstytojų susidomėjimą sužadino gamtos astrologija, kuri nustatė empirinį ryšį tarp kalendorinio pobūdžio dangaus reiškinių ir oro ženklų, derliaus nuėmimo ir darbų laiko. Astrologija kilusi iš šumerų-babiloniečių astralinių mitų, kuriuose dangaus kūnai (Saulė, Mėnulis, planetos) ir žvaigždynai buvo siejami su dievais ir mitologiniais personažais, dievų įtaka žemiškajam gyvenimui šios mitologijos rėmuose buvo transformuota į įtaką. apie dangaus kūnų gyvenimą – dievybių simbolius. Babiloniečių astrologiją pasiskolino graikai, o vėliau, bendraudami su helenistiniu pasauliu, ji prasiskverbė į Indiją. Galutinis mokslinės astronomijos atskyrimas įvyko Renesanso laikais ir užtruko ilgai.

Astronomijos, kaip mokslo, formavimąsi tikriausiai reikėtų priskirti senovės graikams, nes. jie įnešė didžiulį indėlį į mokslo raidą. Senovės graikų mokslininkų darbuose yra daugybė idėjų, kuriomis grindžiamas šių laikų mokslas, ištakos. Tarp šiuolaikinės ir senovės Graikijos astronomijos yra tiesioginis paveldėjimo ryšys, o kitų senovės civilizacijų mokslas šiuolaikinę paveikė tik tarpininkaujant graikams.

Senovės Graikijoje astronomija jau buvo vienas iš labiausiai išsivysčiusių mokslų. Siekdami paaiškinti tariamus planetų judėjimus, graikų astronomai, didžiausias iš jų Hiparchas (II a. pr. Kr.), sukūrė geometrinę epiciklų teoriją, sudariusią Ptolemėjo (II a. po Kr.) pasaulio geocentrinės sistemos pagrindą. Iš esmės klaidinga Ptolemėjaus sistema vis dėlto leido numatyti apytiksles planetų padėtis danguje, todėl keletą šimtmečių tam tikru mastu tenkino praktinius poreikius.

Ptolemėjo pasaulio sistema užbaigia senovės graikų astronomijos raidos etapą. Feodalizmo raida ir krikščioniškosios religijos plitimas lėmė didelį gamtos mokslų nuosmukį, o astronomijos raida Europoje sulėtėjo ilgus šimtmečius. Niūrių viduramžių eroje astronomai užsiėmė tik tariamų planetų judėjimo stebėjimais ir šių stebėjimų derinimu su priimta Ptolemėjaus geocentrine sistema.

Šiuo laikotarpiu astronomija racionaliai vystėsi tik tarp arabų ir Vidurinės Azijos bei Kaukazo tautų, iškilių to meto astronomų - Al-Battani (850-929), Biruni (973-1048), Ulugbeko (1394) darbuose. -1449)..) ir kt.. Kapitalizmo, pakeitusio feodalinę visuomenę, atsiradimo ir formavimosi Europoje laikotarpiu prasidėjo tolesnė astronomijos raida. Ypač sparčiai ji vystėsi didžiųjų geografinių atradimų eroje (XV-XVI a.). Besiformuojanti nauja buržuazijos klasė domėjosi naujų žemių išnaudojimu ir surengė daugybę ekspedicijų joms atrasti. Tačiau ilgoms kelionėms per vandenyną reikėjo tikslesnių ir paprastesnių orientacijos ir laiko nustatymo metodų nei tie, kuriuos galėjo suteikti Ptolemajo sistema. Prekybos ir navigacijos plėtrai reikėjo skubiai tobulinti astronomines žinias ir ypač planetų judėjimo teoriją. Gamybinių jėgų plėtra ir praktikos reikalavimai, viena vertus, ir sukaupta stebėjimų medžiaga, kita vertus, paruošė dirvą astronomijos revoliucijai, kurią sukūrė didysis lenkų mokslininkas Nikolajus Kopernikas (1473–1543). , kuris sukūrė savo heliocentrinę pasaulio sistemą, paskelbtą jo mirties metais.

Koperniko mokymas pažymėjo naujo astronomijos raidos etapo pradžią. Kepleris 1609–1618 m. buvo atrasti planetų judėjimo dėsniai, o 1687 metais Niutonas paskelbė visuotinės gravitacijos dėsnį.

Naujoji astronomija įgijo galimybę tirti ne tik matomus, bet ir tikrus dangaus kūnų judesius. Jos daugybė ir puikių sėkmių šioje srityje vainikavo XIX amžiaus viduryje. Neptūno planetos atradimas, o mūsų laikais – dirbtinių dangaus kūnų orbitų skaičiavimas.

Astronomija ir jos metodai turi didelę reikšmę šiuolaikinės visuomenės gyvenime. Klausimus, susijusius su laiko matavimu ir žmonijos suteikimu tikslaus laiko žinioms, dabar sprendžia specialios laboratorijos – laiko tarnybos, paprastai organizuojamos astronomijos įstaigose.

Astronominės orientacijos metodai kartu su kitais vis dar plačiai naudojami navigacijoje ir aviacijoje, o pastaraisiais metais – astronautikoje. Šalies ūkyje plačiai naudojamo kalendoriaus skaičiavimas ir sudarymas taip pat remiasi astronominėmis žiniomis.

2 paveikslas – Gnomonas – seniausias goniometrinis įrankis

Geografinių ir topografinių žemėlapių sudarymas, jūros potvynių ir atoslūgių pradžios prognozavimas, gravitacijos nustatymas įvairiuose žemės paviršiaus taškuose, siekiant aptikti naudingųjų iškasenų telkinius – visa tai pagrįsta astronominiais metodais.

Įvairiuose dangaus kūnuose vykstančių procesų tyrimai leidžia astronomams tyrinėti materiją jos būsenose, kurios žemiškomis laboratorinėmis sąlygomis dar nepasiektos. Todėl astronomija, o ypač astrofizika, glaudžiai susijusi su fizika, chemija ir matematika, prisideda prie pastarųjų vystymosi ir, kaip žinoma, yra visų šiuolaikinių technologijų pagrindas. Pakanka pasakyti, kad intraatominės energijos vaidmens klausimą pirmieji iškėlė astrofizikai, o didžiausias šiuolaikinių technologijų pasiekimas – dirbtinių dangaus kūnų (palydovų, kosminių stočių ir laivų) sukūrimas apskritai būtų neįsivaizduojamas be astronominių žinių. .

Astronomija turi išskirtinai didelę reikšmę kovojant su idealizmu, religija, mistika ir kunigyste. Jos vaidmuo formuojant teisingą dialektinę-materialistinę pasaulėžiūrą yra milžiniškas, nes ji lemia Žemės, o kartu ir žmogaus, padėtį mus supančioje pasaulyje, Visatoje. Patys dangaus reiškinių stebėjimai nesuteikia mums pagrindo tiesiogiai atrasti tikrąsias jų priežastis. Nesant mokslinių žinių, tai lemia neteisingą jų paaiškinimą, prietarus, mistiką, pačių reiškinių ir atskirų dangaus kūnų sudievinimą. Taigi, pavyzdžiui, senovėje Saulė, Mėnulis ir planetos buvo laikomos dievybėmis ir buvo garbinamos. Visų religijų ir visos pasaulėžiūros centre glūdi pagrindinės Žemės padėties ir jos nejudrumo idėja. Daugelis žmonių prietarų buvo siejami (ir net dabar ne visi nuo jų išsivadavo) su saulės ir mėnulio užtemimais, kometų atsiradimu, meteorų ir ugnies kamuolių atsiradimu, meteoritų kritimu ir kt. Taigi, pavyzdžiui, kometos buvo laikomos įvairių nelaimių, ištikusių žmoniją Žemėje, pasiuntiniais (gaisrai, ligų epidemijos, karai), meteorai buvo imami už mirusių žmonių sielas, skrendančius į dangų ir kt.

Astronomija, tirdama dangaus reiškinius, tirdama dangaus kūnų prigimtį, sandarą ir raidą, įrodo Visatos materialumą, jos natūralų, dėsningą raidą laike ir erdvėje be jokių antgamtinių jėgų įsikišimo.

Astronomijos istorija rodo, kad ji buvo ir išlieka aršios materialistinės ir idealistinės pasaulėžiūros kovos scena. Šiuo metu daugelis paprastų klausimų ir reiškinių nebelemia ir nesukelia šių dviejų pagrindinių pasaulėžiūrų kovos. Dabar kova tarp materialistinės ir idealistinės filosofijos vyksta sudėtingesnių klausimų, sudėtingesnių problemų srityje. Tai susiję su pagrindiniais požiūriais į materijos ir Visatos sandarą, tiek atskirų dalių, tiek visos Visatos kilmę, vystymąsi ir tolesnį likimą.

Dvidešimtasis amžius astronomijai reiškia daugiau nei dar šimtas metų. Būtent XX amžiuje jie sužinojo fizinę žvaigždžių prigimtį ir išsprendė jų gimimo paslaptį, tyrinėjo galaktikų pasaulį ir beveik visiškai atkūrė Visatos istoriją, aplankė kaimynines planetas ir atrado kitas planetų sistemas.

Amžiaus pradžioje galėdami išmatuoti atstumus tik iki artimiausių žvaigždžių, amžiaus pabaigoje astronomai „pasiekė“ beveik iki visatos ribų. Tačiau iki šiol atstumų matavimas tebėra opi astronomijos problema. Neužtenka „ištiesti ranką“, reikia tiksliai nustatyti atstumą iki tolimiausių objektų; tik taip sužinosime tikrąsias jų savybes, fizinę prigimtį ir istoriją.

Astronomijos pažanga XX amžiuje buvo glaudžiai susiję su fizikos revoliucija. Kuriant ir tikrinant reliatyvumo teoriją ir kvantinę atomo teoriją, buvo naudojami astronominiai duomenys. Kita vertus, fizikos pažanga praturtino astronomiją naujais metodais ir galimybėmis.

Ne paslaptis, kad sparčiai augantis mokslininkų skaičius XX a. lėmė technologijų, daugiausia karinių, poreikiai. Tačiau astronomija nėra tokia reikalinga technologijų vystymuisi, kaip fizika, chemija, geologija. Todėl ir dabar, XX amžiaus pabaigoje, profesionalių astronomų pasaulyje nėra tiek daug – tik apie 10 tūkst.. Nesaistomi paslapties sąlygų, astronomai amžiaus pradžioje, 1909 m. Tarptautinė astronomijos sąjunga (MAC), kuri koordinuoja bendrą visiems skirto žvaigždėto dangaus tyrimą. Pastarąjį dešimtmetį kompiuterinių tinklų dėka ypač suaktyvėjo įvairių šalių astronomų bendradarbiavimas.

3 paveikslas – radijo teleskopai

Dabar XXI amžiuje astronomija susiduria su daugybe užduočių, įskaitant tokias sudėtingas kaip bendriausių Visatos savybių tyrimas, todėl būtina sukurti bendresnę fizinę teoriją, galinčią apibūdinti materijos būseną ir fizikinius procesus. Norint išspręsti šią problemą, reikalingi stebėjimo duomenys Visatos regionuose, esančiuose kelių milijardų šviesmečių atstumu. Šiuolaikinės techninės galimybės neleidžia išsamiai ištirti šių sričių. Nepaisant to, ši problema dabar pati aktualiausia ir ją sėkmingai sprendžia daugelio šalių astronomai.

Tačiau visai gali būti, kad šios problemos nepatrauks pagrindinio naujosios kartos astronomų dėmesio. Šiais laikais neutrinų ir gravitacinių bangų astronomija žengia pirmuosius nedrąsius žingsnius. Tikriausiai po poros dešimtmečių būtent jie mums atvers naują Visatos veidą.

Nepaisant spartaus vystymosi, vienas astronomijos bruožas išlieka nepakitęs. Ją domina žvaigždėtas dangus, kuriuo galima grožėtis ir mokytis iš bet kurios Žemės vietos. Dangus yra vienas visiems, ir kiekvienas gali jį tyrinėti, jei nori. Net ir dabar astronomai mėgėjai labai prisideda prie kai kurių stebėjimo astronomijos šakų. Ir tai atneša ne tik naudą mokslui, bet ir jiems didelį, neprilygstamą džiaugsmą.

Šiuolaikinės technologijos leidžia imituoti kosminius objektus ir pateikti duomenis paprastam vartotojui. Tokių programų kol kas nėra daug, tačiau jų daugėja ir jos nuolat tobulinamos. Štai keletas programų, kurios bus įdomios ir naudingos net žmonėms, kurie toli nuo astronomijos:

• Pasaulyje plačiai žinomas kompiuterinis planetariumas RedShift, Maris Technologies Ltd. gaminys. Tai geriausiai parduodama programa savo klasėje ir jau pelnė daugiau nei 20 prestižinių tarptautinių apdovanojimų. Pirmoji versija pasirodė 1993 m. Jis iš karto sulaukė entuziastingo Vakarų vartotojų priėmimo ir užėmė pirmaujančią poziciją visapusiškų kompiuterių planetariumų rinkoje. Tiesą sakant, „RedShift“ pakeitė pasaulinę astronomijos programinės įrangos rinką. Nuobodžios skaičių stulpeliai šiuolaikinių kompiuterių galia paverčiami virtualia realybe, kurioje yra itin tikslus Saulės sistemos modelis, milijonai kosminių objektų ir gausybė pamatinės medžiagos.
• Google Earth yra Google projektas, kurio metu internete buvo patalpintos viso žemės paviršiaus palydovinės nuotraukos. Kai kurių regionų nuotraukos turi precedento neturinčią didelę skiriamąją gebą Skirtingai nuo kitų panašių paslaugų, kurios įprastoje naršyklėje rodo palydovinius vaizdus (pavyzdžiui, Google Maps), ši paslauga naudoja specialią Google Earth kliento programą, atsisiųstą į vartotojo kompiuterį.
• „Google“ žemėlapiai yra programų rinkinys, sukurtas remiantis nemokama žemėlapių paslauga ir „Google“ teikiama technologija. Paslauga yra viso pasaulio (taip pat Mėnulio ir Marso) žemėlapis ir palydoviniai vaizdai.
• Celestia yra nemokama 3D astronomijos programa. Programa, pagrįsta HIPPARCOS katalogu, leidžia vartotojui peržiūrėti įvairių dydžių objektus nuo dirbtinių palydovų iki užbaigtų galaktikų trimis matmenimis naudojant OpenGL technologiją. Skirtingai nuo daugelio kitų virtualių planetariumų, vartotojas gali laisvai keliauti po visatą. Programos priedai leidžia pridėti tiek realaus gyvenimo objektų, tiek objektų iš išgalvotų visatų, sukurtų jų gerbėjų.
• KStars yra virtualus planetariumas, kuris yra KDE švietimo projekto dalis. KStars rodo naktinį dangų iš bet kurios mūsų planetos vietos. Žvaigždėtą dangų galite stebėti ne tik realiu laiku, bet ir kaip buvo ar bus, nurodant norimą datą ir laiką. Programa rodo 130 000 žvaigždžių, 8 Saulės sistemos planetas, Saulę, Mėnulį, tūkstančius asteroidų ir kometų.
• Stellarium yra nemokamas virtualus planetariumas. Su Stellarium galima pamatyti tai, ką galima pamatyti vidutiniu ir net dideliu teleskopu. Programoje taip pat pateikiami Saulės užtemimų ir kometų judėjimo stebėjimai.

1. „Astronomijos istorija“. Elektroninis šaltinis.
   Prieigos režimas: http://ru.wikipedia.org/wiki/History_of_astronomy
2. "Senovės astronomija ir šiuolaikinė astronomija". Elektroninis šaltinis.
   Prieigos režimas: http://www.prosvetlenie.org/mystic/7/10.html
3. „Praktinė ir ideologinė astronomijos reikšmė“. Elektroninis šaltinis.
   Prieigos režimas: http://space.rin.ru/articles/html/389.html
4. „Astronomijos pradžia. Gnomonas yra astronominis instrumentas. Elektroninis šaltinis. Prieigos režimas: http://www.astrogalaxy.ru/489.html
5. „XXI amžiaus astronomija – XX amžiaus astronomija“. Elektroninis šaltinis.
   Prieigos režimas: http://astroweb.ru/hist_/stat23.htm
6. "Astronomija" Elektroninis šaltinis.
   Prieigos režimas: http://ru.wikipedia.org/wiki/Astronomy
7. „XXI amžiaus astronomija – XX amžiaus rezultatai ir XXI amžiaus uždaviniai“. Elektroninis šaltinis.
   Prieigos režimas: http://astroweb.ru/hist_/stat29.htm
8. „Kompiuterinis planetariumas RedShift“. Elektroninis šaltinis.
   Prieigos režimas: http://www.belabs.ru/RS/index.html
9. Google Žemė. Elektroninis šaltinis.
   Prieigos režimas: http://ru.wikipedia.org/wiki/Google_Planet_Earth
10. Google žemėlapiai. Elektroninis šaltinis.
    Prieigos režimas: http://ru.wikipedia.org/wiki/Google_Maps
11. Celestia. Elektroninis šaltinis.
    Prieigos režimas: http://ru.wikipedia.org/wiki/Celestia
12. KStars. Elektroninis šaltinis.
    Prieigos režimas: http://ru.wikipedia.org/wiki/KStars
13. Stellariumas. Elektroninis šaltinis.
    Prieigos režimas: http://ru.wikipedia.org/wiki/Stellarium

Sankt Peterburgo universiteto Astronomijos katedra yra viena seniausių Rusijoje. Ji buvo įkurta 1819 m. sausio mėn. Pirmasis katedros vedėjas buvo akademikas V. K. Višnevskis, po jo daugiau nei 40 metų joje dirbo akademikas A. N. Savichas. 1881 m. profesoriaus S. P. Glazenapo pastangomis universitete buvo įkurta Astronomijos observatorija, kuri 1992 m. buvo pertvarkyta į Astronomijos institutą.

Skirtingais metais Astronomijos katedroje mokėsi, dirbo ir dėstė puikūs mokslininkai - V. A. Ambartsumyanas, V. V. Sobolevas, V. A. Dombrovskis, V. V. Šaronovas, K. F. kiti. Katedra ypač didžiuojasi tuo, kad du jos absolventai – akademikai V.A.Ambartsumianas ir A.A.Boyarchukas eilę metų vadovavo Tarptautinei astronomų sąjungai.

Šiuo metu Sankt Peterburgo universiteto Matematikos ir mechanikos fakulteto Astronomijos skyrius susideda iš Astronomijos instituto ir trijų katedrų: astronomijos, dangaus mechanikos ir astrofizikos. Institutas apima teorinės astrofizikos, stebėjimo astrofizikos, aktyviųjų galaktikos branduolių, astrometrijos, dangaus mechanikos ir žvaigždžių astronomijos, radijo astronomijos ir saulės fizikos laboratorijas. Institute ir katedrose dirba apie 80 mokslininkų, iš jų 21 daktaras ir 43 mokslų kandidatai.

Katedros mokslinės ir edukacinės laboratorijos aprūpintos modernia įranga. Specialioji astronominė biblioteka, kurioje yra apie 20 000 vienetų, iš užsienio gauna daug Rusijos mokslo periodinių leidinių ir pagrindinių astronomijos žurnalų. Visus išteklius naudoja Astronomijos katedros darbuotojai ir magistrantai bei studentai.

Universiteto astronomai atlieka stebėjimus daugelyje Rusijos, artimųjų ir tolimųjų užsienio teleskopų: 6 metrų optiniame teleskope ir 600 metrų Rusijos mokslų akademijos Specialiosios astrofizinės observatorijos radijo teleskopu, Pulkovo ir Krymo observatorijose, taip pat dideliuose teleskopuose Prancūzijoje, Vokietijoje, Italijoje ir net Havajų salose. Bendradarbiavimas su pirmaujančiomis pasaulio astronomijos institucijomis tapo neatsiejama universiteto astronomų gyvenimo dalimi.

Astronominiai tyrimai

Šiuolaikinė astronomija tiria įvairiausius objektus – nuo ​​gretimo Mėnulio ir dirbtinių dangaus kūnų iki kvazarų, išsidėsčiusių Visatos „kraštyje“. Tai žvaigždės, didelės ir mažos planetos, jų palydovai, galaktikos ir kvazarai, dulkių ir dujų debesys, radiacija, gravitaciniai ir magnetiniai laukai, taip pat kosminiai spinduliai. Visata yra unikali fizikinė laboratorija, leidžianti tirti materiją visose būsenose, įskaitant ir tas, kurios neprieinamos tyrimams „žemiškos“ fizikos metodais.

Daugeliui astronominių tyrimų sričių atstovaujama Sankt Peterburgo universitete. Mes išvardijame svarbiausius:

• fraktalinė visatos struktūra
• galaktikos su aktyviais branduoliais
• paslėpta masė galaktikose
• spiralinė mūsų galaktikos struktūra
• žvaigždžių kinematika
• radiacijos ir materijos sąveika įvairiuose kosminiuose objektuose
• cheminių elementų sintezė žvaigždėse
• žvaigždės su protoplanetinėmis sistemomis
• saulės radijo spinduliuotė
• tarpplanetinės materijos dinamika
• orbitų raida planetų ir palydovų sistemose
• matematiniai astronominių stebėjimų apdorojimo metodai
• teleskopų konstrukcijos ir optikos skaičiavimas

Paprastai moksliniai tyrimai atliekami glaudžiai bendradarbiaujant su Rusijos mokslų akademijos institucijų darbuotojais: Pagrindinė (Pulkovo) astronomijos observatorija, Specialioji astrofizinė observatorija ir kt., Taip pat užsienio institutai ir observatorijos.

Kasmet Universiteto astronomai išleidžia 1-2 knygas ir apie 90 straipsnių, iš kurių pusė publikuojama tarptautiniuose mokslo žurnaluose. Universiteto astronomų pasiekimai pažymėti prestižiniais apdovanojimais, gausiu asmeninių ir kolektyvinių stipendijų skaičiumi, gausiais kvietimais į Rusijos ir tarptautines mokslines konferencijas. Mūsų mokslininkų vardai yra Mėnulio ir Marso žemėlapiuose. Asteroidas Aoluta pavadintas Leningrado universiteto Astronomijos observatorijos garbei, 9 kiti pavadinti iškilių universiteto astronomų vardais.

Astronomijos mokymas

Pagal universiteto tradiciją paskaitas ir darbą su absolventais bei studentais veda pirmaujantys mokslininkai. Mokinio mokymosi procesą galima suskirstyti į du etapus:

• pirma - mokomos pagrindinės matematinės, fizinės ir astronominės disciplinos, taip pat programavimas,
• antroje pagrindinis dėmesys skiriamas vienos iš aštuonių specializacijų (astrometrija, dangaus mechanika, žvaigždžių astronomija, teorinė astrofizika, stebėjimo astrofizika, radijo astronomija, saulės fizika, planetų sistemų fizika) mokymams.

Bendra studijų trukmė Sankt Peterburgo universiteto Astronomijos katedroje – 6 metai.

Pasirinkę specializaciją, vyresniųjų klasių studentai klauso paskaitų ir dalyvauja seminaruose įvairiose šiuolaikinės astronomijos srityse, pavyzdžiui: kosmoso astrometrija, žvaigždžių sistemų dinamika, žvaigždžių fizika ir evoliucija, galaktikų ir galaktikų spiečių fizika, radioastronomijos moksliniai tyrimai. Saulė, reliatyvistinė ir stochastinė dangaus mechanika ir kt.

Ypatingą vietą mokinių rengime užima astronominių stebėjimų praktikos, kurių dalis vyksta didžiausiose mūsų šalies observatorijose ir institutuose, artimuose ir tolimuose užsienyje. Daug dėmesio mokymosi procese skiriama aktyviam kompiuterinių technologijų vystymui. Tai palengvina aukšta Astronomijos instituto įranga su tiek moderniomis skaičiavimo priemonėmis, tiek naujausiomis kompiuterinėmis programomis astronominiams stebėjimams apdoroti ir kosminiams objektams modeliuoti.

Astronomijos katedros studentai ir magistrantai, vadovaujami vyresniųjų kolegų, tiesiogiai dalyvauja moksliniuose tyrimuose. Tai nepaprastai svarbu formuojant aukštos kvalifikacijos specialistus, galinčius atlikti mokslinį darbą pasauliniu lygiu.

Sankt Peterburgo valstybinio universiteto Astronomijos katedra suteikia pagrindinį išsilavinimą, kurį galima pritaikyti įvairiose žmogaus veiklos srityse. Astronomijos katedros absolventai dirba Sankt Peterburgo astronomijos institucijose - Pagrindinėje (Pulkovo) astronomijos observatorijoje, Taikomosios astronomijos institute, Sankt Peterburgo universiteto Astronomijos institute, taip pat institutuose ir observatorijose Rusijoje ir NVS šalyse. . Nemaža dalis absolventų atlieka praktiką ir dirba užsienyje: Vokietijoje, JAV, Prancūzijoje, Švedijoje, Suomijoje, Lenkijoje ir kitose šalyse. Be mokslinės veiklos, katedros absolventai yra elitinių mokyklų ir universitetų mokytojai, programuotojai, kompiuterių ir tinklų technologijų srities specialistai. Baigę studijas, studentai gali stoti į magistrantūros mokyklą tęsti mokslinį darbą ir apginti disertaciją.

Visiems įdomu sužinoti, kas atsitiko ir, svarbiausia, kas nutiks mūsų planetai Žemei. Tačiau jos likimas glaudžiai susijęs su Saule.

Pirmiausia apsvarstykite, kokia buvo mūsų praeitis.

1944-49 metais. - O. Yu. Schmidtas siūlo tokį Saulės sistemos susidarymo scenarijų: Saulė ir planetos susidarė iš vieno dujų-dulkių komplekso, kurio masė siekė apie 105 Saulės mases maždaug prieš 5 milijardus metų. Pirmiausia susiformavo Saulė, o vėliau maždaug prieš 4,6 milijardo metų – planetos.

Kaip dabar mano mokslininkai, Saulė ir kitos žvaigždės susidaro iš dujų-dulkių debesų dėl nedidelio gravitacinio suspaudimo, kuris sudaro nedidelį sutankinimą, į kurį pritraukiamos aplinkinės dujos. Susitraukdama ši protožvaigždė įkaista, kol joje prasideda termobranduolinės reakcijos. Po to žvaigždė savo spinduliuote išpučia aplink save dujas, kurių likučiai sukasi ją supančiame dujų-dulkių diske.

Kai diskas sukasi aplink Saulę, kietos uolienos sulipo ir formavo antžemines planetas, o šviesos elementai saulės spinduliuote buvo nunešti į periferiją ir iš jų susidarė milžiniškos planetos.

Po to Saulė patenka į pagrindinę seką ir yra gana stabilioje būsenoje, kol vandenilio atsargos šerdyje išdegs.

Šiuo metu Saulė nuolat rafinuoja vandenilio kurą į helio pelenus, kurie lieka šerdyje. Keturi vandenilio atomo branduoliai virsta vienu helio atomo branduoliu, todėl vidutinė dalelių masė Saulės centre laikui bėgant didėja. Tuo pačiu metu helio branduoliai sukuria mažesnį slėgį nei vandenilio branduoliai. Dėl to sumažėja vandenilio virsmo heliu greitis, o tai lemia slėgio ir gravitacijos disbalansą. Laikui bėgant Saulės šerdies dydis palaipsniui mažėja. Tačiau tankesnėje ir karštesnėje šerdyje elementų sintezės reakcijos pradeda vykti greičiau. Iš centro išeinančios generuojamos energijos kiekis didėja: ji palaipsniui plečia išorines žvaigždės dalis ir didina jos šviesumą.

Tokie lėti pokyčiai Saulės šerdyje vyksta nuo pat mūsų žvaigždės „gimimo“. Saulės šviesumas šiuo metu yra maždaug 30% didesnis nei buvo prieš 4,6 milijardo metų. Ši tendencija laipsniškai įsibėgės ir ateityje, kol saulės kamuolys neišsiplės iki milžiniško dydžio, o žvaigždė nepavirs raudonu milžinu. Tai atsitiks po to, kai šerdyje bus išeikvotos vandenilio atsargos.

Tai, pasak astronomų, yra mūsų praeitis ir dabartis. O kokią ateitį mums pranašauja mokslas? Pasirodo, kad saulės spinduliuotės padidėjimas lems žemės biosferos mirtį dar gerokai prieš saulės pavertimą raudonuoju milžinu.

Pirmieji mokslininkai, atkreipę dėmesį į tiesioginę didėjančio Saulės šviesumo įtaką Žemei, buvo Jamesas Lovelockas ir Michaelas Whitfieldas. Straipsnyje, paskelbtame 1982 m. žurnale „Nature“, jie parodė, kad Žemei šylant jos uolienoms bus taikomas vis didesnis atmosferos destruktyvus poveikis, dėl kurio padidės anglies dioksido (CO 2 ) absorbcija: atmosferos anglies dioksidas, dėl kurio cheminės reakcijos prisijungs prie nuosėdinių uolienų. Lovelockas ir Whitfieldas apskaičiavo, kad per 100 milijonų metų CO 2 kiekis atmosferoje sumažės iki tokio lygio, kurio fotosintezė nebepalaikys. Augalai pradės nykti. Po jų seks gyvūnai, mintantys augalais ir kvėpuojantys deguonimi – augaluose vykstančio fotosintezės proceso produktu. Ir visa tai, pasak mokslininkų, įvyks per tam tikrą laikotarpį, kuris mus skiria nuo dinozaurų eros.

Šiuolaikiniai mokslininkai paprastai sutinka su Lovelocko ir Whitfieldo išvadomis, nors mano, kad jos yra pernelyg pesimistiškos. Naujasis modelis, sukurtas Pensilvanijos universiteto (JAV) mokslininkų Keno Calderos ir Jameso Castingo, apima teisingesnį šiltnamio efekto aiškinimą, nei buvo Lovelocko ir Whitfieldo darbuose. Naujajame modelyje biosfera egzistuos mažiausiai 10 kartų ilgesnį laikotarpį nei praėjo nuo jos susiformavimo.

Maždaug per 3,5 milijardo metų Saulės šviesumas padidės 40%, palyginti su dabartiniu lygiu. Visos vandens atsargos iš mūsų planetos paviršiaus išgaruos, paviršius išdžius, įtrūks ir atrodys kaip Veneros paviršius šiandien. Trūkstant vandens, anglies dioksidas, kurio 25–40% dabartinio kiekio yra ištirpęs vandenynų vandenyse, turės tik vieną kelią – į atmosferą. Daugiau CO 2 atmosferoje sukels dar didesnį planetos paviršiaus įkaitimą dėl šiltnamio efekto. Žemė bus padengta plyšiais, o dėl padidėjusio ugnikalnio aktyvumo į atmosferą pateks papildomai anglies dvideginio. Dėl to Žemė ne tik praras visas vandens atsargas, bet ir bus apgaubta plonu anglies dvideginio apvalkalu. Biosfera išnyks.

Tada keletą milijardų metų negyva Žemė nepasikeis, išskyrus nuolatinį jos paviršiaus temperatūros kilimą. Tačiau po 7 milijardų metų mūsų žvaigždės spinduliuotė pradės smarkiai didėti, o tai reikš Saulės perėjimą į kitą evoliucijos fazę. Kai Saulės amžius pasieks 12 milijardų metų, vandenilio atsargos jos šerdyje baigsis.

Po to žvaigždės šerdis pradės greitai trauktis, nes niekas kitas netrukdo gravitaciniam susitraukimui. Dėl suspaudimo temperatūra šerdies viduje smarkiai pakils, o iš išorinių sluoksnių patenkantis vandenilis vėl pradės dar greičiau virsti heliu. Tokiu atveju išsiskirianti energija pateks į išorinius žvaigždės sluoksnius, išplėsdama juos iš pradžių 2, paskui 3 ar daugiau kartų. Saulė baigs buvimą pagrindinėje žvaigždžių evoliucijos sekoje ir taps submilžine maždaug 700 milijonų metų.

Kai išnaudojamas visas Saulės šerdyje esantis vandenilis, branduolinis degimas persikels į besiplečiantį šerdies apvalkalą. Šis pokytis sukels įvykius, kurie smarkiai padidins vandenilio suvartojimą ir energijos išsiskyrimą, o tai lems mūsų žvaigždės paviršiaus sluoksnių išsiplėtimą iki stulbinamo dydžio. Jis pavirs pradinės formos išpūsta karikatūra, jos skersmuo padidės daugiau nei 160 kartų. Saulė taps raudonu milžinu.

Tuo metu vidiniams Saulės sistemos regionams ateis tikrai sunkūs laikai. Didėjant Saulės dydžiui, virsdama raudonuoju milžinu, ji pirmiausia sugers ir išgarins Merkurijų, tada Venerą. Saulės sistemoje bus dviem planetomis mažiau. Bet kas nutiks Žemei? Atsakymas dviprasmiškas. Faktas yra tas, kad raudonojo milžino stadijoje besivystanti žvaigždė praranda didžiąją dalį savo masės, kurią į kosmosą išneša galingas žvaigždžių vėjas. Saulė ir dabar praranda savo substanciją. Jį į aplinkinę erdvę nuneša išretėjusios plazmos srovė, ištrūkusi iš Saulės vainiko. Šiuo metu Saulė per milijardą metų praranda vos daugiau nei vieną šimtąją procento savo masės. Tačiau vėlyvosios stadijos raudonųjų milžinų, tokių kaip kintamos žvaigždės, tokios kaip Mira Ceti, žvaigždžių vėjas turi daug baisesnę galią. Jis tiesiog išpučia lengvas medžiagos dalis iš raudonojo milžino į kosmosą. Taip susidaro planetiniai ūkai. Žvaigždžių evoliucijos modeliai rodo, kad Saulė neteks beveik pusės savo masės, kol taps balta nykštuke.

Saulei prarandant savo masę, dėl susilpnėjusios Saulės traukos planetos aplink ją judės vis didesnėmis orbitomis. Dėl šios priežasties galutinis Žemės likimas lieka neaiškus. Galbūt mūsų planeta išvengs susidūrimo su išsipūtusia Saule, persikeldama į orbitą, kurioje šiuo metu yra Marsas.

Ar taip atsitiks, ar ne, priklauso nuo to, ar Saulė praranda pakankamai masės prieš išsiplėsdama. Kai kurie modeliai prognozuoja, kad Žemė turės pakankamai laiko išvengti sunaikinimo. Tačiau kiti modeliai prognozuoja visiškai kitokį rezultatą. Remiantis George'o Boweno ir Lee Ann Willsono iš Ajovos universiteto (JAV) atliktais skaičiavimais, pagrindinis Saulės masės praradimas įvyks tik jai prarius Žemę.

Astronomai tiksliai nežino, kas nutiks Saulei pasibaigus raudonojo milžino fazei, nes iki šiol jiems nepavyko sukurti tinkamo modelio įvykiams, susijusiems su helio blyksniu – helio degimo šerdyje pradžia. žvaigždės. Willsono tyrimai paskatino ją padaryti išvadą, kad Saulė gali išgyventi helio blyksnį neprarasdama savo masės. Jos nuomone, Žemė sudegs iki žemės, o jos pelenus išbarstys saulės vėjas.

Kasper Rybiki iš Lenkijos mokslų akademijos ir Carlo Denis iš Lježo universiteto (Belgija) mano, kad dėl potvynių ir atoslūgių sąveikos sumažės Žemės orbitos. Išorinis Saulės apvalkalas greičiausiai „užfiksuos“ Žemę ir „trauks“ ją į šerdį, ypač paskutiniais raudonojo milžino gyvenimo tarpsniais, kai pasikartojantys trumpalaikiai helio blyksniai išpūs žemę. žvaigždute iki maksimalaus dydžio.

Net jei Žemei pavyks išvengti šio pavojaus, ji bus gana „apkepta“. Saulės šviesumui padidėjus nuo 2000 iki 3000 kartų dabartiniam lygiui, Žemės paviršiaus temperatūra pasieks 1500°C.

Mūsų planeta ilgainiui virs išlydytos lavos kamuoliu, o visa jos atmosfera ir kietas paviršiaus sluoksnis tiesiog išvirs.

Tokia negarbinga pabaiga laukia mūsų gimtosios planetos tolimoje ateityje. Ir jei žmonija neras būdo persikelti į kitą gyvybei tinkamą kosmoso regioną nei erdvėlaiviuose, nei kartu su Žemės planeta, tai mūsų civilizacija mirs. Tačiau mes vis dar turime mažiausiai šimtus milijonų metų. Per šį laiką galite rasti išeitį.

Specialistų teigimu, mūsų laikais mokslinės informacijos apie gamtos reiškinius kiekis padvigubėja kas 10-12 metų. Ir tai, matyt, nėra paprastas įdomaus fakto registravimas, o objektyvaus visuomenės raidos dabartinėje stadijoje dėsnio atspindys. Todėl, norint žengti koja kojon su pažanga, būtina užtikrinti mokslo plėtrą būtent tokiu pagreičiu.

„Epochoje, kai mokslo, kaip tiesioginės gamybinės jėgos, vaidmuo vis labiau išryškėja“, – SSKP CK generalinis sekretorius L. I. Brežnevas sakė SSKP XXIV suvažiavime, „svarbiausia jau ne jo individualūs pasiekimai, kad ir kokie genialūs jie būtų, bet aukštas mokslinis ir techninis visos gamybos lygis“ [TSKP XXIV suvažiavimo medžiaga. M., 1971, p. 56].

Be mokslo negali būti sėkmingai išspręstos tokios kardinalios šiuolaikinės žmonijos problemos kaip kosmoso tyrinėjimas, aplinkos tausojimas, naujų energijos šaltinių kūrimas ir kūrimas ir kt.

Šiandien mokslo pažanga tapo vienu iš pagrindinių veiksnių, lemiančių visos žmonijos likimą. Visų pirma, mūsų šalyje mokslas tapo vienu iš pagrindinių žmonių materialinio gyvenimo lygio kėlimo šaltinių, daro vis didesnę įtaką visoms sovietinės žmonių gyvenimo sferoms.

Mokslo ir technologijų revoliucijos epochoje neišmatuojamai išaugo fundamentinių mokslinių tyrimų – giliausių, visapusiškiausių, fundamentaliausių mus supančio pasaulio modelių – vaidmuo.

Būtent fundamentiniai tyrimai galiausiai sukelia reikšmingiausius revoliucinius technologijos ir gamybos pokyčius.

„Mes puikiai žinome, – SSKP CK generalinis sekretorius L. I. Brežnevas sakė TSKP CK pranešime XXV partijos suvažiavimui, – kad visa tekanti mokslo ir technikos pažanga išdžius, jei jos nebus. nuolat maitinamas fundamentiniais tyrimais“ [TSKP XXV suvažiavimo medžiaga. M., 1976, p. 48].

Mokslas jau daug suprato tyrinėdamas pagrindines visatos savybes, tačiau Visata yra be galo įvairi, ir, kaip teisingai pastebėjo vienas senovės išminčius, kuo platesnis mūsų žinių ratas, tuo didesnis kontaktas su nežinomybe.

Tačiau norint įsiskverbti į šią nežinomybę šiandien mūsų žinių lygiu, būtina ištirti materiją ekstremaliose jos būsenose.

Didžiulė dešimčių ir šimtų milijonų laipsnių temperatūra. Kolosalus dešimčių ir šimtų milijonų atmosferų slėgis. Monstriškas šimtų milijonų ir milijardų tonų tankis kubiniame centimetre. Milžiniškos energijos, panašios į termobranduolinio krūvio, kurio masė lygi dešimčiai tūkstančių saulės masių, sprogimo energija. Kosminis vakuumas...

Tai yra fizinės sąlygos, kurių tyrimas yra būtinas šiuolaikinio mokslo pažangai. Tačiau, žinoma, tokių sąlygų atkurti antžeminėse laboratorijose neįmanoma.

Ir vis dėlto yra laboratorija, kurioje realizuojamos tokios neįprastos materijos būsenos. Tai be galo įvairi visatos laboratorija.

„Reikėtų pripažinti“, – pabrėžia garsus fizikas teoretikas R. Dicke'as, kad iš principo ir fizikas, ir jo prietaisai yra taip tvirtai susiję su visa kita, taip organiškai pasinėrę į ją, kad net jų protinis atsiskyrimas yra neįmanomas.

Remiantis fizinių ir matematikos mokslų daktaro N. V. Mitskevičiaus vaizdine išraiška, šiuolaikiniai fizikai, norėdami toliau skverbtis į gamtos paslaptis, savo laboratorijose turėjo „patalpinti“ žvaigždę, galaktiką ir net Visatą.

Būtent šios aplinkybės paaiškina vis didėjantį susidomėjimą Visatos, ypač įvairių fizinių procesų erdvėje, tyrinėjimu.

Idėjos apie Visatą visada buvo svarbiausia mokslinio pasaulio paveikslo dalis. Neatsitiktinai ilgus šimtmečius Visatos mokslas – astronomija buvo gamtos mokslų „lyderis“. Visų pirma, astronominiai stebėjimai buvo pradinis pagrindas atrasti mechanikos dėsnius ir visuotinės gravitacijos dėsnį, t. y. sukurti klasikinės fizikos pagrindus.

Ateityje fizika išryškėjo, kurdama tokias fundamentalias teorijas, kurios turi esminės reikšmės mus supančio pasaulio pažinimui, pavyzdžiui, kvantinę mechaniką ir reliatyvumo teoriją.

Mūsų laikais astrofizinių tyrimų svarba išaugo. Jei anksčiau ši astronomijos sritis, nagrinėjanti tolimose ir nepasiekiamose kosmoso gelmėse vykstančių reiškinių fizinę prigimtį, atrodė abstraktiausia ir atitrūkusi nuo realaus gyvenimo, tai šiandien būtent ši sritis įgijo didžiausią praktinį susidomėjimą.

Jei pradėtume skaičiuoti esminius atradimus, padarytus per pastaruosius dešimtmečius įvairiose mokslo srityse, pamatytume, kad astrofizika pagal šį rodiklį užima vieną pirmųjų vietų šiuolaikiniame gamtos moksle.

Dėl iš esmės naujų kosminių reiškinių tyrimo priemonių sukūrimo ir iškilių atradimų, padarytų kosmoso gelmėse, dėl neribotos galimybės gauti unikalios informacijos be galo įvairiapusėje natūralioje Visatos laboratorijoje, dabar, matyt, prasideda nauja era. gamtos mokslų raidoje – era, kurioje astrofizika priklausys pirmaujančiai pozicijai.

„Mokslas padarė didelę pažangą tirdamas Visatą, įskaitant žvaigždes, galaktikos branduolius, Saulėje vykstančius procesus ir kosminius spindulius“, – pažymi SSRS mokslų akademijos viceprezidentas akademikas V. A. Kotelnikovas. Pagrindiniai šiuolaikinės astrofizikos atradimai, susiję su stebėjimo galimybėmis naujuose elektromagnetinių bangų diapazonuose, išaiškino kai kuriuos žvaigždžių ir galaktikų evoliucijos aspektus. Visata.

Tolesnis astronominių stebėjimų vystymas tiek iš Žemės paviršiaus, tiek pasitelkus erdvėlaivius bei dirbtinius palydovus leis gauti vis išsamesnės informacijos apie daugelį kosminės evoliucijos grandinės reiškinių, apie paslaptingus astrofizinius objektus.

Visata yra pasaulio dalis

Gamtos mokslas tiria ne visą materiją, o tik tuos ar kitus jos aspektus, kuriuos lemia žmogaus veiklos pobūdis. Dabar vėl turėsime grįžti prie šio klausimo dėl būtinybės išsiaiškinti, ką tiksliai turėtume suprasti terminu „Visata“.

Pradėkime nuo to, kad populiariajame moksle ir mokslinėje literatūroje retkarčiais pasitaiko tokių posakių kaip „Visatos pradžia“, „Visatos ribos“, „kai Visatos dar nebuvo“...

Tokios išraiškos sukelia natūralų sumišimą: jei Visata turėjo pradžią, vadinasi, ji nėra amžina? Bet kaip tada elgtis su viena iš pagrindinių materializmo nuostatų apie Visatos amžinybę?

Kad tai geriau suprastume, pabandykime įsivaizduoti pokalbį tarp dviejų įsivaizduojamų veikėjų – astronomo ir filosofo, sprendžiančio Visatos mokslo metodologines problemas.

Mėgėjiškas. Prieš keletą metų skaitydama populiariąją mokslinę literatūrą apie astronomiją aiškiai supratau, ką reiškia terminas „Visata“. Bet pastaruoju metu esu visiškai sutrikęs. Gal dabar Visata suprantama kaip kažkas kita?

Filosofas. O ką, jūsų nuomone, Visata suprato anksčiau?

Mėgėjiškas. Jei neklystu, visada buvo tikima, kad Visata yra „viskas, kas egzistuoja“.

Filosofas. Tačiau sąvoka „egzistencija“ yra pakankamai dviprasmiška. Ir todėl būtina išsiaiškinti, apie kokį egzistavimą mes kalbame.

Mėgėjiškas. Na, apskritai, apie viską, kas egzistuoja visatoje.

Filosofas. Tačiau ar nemanote, kad tai veda į užburtą ratą: „Visata“ yra tai, kas egzistuoja „Visatoje“?

Mėgėjiškas. Taip išties...

Filosofas. Ir tikriausiai vargu ar prasminga laikyti egzistuojančiu tai, apie ką mes neturime informacijos.

Mėgėjiškas. Suprantu... Tada akivaizdu, kad tai, ką galima tiesiogiai stebėti šiuolaikinėmis mokslinio tyrimo priemonėmis, reikėtų laikyti esamu.

Filosofas. Tai yra kažkas konkretesnio. Tačiau prieš priimdami jūsų pasiūlymą, pirmiausia pabandykime jį išanalizuoti. Jei sutinkame su jūsų apibrėžimu, tai palyginti netolimoje praeityje Visata turėjome suprasti „žvaigždžių Visatą“, t.y. mūsų Galaktiką. O dabar, kai mums žinomos ir kitos galaktikos, „didžiosios visatos“ dalis yra metagalaktika.

Mėgėjiškas. Na... Matyt, taip, kaip yra.

Filosofas. Galbūt viskas būtų gerai, jei ne vienas „bet“. Deja, tiek fizika, tiek astronomija mus jau įtikino, kad stebimas stuburas yra labai nepatikimas egzistavimo kriterijus.

Mėgėjiškas. Nelabai suprantu, ką tu turi omenyje.

Filosofas. Aš galiu paaiškinti. Kaip žinia, dėl baigtinio elektromagnetinių bangų sklidimo greičio visus kosminius objektus stebime su uždelsimu, kuo jie reikšmingesni, kuo toliau. Tarkime, gerai žinoma Poliarinė žvaigždė yra maždaug 500 šviesmečių atstumu – tai reiškia, kad matome ją tokią, kokia ji buvo maždaug prieš penkis šimtmečius. Ar tokiomis sąlygomis galima besąlygiškai teigti, kad ji egzistuoja, remiantis tuo, kad mes ją stebime šiandien? Tikriausiai jis egzistuoja, nes vargu ar kas nors drastiško nutiks tokio tipo žvaigždei per 500 šviesmečių. Tačiau tai tik galimybė. Tačiau yra nestacionarių kosminių objektų, kur gilūs kokybiniai pokyčiai įvyksta per gana trumpą laiką, tiesiog per keletą metų? Kaip su jais būti? Galimos ir sudėtingesnės situacijos. Žodžiu, stebimumas kaip egzistavimo kriterijus astronomijai, mano nuomone, mažai naudingas.

Manau, teisingiau vadovautis kita idėja, pagal kurią Visatoje realizuojama visa fizinių sąlygų ir reiškinių įvairovė, kurią leidžia pagrindinės fizinės teorijos ...

Mėgėjas: Bet kadangi mūsų žinios apie mus supantį pasaulį vystosi, o kartu ir pagrindinės fizinės teorijos, tai automatiškai reiškia, kad skirtingi mokslo išsivystymo lygiai atitinka skirtingas visatas.

Filosofas. Manau, kad į visatą reikėtų žiūrėti ne kaip į holistinį visko, kas egzistuoja, aspektą, o su tam tikru žmogaus praktikos lygiu. Kitaip tariant, Visata yra ta procesų ir reiškinių sritis, kuri išryškinama šiuolaikinėmis mokslinėmis, stebėjimo ir teorinėmis priemonėmis.

Mėgėjas: Ar tikrai taip? Gali būti kelios visatos! Keista situacija.

Filosofas. Nieko keisto. Kiekviena kosmologinė teorija „savaip“ atkuria Visatą, kuria savo modelį. O skirtingų teorijų „Visatos“ tarpusavyje nesutampa. Nereikėtų pamiršti to, kad bet kuri tokia „teorinė“ Visata niekada netaps iki galo užbaigtu realaus pasaulio „vaizdu“. Tolesni tyrimai ją neišvengiamai papildys ir pagilins...

Beje, jei pažvelgtume į vienas po kito einančius mokymus apie pasaulį šiuo požiūriu, tampa visiškai aišku, kad nors visi šie mokymai teigė apibūdinantys pasaulį kaip visumą, iš tikrųjų kiekvienas iš jų buvo susijęs tik su ribotu pasaulio regionu. Visata, kurios ribos, eidamos palaipsniui išsiplėtė nuo vieno mokymo prie kito.

Taigi Aristotelio – Ptolemėjaus pasaulio sistema teisingai atspindėjo kai kurias Žemės, kaip dangaus kūno, ypatybes: tai, kad Žemė yra rutulys, kad viskas gravituoja į savo centrą... Taigi tai buvo doktrina apie pati Žemė.

Koperniko pasaulio sistema iš tikrųjų apibūdino Saulės sistemos struktūrą, o Heršelio pasaulio sistema - mūsų Galaktikos struktūrą...

Visata plečiasi

Kokie yra pagrindiniai šiuolaikinių idėjų apie Visatą bruožai?

Centrinė mūsų planetų sistemos žvaigždė – Saulė yra milžiniškos žvaigždžių salos – galaktikos – dalis. Mūsų galaktika yra spiralinės struktūros ir susideda iš 150 milijardų žvaigždžių. Jo skersmuo siekia 100 tūkstančių šviesmečių.

Už mūsų galaktikos ribų yra ir kitų žvaigždžių salų. Artimiausi kartu su juo sudaro vadinamąją Vietinę sistemą. Visų pirma tai apima garsiąją Andromedos žvaigždyne esančią galaktiką, iki kurios atstumas yra apie 2 milijonai šviesmečių.

Šiuolaikiniams astronominiams stebėjimams prieinamame pasaulio regione yra milijardai galaktikų. Jų visuma vadinama metagalaktika.

Dar šio amžiaus pradžioje moksle vyravo idėja, kad Visata yra stacionari ir savo pagrindiniais bruožais laikui bėgant nekinta.

Tačiau 1922 metais talentingas sovietų matematikas A. A. Fridmanas (1888–1925) atrado, kad Einšteino bendrosios reliatyvumo lygtys, apibūdinančios visatos elgesį, neturi stacionarių sprendimų.

Iš Friedmano darbo išplaukė, kad visata turi arba plėstis, arba trauktis, arba pulsuoti. Vėliau šią teorinę išvadą patvirtino astronominiai stebėjimai, kurie atskleidė galaktikų spektrų spektrinių linijų raudonąjį poslinkį. Kaip žinoma, toks reiškinys atsiranda bangų svyravimų šaltiniui tolstant nuo stebėtojo (Doplerio efektas).

Dabar nesigilinsime į ginčo, kilusio dėl galaktikų spektrų raudonojo poslinkio aiškinimo, istoriją. Bet kokiu atveju iki šiol šio reiškinio Doplerio pobūdis gali būti laikomas pakankamai patikimu. Tai reiškia, kad visos galaktikos išsisklaido skirtingomis kryptimis ir kuo toliau nuo mūsų galaktika, tuo greičiau ji tolsta. Yra erdvės ruožas, neturintis vieno centro ir toks, kad atstumo tarp bet kurių dviejų taškų didėjimo greitis yra proporcingas šiam atstumui.

Taigi, mes gyvename besiplečiančioje visatoje.

Žinodami galaktikos nuosmukio tempus, galime mintyse pakeisti plėtimosi vaizdą ir tada prieisime prie esminės išvados, kad prieš 15–18 milijardų metų Visata buvo kitokios būklės nei mūsų eroje. Nebuvo nei žvaigždžių, nei galaktikų, nei kitų izoliuotų kosminių objektų. Buvo tik krūva itin tankios karštos plazmos.

Dėl sprogstamos šios grupės nykimo ir išsiplėtimo galiausiai atsirado įvairių objektų ir fizinių sąlygų, kurias stebime Visatoje mūsų eroje.

Taigi visata laikui bėgant keičiasi.

Jos praeitis nėra tapati dabarčiai, bet dabartis nėra tapati ateičiai.

Idėja, kad Visatoje vyrauja itin lėti ir sklandūs procesai, taip pat buvo gerokai peržiūrėta. Kaip paaiškėjo pastaraisiais dešimtmečiais, pirmiausia dėl sovietų astronomų tyrimų, daugelis materijos raidos erdvėje fazių yra ryškiai nestacionarios ir turi sprogimo, skilimo, išsibarstymo pobūdį. Ir toks nestacionarumas pasireiškia pačių įvairiausių mastelių kosminiais reiškiniais, skirtinguose materijos egzistavimo lygmenyse.

Kaip pažymėjo akademikas V. A. Ambartsumyanas, svarbiausia šių atradimų pasekmė buvo astrofizikos pavertimas evoliuciniu mokslu. Jei anksčiau astrofizika daugiausia apsiribojo įvairių kosminių objektų fizinių savybių, daugiausia charakterizuojančių jų dabartinę būseną, tyrimu, tai dabar jų priešistorės, kilmės ir raidos, kokybinių transformacijų, materijos perėjimų iš vienos formos į kitą tyrimas priartėjo prie kosminių objektų. priešakyje.

Praeitis ir dabartis

Taigi iškyla problema išsiaiškinti praeities kosminių objektų būsenas, vienas po kito einančius jų raidos etapus. Užduotis nepaprastai sunki, turint omenyje, kad kalbame apie didžiulius milijonų ir milijardų metų laiko intervalus ir apie tokias būsenas, kurios mūsų eroje gali kardinaliai keistis.

Tačiau gamtos mokslų istorija rodo, kad jei tam tikri uždaviniai iškyla prieš mokslą, tai yra būdų, kaip juos išspręsti. Visų pirma, šiuolaikinė astrofizika turi labai realias galimybes prasiskverbti į praeitį.

Paprastai tariant, norint atskleisti bet kurio mus dominančio objekto raidos dėsningumus, būtina jį tirti judesyje, kur judėjimas plačiąja prasme suprantamas kaip bet koks pokytis.

Yra sena legenda apie karalių, kuris kartą pareikalavo savo išminčių sunkios užduoties. Pakviesdamas juos į rūmus, jis parodė jiems didelį akmeninį rutulį, gulintį kiemo viduryje, ir paprašė išsiaiškinti, kas jame yra. Vienas po kito gudruoliai bandė išspręsti sunkią problemą. Ištisas dienas jie sėdėjo vieni su kamuoliu, įdėmiai žiūrėdami į jį ir minties galia bandydami įsiskverbti į akmens vidų. Ir vienas po kito išėjo, nulenkę galvas, nespėję susidoroti su užduotimi. Tai tęsėsi tol, kol tarp išminčių buvo rastas tikrai išmintingas žmogus. Jis įsakė po paslaptinguoju kamuoliu pastatyti ugnį ir kaitino jį tol, kol raudonai įkaitęs akmuo įskils ir kamuolys suskilo į dvi dalis. Ir tada visi pamatė, kad rutulio viduje nėra nieko, išskyrus akmenį ...

Jei tiriamasis objektas būtų nejudantis, jei jam nieko neatsitiktų, jei jame nebūtų pokyčių, tada nieko patikimo apie jį sužinoti būtų neįmanoma. Tikrai mokslinis tolesnis darbas yra pagrįstas realių gamtoje vykstančių pokyčių tyrimu.

Žinoma, „fiksuotam“ objektui galima susikurti priešistorę. Bet būtent komponuoti, nes tokių hipotezių tikroviškumas išaiškės tik tuomet, jei pavyks patikrinti, kiek jos numato ir paaiškina vykstančius pokyčius.

Įsivaizduokite, kad priešais jus yra baigtas, tinkuotas, visiškai naujas pastatas. O tu žiūri į tai iš šalies ir visiškai nieko nežinai, iš ko jis pagamintas ir kokiu būdu. Esant tokiai situacijai, galima kelti bet kokias hipotezes: tarkime, kad ji pagaminta iš plytų, ar granito gabalų, ar plokščių, ar blokelių, Ir bet kuri iš šių hipotezių pasirodys vienodai tikėtina.

Visai kita situacija susiklostytų, jei pagautume laikotarpį, kai pastatas dar tik buvo statomas. Stebime statybvietę. ne tik galėtų sukurti gana realistiškas hipotezes, bet ir patikrinti jų pagrįstumą tolesniais stebėjimais.

Deja, astronomams, kaip taisyklė, tenka susidurti su beveik „nejudančiais“ objektais. Tokios, pavyzdžiui, yra dauguma žvaigždžių ir galaktikų, kurios vystosi taip lėtai, kad žmonijai, kurios gyvavimo mastas yra gana trumpas (kosminių mastelių požiūriu), jos praktiškai nesikeičia. Net visas šimtmetis tokio objekto istorijoje yra tarsi antras mūsų kasdienybėje. Stebėdami tokius objektus daug dešimtmečių iš eilės, vis dar gauname tarsi tą pačią „momentinę“ nuotrauką. Ar tikrai yra išeitis iš šios keblios padėties?

Pažvelkime į mūsų pavyzdį su pastatytu namu.

Ar vis dar galite sužinoti, kaip jis buvo pastatytas? Norėdami tai padaryti, turėtumėte atlikti „ekskursiją“ po miestą ir surasti kitus lygiai tokius pačius namus, tačiau skirtinguose statybos etapuose. Ir net jei mūsų ekskursija vyks sekmadienį, kai viskas „nejuda“, mintyse sutvarkius atrastus namus po vieną pagal „baigimo etapus“, gausime „amžiaus seriją“, kuri padės įsivaizduoti visus vienas po kito einantys namo statybos etapai.

Tą patį daro ir mokslininkai, sunkiai ieškodami žvaigždžių ir galaktikų praeities. Šių kosminių objektų pasaulis itin įvairus. Ir ši įvairovė paaiškinama ne tik daugelio tipų panašių kosminių objektų egzistavimu, bet ir tuo, kad skirtingos žvaigždės ir galaktikos tam tikru momentu gali būti skirtinguose savo evoliucijos etapuose.

Norint spręsti apie dangaus kūnų vystymosi kelius, būtina juos suskirstyti į to paties tipo objektų klases ir kiekvienoje tokioje klasėje sudaryti „amžiaus eilutę“. Tokia serija gali pakeisti eilę būsenų, sekančių viena po kitos to paties mus dominančio objekto laiku.

Panašus metodas, kurį galima pavadinti „lyginimo metodu“, taikomas ne tik astronomijoje, bet ir daugelyje kitų šiuolaikinio gamtos mokslo sričių.

Tačiau dažnai atsitinka taip, kad mus dominantis objektas yra mums žinomas vienu egzemplioriumi. Tokios, pavyzdžiui, yra mūsų planetų sistema arba metagalaktika. Nėra su kuo jų lyginti. Tačiau net ir šiuo atveju yra galimybių išsiaiškinti jų kilmę. Net V. I. Leninas pažymėjo, kad pačiame materijos pastato pamate galima „manyti, kad egzistuoja gebėjimas, panašus į jutimą“, [Leninas V. I. Materializmas ir empirio-kritika. kol. cit., 18 t., p. 40], kad visa materija turi savybę, iš esmės panašią į jutimą, atspindžio savybę.

Mūsų laikais ši materijos savybė – saugoti ankstesnių būsenų pėdsakus – rado praktinį pritaikymą.

Užtenka prisiminti bent jau elektroninių kompiuterių ir kibernetinių prietaisų „atmintį“.

Taigi, bet kokia medžiaga gali turėti „atmintį“.

Šiuo požiūriu visus jus supančio pasaulio modelius galima suskirstyti į dvi dideles grupes - šablonus, kuriuos lemia pagrindiniai, pagrindiniai gamtos dėsniai, ir modelius, kurie palaipsniui formuojasi tam tikros medžiagos kūrimo procese. sistema.

Akivaizdu, kad pirmojo tipo modeliai nepriklauso nuo istorijos – jie visada yra vienodi, o jų apraiškas lemia specifinės sąlygos. Tarkime, Keplerio dėsniai veikia Saulės sistemoje, nepriklausomai nuo jos susidarymo būdų. Vadinasi, tokie dėsningumai patys savaime nieko negali pasakyti apie tam tikros sistemos istoriją.

Kalbant apie antrojo tipo modelius, jie tiesiogiai priklauso nuo evoliucijos eigos ir todėl gali daug pasakyti apie praeitį. Kitaip tariant, dabartinė daugelio materialių sistemų būklė gana dažnai turi tam tikros informacijos apie jų priešistorę.

Bet jei materija sugeba išlaikyti praeities „pėdsakus“, tai reiškia, kad pagrindinis „raktas“ norint suprasti kosminių objektų praeitį visų pirma yra gilus jų dabartinės būsenos tyrimas.

Tai nevalingai rodo palyginimą su detektyvo darbu. Čia jis atvyksta į nusikaltimo vietą. Taip atsitiko, pažeidėjas dingo. Dabar reikia atkurti tai, kas įvyko prieš kelias valandas: be to užpuolikas nebus sugautas. Gyvų liudininkų nėra. Ir atrodytų, kad užduotis yra beviltiška. Tačiau yra ir kitų liudininkų – daiktų, daiktų. Nors jie mirę, jie jokiu būdu netyli. Dėl nusikaltimo kažkas pasikeitė aplinkos būklėje: kad ir koks išprusęs būtų nusikaltėlis, jis beveik neišvengiamai paliks tam tikrus pėdsakus. Ir pagal šiuos kartais vos išskiriamus, atrodytų, beprasmiškus pėdsakus patyręs detektyvas galės atkurti vaizdą apie tai, kas įvyko.

Panašias problemas turi spręsti mokslininkas, besidomintis tam tikrų objektų praeities būkle. Beje, panašų metodą jau panaudojome, kai bandėme atkurti Visatos praeitį pagal dabartinio galaktikų judėjimo paveikslą.

Apsvarstykite, kaip pavyzdį, saulės sistemos kilmės problemą. Mokslas turi faktinių duomenų tik apie dabartinę savo būklę. Akivaizdu, kad išeitis yra ieškoti praeities atspindžio šiandien egzistuojančiame Saulės planetų šeimos paveiksle. Toks požiūris apriboja galimų hipotezių spektrą – juk ne kiekvienas vystymosi kelias galėtų atnešti Saulės sistemą į jos šiuolaikinę formą...

Kokius Saulės sistemos struktūros dėsningumus galima būtų priskirti antrajam tipui, tai yra, nuo priešistorės priklausomiems modeliams?

Visų pirma, tai yra planetų judėjimo dėsniai. Visos planetos sukasi aplink Saulę ta pačia kryptimi ir beveik toje pačioje plokštumoje, o jų orbitos mažai skiriasi nuo apskritimų. Tuo tarpu pagal mechanikos dėsnius dangaus kūnų cirkuliacija, veikiama gravitacinių jėgų aplink masyvią centrinę šerdį, turėtų vykti skirtingomis kryptimis, skirtingomis plokštumomis ir pailgomis elipsinėmis orbitomis. Judėjimas apskritimais viena kryptimi ir net vienoje plokštumoje yra rečiausias ypatingas atvejis, o tikimybė, kad tai bus realizuota, pavyzdžiui, su atsitiktine dangaus kūnų, nesusijusių tarpusavyje, asociacija, praktiškai lygi nuliui.

Ši aplinkybė rodo, kad Saulės šeima susiformavo kažkokiu vieninteliu procesu, kurio metu susiformavo stebimi planetų judėjimo bruožai.

Tai liudija ir Saulės sistemos planetų padalijimas į dvi grupes, kurios skiriasi savo savybėmis. Viena iš jų yra keturios arčiausiai Saulės esančios planetos – Merkurijus, Venera, Žemė ir Marsas.

Jie yra palyginti mažo dydžio ir daugiausia susideda iš sunkiųjų cheminių elementų. Antrajai grupei priklauso Jupiteris, Saturnas, Uranas ir Neptūnas.Tai milžiniškos planetos, daugiausia susidedančios iš vandenilio ir jo junginių bei helio.

Taigi rimtai galima svarstyti tik tas kosmogonines hipotezes, kurios ne tik aprašo, kaip materija iš ikiplanetinės būsenos virto planetomis, bet ir parodo, kaip šiame procese vystėsi šiuolaikiniai Saulės sistemos dėsniai.

Kalbant apie Visatos tyrimą, mokslininkai turi dar vieną galimybę – galimybę tiesiogiai stebėti ankstesnius kosminių objektų vystymosi etapus.

Įprastame gyvenime viską, kas vyksta, matome tą pačią akimirką, kai tai vyksta realybėje. Ir net kai būdami Maskvoje žiūrime televizijos programą iš tolimojo Vladivostoko, kuri transliuojama per dirbtinį Žemės palydovą, įvykiai Tolimųjų Rytų studijoje ir ekrane iš tikrųjų vyksta vienu metu. Tai suprantama, jei prisiminsime, kad elektromagnetinės bangos sklinda milžinišku greičiu, apie 300 000 km/s. Toks greitis leidžia jiems akimirksniu įveikti bet kokius sausumos atstumus.

Kitas dalykas – kosminiai atstumai. Jau iš Lupos – artimiausio dangaus kūno – šviesa iki mūsų keliauja ilgiau nei sekundę, o iš Saulės – aštuonias minutes ir aštuoniolika sekundžių. Kad nubėgtų atstumą nuo Saulės iki tolimiausios Saulės sistemos planetos Plutono, šviesos banga praleidžia penkias su puse valandos, o artimiausią žvaigždę Proksima Kentaurį pasieks tik po ketverių metų ir keturių mėnesių.

Todėl Mėnulį matome tokį, koks jis buvo prieš sekundę, Saulę – su vėlavimu 8 minutes 18 sekundžių, o Proksimą Kentaurį – pavėlavusią 4 metus ir 4 mėnesius.

Taigi, stebėdami dangų, mes tiesiogiai žvelgiame į visatos praeitį. Ir kuo toliau tas ar kitas objektas, tuo tolimesni laikai prasiskverbiame.

Jei, tarkime, gerai žinoma Poliarinė žvaigždė nustotų egzistuoti šiandien, tai mes, būdami Žemėje, toliau matytume šią faktiškai neegzistuojančią žvaigždę dar 500 metų – kaip tik tiek, kiek šviesos spinduliams reikia įveikti didžiulį atstumą. skirianti Šiaurės žvaigždę nuo Žemės.

Taigi kiekviena žvaigždė, kiekviena galaktika, kurią matome, yra vienas iš gyvų Visatos istorijos puslapių.

Šiuolaikinės astronominių tyrimų priemonės leidžia stebėti objektus, esančius iki 10-12 milijardų šviesos lygų atstumu.

Tai reiškia, kad šiuos atstumus atitinkančius objektus stebime tokius, kokie jie buvo prieš 10–12 milijardų metų.

Be to, iš esmės galima gauti tiesioginės informacijos apie ankstyviausius Visatos egzistavimo etapus. Iš besiplečiančios Visatos teorijos išplaukia, kad praėjus keliems šimtams tūkstančių metų nuo plėtimosi pradžios, terpės tankis sumažėjo tiek, kad elektromagnetinė spinduliuotė galėjo laisvai sklisti erdvėje.

Ši „fosilinė“, reliktinė spinduliuotė išliko iki mūsų eros ir dabar yra patikimai fiksuojama radijo teleskopais. Visų pirma jo savybių tyrimas parodė, kad pradinė medžiaga turėjo labai aukštą temperatūrą – tai buvo karšta plazma.

Reliktinė spinduliuotė suteikia mums tiesioginės informacijos apie laikotarpį, kuris buvo keli šimtai tūkstančių metų nuo ekspansijos pradžios.

Šiuolaikinės pagrindinės fizinės teorijos suteikia mums išsamius patikimus duomenis iki dar ankstesnio momento, kai besiplečiantis būrelis turėjo branduolinį tankį. Šis momentas buvo ne daugiau kaip viena sekundė nuo plėtros pradžios.

Taigi jau dabar turime pakankamai patikimos informacijos apie laikotarpį, kurio trukmė yra 99,99 visos Metagalaktikos istorijos ...

Žinoma, bet koks ekstrapoliavimas, tai yra mūsų žinių sklaida į Visatos praeitį ar ateitį, neišvengiamai sukelia tam tikrą neapibrėžtumą. Ir kuo toliau einame į praeitį ar ateitį, tuo didesnis šis netikrumas. Nors mokslui tobulėjant jis nuolat mažėja.

Atsirado esminė galimybė gauti tiesioginės informacijos apie pačias pirmąsias Visatos plėtimosi akimirkas.

Relikviniai neutrinai gali atnešti mums informaciją iki to momento, kuris buvo tik 0,3 sekundės nuo išsiplėtimo pradžios. Dar ankstesniame etape materijos tankis buvo toks didelis, kad jis buvo nepralaidus net neutrinams.

Vadinamosios gravitacinės bangos gali pasakyti apie šį etapą.

Kol kas negalime registruoti reliktinių neutrinų ir gravitacinių bangų. Tačiau reikalo esmė nesikeičia. Laikui bėgant bus sukurti šių spindulių registravimo metodai, o Visatos tyrinėtojai galės gauti informacijos apie pradinį jos egzistavimo etapą.

Vis keistesnio pasaulio neišvengiamybė

Su kiekvienu nauju esminiu atradimu pasaulis prieš žmogaus akis atsirasdavo vis keistesnis ir neįprastesnis, iš pradžių kasdieninio vaizdinio jo vaizdavimo, įprasto sveiko proto požiūriu, o toliau tobulėjant mokslui. Šiuo metu vyraujančiu požiūriu pavyko tapti pažįstamais moksliniais vaizdais.

„Tai yra fundamentalių žinių pažanga“, – iš TSKP XXV suvažiavimo tribūnos sakė SSRS mokslų akademijos prezidentas akademikas A. ChP. Aleksandrovas, - keičia iš pažiūros nusistovėjusius ir nepajudinamus požiūrius moksle, atveria naujas mokslo ir technologijų sritis... atveria galimybę panaudoti visiškai naujus, dažnai netikėtus reiškinius srityse, kurios neturėjo visiškai nieko bendra su pradine sritimi. tyrimų.

Atkreipdamas dėmesį į tai, kad realaus pasaulio savybės, aptiktos mokslinių tyrimų metu, gali prieštarauti mums įprastoms idėjoms apie jį, iškilus XX amžiaus fizikas Maksas Bornas (1882–1970) pabrėžė, kad lemiamas vystymosi veiksnys. Gamtos mokslas yra „žmogaus poreikis atpažinti išorinį realų pasaulį... egzistuojantį nepriklausomai nuo asmens ir jo gebėjimą prieštarauti savo jausmams ten, kur būtina išlaikyti šį įsitikinimą.

Daugelis puikių mokslinių atradimų yra pagrįsti mokslininko gebėjimu atitraukti nuo įprastos patirties ir vaizdinių vaizdų hipnoze. Faktas yra tas, kad vienas iš būdingų šiuolaikinio gamtos mokslų tyrinėjamo reiškinių pasaulio bruožų yra tas, kad šie reiškiniai tampa vis mažiau akivaizdūs.

Kažkada kai kurie filosofai manė, kad tai, ko negalima vizualizuoti, tarkime, uždaras savyje pasaulis, negali egzistuoti. Suvokimas, kad „keistų“, svetimų reiškinių pasaulis tikrai egzistuoja ir yra mokslo žinomas, padeda atsikratyti tokio primityvaus, neteisingo požiūrio į gamtos supratimą ir tuo prisideda prie gamtos mokslo pažangos.

Daugelio šiuolaikinės fizikos ir astrofizikos tyrimų neįmanoma įsivaizduoti.

Bet tu gali suprasti! Ir tai yra pagrindinis dalykas. Pavyzdžiui, visiškai neįmanoma įsivaizduoti erdvių su sudėtinga geometrija. Tačiau jų savybes galima suprasti ir aprašyti naudojant atitinkamą matematinį aparatą.

Kartu tai visiškai nereiškia, kad šiuolaikiniai fizikai ir astronomai moksliniuose tyrimuose visiškai nenaudoja vaizdinių vaizdų. Vizualiniai vaizdai būtini tiek atliekant mokslinius tyrimus, tiek aiškinant sudėtingus reiškinius. Flo, šių vaizdų negalima tapatinti su pačiu realiu pasauliu: jie yra sąlyginiai, pagalbinio pobūdžio.

Kopernikas vienas pirmųjų įveikė vizualinio supančio pasaulio vaizdavimo hipnozę ir už regimų dangaus kūnų judesių įžvelgė tikrąjį jų judėjimą pasaulio erdvėje.

Tačiau daugelis vėlesnių žingsnių, kurie galiausiai paskatino sukurti klasikinės fizikos pasaulio vaizdą, taip pat buvo susiję su įprastų idėjų įveikimu. Atradęs savo „tris dėsnius“, Kepleris įveikė tuo metu plačiai paplitusią tikėjimą apie planetų orbitų žiedinę prigimtį ir planetų judėjimą pastoviais kampiniais greičiais.

Formuluodamas savo „inercijos principą“, Galilėjus turėjo įveikti sampratą, kad vienodas tiesinis kūno judėjimas vyksta veikiant pastoviai jėgai.

Niutonas atrado gravitacijos dėsnį, prieštaraujantį tikėjimui, kad planetas „stumia“ kažkokios nežinomos paslaptingos jėgos...

Ir vis dėlto, kol fizika apsiribojo tokių procesų, su kuriais žmogus susiduria daugiau ar mažiau tiesiogiai, tyrimu, jos išvados nepateko į jokį ypatingą konfliktą su mūsų kasdiene patirtimi.

Kai XX amžiaus pradžioje fizika įsiveržė į mikroreiškinių pasaulį ir giliai suvokė fizinius procesus kosminiu mastu, ji atrado daugybę faktų, aplinkybių ir modelių, kurie pasirodė labai keisti ir neįprasti. tik paprasto sveiko proto požiūriu, bet ir visko požiūriu.ankstesnis klasikinis mokslas.

Šios keistenybės pirmiausia atsispindi dviejose didžiausiose mūsų amžiaus teorijose – kvantinėje mechanikoje ir reliatyvumo teorijoje.

Pirmasis iš jų patvirtino visiškai naujas idėjas apie mažiausių materijos dalelių – elementariųjų dalelių – savybes. Pavyzdžiui, paaiškėjo, kad nėra esminio skirtumo tarp dalelės ir bangos, tarp materijos ir spinduliuotės. Kai kuriose situacijose dalelės pasižymi savo korpuskulinėmis savybėmis, kitose - bangomis. Tikros dalelės gali virsti spinduliuote, o radiacijos dalys – fotonai – tikromis dalelėmis.

Viena ryškiausių kvantinės fizikos išvadų, prieštaraujančių tiek vizualiniam pasaulio vaizdavimui, tiek klasikinės fizikos pagrindams, buvo vadinamasis neapibrėžtumo principas, paminėtas viename iš ankstesnių skyrių. Paaiškėjo, kad mikrodalelei jokiu būdu neįmanoma vienu metu tiksliai išmatuoti greičio ir padėties erdvėje. Tai reiškė, kad mikrodalelės neturi judėjimo trajektorijų įprasta prasme, bet yra kažkas panašaus į erdvėje išsiteptą debesį.

Dar neįprastesnės buvo reliatyvumo teorijos išvados. Visų pirma paaiškėjo, kad daugelis fizikinių dydžių, kurie atrodė absoliutūs ir nepakitę, pavyzdžiui, bet kurio tolo masė, segmentų ilgiai, laiko intervalai, iš tikrųjų yra santykiniai, priklausomai nuo sistemos judėjimo pobūdžio. kuriuose vyksta tam tikri fiziniai reiškiniai..

Taigi, paaiškėjo, kad kūno masė didėja didėjant jo greičiui. Ir todėl, tarkime, protono ar neutrono, skriejančio artimu šviesos greičiui, masė iš esmės gali viršyti Žemės, Saulės ir net mūsų žvaigždžių sistemos - Galaktikos - masę. .

Tačiau visa tai tebuvo tik patys pirmieji žingsniai į tą nuostabų, keistą mokslo pasaulį, kuris XX amžiaus antroje pusėje vis sparčiau atsiskleidžia prieš mus.

Mikrokosmoso gelmėse

Viena iš fundamentaliausių šiuolaikinio gamtos mokslo sričių yra mikropasaulio fizika, tirianti materijos sandarą mikroprocesų – atomų, atomų branduolių ir elementariųjų dalelių – lygmeniu.

Per pastaruosius dešimtmečius ši mokslo sritis sparčiai tobulėjo. Prieš kokius dvidešimt metų fizikai žinojo tik apie keliolika elementariųjų dalelių ir atrodė, kad visi mus supančio pasaulio objektai yra sudaryti iš šių dalelių. Tačiau tada, paleidus milžiniškus greitintuvus ir panaudojus elektronines skaičiavimo technologijas, buvo atrasta daug naujų dalelių, dabar jų skaičius matuojamas šimtais.

Tačiau sąstingis pasirodė laikinas, o pastaraisiais metais situacija pasikeitė reikšmingiausiai.

Sukurta speciali elementariųjų dalelių fizikos sritis – vadinamosios naujosios dalelės. Buvo atrastos vadinamosios psi dalelės, kurios turi labai įdomių savybių.

Dar 1964 m. teoriniai fizikai M. Gell-Mann ir G. Zweig, remdamiesi kai kuriais teoriniais samprotavimais, iškėlė drąsią ir originalią idėją apie specialius pagrindinių dalelių kvarkus. Pagal šią idėją yra trys kvarkai su trupmeniniais elektros krūviais ir trys atitinkami antikvarkai. Iš kvarkų ir antikvarkų galima sukurti protonus, neutronus, hiperonus, mezonus, jų antidaleles, taip pat kai kurias kitas elementarias daleles.

Teoriniu požiūriu kvarko hipotezė pasirodė labai įdomi ir daug žadanti. Bet kuriuo atveju elementariųjų dalelių pasaulyje viskas vyksta lygiai taip, lyg kvarkai iš tikrųjų egzistuotų.

1964–1970 m. daugelyje pasaulio laboratorijų buvo vykdomos aktyvios kvarkų paieškos. Jų buvo ieškoma elementariųjų dalelių greitintuvuose, kosminiuose spinduliuose ir net Mėnulio dirvožemio pavyzdžiuose. Tačiau laisvoje būsenoje kvarkų aptikti nepavyko. Tiesa, karts nuo karto spaudoje pasigirsta pranešimų, kad šios dalelės pagaliau buvo atrastos, tačiau tolesni tyrimai tokių pranešimų nepatvirtina.

Dėl to šiek tiek atšalo kvarko hipotezė. Tuo pačiu būtų labai sunku paaiškinti daugelį elementariųjų dalelių savybių be kvarkų. Todėl, nepaisant visko, kvarko hipotezė vystėsi toliau. Dėl to teoretikai priėjo prie išvados, kad turi būti dar vienas ketvirtasis kvarkas, vadinamasis C kvarkas, turintis savo antikvarą.

Tarp kitų šio kvarko fizinių savybių yra naujas, vadinamasis kvantinis skaičius, vadinamas "žavesys" arba "žavesys".

Bet jei yra ketvirtasis kvarkas, tai turi egzistuoti ir dalelės, į kurias jis įtrauktas. Viena iš šių dalelių, J-psi mezonas, buvo aptikta 1974 m. lapkritį.

Yra prielaida, kad j-psi-mezonas yra savotiška į atomą panaši sistema, susidedanti iš C-kvarko ir jo antikvarko. Ši sistema buvo vadinama "charmoniu".

Jei ši prielaida yra teisinga, j-psi-mezonas, matyt, yra kažkas kita, nei vienas iš galimų šarmonio energijos lygių.

Taip pat gali būti, kad gamtoje yra darinių, susidedančių iš „senųjų“ ir „naujųjų“ kvarkų derinių. Iš pradžių teoretikai bandė „konstruoti“ tokius objektus, o 1976-ųjų pabaigoje pasirodė pranešimų apie sužavėjusių mezonų ir pakerėto bariono atradimą. Įdomu pastebėti, kad J-psi-mezonas pasirodė esąs sunkiausias mezonas tarp visų žinomų šiuolaikinei fizikai. Tuo pačiu metu JPsi mezono tarnavimo laikas yra labai ilgas. Tai yra apie 10-20 sekundžių. Tai maždaug tūkstantį kartų ilgesnė nei kitų sunkiųjų dalelių gyvavimo trukmė. O 1977 m. buvo atrasta upsilono dalelė, teorija numatyta kaip šeštojo kvarko ir antikvarko derinys. Jo masė lygi penkioms protono masėms. Tai, kad psi dalelės pasirodė gana ilgaamžės, rodo, kad galbūt gamtoje egzistuoja kažkokia mums dar nežinoma draudimo taisyklė, kuri suteikia „veto“ greitam J-psi-skilimui. mezono ir kitų panašių dalelių.

Psi dalelių atradimas buvo labai svarbus įrodymas, patvirtinantis kvarko hipotezę ir privertė mus dar kartą pagalvoti, kodėl šių objektų negalima aptikti eksperimentiškai.

Norint paaiškinti susidariusią situaciją, buvo pasiūlyta įdomi idėja apie vadinamąjį kvarkų uždarymą.

Esmė ta, kad galbūt apskritai gamtoje yra dalelių, įskaitant kvarkus, kurių iš esmės negalima suplėšyti ir išskirti gryna forma. Pagal šią idėją jėgos, jungiančios du kvarkus, gali būti ne elektromagnetinės, o kitokios prigimties. Gali būti, kad savo prigimtimi jie primena be galo siaurą, elastingą, tarytum „guminį“ vamzdelį. Tokia elastinga vamzdinė jungtis neleidžia vienam kvarkui atsiplėšti nuo kito, veikiant išoriniam poveikiui „išsitampo“, vėliau susitraukia ir grąžina kvarką į savo vietą. Taigi neatmetama galimybė, kad kvarkai yra ypatingas darinių tipas, galintis egzistuoti tik visumoje ir kurių iš esmės neįmanoma atskirti. Taip pat gali būti, kad tolimesnė elementariųjų dalelių fizikos raida parodys, kad be šiuo metu atsirandančių keturių kvarkų yra ir kitų, sunkesnių. Gali būti, kad į šį klausimą bus atsakyta visai netolimoje ateityje. Elementariųjų dalelių teorija kartu su astrofizika visada vaidino svarbų vaidmenį formuojant naujas idėjas apie mus supančio pasaulio reiškinius. Visų pirma, šiuolaikinė elementariųjų dalelių teorija ne tik supažindina mus su naujais objektais, bet, vystydamasi, nuveda į „vis keistesnio pasaulio“ gelmes. Vienas iš labai smalsių šiuolaikinės mikrofizikos „keisto pasaulio“ objektų yra vadinamosios superluminalinės dalelės arba tachionai.

greičiau už šviesą

Pagal Einšteino reliatyvumo teoriją, kuri yra vienas iš pagrindinių šiuolaikinio gamtos mokslo pagrindų, bet kokios fizinės sąveikos perdavimo greitis negali viršyti šviesos greičio.

Tačiau galima daryti prielaidą, kad kartu su sublightos sąveikų pasauliu egzistuoja ir niekur su juo nesikertantis superluminalinių greičių pasaulis, kuriame šviesos greitis yra ne viršutinė, o apatinė šviesos greičio riba. fiziniai procesai. Tokia prielaida iš principo ne tik neprieštarauja reliatyvumo teorijos esmei, bet, priešingai, daro šią teoriją simetriškesnę ir viduje nuoseklesnę, apibendrindama ją už šviesos barjero glūdinčiam pasauliui.

Beje, būtent taip ir yra, kai teorijos saviugda, išplaukianti iš jos vidinės logikos, veda prie naujų išvadų.

Žinoma, tachionų hipotezės pagrįstumą galima įrodyti tik eksperimentu, tačiau nagrinėjamo teorinio apibendrinimo natūralumas daro stiprų įspūdį.

Jei tachionai tikrai egzistuotų, tai būtų trečias mums žinomas dalelių tipas. Pirmosios iš jų yra „sublight“ dalelės, kurios jokiomis aplinkybėmis negali pasiekti tiksliai tokio greičio kaip šviesos. Tarp jų yra beveik visos mums žinomos elementarios dalelės. Antrasis tipas yra dalelės, judančios tiksliai šviesos greičiu. Tai apima fotonus – šviesos dalis – ir neutrinus. Tachionai būtų dalelės, kurios visada turi superluminalinį greitį.

Kyla klausimas: ar tachionų hipotezė nėra fiziškai beprasmė?

Esmė ta, kad santykis ar procesas, kuris neįmanomas mums pažįstamų reiškinių diapazone, iš esmės gali būti realizuotas kitoje reiškinių srityje. Kitaip tariant, mūsų idėjos apie galimą ir neįmanomą yra santykinės. Fiziškai beprasmėmis gali būti laikomos tik tokios teorijos išvados, kurios kertasi su vienu ar kitu pamatiniu gamtos dėsniu toje srityje, kur šis dėsnis yra pakankamai gerai patikrintas. Tachionų hipotezė nepatenka į tokius prieštaravimus. Tachionų pasaulis niekur nesikerta su mūsų sublight pasauliu. Tos trys paminėtos dalelių rūšys turi tokią savybę: vieno tipo dalelės be mums žinomos sąveikos gali pereiti į kito tipo daleles. Nors gilesniu lygmeniu, šiuolaikinės fizikos dar netyrinėtu, taip gali nebūti.

Tiesa, iki šiol nebuvo gauta jokių eksperimentinių požymių apie tachionų egzistavimo galimybę. Bet galbūt taip yra dėl to, kad atitinkamuose eksperimentuose nebuvo atsižvelgta į kai kurias šių hipotetinių dalelių savybes, kurios mums vis dar nežinomos. Viena įdomi galimybė yra pabandyti aptikti tachionus iš vadinamosios Čerenkovo ​​spinduliuotės (sovietinio fiziko Čerenkovo ​​pakaitalo). Teorija teigia, kad judant vakuume superluminal dalelės turėtų skleisti elektromagnetines bangas, nors aptikti tokią spinduliuotę bus labai sunku.

Mikropasaulio fizika ypač pamokanti tuo, kad jo vystymosi procese atsiranda masė netikėtų sąvokų ir vaizdų, kurie supurto įprastus pamatus. Taigi bet kokio mokslo žinių suabsoliutinimo neteisėtumas yra aiškiai ir įtikinamai įrodytas, fizika kaip mokslas niekada nesibaigs.

Elementariųjų dalelių teorijos raida mus atveda prie vis keistesnių reiškinių, vis labiau nutolusių nuo įprastų vaizdinių vaizdų. Ši teorija pamažu apauga sudėtingesniais matematiniais ir kitais vaizdiniais, neturinčiais analogų tiesiogiai mus supančiame pasaulyje.

Tuo pačiu metu, nepaisant eksperimentinių duomenų gausos, vis dar nėra vieningos elementariųjų dalelių teorijos. Ar tai reiškia, kad šiuolaikinei mikrofizikai reikia kažkokių iš esmės naujų, gal „beprotiškų idėjų“?

Informacijoje, kurią šiandien turime apie mikrokosmoso procesus, vis dar yra daug nesuprantamų dalykų. Gali būti, kad sunkumus pavyks įveikti teoretikų pastangomis remiantis esamomis idėjomis. Tačiau gali prireikti visiškai naujų idėjų, įskaitant labai neįprastas.

Taip mano dauguma šioje fizikos mokslų srityje dirbančių specialistų.

Nuostabi Visata

Taigi, kai mokslas nuo įprastų, makroskopinių mus supančių reiškinių tyrimo perėjo prie mikroprocesų tyrimo, jis susidūrė su neįprastų, keistų reiškinių pasauliu.

Todėl galima būtų tikėtis, kad padarius šuolį priešinga kryptimi – nuo ​​makrokosmoso fizikos iki megakosmoso fizikos, kuriai būdingi milžiniški atstumai, didžiuliai laiko intervalai ir gigantiškos materijos masės, tada susidursime su ne mažiau keisti ir svetimi reiškiniai.

Ir taip atsitiko! XX amžiaus astrofizika, tirdama Visatą, atnešė daugybę netikėtų atradimų, kurie aiškiai netelpa į tradicinių idėjų apie visatą rėmus ir iš pirmo žvilgsnio sukuria neįprasto, neįtikėtino, nepaaiškinamo sveiko proto požiūriu įspūdį. .

Jau kalbėjome apie Visatos plėtimosi atradimą.

Jo geometrinių savybių tyrimas taip pat davė ne mažiau stebinančių rezultatų.

Dabar nekalbėsime apie dramatiškus įvykius ir staigius posūkius šios problemos tyrimo istorijoje. Tikrai moksliškai suformuluoti Visatos erdvės geometrijos, o ypač jos baigtinumo ar begalybės klausimą, tapo įmanoma tik XX amžiaus pradžioje, kai A. Einšteinas sukūrė bendrąją reliatyvumo teoriją.

Viena iš pagrindinių šios teorijos išvadų yra ta, kad geometrinės erdvės savybės priklauso nuo materijos pasiskirstymo. Bet kokia masė išlenkia aplinkinę erdvę, ir šis kreivumas yra stipresnis, tuo didesnė masė.

Einšteinas paaiškino bendrosios reliatyvumo teorijos esmę maždaug taip. Jei visa materija staiga išnyktų iš pasaulio, tai klasikinės fizikos požiūriu erdvė ir laikas būtų išsaugoti. Bendrosios reliatyvumo teorijos požiūriu, išnykus materijai, išnyktų erdvė ir laikas.

Taigi nėra absoliučios Niutono erdvės ir absoliutaus laiko, nepriklausomo nuo materijos: erdvė ir laikas yra tik jos egzistavimo formos.

Kadangi gyvename pasaulyje, pripildytame įvairių kosminių objektų – žvaigždžių, ūkų, galaktikų, gyvename lenktoje, arba, kaip sako matematikai, neeuklido erdvėje.

Įprastame gyvenime mes to nepastebime, nes Žemės sąlygomis susiduriame su santykinai mažomis masėmis ir nereikšmingais atstumais. Būtent dėl ​​šios priežasties esame gana patenkinti įprasta euklido geometrija. Antžeminėmis sąlygomis tai yra pakankamas artėjimas prie tikrovės. Tačiau kosminiu mastu erdvės kreivumas tampa reikšmingas, ir į jį nebegalima atsižvelgti. Tai ypač svarbu norint išsiaiškinti geometrines visatos savybes. Visų pirma paaiškėjo, kad lenktame pasaulyje erdvės neribotumas ir begalybė nėra tas pats. Neribota erdvė – tai ribų nebuvimas. Tačiau pasirodo, kad neribota erdvė gali būti baigtinė, uždara savyje ir begalinė.

Aiškumo dėlei kaip analogiją pateikiame sferinį paviršių – baigtinio spindulio rutulio paviršių.

Ir įsivaizduokime kokį nors hipotetinį dvimatį padarą, tarkime, be galo plokščią skruzdėlę, gyvenančią šiame paviršiuje ir net neįtariančią, kad egzistuoja koks nors trečiasis matmuo.

Kad ir kur ši skruzdėlė šliaužiotų, ji niekada nepasieks savo sferinio pasaulio ribos. Ir šia prasme sferinis paviršius yra neribotas.

Bet kadangi jos spindulys yra baigtinis, jo plotas taip pat yra baigtinis – tai yra baigtinė erdvė.

Materialaus pasaulio neribotumas nekelia abejonių. Jei laikomės materializmo ir ateizmo pozicijų, turime pripažinti, kad materialus pasaulis negali turėti ribų. Ribų buvimas reikštų, kad už jų yra kažkas neapčiuopiamo. Kitaip tariant, prieitume prie idealo, prie religijos.

Taigi materialaus pasaulio neribotumo klausimas yra esminis pasaulėžiūros klausimas,

Tačiau neribotas pasaulis, kaip jau žinome, gali būti baigtinis arba begalinis. Ir klausimo, kas tai iš tikrųjų, negalima išspręsti vien filosofiniais svarstymais, jį galima išspręsti tik tyrinėjant tikrovę.

Nesunku atspėti, kad Visatos erdvės baigtinumas arba begalybė priklauso nuo jos kreivumo, o kreivumą, savo ruožtu, lemia medžiagos kiekis, jos masė.

Surinkime mintyse visą Visatos materiją ir tolygiai „ištepkime“ ją visoje erdvėje. Ir pažiūrėkime, kokia masė bus viename kubiniame metre, tai yra, nustatysime vidutinį tankį.

Reliatyvumo teorija duoda aiškų kriterijų: jei vidutinis tankis ne didesnis kaip devyni protonai – vandenilio atomų branduoliai, erdvė nėra uždara ir begalinė; jei dešimt ar daugiau protonų, uždarieji ir baigtiniai.

Ką šiuolaikinė astrofizika mums sako apie vidutinį materijos tankį Visatoje? Yra įvairių būdų tai apibrėžti, ir jie duoda skirtingus rezultatus. Bet visais atvejais tankis yra mažesnis už kritinį. Taigi, šiuolaikinių astrofizinių duomenų požiūriu, mes gyvename begalinėje atviroje visatoje.

Tačiau problema yra daug sudėtingesnė. Visų pirma, turime turėti omenyje, kad galime nežinoti visų materijos egzistavimo formų, o naujų formų atradimas gali pakeisti vidutinio materijos tankio vertę.

Bet net jei būtų galima gana tiksliai nustatyti vidutinį tankį, Visatos baigtinumo ar begalybės klausimas nebūtų galutinai išspręstas. Esmė ta, kad jos, matyt, negalima galutinai išspręsti ta prasme, kuria mes sprendžiame daugelį kitų mokslo klausimų, tai yra, kad gautume aiškų atsakymą, pavyzdžiui, „taip“ arba „ne“.

Reliatyvumo teorija atskleidė santykinį daugelio fizinių dydžių, kurie anksčiau atrodė absoliutūs ir nekintantys, prigimtį. Prieš keletą metų Maskvos astronomui A. Zelmanovui pavyko įrodyti, kad erdvės savybė būti baigtinei ar begalinei taip pat yra santykinė. Visatos erdvė, baigtinė ir uždara vienoje atskaitos sistemoje, gali būti tuo pat metu begalinė ir atvira kitoje.

Taigi, susiduriame su neįprasta ir kartu pamokoma situacija, kuri rodo, kad gamta yra daug sudėtingesnė nei mūsų formalios loginės idėjos apie ją, kad jos savybės ir reiškiniai turi dialektinį pobūdį.

Paslaptingi galaktikos branduoliai

Per pastaruosius dešimtmečius astronomai Visatoje atrado nemažai nestacionarių objektų, kuriuose per gana trumpą laiką vyksta žiaurūs fiziniai procesai ir labai reikšmingi kokybiniai pokyčiai.

Šis tyrimas buvo pradėtas 1962 m. atradus vadinamąsias radijo galaktikas, t. y. galaktikas, kurių radijo spinduliuotė yra daug kartų stipresnė už šiluminę radijo spinduliuotę, būdingą bet kuriam kosminiam objektui, kurio temperatūra yra aukštesnė už absoliutų nulį. Ryškiausias pavyzdys yra dvinarė radijo galaktika Cygnus žvaigždyne (radijo šaltinis Cygnus A). Nors ši kosminė „radijo stotis“ yra didžiuliu, maždaug 600 milijonų šviesmečių atstumu nuo mūsų, jos radijo spinduliuotė, gaunama Žemėje, turi tokią pat galią kaip ir tyliosios Saulės radijo spinduliuotė. Tačiau atstumas iki Saulės yra maždaug aštuonios šviesos minutės, tai yra, 400 milijardų kartų mažesnis!

Kad veiktų bet kuri radijo stotis, įskaitant ir natūralią, ji turi būti maitinama energija. Kokie yra energijos šaltiniai, galintys milijonus metų užtikrinti galingą radijo bangų spinduliavimą iš radijo galaktikų?

Pastaraisiais metais kaupiasi vis daugiau faktų, rodančių, kad ši energija susidaro dėl galingų fizinių procesų, vykstančių galaktikų branduoliuose – medžiagų kondensacijose, esančiose daugelio žvaigždžių Visatos salų centrinėse dalyse.

Neabejotinus aktyvumo ženklus rodo, pavyzdžiui, mūsų pačių galaktikos šerdis. Kaip rodo radijo stebėjimai, jis nuolat išskiria vandenilį, kurio kiekis siekia pusantros saulės masės per metus.

Jei atsižvelgsime į tai, kad mūsų Galaktikos amžius yra apie 15–17 milijardų metų, tada paaiškės, kad iš jos šerdies buvo išstumta apie 25 milijardus saulės masių, o tai jau yra maždaug aštuntadalis visos galaktikos masės.

Tuo pačiu metu reiškiniai, kuriuos šiuo metu stebime savo žvaigždžių sistemos šerdyje, greičiausiai yra tik silpni praeities atgarsiai, daug audringesni procesai, vykę tuo metu, kai mūsų galaktika buvo jaunesnė ir turtingesnė. . Bet kokiu atveju yra žinomos galaktikos, kurių branduoliai yra daug aktyvesni, o kai kuriose žvaigždžių sistemose ši veikla įgauna net sprogstamą pobūdį. Pavyzdžiui, galaktikos M-82 šerdyje, matyt, prieš kelis milijonus metų įvyko grandiozinis sprogimas, dėl kurio buvo išmestas didžiulis kiekis dujų. Ir dabar šios dujinės masės dideliu greičiu veržiasi iš Galaktikos centro į jos pakraščius.

Astrofizikai apskaičiavo, kad M-82 sprogimo kinetinė energija yra apie 3 "1052 J. Kad šis skaičius būtų labiau apčiuopiamas, užtenka pasakyti, kad norint gauti tokią energiją, reikėtų susprogdinti termobranduolinį užtaisą. kurios masė lygi 15 tūkstančių saulių ...

Šie ir kiti panašūs faktai rodo, kad galaktikų branduoliai, matyt, yra ne tik galingi energijos šaltiniai, bet ir turi labai didelę įtaką žvaigždžių sistemų vystymuisi.

Dar grandiozesni energijos šaltiniai mums, kvazarams, buvo pažįstami, atrasti 1963 metais ir esantys labai dideliais atstumais nuo mūsų Galaktikos, netoli stebimos Visatos ribų.

Pagal savo dydį kvazarai negali būti lyginami su galaktikomis. Astronominių stebėjimų duomenys rodo, kad jų branduolių skersmenys svyruoja nuo kelių šviesių savaičių iki kelių šviesmėnesių, o mūsų Galaktikos skersmuo siekia 100 tūkstančių šviesmečių. Tačiau bendra kvazarų spinduliuotės energija yra maždaug šimtą kartų didesnė už gigantiškiausių mums žinomų galaktikų spinduliuotės energiją.

Be to, dabar beveik nekyla abejonių, kad mus supanti Visata taip pat atsirado dėl milžiniško sprogimo ir vėlesnio kompaktiško itin tankios karštos plazmos krūvos išsiplėtimo.

Visi šie atradimai parodė, kad Visatoje vyksta sudėtingiausi fiziniai procesai, susiję su negrįžtamais kosminių objektų pokyčiais, atmetančiais galimybę grįžti į ankstesnes būsenas. Ir tokie pokyčiai vyksta ne tik lėtai ir palaipsniui, bet ir per gana trumpą laiką, šuoliais.

Taigi, pastarųjų dešimtmečių tyrimai privedė mokslininkus prie išvados, kad, priešingai nei anksčiau egzistavo mintys, daugeliui kosminių objektų vystymosi proceso fazių būdingas ryškus nestacionarumas, kuris išreiškiamas sprogstamais reiškiniais, dezintegracija, sklaida, Panašūs procesai siejami su naujų erdvės objektų formavimusi, jų transformacijomis, taip pat materijos perėjimais iš vienos fizinės būsenos į kitą,

„... Vystymasis yra spazminis, katastrofiškas, revoliucinis, – rašė V.I.Leninas, – „lūžta laipsniškai“; kiekybės pavertimas kokybe; ... tarpusavio priklausomybė ir glaudžiausias, neatskiriamas visų kiekvieno reiškinio aspektų ryšys; ... ryšys, suteikiantis vientisą, natūralų pasaulio judėjimo procesą - tai kai kurie dialektikos bruožai ... " [V. I. Leninas, Karlas Marksas, - Paula, kol. cit., t. 26, p. 55. 135].

Nestacionarių procesų Visatoje atradimas įtikinamai patvirtina, kad dialektinis pobūdis būdingas ne tik mokslo žinių procesui, bet ir pačiai gamtai.

Jei šiuo požiūriu pažvelgtume į nestacionarius reiškinius erdvėje, paaiškėtų, kad jie yra kosminių objektų raidos „lūžio taškai“, kai materija pereina iš vienos kokybinės būsenos į kitą, atsiranda nauji dangaus kūnai.

Tapo aišku: klasikinio mokslo idėjos apie daugumos kosminių procesų stacionarumą iš tikrųjų pasirodė esąs tik vienas iš pirmųjų tikrojo pasaulio vaizdo priartėjimų, kurių galimybes ribojo tiek tyrimų išsivystymo lygis. metodus ir bendrą gamtos mokslų būklę,

Kita vertus, reikia pastebėti, kad šiuolaikinių fundamentaliųjų fizinių teorijų rėmuose dar nepavyko rasti patenkinamo paaiškinimo apie nestacionarių Visatos reiškinių prigimtį. Šių teorijų požiūriu tokie reiškiniai atrodo labai neįprasti, itin „neįprasti“.

Ar bus galima juos paaiškinti esamų fundamentalių fizinių teorijų požiūriu, ar tam reikės visiškai naujų idėjų?

Vieną iš šių idėjų iškėlė garsus sovietų astrofizikas akademikas V. A. Ambartsumyanas. Remiantis Ambartsumyan hipoteze, galaktikų branduoliuose yra supertankių „ikižvaigždinės“ materijos gumulėlių.

Visai gali būti, kad šie gniužulai yra tiesiogiai susiję su ta „pirmine“, supertankia medžiaga, kurios irimo pasekmėje atsirado metagalaktika. Gali būti, kad sprogimo ir plėtimosi procese „originali“ medžiaga sureagavo ne iš karto.

Kai kurie krešuliai dėl vienokių ar kitokių priežasčių gali išlikti stabilios būklės ilgą laiką; jų vėlesnis skilimas, ko gero, veda į tuos energijos „sprogimus“, kurie vyksta Visatoje.

Bet ką gali reikšti supertanki priešžvaigždinė medžiaga? Kokia jo fizinė prigimtis? Deja, šiuo metu turime per mažai duomenų, kad galėtume pateikti pagrįstą atsakymą į šį klausimą.

Susidaro įspūdis, kad priešžvaigždinės materijos savybės, jei ji iš tikrųjų egzistuoja, yra tokios neįprastos, kad jas vargu ar galima apibūdinti naudojant žinomas fizines teorijas. Gali būti, kad yra keletas fizinių dėsnių, kurių šiuolaikinis mokslas vis dar nežino.

Tačiau ne visi šiuolaikiniai fizikai ir astrofizikai sutinka su šia išvada.

Visai įmanoma, kad milžiniškų kosminių energijų paaiškinimas bus gautas gana skirtingais būdais.

Termobranduolinis ar...?

Kosminių energijų problema siejama ne tik su aktyviais reiškiniais galaktikų ir kvazarų branduoliuose, bet ir su neigiamais Saulės neutrinų stebėjimų rezultatais.

Amerikiečių fizikas R. Denisas sukūrė labai jautrų aparatą Saulės neutrinams fiksuoti.Stebėjimai buvo atliekami ilgą laiką ir atnešė labai netikėtą rezultatą. Paaiškėjo, kad saulės neutrinų srautas yra mažiausiai šešis kartus mažesnis, nei išplaukia iš esamos teorijos, paremtos saulės ir žvaigždžių energijos šaltinių termobranduolinės prigimties prielaida.

Šios teorijos rimto išbandymo būtinybę rodo ir kai kurie kiti naujausių Saulės tyrimų rezultatai.

Prieš keletą metų SSRS mokslų akademijos Krymo astrofizikos observatorijoje buvo sukurtas itin jautrus prietaisas, skirtas itin silpniems Saulės magnetiniams laukams matuoti – saulės magnetografas. Su šiuo instrumentu atlikti stebėjimai atskleidė labai įdomų faktą. Paaiškėjo, kad saulės paviršius ritmiškai pulsuoja maždaug 2 valandas. 40 min., su kiekvienu pulsavimu kylant į maždaug 20 km aukštį.

Pasak akademiko V. A. Ambartsumyano, Krymo astronomų atradimas yra nepaprastai svarbus.

Tai ne tik liudija kokybiškai naują procesą Saulėje, bet ir turėtų suteikti svarbios informacijos apie vidinę mūsų dienos šviesos struktūrą. Kaip rodo teoriniai skaičiavimai, saulės pulsacijos periodo reikšmė yra tiesiogiai susijusi su jos vidine struktūra. Laikotarpis, lygus 2 valandoms. 40 min atitinka tolygesnį tankio ir temperatūros pasiskirstymą, taip pat mažesnes šių fizikinių dydžių vertes centrinei dienos šviesos daliai, nei išplaukia iš šiuolaikinės Saulės sandaros teorijos. Visų pirma, temperatūra Saulės centre šiuo atveju turėtų būti ne 15 milijonų laipsnių, o tik 6,5 milijono.

Tačiau tokiomis fizinėmis sąlygomis termobranduolinė reakcija negali užtikrinti pastebimo saulės energijos kiekio.

Yra dar vienas nepriklausomas svarstymas, kuris kelia abejonių dėl termobranduolinės hipotezės pagrįstumo. Faktas yra tas, kad Saulės atmosferoje (kaip ir kitų panašių žvaigždžių atmosferoje) ličio ir berilio yra dideli kiekiai. Tačiau termobranduolinių reakcijų atveju šie elementai jau seniai turėjo „perdegti“.

Neseniai išvada apie Saulės pulsavimą, kurią gavo Krymo astrofizikai, vadovaujami akademiko A.N.

Pirmieji bandymai paaiškinti šį reiškinį. Taigi Kembridžo universiteto (Anglija) mokslininkai teigė, kad centrinėje Saulės dalyje yra dvigubai daugiau sunkiųjų elementų, nei manyta anksčiau. Tačiau tokia hipotezė neišvengiamai veda prie radikalaus šiuolaikinių fizinių idėjų apie Saulės ir žvaigždžių sandarą peržiūros.

Tolesnis termobranduolinės hipotezės patikrinimas visų pirma susijęs su naujų neutrinų dienos šviesos stebėjimų įgyvendinimu. Gali būti, kad neutrinai iš Saulės vis dar skrenda, tačiau jų energija yra mažesnė už slenkstinę vertę, kuriai buvo apskaičiuotas Daviso įrenginys.

Šiuo atžvilgiu sovietų fizikai dirba kurdami jautresnius detektorius neutrinams aptikti - ant helio ir ličio. Spėjama, kad tokių detektorių, kurie bus įrengti požeminėje laboratorijoje, pagalba artimiausiu metu bus galima atlikti naują, tikslesnį Saulės neutrinų srauto intensyvumo tyrimą ir taip nustatyti, ar termobranduolinę hipotezę tikrai reikia radikaliai peržiūrėti.

Akademikas V. A. Ambartsumyanas įdomų įvertinimą pateikia naujus Saulės tyrimo rezultatus.

Klausimas. Ar akademiko Severny gauti rezultatai, taip pat neigiamas Saulės neutrinų stebėjimų rezultatas, gali būti laikomi netikėtais, nes jie prieštarauja visuotinai priimtai hipotezei apie termobranduolinį intrasaulinės ir tarpžvaigždinės energijos šaltinį?

Ambartsumyan. Reikia suprasti, kad esami teoriniai modeliai yra tokie orientaciniai, kad neatlaiko tikslių kiekybinių palyginimų, kai kalbama apie naujus reiškinius.

Klausimas. Todėl, kalbant apie reiškinius, kurie dar nėra pakankamai ištirti, ar stebėjimai yra svarbesni už teorinius pokyčius?

Ambartsumyan. Astronomija pirmiausia yra stebėjimo mokslas. Vienas tokio pobūdžio stebėjimų atradimas, atliktas Kryme, vertas daugiau nei tūkstančio nesėkmingų teorinių darbų, neturinčių tikslaus kiekybinio pagrindo. Pats būdamas teoretikas, drįstu išsakyti šią nuomonę atvirai.

Gravitacinis kolapsas ir „juodosios skylės“

Grįžkime prie klausimo apie Visatos geometrines savybes. Kaip jau žinome, jie glaudžiai susiję su materijos pasiskirstymo prigimtimi.

Įsivaizduokite, kad visata yra vienalytė ir izotropinė. Ką tai reiškia? Protiškai padalinkime Visatą į daugybę regionų, kurių kiekvienoje yra pakankamai daug galaktikų. Tada homogeniškumas ir izotropija reiškia, kad Visatos savybės ir elgsena yra vienodos kiekvienoje epochoje, visoms tokioms sritims visomis kryptimis. Svarbiausia vienalytės ir izotropinės Visatos savybė yra nuolatinis jos kreivumas visuose erdvės taškuose.

Tačiau tikrojoje Visatoje, ypač jei atsižvelgsime į palyginti nedidelius jos plotus, materija pasiskirsto netolygiai. Jo koncentracija skirtinguose regionuose skiriasi, todėl skiriasi ir atitinkamas kreivumas. Jis gali būti mažesnis už visos erdvės vidurkį arba gali jį gerokai viršyti.

Vienu metu garsus amerikiečių fizikas R. Oppenheimeris (1904–1967), remdamasis bendra Einšteino reliatyvumo teorija, svarstė keistą galimybę.

Jei labai didelė medžiagos masė atsiduria santykinai mažame tūryje, tada įvyksta precedento neturinti katastrofa – gravitacinis kolapsas, katastrofiškas materijos susitraukimas iki taško, kur tankis iš esmės gali pasiekti begalinę vertę.

Suspaudimo procese didėja gravitacinio lauko dydis griūvančio objekto paviršiuje ir ateina momentas, kai nei viena dalelė, nei vienas šviesos spindulys negali įveikti didžiulės traukos ir ištrūkti iš tokio objekto vidaus. darinys į išorę. Tam reikėtų sukurti greitį, viršijantį šviesos greitį, o tai visiškai neįmanoma, nes šviesos greitis yra didžiausias bet kokių realių fizinių procesų gamtoje sklidimo greitis.

Taigi, sugriuvusio objekto erdvė tarsi griūva, o išoriniam stebėtojui ji faktiškai nustoja egzistavusi. Susiformuoja vadinamoji „juodoji skylė“...

Tačiau tai buvo tik grynai teorinis tyrimas, atliktas, galima sakyti, ateičiai, pagal dažnai teorinių fizikų naudojamą principą: jei „tas“, tai „tas“. Kitaip tariant, svarstoma kokia nors teoriškai įmanoma įsivaizduojama situacija ir išsiaiškinama, kokias pasekmes ji gali sukelti.

Tačiau būtent tai ir yra mokslinės teorijos stiprybė, kad labai dažnai tolimesnio gamtos mokslų vystymosi procese įsivaizduojama situacija pasirodo esanti gana reali, o tada iš anksto atliktas teorinis tyrimas iš karto įgauna praktinio susidomėjimo.

Taip atsitiko ir su prognozavimu dėl „juodųjų skylių“ egzistavimo. Pastaraisiais metais Visatos gelmėse buvo aptikta nemažai reiškinių, rodančių milžiniškų medžiagų masių koncentracijos galimybę santykinai mažuose erdvės regionuose.

Šiuo atžvilgiu astrofizikai prisiminė gravitacinio kolapso teoriją. Tolesnis šios teorijos plėtojimas paskatino mokslininkus padaryti išvadą, kad „juodosios skylės“ gali atsirasti paskutinėse masyvių žvaigždžių, kurių masė yra 3–5 kartus didesnė už Saulės masę, gyvavimo stadijose. Išsekus energijos šaltiniams tokios žvaigždės žarnyne, ji, veikiama savos gravitacijos, pradeda trauktis ir virsti „juodąja skyle“. Gali būti, kad „juodosios skylės“ Visatoje gali atsirasti kitomis aplinkybėmis. Žinoma, norint įsitikinti realiu tokių objektų egzistavimu, vien teorinių skaičiavimų neužtenka. Būtina aptikti bent vieną tikrą „juodąją skylę“ Visatoje.

Tačiau ši užduotis yra labai sunki. Vienos „juodosios skylės“ užregistruoti neįmanoma: ji niekaip nepasireiškia. Todėl kilo mintis dvejetainių žvaigždžių sistemose ieškoti „juodųjų skylių“. Maždaug pusė visų mūsų galaktikos žvaigždžių yra artimos dvejetainės sistemos, kuriose dvi žvaigždės sukasi aplink bendrą masės centrą ir gana dažnai labai arti viena nuo kitos.

Yra dvejetainių sistemų, kuriose viena žvaigždė šviečia, o kita yra tamsi. Jei tamsios žvaigždės masė yra 3–5 kartus didesnė už Saulės, tai galima daryti prielaidą, kad tai yra išnykusi žvaigždė, kuri, išnaudojusi vidinę energiją, susitraukė iki „juodosios skylės“ stadijos. Sovietinio mokslininko R. Sunyajevo skaičiavimais, šiuo atveju reikėtų stebėti įdomų fizikinį procesą. Jei dvinarės sistemos centrinis komponentas yra pakankamai masyvi žvaigždė, tai, kaip ir visos tokios žvaigždės, ji turėtų išmesti didelį kiekį dujų, kurios bus įsiurbtos į „juodąją skylę“. Tačiau dujų dalelės ten nepatenka tiesioginiu būdu, o kadangi visa sistema sukasi, jos juda aplink „juodąją skylę“ spiralinėmis trajektorijomis ir tik palaipsniui artėja prie kritinio atstumo. Aplink juodąją skylę susidaro dujų diskas. Dėl trinties dujos įkaista iki labai aukštų temperatūrų, prie kurių atsiranda ir intensyvi rentgeno spinduliuotė.

1974 m. buvo aptiktas objektas, kuris, atrodo, atitiko visus nurodytus reikalavimus. Jis yra Cygnus žvaigždyne ir buvo pavadintas Cygnus X-1.

Tai dviguba žvaigždė. Jo šviečiančio komponento masė lygi dvidešimt aštuonioms saulės masėms, tamsiosios - dešimt. Iš šio regiono sklinda intensyvi rentgeno spinduliuotė. Yra gana rimtų priežasčių manyti, kad nurodytas objektas yra „juodoji skylė“.

Tačiau 100% tikrumo dar nėra. Astrofizikoje visada reikia atsižvelgti į tai, kad kai kurių objektų išorinės fizinės apraiškos, kurias mes atradome, teoriškai gali atitikti laukiamas, bet būti sugeneruotos dėl kitos priežasties. O norint pagaliau įsitikinti, kad Cygnus X-1 tikrai yra „juodoji skylė“, reikia papildomų įvairių stebėjimų.

Tačiau Visatoje yra daug kitų objektų, dėl kurių kyla „įtarimų“, kad jie priklauso „juodųjų skylių“ kategorijai. Tačiau kiek šie įtarimai pagrįsti, parodys ateitis.

Bet jei „juodosios skylės“ tikrai egzistuoja, tai šių objektų savybės labai neįprastos. Jie neabejotinai yra verti „vis keistesnio pasaulio“ atstovai.

Visų pirma, nelengva įsivaizduoti, kaip gigantiška masė gali susitraukti į geometrinį tašką. Bet šito neužtenka...

Įsivaizduokime situaciją, kurią dažnai piešia fantastinių kūrinių autoriai. Erdvėlaivio keliautojas netyčia priartėjo prie „juodosios skylės“ ir buvo įtrauktas į lemtingą bedugnę. Kritęs kartu su materija, mūsų keliautojas kažkuriuo momentu peržengs tą kritinę ribą, dėl kurios nebegali būti sugrįžimo, ir nuskubės į „juodosios skylės“ centrą. Kas jam bus toliau? Pabandykime atsekti jo likimą.

Kartu su griūvančia medžiaga artėdamas prie „juodosios skylės“ centro, mūsų įsivaizduojamas stebėtojas pastebės, kad tankis ir kreivumas linkę į begalybę. Ką tai reiškia, mes net neįsivaizduojame, nes mūsų šiuolaikinės fizinės teorijos tokioms būsenoms akivaizdžiai nepritaikomos.

Tačiau yra viena kurioziška hipotezė, pagal kurią griūvančios medžiagos suspaudimas tam tikru momentu sulėtės, o iki ribos suspausta medžiaga vėl pradės plėstis.

Žinoma, tikras stebėtojas, patekęs į „juodąją skylę“, akimirksniu susisuktų ir suplėšytų į atomus.

Tačiau tarkime, kad įsivaizduojamas stebėtojas išgyvena siaubingą tankinimą ir kitas „bėdas“ ir laukia, kol prasidės atvirkštinis plėtimasis. Toliau judėdama kartu su besiplečiančia materija, ji dar kartą, dabar priešinga kryptimi, kirs kritinę sferą ir vėl atsidurs „laisvoje“ erdvėje.

Tačiau čia jis susidurs su stulbinančia staigmena: tai bus ne erdvė, iš kurios jis pateko į „juodąją skylę“, o erdvė, esanti mūsų Visatos erdvės atžvilgiu absoliučioje ateityje. Išvertus į suprantamesnę kalbą, tai reiškia, kad ir kiek gyventume savo erdvėje, į „tą“ erdvę niekada nepateks, tik per „juodąją skylę“, nes gretima erdvė, į kurią ji veda, iškyla, matyt, kartu su jos išsilavinimu. O kelio atgal visai nėra.

Jei visa tai tiesa, „juodosios skylės“ yra ne kas kita, kaip tunelių, jungiančių mūsų Visatą su gretimomis erdvėmis, įvadai, tam tikri kanalai, per kuriuos medžiaga iš mūsų erdvės distiliuojama į kaimynines.

Atsiranda viliojanti galimybė palyginti su šiuo reiškiniu tuos žiaurius materijos ir energijos protrūkius, kuriuos stebime tokiuose kosminiuose objektuose kaip kvazarai ir galaktikos branduoliai. Argi kvazarai ir galaktikos branduoliai nėra susiję su gretimose visatose esančių „juodųjų skylių“ ištakomis?!

Prisimenu garsaus anglų astrofiziko Jameso Jeanso teiginį, kuris dar 1928 m. teigė, kad galaktikų centrai yra „vienetiniai taškai“, kuriuose materija į mūsų pasaulį patenka iš kitos, visiškai pašalinės erdvės.

Taip pat gali būti, kad skirtingus pasaulius jungiančiais „tuneliais“ prasiskverbia ne tik materija, bet ir kai kurios mums dar nežinomos įtakos, kurios gali turėti įtakos daugeliui mūsų Visatoje vykstančių reiškinių.

Tačiau ši viliojanti idėja susiduria su gana paprastu prieštaravimu. Iš tiesų, jei gretima erdvė, susijusi su „juodąja skyle“, susidaro tik jos atsiradimo momentu, tai visoje Visatoje gali būti tik viena skylė, jungianti mus su ta pačia „juodąja skyle“, iš kurios atsirado mūsų erdvė. .. Tuo tarpu mes stebime gana daug kvazarų ir aktyvių galaktikos branduolių ...

Bet gal viskas yra daug sudėtingiau, nei mes manome? – Dar visai neseniai buvome įsitikinę, kad mūsų erdvė yra tiesiog sujungta. Tai reiškia, kad Visatoje nėra vienų nuo kitų atplėštų gabalų, kuriuos skiria neįveikiamos „praragos“. „Juodųjų skylių“ buvimas verčia abejoti paprastu pasaulio erdvės ryšiu. O gal jo geometrija dar įmantresnė ir galimi daugybė keistų gretimų erdvių pynimų, sujungtų vienas su kitu „juodosiose skylėse“ kylančiais kakleliais?

Žvilgsnis į ateitį

Pagrindiniai sunkumai šiuolaikinės astrofizikos horizonte yra susiję su Visatoje aptiktais nestacionariais reiškiniais.

Pastarųjų dešimtmečių tyrimai parodė, kad, priešingai nei anksčiau egzistuojančios idėjos, daugeliui kosminių objektų raidos fazių, kaip jau žinome, būdingas ryškus nestacionarumas.

V. I. Leninas ne kartą pabrėžė, kad visi reiškiniai pasaulyje veikia kaip priešybių vienybė (tapatybė). Tai reiškia „prieštaringų, vienas kitą paneigiančių, priešingų tendencijų atpažinimą (atradimą) visuose gamtos reiškiniuose ir procesuose...“ [Leninas V, I, Paulius. kol. cit., t. 29, p. 317].

Kiekviena iš prieštaringų vienos visumos pusių gali virsti savo priešingybe; priešybės pereina viena į kitą; sąveika, priešybių kova yra vystymosi šaltinis.

Tai yra raktas norint suprasti nestacionarių objektų prigimtį. Tokie objektai yra natūralios kosminių objektų evoliucijos fazės, erdvės kūnų ir jų sistemų raidos lūžio taškai, susiję su perėjimais iš vienos fizinės būsenos į kitą.

Nors kol kas nepavyko patenkinamai paaiškinti nestacionarių reiškinių prigimties esamų sąvokų rėmuose, negalima paneigti, kad šiuolaikinės fizikos dėsniai ir teorijos pritaikomos labai daugybei sąlygų ir reiškinių. Tačiau tuo pačiu neįmanoma suabsoliutinti šiuolaikinės žinių apie pasaulį sistemos, kuri yra tik tam tikras Visatos pažinimo etapas. Ši žinių sistema tik apytiksliai ir nepilnai atspindi begalinę pasaulio reiškinių ir procesų įvairovę, ją ne tik galima, bet ir būtina tobulinti, apibendrinti ir papildyti.

Dera pacituoti žodžius, kuriuos šia proga pasakė garsus sovietų mokslininkas Estijos TSR mokslų akademijos akademikas G.N. Visada bus neišspręstų problemų ir neatrastų dėsnių, o kiekviena išspręsta problema gims viena ar kelios naujos. Žinių kelias yra kelias be finišo linijos!

Ar tikrai galime tikėtis kokių nors superfundamentalių šiuolaikinės astrofizikos atradimų?

Iš principo tai įmanoma. Tačiau naujų gamtos dėsnių atradimas gali įvykti tik tiriant neįprastas fizines sąlygas ir materijos būsenas. Galbūt viena iš šių būsenų yra itin didelio tankio būsena Visatos plėtimosi pradžioje, „juodosiose skylėse“, o gal net ir vadinamųjų neutroninių žvaigždžių viduje, kurių tankis yra didžiulis – milijonai ir milijardai tonų už kubinį centimetrą. Šiaip kol kas nežinome įstatymų, kurie veikia tokiomis sąlygomis. Taigi, yra prielaida, kad yra tam tikras „elementarus ilgis“, kuris pasireiškia tik supertankiose būsenose. Ir gali būti, kad ją aptikti padės astrofiziniai tyrimai.

Nemažai žymių šiuolaikinių mokslininkų, tokių kaip F. Hoyle'as ir L. Burbidge'as, akademikas V. A. Ambartsumyanas, mano, kad esamos fizikos aiškiai nepakanka paaiškinti reiškinius, vykstančius galaktikų ir kvazarų branduoliuose.

„Bandymai juos apibūdinti šiuo metu žinomų pagrindinių fizinių teorijų rėmuose, – rašo V. A. Ambartsumianas, – susiduria su didžiuliais, galbūt neįveikiamais sunkumais. Manau, kad būtent astronomija artimiausioje ateityje atskleis naujų faktų, dėl kurių reikės suformuluoti naujas fizines teorijas, bendresnes nei dabar žinomas.

Tačiau, kaip pastebi žinomas sovietų fizikas akademikas V. L. Ginzburgas, įtikinamo atsakymo į aptariamus klausimus vien samprotavimu ir diskusijomis gauti nepavyks – jį duos tik pats gyvenimas, t. mokslas.

Šiuo metu informacijos apie fizikinius reiškinius erdvėje srautas auga kiekvieną dieną, ypač dėl astrofizikų kuriamų rentgeno ir gama spindulių elektromagnetinių bangų.

Buvo atrasta nemažai labai įdomių rentgeno spindulių šaltinių, užregistruoti paslaptingi galingi gama spinduliuotės blyksniai. Tolesnis šių ir kitų fizinių reiškinių kosmose tyrimas prisidės prie mūsų žinių apie Visatą gilinimo ir išplėtimo.

Mikropasaulis ir megakosmosas

Tai, kad šiuolaikinė fizika akivaizdžiai nėra baigta, kad egzistuojanti fizinė teorija susiduria su giliais ir rimtais sunkumais ir nepateikia atsakymų į daugelį esminių klausimų, pripažįsta ir patys fizikai. Tai reiškia, kad klausimas redukuojamas tik į tai, iš kur ateis nauji faktai, būtini norint žengti kitą esminį žingsnį į priekį fizikinių procesų dėsnių pažinimo srityje. Ar šie faktai bus gauti tiriant Visatą, ar gauti mikroprocesų tyrimų srityje?

Iš pirmo žvilgsnio gali atrodyti, kad, nepaisant gana glaudaus bendradarbiavimo, astronomija ir fizika turėtų domėtis tiesiogiai priešingomis problemomis.

Astronomams tai yra objektų ir procesų elgsenos išaiškinimas dideliu mastu, megakosmoso modelių atskleidimas, kuriam būdingas didžiulis atstumas - iki 1028 cm ir didžiuliai laiko intervalai iki 1017 s. Atvirkščiai, fizikai užsiima elementariųjų dalelių ir reiškinių, mikropasaulio dėsnių, prasiskverbimo į ultramažus subatominius erdvės ir laiko regionus, iki 10–15 cm ir iki 10–27 s, tyrimu.

Tačiau būtų klaidinga manyti, kad nagrinėjamos užduotys viena kitą paneigia, kad tarp jų nėra nieko bendro. Mikropasaulis ir megakosmosas yra dvi to paties proceso, kurį vadiname Visata, pusės.

Kad ir kokia gigantiška būtų erdvės sistema, galiausiai ją sudaro elementarios dalelės. Kita vertus, daugelis mikroprocesų yra kosminių reiškinių atspindys, apimantis milžiniškas erdvės sritis.

Bendro mikropasaulio ir megakosmoso tyrimo, gilių mikroreiškinių ir megaprocesų sąsajų tyrimo poreikį taip pat lemia tai, kad pasaulyje, kuriame gyvename, makrokosmose, yra „didelio“ ir „mažo“ savybės. “ susikerta kaip prožektoriaus spinduliai,

Juk mes patys, ir visi mus supantys objektai susideda iš elementariųjų dalelių, o kartu esame megakosmoso dalis.

Kaip jau minėjome, šiuolaikinė mikrokosmoso fizika prasiskverbė į reiškinių sritį, kuriai būdingos 10–15 cm dydžio masteliai, o astrofizika tiria objektus, kuriems būdingi atstumai iki 1028 cm. Keturiasdešimt trys dešimtainės eilės! Tokie yra erdvinės medžiagos masteliai, per kuriuos šiuolaikinis mokslas gali gauti informacijos apie gamtos procesus.

Kartu atskleidžiamas reikšmingas faktas – skirtingose ​​šios skalės dalyse veikiantys fizikiniai dėsniai net ir priešinguose jos galuose niekur neprieštarauja vienas kitam.

Ši aplinkybė, viena vertus, yra labai įtikinamas įrodymas, patvirtinantis vienos iš svarbiausių materialistinės dialektikos nuostatų apie visuotinį gamtos reiškinių tarpusavio ryšį ir priklausomybę, pagrįstumą, kita vertus, tai rodo, kad mūsų mokslinės teorijos. teisingai atspindi realaus pasaulio savybes.

Be to, galima daryti prielaidą, kad kai kurių kosminių objektų, pavyzdžiui, kvazarų ar galaktikos branduolių, gelmėse egzistuoja fizinės sąlygos, kurioms esant mikro- ir megaprocesų sritys tarsi susilieja. Čia pasiekiamas toks didelis medžiagos tankis, kad gravitacijos jėgos tampa panašios į elektromagnetines ir branduolines jėgas, veikiančias mikrokosmose. Pasak garsaus sovietinio fiziko teorinio I, A. Smorodinovo, gamta čia pasirodo prieš mus sudėtingiausiu pavidalu. O tai reiškia, kad, matyt, čia yra paslėpti raktai, padedantys išsiaiškinti astrofizinę Visatos istoriją.

Pagrindas – vakuuminis

Kadangi, viena vertus, visi materialūs erdvės objektai, nesvarbu, ar tai žvaigždės, ar galaktikos, planetos ar ūkai, susideda iš elementariųjų dalelių, o, kita vertus, Visata yra nestacionari ir jos praeitis nėra tapati jos dabarčiai. , natūraliai iškyla klausimas, ar elementariosios dalelės visada egzistavo ta pačia forma; kurioje jie egzistuoja mūsų eroje,

Remiantis viena iš hipotezių, aptartų šiuolaikiniame gamtos moksle, Visatos būsena, buvusi prieš pradinio karštos plazmos krešulio susidarymą, dėl kurio plėtimosi susidarė metagalaktika, buvo vakuumas.

Kažkada buvo manoma, kad vakuumas yra tiesiog niekas, tuštuma, erdvė, kurioje visiškai nėra materijos, savotiška arena, kurioje vyksta visi gamtoje vykstantys materialūs procesai.

Tačiau šioms, iš pirmo žvilgsnio tokioms natūralioms, savaime suprantamoms idėjoms laikui bėgant buvo lemta patirti labai rimtų pokyčių. Iš pradžių paaiškėjo, kad gamtoje nėra visiškos tuštumos. Jis neegzistuoja net ir ten, kur visiškai nėra jokios medžiagos. Jau XIX amžiuje M. Faradėjus (1791-1867) teigė, kad „materija yra visur ir nėra tarpinės erdvės, kurios ji neužimtų“.

Bet koks erdvės regionas visada yra užpildytas jei ne materija, tai kai kuriomis kitomis materijos rūšimis – įvairia spinduliuote ir laukais (pavyzdžiui, magnetiniais, gravitaciniais ir pan.).

Tačiau net ir atlikus šią korekciją, erdvė vis dar buvo milžiniška talpykla, kurioje buvo nesuskaičiuojamas kiekis materialių objektų. Tačiau vėliau paaiškėjo ir daugiau stulbinančių dalykų. Akimirką įsivaizduokite, kad mums kažkaip pavyko visiškai ištuštinti tam tikrą erdvės regioną, išstumti iš jo visas daleles, spinduliuotę ir laukus. Taigi ir šiuo atveju liktų „kažkas“, tam tikras energijos tiekimas, kurio jokiu būdu negalima atimti iš vakuumo.

Manoma, kad vakuume bet kuriame erdvės taške yra „negimusių“ dalelių ir absoliučiai visų įmanomų tipų laukų. Tačiau jų energija nėra pakankamai didelė, kad jos atrodytų kaip tikros dalelės.

Begalinio skaičiaus tokių paslėptų dalelių buvimas vadinamas nulinio taško vakuuminiais svyravimais. Visų pirma, visų įmanomų energijų ir dažnių fotonai juda vakuume visomis kryptimis (elektromagnetinis vakuumas).

Taigi, kiekvieną iš mūsų nuolat persmelkia srautas, susidedantis iš daugybės pačių įvairiausių dalelių. Bet kadangi šios dalelės skraido „ir“ į visas puses, jų srautai vienas kitą balansuoja ir mes nieko nejaučiame, kaip ir kolosalaus atmosferos oro stulpelio slėgio, nes jį subalansuoja oras. spaudimas iš žmogaus kūno vidaus.

Nepaisant viso savo netikrumo, nulinių vakuumo svyravimų samprata jokiu būdu nėra įspūdinga fizinė ir matematinė konstrukcija.

Tais atvejais, kai dėl kokių nors priežasčių pažeidžiamas paslėptų dalelių srauto tolygumas ir daugiau tokių dalelių juda viena kryptimi nei priešinga, pradeda reikštis nuliniai vakuuminiai svyravimai. Atomui turėtų atsirasti specifinis poveikis, o kai kurie iš jų buvo eksperimentiškai užregistruoti ...

Taigi, vakuumas tam tikromis sąlygomis gali pagimdyti daleles, ir gali būti, kad būtent vakuumas sukėlė daleles, iš kurių vėliau susidarė metagalaktika.

Remiantis kai kuriomis teorinėmis prielaidomis, itin mažais atstumais mus supanti erdvė turi neįprastai sudėtingą smulkiagrūdę struktūrą su fantastišku energijos tankiu.

Kiekviename šios terpės kubiniame mikrometre yra pakankamai energijos, kad susidarytų daug trilijonų galaktikų.

Taigi pati erdvė, supanti perėją, yra beveik bedugnis energijos šaltinis. Tačiau šią energiją „užsandarina“ galingos gravitacijos jėgos. Tačiau pačiai gamtai šis gravitacinis barjeras, matyt, nėra neįveikiama kliūtis. Kaip jau minėta, vakuumas gali generuoti medžiagos daleles. Ir visai įmanoma, kad visi tie galingi energijos pliūpsniai, kuriuos stebime Visatoje, yra tokios materijos, spinduliuotės ir vakuumo sąveikos, kai energija imama iš vakuumo, rezultatas.

Bet jei taip, tada nėra nieko neįmanomo tame, kad mokslas taip pat įvaldys energijos ištraukimo iš vakuumo paslaptį ir taip išgelbės žmoniją nuo nerimo dėl energijos išteklių amžinai.

Didelis ir mažas

„Juodųjų skylių“ tyrimas atveda prie dar vienos kiek netikėtos ir egzotiškos išvados apie galimą mikro ir mega reiškinių ryšį.

Kaip ir bet kuris objektas, turintis tam tikrą masę, „juodoji skylė“ turi tam tikrą gravitacinį lauką. Tačiau kadangi nei vienas fizinis signalas negali „ištrūkti“ iš „juodosios skylės“, šis laukas yra statinis.

Jeigu „juodoji skylė“ turi ir elektros krūvį, tai jos elektromagnetinis laukas taip pat turi būti statinis. Kartu teorija rodo, kad abu šie laukai praktiškai nepriklauso nuo to, kaip krūvis ir masė pasiskirsto „juodosios skylės“ viduje. Jei „juodosios skylės“ susidarymo metu šis pasiskirstymas buvo nehomogeniškas, tai bet kokie nehomogeniškumas ateityje labai greitai išlyginami.

Taigi išoriniam stebėtojui „juodoji skylė“ iš esmės atrodo kaip taškinis objektas, turintis tam tikrą masę ir krūvį. Jei „juodoji skylė“ taip pat sukasi, tada jai galima priskirti dar vieną savybę - vadinamąjį sukimąsi.

Taigi, akivaizdi analogija atsiranda su elementaria dalele, kuriai masė, krūvis ir sukimasis taip pat yra pagrindinės fizinės savybės.

Žinoma, dabartiniu mūsų žinių lygiu sunku pasakyti, kad tai tik grynai išorinis panašumas ar kažkokių gilių mums nežinomų mikro ir megakosmo priklausomybių atspindys, tačiau šis faktas neabejotinai nusipelno dėmesio. Be to, prieš keletą metų įdomų bandymą padarė garsus sovietų fizikas akademikas M. Markovas. Daugelyje straipsnių jis parodė, kad net ir šiuolaikinių fizinių teorijų rėmuose visa Visata tam tikromis sąlygomis išoriniam stebėtojui gali pasirodyti kaip elementari dalelė, tarkime, protonas ar neutronas.

Bet ar šiuo atveju visos dalelės, kurias stebime bendrosiose milžiniškose visatose? Visatos, kurios mūsų pasaulyje pasireiškia kaip elementarios dalelės? Kitaip tariant, megapasaulyje, kaip ir mikropasaulyje, iš principo mažiau gali susidėti iš daugiau...

Kaip pasiekti esmę?

Jei Visatoje yra tikrai daug „juodųjų skylių“, tai reiškia, kad pasaulio erdvėje yra daug taškų, kuriuose tankis įgyja begalinę reikšmę. Tokie taškai vadinami vienaskaita.

Susidomėjimas singuliarumu paaiškinamas ir tuo, kad, remiantis besiplečiančios Visatos teorija, ji taip pat „atsirado“ iš singuliarumo, grubiai tariant, iš taško. Ir kad ir kokie būtų įvairūs kosmologinių modelių variantai, iš jų neįmanoma pašalinti pradinio singuliarumo. Visatos istorija turėjo arba prasidėti, arba periodiškai pereiti per begalinio tankio taško būseną, kurioje bet kokie objektai tarsi nustoja egzistuoti.

Natūralus klausimas: ar realūs fiziniai dydžiai gali eiti į begalybę?

Paprastai tariant, begalybės fizikoje gali būti ne tik „tapančios“ ar potencialios, bet ir tikrosios, t.y. „užbaigtos“. Kaip tikrosios begalybės pavyzdį galima paminėti Visatos erdvės begalybę, jei ji nėra uždara.

Singuliarumo atsiradimas gravitacinio kolapso metu išplaukia iš bendrosios reliatyvumo teorijos. Tačiau šiuolaikinės fizinės teorijos, deja, nėra pritaikomos apibūdinti fizikinius procesus, vykstančius šalia vienaskaitos taškų. Faktas yra tas, kad tokios būsenos priklauso ne tik bendrosios reliatyvumo teorijos kompetencijai. Esant dideliam tankiui, turėtų atsirasti kvantiniai efektai. O fizikinės teorijos, kuri jungtų reliatyvistinius ir kvantinius reiškinius, dar nėra.

Iš esmės gali būti, kad kadangi bendroji reliatyvumo teorija netaikytina jos nuspėjamų būsenų, kurių masės tankis tam tikru momentu yra begalinis, aprašymui, tai singuliarumų apskritai nėra. Kalbant apie jų buvimą teorijoje, tai yra ne kas kita, kaip bėdų įrodymas, požymis, kad mes bandome taikyti bendrąją reliatyvumo teoriją už jos pritaikomumo ribų. Tačiau visas klausimas yra, kur tiksliai slypi šios ribos.

Kyla ginčų, kokia tiksliai turėtų būti ateities bendroji fizinė teorija. Tačiau neabejotina, kad būtina aiškiai išsiaiškinti bendrosios reliatyvumo teorijos pritaikymo ribas stipriuose gravitaciniuose laukuose ir artimuose singuliarumuose.

Daugelio žinomų tyrinėtojų teigimu, kvantinės gravitacinės teorijos ir kvantinės kosmologijos, kurios veiktų esant labai dideliam tankiui, o esant vidutiniam tankiui, perėjimas į įprastą klasikinę teoriją, konstravimas šiuo metu yra Visatos mokslo „užduotis numeris vienas“.

Nagrinėjama problema glaudžiausiai susijusi su pastaraisiais metais Visatoje aptiktų nestacionarių reiškinių fizinės prigimties klausimu. Kalbame apie žvaigždžių asociacijų ir galaktikų spiečių plėtimąsi, galaktikos branduolių aktyvumą ir kt.

Ir nors šiuose nestacionariuose reiškiniuose tiesiogiai nesusiduriame su singuliarumu, vis dėlto dauguma šių reiškinių yra susiję su didžiulėmis medžiagos koncentracijomis ir kolosalios energijos išsiskyrimu.

Iki šiol nebuvo įmanoma patenkinamai paaiškinti nestacionarių reiškinių šiuolaikinių fizinių teorijų rėmuose. Iš esmės galimi du būdai. Galbūt sunkumus galima įveikti sujungus Einšteino gravitacijos teoriją su kvantine fizika. Bet gali būti, kad apibūdinti ypatingas materijos būsenas Visatoje (šio požiūrio laikosi akademikas V.A. Ambartsumyanas) įmanoma tik darant prielaidą, kad šiose būsenose gali būti pažeisti žinomi fizikos dėsniai.

Tokiu atveju reikės ne tik išplėsti bendrosios reliatyvumo teorijos taikymo ribas mikroprocesų sričiai, bet ir gerokai pakeisti arba apibendrinti šią teoriją makroprocesų srityje, t.y. sritis, kurioje ji taikoma šiandien.

Vienoje būsenoje Visata iš tikrųjų tampa mikroobjektu. Ši aplinkybė dar kartą liudija apie glaudų ryšį tarp megakosmoso ir mikropasaulio. Ir, kaip pabrėžia Leningrado filosofas A. M. Mostepanenko, šiuo atžvilgiu vargu ar galima sukurti būsimą elementariųjų dalelių teoriją neatsižvelgus į kosmologines aplinkybes, kita vertus, neįmanoma suprasti Visatos sandaros dėsnių neatsižvelgus. atsižvelgti į mikroobjektų savybes, iš kurių jis galiausiai susideda.

Todėl idėja apie mikrokosmoso įtaką megapasauliui turėtų tapti pagrindine idėja kuriant kvantinę gravitacijos teoriją. Šiuo atžvilgiu labai domina teoriniai elementariųjų dalelių susidarymo iš vakuumo stipriuose gravitaciniuose ir elektriniuose laukuose, ypač arti kosmologinio singuliarumo, poveikio tyrimai. Egzistuoja net egzotiška hipotezė, pagal kurią Visata, palikusi „pradinę“ vienaskaitos būseną, iš pradžių buvo tuščia, o visa materija ir spinduliuotė iš vakuumo atsirado tik tolesnės evoliucijos procese.

Tačiau net ir tokios hipotezės rėmuose yra didelių sunkumų, kurie dar neįveikti. Faktas yra tas, kad pagal vieną iš pagrindinių fizikos dėsnių dalelės gali gimti tik poromis „dalelė“ – „antidalelė“.

Tuo tarpu, kiek dabar žinome, Visata daugiausia susideda iš materijos. Gali būti, kad dalelių susidarymo iš vakuumo efektas veikia ir šiuolaikinėje Visatoje įvairiuose nestacionariuose sprogstamojo tipo procesuose. Pavyzdžiui, gali būti, kad kai kurių kosminių objektų elektromagnetiniai laukai turi pakankamai energijos dalelėms gimti. Tačiau visos šios problemos reikalauja gilių teorinių tyrimų.

Tačiau vienas dalykas aiškus ir dabar. Kad ir kokia būtų ateities kvantinė gravitacijos teorija, ji iš esmės pakeis mūsų supratimą apie erdvėlaikį.

Taip pat reikėtų atkreipti dėmesį į šiuos dalykus. Įvairių teorinių modelių kūrimo metodas yra vienas iš efektyviausių Visatos tyrimo būdų. Tokie modeliai yra, pavyzdžiui, Friedmano visata – teorinis vienalytės izotropinės besiplečiančios Visatos modelis arba Zelmanovo visata – nevienalytės anizotropinės Visatos modelis. Šie ir kiti modeliai yra pagrįsti šiuolaikinėmis fundamentaliosiomis fizinėmis teorijomis, pirmiausia bendrąja reliatyvumo teorija.

Tačiau visada reikia prisiminti, kad modelis dar nėra pati Visata, o tik bandymas atspindėti kai kuriuos jos aspektus. Todėl būtų klaidinga automatiškai tapatinti to ar kito modelio išvadas su tikrove.

Tik stebėjimai gali patvirtinti konkretaus modelio pagrįstumą. Kita vertus, net ir pačios ekstravagantiškiausios teorinės konstrukcijos nusipelno dėmesio, nes jos gali atskleisti tam tikras specifines realaus pasaulio savybes.

Nuo elementariųjų dalelių iki Paukščių takų

Mikro ir makroprocesų tarpusavio ryšys yra viena iš konkrečių gamtos dialektikos išraiškų, visuotinis jos reiškinių tarpusavio ryšys.

Net ir dabar daugeliu atvejų sunku atskirti kosmologiją nuo elementariųjų dalelių teorijos. Šiuolaikinės astrofizikos dėmesio centre – kosminiai objektai, kuriems būdingas itin didelis tankis, o kartais ir labai maži dydžiai.

Taigi tarp įvairių bendrosios reliatyvumo teorijos lygčių, apibūdinančių Visatos savybes ir evoliuciją, sprendinių, kaip jau žinome, yra singuliarumo tipo sprendimas (kai tam tikru momentu tankis pasiekia begalinę reikšmę). Iš esmės singuliarumas yra tam tikras elementariosios dalelės analogas. Visata pradinėje vienaskaitos būsenoje iš tikrųjų virsta elementaria dalele.

Kyla klausimas: ar įmanoma bendrosios reliatyvumo teorijos lygtimis paaiškinti kai kurias elementariųjų dalelių savybes, o turimas žinias apie elementariųjų dalelių savybes panaudoti tam tikrų kosminės tvarkos reiškinių fizinei esmei išsiaiškinti? visų pirma Visatos evoliucijos dėsniai?

Viena iš opiausių šiuolaikinės astrofizikos ir apskritai gamtos mokslų problemų yra žvaigždžių ir žvaigždžių salų-galaktikų kilmės problema.

Šiuolaikinėje astrofizikoje yra dvi priešingos koncepcijos. Pagal vieną iš jų labiausiai paplitę (ji dažniausiai vadinama klasikine) kosminiai objektai, tarp jų ir žvaigždės bei galaktikos, susidaro tirštėjant, kondensuojantis difuzinėms dujoms ir dulkių medžiagai.

Kita koncepcija, kurią sukūrė akademikas V. A. Ambartsumyan ir jo mokykla ir pavadinta Byurakan (pagal observatorijos pavadinimą), priešingai, kyla iš to, kad erdvės objektų evoliucija pereina iš tankesnių į mažiau tankius būsenus ir kad visų pirma „Embrionai“ žvaigždės ir galaktikos yra hipotetiniai labai mažo dydžio supertankūs objektai, kurių sprogus irimas lemia įvairių dangaus kūnų susidarymą.

Šiuo metu tarp abiejų krypčių šalininkų vyksta karštos diskusijos ir kol kas galutinės pirmenybės teikti nė vienai iš jų negalima. Tai paaiškinama, viena vertus, stebėjimo duomenų stoka, kita vertus, tų pačių faktų skirtingų, kartais tiesiog priešingų interpretacijų galimybe. Visų pirma, niekas niekada nepastebėjo nei difuzinės medžiagos kondensacijos į žvaigždes proceso, nei hipotetinių supertankių kūnų.

Šiuo atžvilgiu žinomas sovietų astrofizikas B. A. Voroncovas-Velyaminovas ne taip seniai pateikė įdomų pasiūlymą, kad galbūt tam tikru mastu abiejų požiūrių šalininkai yra teisūs: gali būti, kad be galo įvairialypėje Visatoje procesai medžiagos koncentracija ir jos skilimas.

Įdomų bandymą sukurti kosmogoninį modelį, kuris tam tikru mastu apjungtų abi esamas žvaigždžių ir galaktikų susidarymo koncepcijas, padarė sovietų fizikas teoretikas R. Muradianas.

Pagrindinė Muradyano idėja yra panaudoti kai kurias elementariųjų dalelių savybes, siekiant išsiaiškinti fizinę kosminių reiškinių esmę, ypač Visatos evoliucijos dėsnius.

Mikrokosmoso fizikoje, remiantis labai bendrais teoriniais samprotavimais, visos elementarios dalelės skirstomos į tris klases: pirmajai klasei priklauso fotonas – elektromagnetinės spinduliuotės dalis, antrajai – elektronas ir neutrinas, trečioji klasė. - hadronai - daugiausia (jų dabar yra keli šimtai). Į šią klasę visų pirma įeina protonai, neutronai ir mezono dalelės, kurių masė yra tarpinė tarp elektrono masės ir protono masės. Didelė dalis hadronų yra nestabilios dalelės, kurių gyvavimo laikas labai trumpas. Ypač trumpaamžės dalelės vadinamos rezonansais.

Tarp jų yra dalelių, kurių masė kelis kartus didesnė už protono masę. Ir yra prielaida, pagal kurią elementariųjų dalelių „masių spektras“ paprastai tęsiasi iki begalybės. Jei tokia prielaida yra teisinga, tai reiškia, kad tam tikromis sąlygomis makroskopiniai ir net kosminiai objektai gali gimti itin mažuose erdvės ir laiko regionuose. Bet kuriuo atveju šiuolaikinė elementariųjų dalelių teorija tokią galimybę pripažįsta.

Ar šiuo atveju supertankūs akademiko Ambartsumiano kūnai nėra hadroninė materijos egzistavimo forma? Ši, iš pirmo žvilgsnio, gana netikėta idėja, iškelta R. Muradyano, atveria įdomias perspektyvas vieningos kosminių objektų formavimosi teorijos konstravimui. Remiantis nauja hipoteze, metagalaktika susidarė skilus supersunkiam 1056 g masės superhadronui.Tai buvo „pirminis atomas“, tas supertankus medžiagos krešulys, iš kurio atsirado stebima Visata. Jo skilimas į mažesnius hadronus paskatino galaktikų protospiečius, o vėlesnis skilimas į dar mažesnės masės hadronus paskatino galaktikų susidarymą.

Kitas etapas buvo skilimas į hadronus, kurių masė mažesnė nei 1034 g. Tai buvo savotiškas „fazinis perėjimas“ iš hadroninės formos į branduolinę. Tuo pačiu metu iškilo tokie objektai kaip neutroninės žvaigždės. Tolesnis skilimas, pasak Muradyano, turėjo lemti išsklaidyto debesies susidarymą, kurio viduje dėl medžiagos kondensacijos pirmiausia susidarė „protožvaigždės“ kondensacijos, o vėliau žvaigždžių formavimosi procesas vyko pagal įprasta klasikinė schema.

Tačiau jei įprastame klasikiniame kosminių objektų susidarymo paveiksle difuzinę terpę sudaro vandenilis ir helis, tai Muradjano modelyje ji gali turėti skirtingą cheminę sudėtį, priklausomai nuo prieš tai buvusių objektų skilimo ypatybių. O tai reiškia, kad sunkieji cheminiai elementai gali atsirasti ne tik dėl supernovų sprogimų, kaip dabar įprasta manyti, bet ir dėl dar sunkesnių dalelių skilimo. Tai labai svarbu, nes klasikinė sunkiųjų elementų kilmės teorija susiduria su daugybe rimtų sunkumų.

Taigi, jei įprastoje klasikinėje astrofizikoje evoliucijos procesas pereina nuo labiau retų objektų prie mažiau retų objektų ir nuo „sutrikimo“ prie „tvarkos“, tai Muradyano modelyje per labai reikšmingą metagalaktikos egzistavimo intervalą evoliucija, priešingai. , pereina nuo tankesnių prie mažiau tankių objektų ir nuo labiau tvarkingų iki mažiau tvarkingų.

Nesunku pastebėti, kad šioje dalyje Muradjano evoliucinė schema gerai sutampa su Ambartsumyano idėjomis. Tačiau nuo fazinio perėjimo iš hadroninės į branduolinę medžiagą momento ji yra artimesnė klasikinei kosmogonijai.

Žinoma, kol kas sunku pasakyti, kiek originalus Muradyano modelis atitinka realybę – šio modelio kūrimas tik prasideda. Tačiau naujas požiūris į problemos sprendimą yra labai įdomus, nes buvo bandoma derinti mikroreiškinius ir kosminius procesus.

Kaip žinoma, vienas iš svarbių konkretaus teorinio modelio pagrįstumo kriterijų yra jo gebėjimas numatyti tam tikrus reiškinius. Jei Muradjano hipotezė yra teisinga ir metagalaktika tikrai atsirado dėl superhadrono skilimo, tada ji turi turėti savo sukimąsi, nes pirminis superhadronas turėjo savo sukimąsi. Taigi metagalaktikos sukimosi atradimas būtų jei ne Muradyano modelio patvirtinimas, tai bet kuriuo atveju svarbus įrodymas jo naudai.

Kartais išreiškiama mintis, kad apskritai bet kokie kosmogoniniai modeliai, įskaitant Muradyano hipotezę, yra grynai spekuliatyvūs, nes jų negalima patikrinti stebėjimais.

Tačiau tokio pobūdžio samprotavimai negali būti laikomi įtikinamais. Šiuolaikinė kosmogonija stovi ant tvirto stebėjimo pagrindo. Vis pažangesnės ir galingesnės astronominių tyrimų priemonės leidžia tirti vis labiau nutolusius kosminius objektus. Tačiau, kaip žinote, kuo toliau tas ar kitas kosminis objektas yra, tuo giliau praeityje mes jį stebime. O tai reiškia, kad tam tikrų kosmogoninių modelių atitikimo tikrovei klausimą iš esmės galima išspręsti stebint.

Pasaulis toks, koks yra

Kadangi kalbame apie Visatos sandarą ir evoliuciją, apie mokslinį visatos vaizdą, natūraliai kyla klausimas: kodėl pasaulis yra toks, koks yra? Šis, o ne koks nors kitas?

Tačiau vargu ar įmanoma gauti pakankamai aiškų atsakymą į taip užduotą klausimą.

Problema suformuluota pernelyg miglotai.

Ir, matyt, neatsitiktinai, paliesdamas tą pačią problemą, A. L. Zelmanovas apsiribojo teiginiu, kad Visata egzistuoja tokia forma, kokia ji yra, dėl vidinės būtinybės.

Norėdami gauti išsamų atsakymą į mus dominantį klausimą, turėtume peržengti stebimą visatą ir aprėpti pasaulį visoje jo begalinėje įvairovėje. Ir tai, deja, neįmanoma tiek iš principo, tiek dėl grynai praktinių priežasčių,

Tačiau pabandykime susiaurinti problemą. Apribokite jį tiek, kad jis įgytų tikrą fizinę prasmę. Akivaizdu, kad turėtume kalbėti tik apie stebimą Visatą ir tas jos savybes, kurias lemia mums žinomi dėsningumai.

Kalbant apie patį klausimą, į kurį norime gauti atsakymą, dabar jis atrodys maždaug taip: ar tai sutapimas, kad mus supantis pasaulis turi būtent tokias savybes, o ne kai kurias kitas?

Tokia forma problema tampa gana teisėta, nes būtent ta Visatos versija, kurią stebime, toli gražu nėra pati tikriausia iš visų įmanomų variantų.

Tai būtina suprasti ir todėl, kad, pasak religijos teoretikų, visatos harmonija yra kūrėjo veiklos rezultatas.

„Užtenka pažvelgti į mus supančią gamtą“, – rašo rusų ortodoksų kunigas L. Gaidukevičius. – Visur karaliauja nuostabi tvarka. Kiekvienas reiškinys, nuo paprasčiausio žolės stiebo iki daugybės žvaigždžių, yra tikslingai, racionaliai ir tobulai sutvarkytas. Viskas turi nuolatinio Visagalio – Kūrėjo – rūpesčio antspaudą.

Visų pirma, reikia pastebėti, kad tam tikrą pasaulio vaizdą stebime dėl to, kad būtent toks vaizdas suteikia gyvybės galimybę. Kaip šmaikščiai pastebėjo A. L. Zelmanovas, esame tam tikro tipo procesų liudininkai, nes kitokio tipo procesai vyksta be liudininkų.

Visų pirma, neatsitiktinai gyvename besiplečiančioje Visatoje ir stebime raudonąjį poslinkį galaktikų spektruose. Abipusis galaktikų pašalinimas ir jų spinduliuotės poslinkis ilgųjų bangų link silpnina į kosmosą prasiskverbiančios elektromagnetinės spinduliuotės energiją. Jei galaktikos ne pabėgtų, o priartėtų, jų spektrai rodytų ne raudoną, o violetinį poslinkį – poslinkį aukštų dažnių ir kietos, trumpabangos spinduliuotės link. Radiacijos tankis tokioje visatoje būtų toks didelis, kad atmestų galimybę egzistuoti biologinė gyvybė ...

Kokios yra dažniausiai mus supančių kosminių objektų formos? Tai žvaigždės, dulkės, dujos. Kalbant apie dulkes ir dujas, didelė Visatos materijos dalis yra sutelkta dujų ir dulkių ūkuose. Bet tai yra pereinamosios formos.

Matyt, šiuolaikinėje Visatoje viena stabiliausių izoliuotų kosminių objektų formų yra žvaigždžių forma. Ar atsitiktinai pačiuose įvairiausiuose stebimos visatos kampeliuose materija susitelkia būtent į žvaigždes?

Garsus amerikiečių mokslinės fantastikos rašytojas Robertas Sheckley turi šmaikščią istoriją, kurioje aprašoma, kaip tam tikra kosmoso statybų įmonė tam tikrų „užsakovų“ nurodymu sukūrė... metagalaktiką. Žinoma, tai pokštas, o rašytojui tokio prietaiso prireikė tam, kad atskleistų kažkokius šablonus, savotiškas žaidimo taisykles.

Būtent šiose „žaidimo taisyklėse“ ir slypi visa reikalo esmė. Jei turime kamuolį ir žaidėjus, tai dar ne viskas. Su tuo pačiu kamuoliuku galite žaisti įvairius žaidimus. Tam, kad žaidimas įgautų tam tikrą prasmę ir charakterį, būtina jį pajungti tam tikroms taisyklėms.

Atsistokime į fantastiškų Visatos dizainerių vietą. Prieš pradėdami kurti, turėtume ne tik nustatyti pagrindines pagrindinių elementų savybes, bet ir sukurti tam tikrą dėsnių rinkinį, kuris lemia visų be išimties materialių objektų elgesį ir sąveiką.

Kokie yra dėsniai, dėl kurių tikrojoje Visatoje teisę egzistuoti turi būtent žvaigždės?

Gyvoje gamtoje, kaip žinia, veikia natūrali atranka. Išgyvena tik tie organizmai, kurie geriausiai prisitaiko prie išorinės aplinkos sąlygų.

Atrodo, kad visatoje veikia savotiška natūrali atranka. Medžiagos judėjimo procese gali atsirasti pačių įvairiausių objektų, tačiau dauguma jų pasirodo esantys nestabilūs ir greitai subyra.

Ir tuo pačiu metu kai kurie kosminiai objektai, daugiausia žvaigždės, dėl tam tikrų priežasčių yra gana stabilūs ir gali egzistuoti gana ilgą laiką. Kodėl taip yra?

Matyt, faktas yra tas, kad Visatoje veikia tam tikras „universalus reguliatorius“. Yra argumentas už tai, kad šis reguliatorius yra vadinamasis grįžtamasis ryšys.

Mūsų laikais, spartaus kibernetikos, elektronikos ir visų rūšių automatinių procesų vystymosi eroje, šis terminas yra plačiai žinomas. Atsiliepimai naudojami kontroliuojant raketų skrydį, staklių ir mechanizmų veikimą, be jų nebūtų radijo aparatų ir televizorių ir daug daugiau.

Paprasčiau tariant, grįžtamasis ryšys yra tam tikrų veiksmų koregavimas, atsižvelgiant į jų sukeliamą poveikį.

Kibernetikoje pateikiamas tikslesnis apibrėžimas. Įsivaizduokite tam tikrą sistemą, tarkime: automobilį ar lėktuvą, žmogaus smegenis ar erdvėlaivį arba, galiausiai, Saulę. Paimkime, pavyzdžiui, lėktuvą. Skrisdamas orlaiviu pilotas judina svirtis, spaudžia tam tikrus mygtukus, tai įvesties signalai. Ir kiekvieną kartą, kai lėktuvas kažkaip reaguoja į tokius veiksmus: padidina arba sumažina skrydžio greitį, padidina arba praranda aukštį, padaro posūkį ar negyvą kilpą. Tai yra išvesties signalai. Grįžtamasis ryšys veikia, kai išvesties signalai veikia įvestį, atitinkamai juos keičiant. Tarkime, lėktuvas per staigiai praranda aukštį, o pilotas, tai pastebėjęs, šiek tiek perima vairą, sumažindamas nusileidimo kampą.

Žmogus naudojo grįžtamąjį ryšį dar gerokai anksčiau, nei mokslininkai suformulavo šią koncepciją ir pradėjo ją taikyti įvairiose techninėse sistemose. Imdamiesi kokių nors veiksmų, ne tik atsižvelgiame į jų pasekmes, bet ir atliekame reikiamus pakeitimus.

Kažkas panašaus vyksta gamtoje. Būtent grįžtamojo ryšio buvimas daugelyje supančio pasaulio reiškinių užtikrina stabilų, stabilų daugelio natūralių procesų pobūdį. Paprastas pavyzdys: vadinamoji fizinė švytuoklė. Bet koks nukrypimas nuo pusiausvyros padėties sukelia jėgos, kuri grąžina švytuoklę į šią padėtį, atsiradimą.

Atsiliepimai pasireiškia ne tik gyvojoje, bet ir negyvojoje gamtoje. Su savireguliacinėmis sistemomis susiduriame ir žvaigždžių pasaulyje, ir cheminėse transformacijose, ir elektriniuose procesuose – žodžiu, beveik kiekviename žingsnyje.

Tipiškas pavyzdys yra mūsų Saulė.

Remiantis šiuolaikinėmis fizinėmis koncepcijomis (kurios, nepaisant netikėtų neutrino ir kai kurių kitų stebėjimų rezultatų, dar nebuvo atmestos ir yra visuotinai priimtos), galinga mūsų žvaigždės energija gimsta giliuose jos gelmėse, kur verda ir burbuliuoja termobranduolinė reakcija. . Žmogus, kaip žinia, taip pat įvaldė panašią reakciją ir išmoko išgauti energiją, išsiskiriančią vandenilio branduoliams susijungus į helio branduolius. Tačiau iki šiol dirbtinė termobranduolinė reakcija vyksta akimirksniu, o visa energija išsiskiria sprogimo pavidalu. Kita vertus, saulė energiją vartoja palaipsniui ir neskubiai, palaikydama savo branduolinės krosnies veikimą griežtai apibrėžtame lygyje.

Bet kaip yra – „palaikyti“? Juk Saulė neturi nei savo proto, nei „valdymo pulto“, kuriame dirbtų kai kurios protingos būtybės. Čia susitinkame su grįžtamuoju ryšiu ir savireguliacija.

Matyt, termobranduolinė vandenilio sintezė vyksta pačiame centriniame žvaigždės regione. Šią zoną iš visų pusių supa monstriškos medžiagos masės. Galinga gravitacija traukia juos į Saulės centrą, tačiau tam neleidžia kolosalus dujų, gimusių termobranduolinės ugnies liepsnoje, slėgis. Taip pasiekiama santykinė pusiausvyra.

Tačiau dėl tam tikrų priežasčių termobranduolinės reakcijos intensyvumas šiek tiek sumažėja. Tada temperatūra ir slėgis mažėja, o esant supančios medžiagos slėgiui reakcijos zona pradeda trauktis. Suspaudimas padidina slėgį ir temperatūrą, o reakcija grįžta į normalią. Ir atvirkščiai, jei dėl kokių nors priežasčių sintezės intensyvumas didėja, energijos perteklius išplečia žvaigždę. Išsiplėtimas sukelia centrinės zonos aušinimą, kuris tęsiasi tol, kol reakcija pereina į įprastą kelią.

Saulė yra ypatingas atvejis, žvaigždė, viena iš konkrečių materijos egzistavimo formų. Tačiau mokslininkai jau seniai pastebėjo kai kuriuos bendrus modelius – įrodymus, kad grįžtamojo ryšio principas yra viena iš pagrindinių pasaulio savybių.

Vieną iš šių dėsningumų elektromagnetiniuose reiškiniuose aptiko rusų fizikas E.Kh.Lenzas (1804–1865). Mokykliniuose vadovėliuose jis pateikiamas „Lenco taisyklės“ forma, kuri turi grynai praktinę reikšmę – leidžia nustatyti indukcijos srovės kryptį. Tiesą sakant, tai yra vienas iš atvejų, iliustruojančių grįžtamojo ryšio principą. Bet koks magnetinio lauko pasikeitimas sukelia indukcinės srovės atsiradimą, kurios magnetinis laukas savo ruožtu neutralizuoja pokyčius, sukėlusius šią srovę.

Panašūs dėsniai – kai kurie iš jų tikriausiai dar neatrasti – matomi daugelyje kitų reiškinių. Būtent grįžtamasis ryšys ir natūrali savireguliacija paaiškina chaoso gamtoje nebuvimą, visatos harmoniją.

Tik tie kosminiai objektai, kuriuose veikia grįžtamasis ryšys ir vykdoma savireguliacija, yra pakankamai ilgai gyvuojami. Nesunku atspėti, kad su tokiais objektais susidursite dažniau nei su kitais. Čia yra galimas atsakymas į mus dominantį klausimą, kodėl Visatoje yra tiek daug žvaigždžių.

Tačiau galima užduoti ir tokį klausimą: kodėl pačios žvaigždės yra būtent tokios, o ne kai kurios kitos? Šiuo atžvilgiu V. A. Ambartsumyanas išreiškė įdomią mintį, kad daugelis Visatos struktūros ypatybių, įskaitant daugybę žvaigždžių savybių, yra tarsi „įterptos“ į elementariųjų dalelių savybes. Ir jei šios savybės būtų kitokios, kosminiai objektai atrodytų kitaip nei iš tikrųjų.

Taigi žvaigždžių vidinės sandaros teorija prieina prie išvados, kad didžiausia galima žvaigždės masė yra tiesiogiai proporcinga Saulės masei ir atvirkščiai proporcinga vandenilio atomo – protono – branduolio masės kvadratui. . Bet pagal šią formulę nesunku apskaičiuoti, kad maksimali stabilios žvaigždės masė negali viršyti maždaug 75 Saulės masių. Bet tai yra dėl protonų masės mūsų pasaulyje. O jei protono masė būtų kitokia? Sakyk, šimtą kartų mažesnė? Tokiame pasaulyje gali egzistuoti gana stabilios žvaigždės, kurių masė siekia dešimtis tūkstančių Saulės masių ...

Bet čia neišvengiamai kyla toks klausimas: kodėl protonas turi tokią masę, o ne kokios nors kitos?

Atsakymas į šį ir kitus panašius klausimus, kurie bus traukiami vienas po kito – ateities reikalas.

Šiuolaikinis pasaulio vaizdas ir ateizmas

Kaip jau minėjome, XIX amžiaus gamtos mokslas, kuris rėmėsi klasikine fizika su absoliučiu visų pasaulio įvykių nulemimu, iš esmės nepaliko vietos jokiam dieviškam įsikišimui.

Neatsitiktinai Laplasas, atsakydamas į Napoleono klausimą, kodėl jis niekur nemini Dievo savo moksliniuose darbuose, atsakė: „Man nereikia šios hipotezės“.

XIX–XX amžių sandūroje įvykusi revoliucija fizikoje ir visa, kas po jos įtikinamai parodė mechanistinių idėjų apie visatą neteisėtumą, sugriovė klasikinės fizikos sukurtą harmoningą pasaulio vaizdą.

Ši aplinkybė paskatino šiuolaikinius religijos teoretikus teigti, kad XX amžiaus neklasikinė fizika, skirtingai nei klasikinė, neva ne tik pripažįsta Dievo ir antgamtinių jėgų egzistavimą, bet ir pateikia įtikinamų įrodymų. „Naujoji fizika savo išvaizda liudija religinių idėjų naudai. Fizika mus veda prie religijos vartų“, – sako katalikybės teoretikas vyskupas O. Shpylbekas.

Taip, ir kai kurie stačiatikių bažnyčios, kuri apskritai nori atsiriboti nuo šiuolaikinio gamtos mokslų sudėtingumo, lyderiai laikosi maždaug tos pačios pozicijos. Taigi vienas iš stačiatikybės teoretikų arkivyskupas Lukas tiesiai pareiškė, kad XX amžiaus pradžios moksliniai atradimai tariamai sukrėtė materialistinius gamtos mokslo pagrindus idealizmo ir religijos naudai.

Sužavėti revoliucinių pokyčių moksluose, kai kurie pagrindiniai gamtininkai taip pat žengė žingsnį religijos link. „Tikriausiai galima sakyti, – rašė anglų fizikas A. Eddingtonas, – kad iš... šiuolaikinio mokslo galima padaryti išvadą, kad religija protingam mokslininkui pirmą kartą tapo įmanoma apie 1927 m.

Religijai pateisinti šiuolaikiniai religijos teoretikai bando pasinaudoti ir tuo, kad gamtos mokslų raida XX amžiuje mokslininkus privedė prie išvados apie begalinę gamtos įvairovę ir pasaulio neišsemiamumą. Jie tvirtina, kad jei pasaulis yra neišsemiamas, jame yra vietos Dievui.

Realybėje nieko panašaus nevyksta.

Faktas yra tas, kad klasikinės fizikos materializmas buvo mechaninis, metafizinis materializmas, kuris visus pasaulio procesus bandė redukuoti į vieną paprasčiausią judėjimo formą, atmetant kokybinių materijos virsmų galimybę.

O naujoji, neklasikinė XX amžiaus fizika, o vėliau ir astrofizika, smūgiavo ne klasikinės fizikos materializmui, o jos teiginiams viską, kas egzistuoja, paaiškinti mechaniniu požiūriu. Neklasikinė fizika yra ne mažiau materialistinė nei klasikinė, tačiau tai aukštesnio laipsnio materializmas – dialektinis materializmas.

Ir naujajai fizikai, ir astrofizikai jokiu būdu nereikia Dievo hipotezės, jos atskleidžia natūralų visų reiškinių priežastinį ryšį ir dėsningumą.

Niekas nesikeičia ir tai, kad pasaulis yra be galo įvairus ir neišsemiamas. Taip, jį studijuojant prieš mokslą iškyla vis sudėtingesnės problemos. Bet tai natūralu – juk mokslo uždavinys yra pažinti gilesnę reiškinių esmę.

Natūralu ir tai, kad šiame begaliniame pažinimo procese kiekvienas naujas žingsnis asocijuojasi su rimtesnių sunkumų įveikimu.

Tačiau, kaip matėme, mokslas kiekvieną kartą eina jų įveikimo keliu, vis labiau stumdamas mūsų žinių ribas.

Taigi net šiuolaikinis gamtos mokslas neduoda absoliučiai jokio pagrindo peržiūrėti pagrindinį klausimą apie materialią pasaulio vienybę.

Dar kartą apie revoliuciją šiuolaikinėje astronomijoje

Jei mokslą laikytume socialiai sąlygota veikla žinioms gaminti, tai XX amžiaus astronomijos raidoje galima išskirti tris etapus, kurių kiekvienam būdingas tam tikras visuomenės požiūris į Visatos mokslą.

Šimtmečio pradžioje kai kurios astronomijos šakos (dangaus navigacija, laiko matavimas, geodeziniai matavimai) buvo nagrinėjamos grynai utilitariniu požiūriu. Ir tos šio mokslo sritys, kurios yra pagrindinės, ypač astrofizika, iš pirmo žvilgsnio, buvo mažai naudojamos visuomenės gyvenime. Astrofiziniai tyrimai buvo vertinami tik kaip būdas patenkinti žmogaus, norinčio sužinoti, kokiame pasaulyje jis gyvena, smalsumą. Tuo metu atlikti astrofiziniai tyrimai vėliau buvo plačiai pritaikyti kosmoso tyrinėjimų praktikoje. Taigi ir toje epochoje astronomija buvo siejama su praktika, bet ji modeliavo ateities praktiką (astronomija buvo praktinis mokslas dar Koperniko laikais – o paskui modeliavo ateities praktikos schemas).

Pradinės prielaidos astronominiams tyrimams XX amžiaus pradžioje buvo: mechaninis pasaulio vaizdas, idėjos apie Visatą kaip mechaninės sistemos dalį ir apie viską tyrinėti ir visko išmokti galinčio žmogaus visagalybę.

Fizikos revoliucija pakeitė astronomijos ir visuomenės ryšius. Tai sukūrė tokias prielaidas tolesnei Visatos mokslo raidai, kurių anksčiau nebuvo. Žinių sistemoje įvykę pokyčiai atvėrė naujas galimybes astronominei veiklai. Visų pirma kalbame apie taikymą kosminių bendrosios reliatyvumo teorijos ir kvantinės mechanikos procesų studijoms.

Pirmajam etapui būdingi du esminiai Visatos mokslo pasiekimai: Visatos plėtimosi atradimas (A. Friedmanas ir E. Hablas – 20 m.) ir idėja apie nestacionarių fazių reguliarumą pasaulyje. kosminių objektų kūrimas (V. A. Ambartsumyan – 1934 m.). Tiesa, ši mintis tuomet dar nebuvo įkūnyta astronominiuose stebėjimuose.

Apskritai astrofizika tik pradėjo savo „bėgimą“.

Antrojo astronomijos revoliucijos etapo pradžia siekia laikotarpį po Antrojo pasaulinio karo. Sparti elektronikos, automatikos, radijo inžinerijos plėtra atgaivino naujus veiklos elementus, lėmusius sparčią astrofizikos pažangą. Ambartsumyano idėja apie nestacionarių dangaus kūnų vystymosi stadijų dėsningumą buvo plačiai išplėtota ir įtikinamai patvirtinta astronominiais stebėjimais. Astrofizika tapo evoliuciniu mokslu.

Tolesnės astrofizikos raidos analizė rodo, kad pastaraisiais metais astronominių žinių kūrimo veikloje prasidėjo naujas etapas – trečiasis astronomijos revoliucijos etapas.

Pačioje astronominės veiklos prigimtyje įvyko revoliucinių pokyčių – astronomija tapo visų bangų mokslu. Ir kadangi tai daugiausia buvo kosmoso technologijų plėtros rezultatas, nagrinėjamą etapą galima pagrįstai vadinti kosmoso etapu.

Teoriškai šiam etapui būdingi bandymai peržiūrėti sprogstančios Visatos idėją iš naujų pozicijų, pažvelgti į ją kitu kampu. Vis labiau įgauna tendencija nestacionarius reiškinius Visatoje laikyti ne sprogstamojo pobūdžio procesais, o gravitacinio kolapso apraiškomis, t.y., savotiškais antisprogimais. Taigi, mes kalbame apie kryptį, kuri iš esmės yra priešinga sprogstančios visatos idėjai.

Netyčia iškyla analogija su ankstyvaisiais astronomijos mokslo vystymosi etapais. Ptolemėjaus sistema bandė paaiškinti pasaulio sandarą, remdamasi tuo, kad tiesiogiai stebimi dangaus kūnų judesiai yra jų tikrieji judesiai. Iš to buvo padaryta išvada apie centrinę Žemės padėtį Visatoje.

Kopernikas parodė, kad už šių matomų judesių slypi visai kitas reiškinys – Žemės apsisukimas aplink Saulę (tai yra, pasaulis nėra toks, kokį mes jį tiesiogiai stebime).

Kyla natūralus klausimas: ar sprogimų idėja nėra pirmoji paviršutiniška nestacionarių reiškinių aiškinimo stadija, o griuvimų idėja, kuri ją neigia, yra kita, gilesnė stadija?

Į šį klausimą vis dar sunku atsakyti – vyksta dviejų sąvokų kova. Tačiau būtina nepamiršti šių dalykų: būdama Ptolemėjo sistemos neigimas, pati Koperniko sistema jokiu būdu nebuvo galutinis visatos problemos sprendimas. Tolimesnio mokslo vystymosi eigoje, kaip neatskiriama dalis, ji pirmiausia pateko į Heršelio Galaktikos sistemą, o paskui į besiplečiančios metagalaktikos sistemą. Tuo pačiu metu kiekviena iš eilės pasaulio sistemų iš esmės buvo tam tikros ribotos materialių objektų sistemos aprašymas: Ptolemėjaus sistema buvo sferinės Žemės, Koperniko sistema - Saulės sistemos, Herschelio. sistema – mūsų galaktika.

Taigi, jei brėžtume analogiją tarp šiuolaikinėje astrofizikoje susiklosčiusios situacijos ir ankstesnių astronomijos raidos etapų, tai šiuolaikinėje astrofizikoje vykstantys įvykiai, matyt, turėtų būti vertinami kaip natūralus, bet trumpalaikis pažinimo etapas. sudėtingi fiziniai procesai, vykstantys be galo įvairioje visatoje. Gali būti, kad sprogstamieji reiškiniai ir gravitacinis kolapsas yra dvi vieno kosminių objektų evoliucijos proceso pusės, o toliau tobulėjant mokslui jie bus įtraukti į bendresnio pobūdžio reiškinių sistemą.