Întrebarea despre ceea ce știm (și ce nu știm) despre spațiu este în mod natural în mintea zilelor noastre. Și nu numai în ceea ce privește, ca să spunem așa, „utilitarist”, adică în ceea ce privește interesul practic pentru acele planete pe care vor zbura astronauții în viitorul apropiat și în mediul interplanetar prin care vor zbura rachetele lor. Studierea Universului și înțelegerea naturii proceselor care au loc pe corpuri cosmice îndepărtate sunt de mare interes educațional. Un astronom celebru a remarcat pe bună dreptate în această privință: „Omul, în special, diferă de animale prin faptul că uneori își ridică ochii spre cer...”

Atâta timp cât umanitatea există, ea va fi întotdeauna atrasă și chemată de Univers. Mi s-a cerut să scriu cum îmi imaginez că se va dezvolta astronomia în viitorul apropiat. În timpul nostru, a fi profet în știință este o sarcină destul de dificilă, dacă nu fără speranță. Istoria a râs crunt de autorii predicțiilor științifice de mai multe ori. Permiteți-mi să dau doar un exemplu. În 1955, în Anglia a fost publicată cartea celebrului fizician Thompson „The Foreseen Future”. Această carte, foarte interesantă și fascinantă, oferă o prognoză pentru dezvoltarea științei, tehnologiei și relațiilor sociale pentru următorii 50 de ani. Autorul său a prezis că prima pătrundere umană în spațiu va avea loc chiar la sfârșitul secolului al XX-lea. Și la doar doi ani după ce a fost scris acest lucru, a fost lansat primul satelit artificial.

Atunci când preziceți succesul științei pentru orice perioadă lungă, pornirea de la premise pur „academice” este complet insuficientă. Poate că Thompson ar fi avut dreptate dacă dezvoltarea științei ar fi mers armonios. Cu toate acestea, de regulă, acest lucru nu se întâmplă.

Oricât de dificilă și, cel mai important, ingrată sarcina este să prezic cum va arăta știința veche și veșnic tânără a cerului, voi încerca să o fac. Aparent, sunt ghidat de slăbiciunea naturală a omului - să încerc să ridic vălul asupra viitorului...

Deci, la ce ne putem aștepta de la astronomie peste două decenii? Pentru a încerca cumva să răspundem la această întrebare, ar trebui, în primul rând, să încercăm să identificăm direcțiile cele mai promițătoare în dezvoltarea acestei științe și, în al doilea rând, să înțelegem ce succese au fost obținute în astronomie în trecut.

Revoluția în fizică care a avut loc în prima treime a secolului al XX-lea a avut un impact uriaș asupra astronomiei: mecanica, fizica nucleară și teoria relativității au fost utilizate pe scară largă în cercetările astrofizice din ultimele două decenii. În același timp, progresele în electronica radio erau introduse în practica observațiilor astronomice. Noile metode și instrumente de cercetare au făcut posibilă obținerea unor rezultate la care înainte era imposibil de visat.

În urmă cu douăzeci de ani, practic, singura sursă de informații despre natura corpurilor cerești era lumina care venea din ele. Între timp, s-ar putea presupune că corpurile cerești, cel puțin unele, emit și în părți „invizibile” ale spectrului. Dar astronomii nu știau nimic despre această radiație, iar o astfel de ignoranță ne-a limitat foarte mult cunoștințele.

Cel mai mare succes al „științei cerești” din ultimii ani a fost dezvoltarea radioastronomiei. După cum sugerează și numele, această știință se ocupă cu studiul undelor radio emise de anumite obiecte spațiale. Deși radioastronomia a apărut în 1932, ea nu exista în acel moment. A început cu adevărat să se dezvolte abia după cel de-al Doilea Război Mondial. Cu toate acestea, succesele radioastronomiei sunt uimitoare.

Dacă nu ar fi fost acest domeniu al astronomiei, nu am fi învățat aproape nimic despre materia interstelară, despre rotația și dinamica sistemului nostru stelar - Galaxia, despre nebuloasele formate în urma unor catastrofe cosmice grandioase - exploziile așa-numitelor „Supernove”. , și multe altele. , nu mai puțin important și interesant.

Radioastronomia a făcut posibilă descoperirea unor fenomene complet noi în Univers, de exemplu, sisteme stelare uimitoare - galaxii radio care emit unde radio de o putere enormă. Majoritatea galaxiilor radio sunt separate de noi de distanțe incredibil de mari, estimate la miliarde de ani lumină. Chiar și cele mai mari telescoape optice nu sunt în măsură să detecteze multe dintre ele. În scurt timp, radioastronomia a revoluționat știința antică a universului. Acum este imposibil să ne imaginăm dezvoltarea lui ulterioară fără progresul cercetării radioastronomiei. Radiotelescoape gigantice cu oglinzi de sute de metri în diametru sunt deja proiectate și construite.

Datorită dezvoltării așa-numitelor „amplificatoare cuantice”, sensibilitatea echipamentelor de recepție a crescut recent foarte mult. Când această tehnică puternică de cercetare va fi pe deplin operațională, va începe o nouă etapă pentru radioastronomie și cine știe ce aspecte uimitoare ale Universului ne vor fi dezvăluite. Vom primi și studia emisiile radio de la stele, cel puțin cele apropiate, vom primi în sfârșit informații mult așteptate despre colțurile îndepărtate ale Universului și, se pare, vom rezolva problema de lungă durată a naturii expansiunii sale. Cine știe, poate dincolo de regiunea în care Universul se extinde există o regiune în care se contractă? Și, în general, este Universul finit sau infinit?

Și, bineînțeles, în Univers vor fi descoperite noi fenomene, a căror existență nici nu o putem ghici acum. Vor apărea noi probleme enorme, pe care știința astronomică de la sfârșitul secolului XXI va fi chemată să le rezolve.

Ar trebui să ne așteptăm la o înflorire a „astronomiei invizibilului”, adică a studiilor radiațiilor cosmice situate de ambele părți ale gamei vizibile de unde electromagnetice (gama luminii). Tendința în dezvoltarea astronomiei moderne este de a maximiza expansiunea regiunii spectrale în care sunt efectuate studiile radiației corpurilor cosmice.

Anterior, nu știam nimic despre radiația corpurilor cerești în ultraviolete, raze X și chiar mai multe regiuni „dure” ale spectrului. Pentru că o astfel de radiație este complet absorbită de atmosfera pământului. Între timp, cunoștințele noastre despre natura corpurilor cerești, în special a Soarelui, nu pot fi complete dacă nu cunoaștem caracteristicile radiației lor „dure”. Este suficient să spunem că radiațiile solare ultraviolete și cu raze X au un impact uriaș asupra straturilor superioare ale atmosferei terestre, ionizându-le și încălzindu-le. În special, comunicațiile radio pe unde scurte depind în mod semnificativ de acest lucru.

Dezvoltarea tehnologiei rachetelor a deschis posibilitatea ridicării instrumentelor care măsoară radiațiile „dure” la înălțimi mari și, prin urmare, „spărgând” straturile dense ale atmosferei terestre care interferează cu astfel de cercetări. Astfel, în perioada postbelică, a apărut și a început să se dezvolte rapid o nouă știință, numită „astronomie rachetă”.

Realizările astronomiei rachetelor de acum 50 de ani ar fi putut părea fantastice. Acum știm deja cu foarte mare precizie ce este radiația ultravioletă și de raze X de la Soare, cum se schimbă în timp și care este mecanismul influenței sale asupra atmosferei pământului. Pe de altă parte, studiile asupra acestei radiații au făcut posibilă clarificarea semnificativă a înțelegerii noastre asupra condițiilor fizice din atmosfera solară. Și aceasta are o mare semnificație teoretică și practică.

Dar aceștia sunt doar primii pași ai astronomiei rachetelor. Acum nu știm aproape nimic despre radiațiile ultraviolete și cu raze X de la stele, nebuloase și galaxii. Și trebuie să știm acest lucru dacă vrem să ne imaginăm corect natura acestor obiecte cosmice. Prin urmare, putem prezice în mod rezonabil că astronomia rachetelor va ocupa un loc proeminent în cercetarea astronomică în viitor. Vor fi construite veritabile laboratoare spațiale - sateliți artificiali ai Pământului, Lunii și Soarelui, pe care vor fi instalate telescoape destul de mari care funcționează automat, capabile să măsoare și să analizeze toate tipurile de radiații „dure” de la stele, nebuloase și alte obiecte spațiale.

Fără îndoială, construcția unor astfel de dispozitive nu este o sarcină ușoară. Este deosebit de dificil să se asigure „îndreptarea” automată a telescoapelor către steaua sau nebuloasa dorită cu o precizie suficient de mare. La urma urmei, nu vor fi oameni în astfel de stații. Informațiile științifice vor fi transmise pe Pământ folosind telemetrie.

Perspectiva instalării unei stații științifice permanente pe Lună este deosebit de atractivă. Această stație poate fi echipată cu telescoape destul de mari și un laborator complet modern. Este foarte posibil ca, pentru funcționarea normală a unei astfel de stații, să fie necesar un mic personal de specialiști - astronomi și fizicieni. La urma urmei, nu întotdeauna nici cea mai avansată automatizare poate înlocui o persoană.

Perspectivele dezvoltării așa-numitei astronomii cu raze gamma sunt foarte tentante. Acest lucru este înțeles ca cercetarea celor mai „dure” raze gamma, care, fără îndoială, trebuie emise de unele corpuri cosmice. Astfel de raze trec prin întreaga atmosferă fără absorbție, astfel încât pot fi înregistrate de instrumente instalate pe suprafața Pământului. Radiația gamma de la Soare a fost descoperită recent în timpul apariției formațiunilor active pe acesta, așa-numitele erupții - explozii uriașe în straturile de suprafață ale Soarelui, care au fost mult timp studiate de astronomi și fizicieni. Dar acesta este doar începutul. Se poate aștepta că în Univers există obiecte care emit raze gamma de foarte mare putere. Sunt foarte departe de noi, așa că fluxul de radiații gamma de la ei este mic. Dar o creștere semnificativă a sensibilității receptorilor unor astfel de radiații și dezvoltarea de noi metode de detectare a acesteia deschid acum posibilitatea reală a apariției astronomiei gamma.

Importanța unor astfel de studii este că fac posibilă studierea comportamentului razelor cosmice în adâncurile Universului. Se poate presupune că în două decenii astronomia cu raze gamma va îmbogăți știința cu o serie de descoperiri de o importanță capitală.

Aș dori să spun și câteva cuvinte despre astronomie „”. O astfel de astronomie nu există încă, dar există toate motivele să credem că va apărea în viitorul apropiat. Un neutrin este o particulă elementară emisă de unele nuclee în timpul așa-numitei dezintegrare beta. Deși existența teoretică a unei astfel de particule a fost prezisă cu mult timp în urmă, ea a fost descoperită doar recent.

Faptul este că această particulă este aproape evazivă, deoarece practic nu interacționează cu materia. De exemplu, un neutrin poate trece cu ușurință prin toate (să nu mai vorbim de Pământ) cu o șansă neglijabilă de a fi absorbit.

Pe de altă parte, știm acum că motivul pentru care Soarele (precum și alte stele) radiază o cantitate imensă de energie vine din adâncurile sale. În astfel de reacții, în special, se formează un număr foarte mare de neutrini, lăsând Soarele aproape nestingherit: este aproape transparent pentru ei. Se estimează că Soarele și stelele emit aproximativ aceeași cantitate de energie sub formă de neutrini precum emit sub formă de lumină și căldură. Deoarece suntem foarte aproape de Soare și ne „scăldăm” în razele lui, în același timp ne „scăldăm” în radiația lui neutrino.

Dar cum poate fi detectat acest puternic flux de neutrini? Acest lucru este departe de a fi ușor de făcut; nu degeaba această particulă elementară uimitoare a ocolit experimentatorilor atât de mult timp. Și totuși situația nu este fără speranță. Tehnologia care progresează rapid a experimentelor fizice moderne va face posibilă în următoarele două decenii înregistrarea și studierea neutrinilor solari. Astfel, ne vom uita, parcă, în adâncurile Soarelui, unde se formează neutrinii, ne vom clarifica ideile despre reacțiile nucleare care au loc acolo și - cine știe! - poate vom dezvălui surprize care sunt în afara controlului nostru. Și acesta este poate cel mai tentant lucru...

Cu alte cuvinte, ceea ce abia recent ar fi putut părea o fantezie nestăpânită - abilitatea de a observa direct interioarele solare și stelare - astronomia cu neutrini va deveni realitate.

Dar destule despre „astronomia invizibilului”. Desigur, această direcție de dezvoltare a astronomiei este una dintre cele mai importante, dar departe de a fi singura. În special, asistăm în prezent la apariția unei direcții fundamental noi în astronomie, așa-numita astronomie experimentală. Dar citiți despre asta în următorul nostru articol.

Chiar și în copilărie, fiind un copil curios, visam să devin astronaut. Și firește, pe măsură ce am crescut, interesul meu s-a îndreptat către stele. Citind treptat cărți de astronomie și fizică, încet am studiat elementele de bază. În același timp cu citirea cărților, am stăpânit și harta cerului înstelat. Deoarece Am crescut într-un sat, așa că aveam o vedere destul de bună asupra cerului înstelat. Acum, în timpul liber, continui să citesc cărți, publicații și încerc să urmăresc realizările științifice moderne în acest domeniu al cunoașterii. Pe viitor aș dori să-mi cumpăr propriul telescop.

Astronomia este știința mișcării, structurii și dezvoltării corpurilor cerești și a sistemelor lor, până la Universul ca întreg.

Omul, în miezul său, are o curiozitate extraordinară care îl determină să studieze lumea din jurul lui, așa că astronomia a apărut treptat în toate colțurile lumii în care locuiau oamenii.

Activitatea astronomică poate fi urmărită în surse din cel puțin mileniul VI-IV î.Hr. e., iar cele mai vechi mențiuni ale numelor luminarilor se găsesc în „Textele piramidale”, datând din secolele 25-23. î.Hr e. - un monument religios. Anumite caracteristici ale structurilor megalitice și chiar picturi rupestre ale oamenilor primitivi sunt interpretate ca fiind astronomice. Există, de asemenea, multe motive similare în folclor.

Figura 1 – Discul ceresc de la Nebra

Deci, unul dintre primii „astronomi” poate fi numit sumerieni și babilonieni. Preoții babilonieni au lăsat multe tabele astronomice. Ei au identificat, de asemenea, principalele constelații și zodiacul, au introdus împărțirea unui unghi întreg în 360 de grade și au dezvoltat trigonometria. În mileniul II î.Hr. e. Sumerienii au dezvoltat un calendar lunar, îmbunătățit în mileniul I î.Hr. e. Anul a constat din 12 luni sinodice - șase de 29 de zile și șase de 30 de zile, pentru un total de 354 de zile. După ce și-au procesat tabelele de observație, preoții au descoperit multe legi ale mișcării planetelor, a Lunii și a Soarelui și au putut prezice eclipsele. Probabil că în Babilon a apărut săptămâna de șapte zile (fiecare zi a fost dedicată unuia dintre cei 7 luminari). Dar nu numai sumerienii aveau propriul lor calendar; Egiptul și-a creat propriul calendar „sotic”. Anul sotic este perioada dintre cele două răsări heliacale ale lui Sirius, adică a coincis cu anul sideral, iar anul civil a constat din 12 luni a câte 30 de zile plus cinci zile suplimentare, pentru un total de 365 de zile. Un calendar lunar cu ciclu metonic, în concordanță cu cel civil, a fost folosit și în Egipt. Mai târziu, sub influența Babilonului, a apărut o săptămână de șapte zile. Ziua a fost împărțită în 24 de ore, care la început erau inegale (separat pentru momentele de lumină și întuneric ale zilei), dar la sfârșitul secolului al IV-lea î.Hr. e. au dobândit un aspect modern. De asemenea, egiptenii au împărțit cerul în constelații. Dovada acestui lucru poate include referințe în texte, precum și desene de pe tavanele templelor și mormintelor.

Dintre țările din Asia de Est, astronomia antică a primit cea mai mare dezvoltare în China. În China existau două poziții de astronomi de curte. În jurul secolului al VI-lea î.Hr. e. Chinezii au precizat durata anului solar (365,25 zile). În consecință, cercul ceresc a fost împărțit în 365,25 de grade sau 28 de constelații (în funcție de mișcarea Lunii). Observatoarele au apărut în secolul al XII-lea î.Hr. e. Dar mult mai devreme, astronomii chinezi au înregistrat cu sârguință toate evenimentele neobișnuite de pe cer. Prima înregistrare a apariției unei comete datează din anul 631 î.Hr. e., despre o eclipsă de lună - prin 1137 î.Hr. e., despre solar - prin 1328 î.Hr. e., prima ploaie de meteori a fost descrisă în 687 î.Hr. e. Printre alte realizări ale astronomiei chineze, merită remarcată explicarea corectă a cauzelor eclipselor solare și lunare, descoperirea mișcării neuniforme a Lunii, măsurarea perioadei siderale, mai întâi pentru Jupiter, și din secolul al III-lea î.Hr. . e. - și pentru toate celelalte planete, atât siderale, cât și sinodice, cu o bună acuratețe. Erau multe calendare în China. Până în secolul al VI-lea î.Hr. e. A fost descoperit ciclul metonic și a fost stabilit calendarul lunisolar. Începutul anului este solstițiul de iarnă, începutul lunii este luna nouă. Ziua a fost împărțită în 12 ore (ale căror nume erau folosite și ca nume de luni) sau în 100 de părți.

Paralel cu China, de cealaltă parte a pământului, civilizația mayașă se grăbește să dobândească cunoștințe astronomice, fapt dovedit de numeroasele săpături arheologice pe locurile orașelor acestei civilizații. Vechii astronomi mayași au fost capabili să prezică eclipsele și au observat cu mare atenție diverse obiecte astronomice, cele mai vizibile, precum Pleiadele, Mercur, Venus, Marte și Jupiter. Rămășițele orașelor și templelor observatoare arată impresionant. Din păcate, doar 4 manuscrise de diferite vârste și texte pe stele au supraviețuit. Mayașii au determinat cu mare acuratețe perioadele sinodice ale tuturor celor 5 planete (Venus era venerată în special) și au venit cu un calendar foarte precis. Luna mayașă conținea 20 de zile, iar săptămâna - 13. Astronomia s-a dezvoltat și în India, deși acolo nu a avut prea mult succes. La incași, astronomia este direct legată de cosmologie și mitologie, acest lucru fiind reflectat în multe legende. Incașii cunoșteau diferența dintre stele și planete. În Europa, situația era mai proastă, dar druidii din triburile celtice aveau cu siguranță un fel de cunoștințe astronomice.

În primele etape ale dezvoltării sale, astronomia a fost bine amestecată cu astrologia. Atitudinea oamenilor de știință față de astrologie în trecut a fost controversată. Oamenii educați în general au fost întotdeauna sceptici cu privire la astrologia natală. Dar credința în armonia universală și căutarea legăturilor în natură au stimulat dezvoltarea științei. Așadar, interesul natural al gânditorilor antici a fost trezit de astrologia naturală, care a stabilit o legătură empirică între fenomenele cerești de natură calendaristică și semnele vremii, recoltei și calendarul lucrărilor casnice. Astrologia provine din miturile astrale sumerio-babiloniene, în care corpurile cerești (Soarele, Luna, planetele) și constelațiile erau asociate cu zei și personaje mitologice; influența zeilor asupra vieții pământești în cadrul acestei mitologii s-a transformat în influența asupra viața corpurilor cerești - simboluri zeități Astrologia babiloniană a fost împrumutată de greci și apoi, prin contacte cu lumea elenistică, a pătruns în India. Identificarea finală a astronomiei științifice a avut loc în timpul Renașterii și a durat mult timp.

Formarea astronomiei ca știință ar trebui probabil atribuită grecilor antici, deoarece au avut o contribuție uriașă la dezvoltarea științei. Lucrările oamenilor de știință din Grecia antică conțin originile multor idei care stau la baza științei timpurilor moderne. Există o relație de continuitate directă între astronomia modernă și cea antică greacă, în timp ce știința altor civilizații antice a influențat-o pe cea modernă doar prin mijlocirea grecilor.

În Grecia Antică, astronomia era deja una dintre cele mai dezvoltate științe. Pentru a explica mișcările vizibile ale planetelor, astronomii greci, cel mai mare dintre ei Hiparh (secolul al II-lea î.Hr.), au creat teoria geometrică a epiciclurilor, care a stat la baza sistemului geocentric al lumii lui Ptolemeu (secolul al II-lea d.Hr.). Deși fundamental incorect, sistemul lui Ptolemeu a făcut totuși posibilă precalcularea pozițiilor aproximative ale planetelor pe cer și, prin urmare, a satisfăcut, într-o anumită măsură, nevoi practice timp de câteva secole.

Sistemul ptolemaic al lumii completează etapa de dezvoltare a astronomiei grecești antice. Dezvoltarea feudalismului și răspândirea religiei creștine au determinat un declin semnificativ al științelor naturii, iar dezvoltarea astronomiei în Europa a încetinit timp de multe secole. În timpul Evului Mediu Întunecat, astronomii erau preocupați doar de observarea mișcărilor aparente ale planetelor și de a reconcilia aceste observații cu sistemul geocentric acceptat al lui Ptolemeu.

În această perioadă, astronomia a primit o dezvoltare rațională numai în rândul arabilor și al popoarelor din Asia Centrală și Caucaz, în lucrările astronomilor remarcabili din acea vreme - Al-Battani (850-929), Biruni (973-1048), Ulugbek ( 1394-1449) .) etc. În perioada apariţiei şi formării capitalismului în Europa, care a înlocuit societatea feudală, a început dezvoltarea ulterioară a astronomiei. S-a dezvoltat mai ales rapid în epoca marilor descoperiri geografice (secolele XV-XVI). Noua clasă burgheză în curs de dezvoltare era interesată să exploateze noi pământuri și a echipat numeroase expediții pentru a le descoperi. Dar călătoriile lungi peste ocean au necesitat metode mai precise și mai simple de orientare și de calcul al timpului decât cele pe care le-ar putea oferi sistemul ptolemeic. Dezvoltarea comerțului și a navigației a necesitat urgent îmbunătățirea cunoștințelor astronomice și, în special, a teoriei mișcării planetare. Dezvoltarea forțelor productive și cerințele practicii, pe de o parte, și materialul de observație acumulat, pe de altă parte, au pregătit terenul pentru o revoluție în astronomie, care a fost realizată de marele om de știință polonez Nicolaus Copernic (1473-1543). ), care și-a dezvoltat sistemul heliocentric al lumii, a publicat în anul morții sale.

Învățăturile lui Copernic au fost începutul unei noi etape în dezvoltarea astronomiei. Kepler în 1609-1618. au fost descoperite legile mișcării planetare, iar în 1687 Newton a publicat legea gravitației universale.

Noua astronomie a câștigat ocazia de a studia nu numai mișcările vizibile, ci și efective ale corpurilor cerești. Numeroasele și strălucitele ei succese în acest domeniu au fost încununate la mijlocul secolului al XIX-lea. descoperirea planetei Neptun, iar în timpul nostru - calculul orbitelor corpurilor cerești artificiale.

Astronomia și metodele sale sunt de mare importanță în viața societății moderne. Problemele legate de măsurarea timpului și de a oferi omenirii cunoștințe despre timpul exact sunt acum rezolvate de laboratoare speciale - servicii de timp, organizate, de regulă, la instituțiile astronomice.

Metodele de orientare astronomică, împreună cu altele, sunt încă utilizate pe scară largă în navigație și aviație, iar în ultimii ani - în astronautică. Calculul și compilarea calendarului, care este utilizat pe scară largă în economia națională, se bazează și pe cunoștințele astronomice.

Figura 2 – Gnomon - cel mai vechi instrument de goniometru

Întocmirea hărților geografice și topografice, precalcularea apariției mareelor, determinarea forței gravitaționale în diferite puncte de pe suprafața pământului pentru a detecta zăcămintele minerale - toate acestea se bazează pe metode astronomice.

Studiile proceselor care au loc pe diferite corpuri cerești le permit astronomilor să studieze materia în stări care nu au fost încă realizate în condiții de laborator pământesc. Prin urmare, astronomia, și în special astrofizica, care este strâns legată de fizică, chimie și matematică, contribuie la dezvoltarea acesteia din urmă și, după cum știm, ele sunt baza oricărei tehnologii moderne. Este suficient să spunem că problema rolului energiei intra-atomice a fost ridicată pentru prima dată de astrofizicieni și cea mai mare realizare a tehnologiei moderne - crearea de corpuri cerești artificiale (sateliți, stații spațiale și nave) ar fi în general de neconceput fără cunoștințe astronomice. .

Astronomia are o importanță excepțional de mare în lupta împotriva idealismului, religiei, misticismului și clericalismului. Rolul său în formarea unei viziuni corecte dialectico-materialiste asupra lumii este enorm, pentru că el este cel care determină poziția Pământului, și odată cu el a omului, în lumea din jurul nostru, în Univers. Observațiile fenomenelor cerești în sine nu ne oferă motive pentru a le descoperi în mod direct adevăratele cauze. În absența cunoștințelor științifice, aceasta duce la explicarea lor incorectă, la superstiție, misticism și la îndumnezeirea fenomenelor în sine și a corpurilor cerești individuale. De exemplu, în antichitate Soarele, Luna și planetele erau considerate zeități și erau venerate. Baza tuturor religiilor și a întregii viziuni asupra lumii a fost ideea poziției centrale a Pământului și a imobilității sale. Superstițiile multor oameni au fost asociate (și chiar acum nu toată lumea s-a eliberat de ele) cu eclipsele de soare și de lună, cu apariția cometelor, cu apariția meteorilor și a globurilor de foc, cu căderea meteoriților etc. Așadar, de exemplu, cometele erau considerate vestigii ale diferitelor dezastre care au atins omenirea pe Pământ (incendii, epidemii de boli, războaie), meteorii erau confundați cu sufletele oamenilor morți care zburau spre cer etc.

Astronomia, prin studierea fenomenelor cerești, explorarea naturii, structurii și dezvoltării corpurilor cerești, dovedește materialitatea Universului, dezvoltarea sa naturală, regulată în timp și spațiu, fără intervenția vreunei forțe supranaturale.

Istoria astronomiei arată că ea a fost și rămâne arena unei lupte acerbe între viziuni materialiste și idealiste. În prezent, multe întrebări și fenomene simple nu mai determină sau provoacă o luptă între aceste două viziuni de bază asupra lumii. Acum, lupta dintre filozofiile materialiste și idealiste are loc în zona problemelor mai complexe, a problemelor mai complexe. Se referă la punctele de vedere de bază asupra structurii materiei și a Universului, despre apariția, dezvoltarea și soarta ulterioară atât a părților individuale, cât și a întregului Univers în ansamblu.

Secolul al XX-lea pentru astronomie înseamnă mai mult decât încă o sută de ani. În secolul al XX-lea au învățat natura fizică a stelelor și au dezvăluit misterul nașterii lor, au studiat lumea galaxiilor și au restaurat aproape complet istoria Universului, au vizitat planetele învecinate și au descoperit alte sisteme planetare.

Fiind capabili la începutul secolului să măsoare distanțele doar până la cele mai apropiate stele, la sfârșitul secolului astronomii au „atins” aproape la granițele Universului. Dar până acum, măsurarea distanțelor rămâne o problemă dureroasă în astronomie. Nu este suficient să „întindem mâna”; este necesar să determinați cu precizie distanța până la cele mai îndepărtate obiecte; numai astfel le vom cunoaște adevăratele caracteristici, natura fizică și istoria.

Progresele în astronomie în secolul al XX-lea. au fost strâns legate de revoluția din fizică. Datele astronomice au fost folosite pentru a crea și testa teoria relativității și teoria cuantică a atomului. Pe de altă parte, progresul în fizică a îmbogățit astronomia cu noi metode și posibilități.

Nu este un secret pentru nimeni că creșterea rapidă a numărului de oameni de știință în secolul al XX-lea. a fost cauzată de nevoile tehnologiei, în principal militare. Dar astronomia nu este la fel de necesară pentru dezvoltarea tehnologiei precum fizica, chimia și geologia. Prin urmare, nici acum, la sfârșitul secolului al XX-lea, nu există atât de mulți astronomi profesioniști în lume - doar aproximativ 10 mii. Nelegați de condiții de secret, astronomii la începutul secolului, în 1909, s-au unit în Uniunea Astronomică Internațională (MAC), care coordonează studiul comun al unui cer înstelat comun pentru toți. Colaborarea dintre astronomi din diferite țări s-a intensificat în mod deosebit în ultimul deceniu datorită rețelelor de calculatoare.

Figura 3 – Radiotelescoape

Acum, în secolul 21, astronomia se confruntă cu multe sarcini, inclusiv cu cele atât de complexe precum studierea celor mai generale proprietăți ale Universului; aceasta necesită crearea unei teorii fizice mai generale, capabile să descrie starea materiei și procesele fizice. Pentru a rezolva această problemă, sunt necesare date de observație în regiuni ale Universului situate la distanțe de câteva miliarde de ani lumină. Capacitățile tehnice moderne nu permit explorarea detaliată a acestor zone. Cu toate acestea, această problemă este acum cea mai presantă și este rezolvată cu succes de astronomii din mai multe țări.

Dar este foarte posibil ca aceste probleme să nu fie punctul central al noii generații de astronomi. În zilele noastre, primii pași timizi sunt făcuți de neutrini și astronomia undelor gravitaționale. Probabil, în câteva decenii, ei vor fi cei care ne vor dezvălui o nouă față a Universului.

O caracteristică a astronomiei rămâne neschimbată, în ciuda dezvoltării sale rapide. Subiectul ei de interes este cerul înstelat, accesibil pentru admirare și studiu din orice loc de pe Pământ. Cerul este același pentru toată lumea și oricine îl poate studia dacă dorește. Chiar și acum, astronomii amatori au contribuții semnificative în unele domenii ale astronomiei observaționale. Și acest lucru aduce nu numai beneficii științei, ci și bucurie enormă, incomparabilă pentru ei înșiși.

Tehnologiile moderne fac posibilă simularea obiectelor spațiale și furnizarea de date utilizatorului obișnuit. Nu există încă multe astfel de programe, dar numărul lor este în creștere și sunt în permanență îmbunătățite. Iată câteva programe care vor fi interesante și utile chiar și persoanelor departe de astronomie:

• Planetariul computerizat RedShift, un produs al Maris Technologies Ltd., este cunoscut pe scară largă în lume. Acesta este cel mai bine vândut program din clasa sa, a câștigat deja peste 20 de premii internaționale prestigioase. Prima versiune a apărut în 1993. A primit imediat o primire entuziastă din partea utilizatorilor occidentali și a câștigat o poziție de lider pe piața planetariilor de computer cu funcții complete. De fapt, RedShift a transformat piața globală de software pentru pasionații de astronomie. Cu puterea computerelor moderne, coloanele plictisitoare de numere sunt transformate în realitate virtuală, care conține un model de înaltă precizie al sistemului solar, milioane de obiecte din spațiul adânc și o abundență de material de referință.
• Google Earth este un proiect Google în care au fost postate pe internet fotografii satelitare ale întregii suprafețe a pământului. Fotografiile unor regiuni au o rezoluție ridicată fără precedent. Spre deosebire de alte servicii similare care afișează imagini prin satelit într-un browser obișnuit (de exemplu, Google Maps), acest serviciu folosește un program client special descărcat pe computerul utilizatorului Google Earth.
• Google Maps este un set de aplicații construit pe serviciul gratuit de cartografiere și tehnologia oferite de Google. Serviciul este o hartă și imagini prin satelit ale întregii lumi (precum și Luna și Marte).
• Celestia este un program de astronomie 3D gratuit. Programul, bazat pe Catalogul HIPPARCOS, permite utilizatorului să vizualizeze obiecte cu dimensiuni variind de la sateliți artificiali la galaxii complete în trei dimensiuni, folosind tehnologia OpenGL. Spre deosebire de majoritatea altor planetarii virtuale, utilizatorul poate călători liber în jurul Universului. Suplimentele programului vă permit să adăugați atât obiecte din viața reală, cât și obiecte din universuri fictive create de fanii lor.
• KStars este un planetariu virtual inclus în pachetul de programe educaționale KDE Education Project. KStars arată cerul nopții de oriunde de pe planetă. Puteți observa cerul înstelat nu doar în timp real, ci și ce a fost sau va fi, indicând data și ora dorite. Programul afișează 130.000 de stele, 8 planete ale sistemului solar, Soarele, Luna, mii de asteroizi și comete.
• Stellarium este un planetariu virtual gratuit. Cu Stellarium este posibil să vezi ce se poate vedea cu un telescop mediu și chiar mare. Programul oferă, de asemenea, observații ale eclipselor de soare și ale mișcărilor cometelor.

1. „Istoria astronomiei”. Resursa electronica.
   Mod de acces: http://ru.wikipedia.org/wiki/History of astronomy
2. „Astronomia antică și astronomia modernă”. Resursa electronica.
   Mod de acces: http://www.prosvetlenie.org/mystic/7/10.html
3. „Semnificația practică și ideologică a astronomiei”. Resursa electronica.
   Mod de acces: http://space.rin.ru/articles/html/389.html
4. „Începuturile astronomiei. Gnomon este un instrument astronomic.” Resursa electronica. Mod de acces: http://www.astrogalaxy.ru/489.html
5. „Astronomia secolului XXI - Astronomia secolului XX”. Resursa electronica.
   Mod de acces: http://astroweb.ru/hist_/stat23.htm
6. "Astronomie" Resursa electronica.
   Mod de acces: http://ru.wikipedia.org/wiki/Astronomy
7. „Astronomia secolului XXI - Rezultatele secolului XX și sarcinile secolului XXI.” Resursa electronica.
   Mod de acces: http://astroweb.ru/hist_/stat29.htm
8. „Planetariul RedShift Computer”. Resursa electronica.
   Mod de acces: http://www.bellabs.ru/RS/index.html
9. Google Earth. Resursa electronica.
   Mod de acces: http://ru.wikipedia.org/wiki/Google_Planet_Earth
10. Hărți Google. Resursa electronica.
    Mod de acces: http://ru.wikipedia.org/wiki/Google_Maps
11. "Celestia" Resursa electronica.
    Mod de acces: http://ru.wikipedia.org/wiki/Celestia
12. KStars. Resursa electronica.
    Mod de acces: http://ru.wikipedia.org/wiki/KStars
13. "Stellarium" Resursa electronica.
    Mod de acces: http://ru.wikipedia.org/wiki/Stellarium

Departamentul de Astronomie de la Universitatea din Sankt Petersburg este unul dintre cele mai vechi din Rusia. A fost înființată în ianuarie 1819. Primul șef al departamentului a fost academicianul V.K. Vishnevsky, după el a fost ocupat de academicianul A.N. Savich timp de mai bine de 40 de ani. În 1881, prin eforturile profesorului S.P.Glazenap, la Universitate a luat ființă Observatorul Astronomic, care în 1992 a fost transformat în Institutul Astronomic.

De-a lungul anilor, oameni de știință remarcabili au studiat, lucrat și predat la Departamentul de Astronomie - V.A. Ambartsumyan, V.V. Sobolev, V.A. Dombrovsky, V.V. Sharonov, K.F. Ogorodnikov, M.F. Subbotin și alții. Departamentul este deosebit de mândru de faptul că doi dintre absolvenții săi - academicienii V.A. Ambartsumyan și A.A. Boyarchuk - au condus Uniunea Astronomică Internațională timp de câțiva ani.

În prezent, Departamentul de Astronomie al Facultății de Matematică și Mecanică a Universității din Sankt Petersburg este format din Institutul Astronomic și trei departamente: astronomie, mecanică cerească și astrofizică. Institutul include laboratoare de astrofizică teoretică, astrofizică observațională, nuclee galactice active, astrometrie, mecanică cerească și astronomie stelară, radioastronomie și fizică solară. La institut și la departamente lucrează aproximativ 80 de oameni de știință, inclusiv 21 de doctori și 43 de candidați la știință.

Laboratoarele științifice și educaționale ale departamentului sunt dotate cu echipamente moderne. Biblioteca Specială de Astronomie, care numără aproximativ 20.000 de articole, primește multe periodice științifice rusești și reviste astronomice importante din străinătate. Toate resursele sunt folosite atât de angajați, cât și de studenții absolvenți și studenții Departamentului de Astronomie.

Astronomii universitari efectuează observații pe multe telescoape din Rusia, aproape și departe în străinătate: pe un telescop optic de 6 metri și pe un radiotelescop de 600 de metri al Observatorului Special de Astrofizică al Academiei Ruse de Științe, pe telescoape de la Observatoarele Pulkovo și Crimeea , precum și pe telescoape mari din Franța, Germania, Italia și chiar din Insulele Hawaii. Colaborarea cu cele mai importante instituții astronomice din lume a devenit o parte integrantă a vieții astronomilor universitari.

Cercetări astronomice

Astronomia modernă studiază o mare varietate de obiecte - de la Luna vecină și corpuri cerești artificiale până la quasari situati la „marginea” Universului. Acestea sunt stele, planete mari și mici, sateliții lor, galaxii și quasari, nori de praf și gaz, radiații, câmpuri gravitaționale și magnetice, precum și raze cosmice. Universul este un laborator fizic unic care face posibilă studierea materiei în toate stările, inclusiv în cele inaccesibile cercetării folosind metodele fizicii „terestre”.

Multe domenii de cercetare astronomică sunt reprezentate la Universitatea din Sankt Petersburg. Să le enumerăm pe cele mai importante:

• structura fractala a Universului
• galaxii cu nuclei activi
• masa ascunsă în galaxii
• structura spirală a galaxiei noastre
• cinematica stelelor
• interacțiunea radiației și materiei în diferite obiecte spațiale
• sinteza elementelor chimice din stele
• stele cu sisteme protoplanetare
• emisie radio solară
• dinamica materiei interplanetare
• evoluția orbitelor în sistemele planetare și prin satelit
• metode matematice de prelucrare a observaţiilor astronomice
• calculul proiectării telescopului și optică

De regulă, cercetarea științifică se desfășoară în strânsă colaborare cu angajații instituțiilor Academiei Ruse de Științe: Observatorul Astronomic Principal (Pulkovo), Observatorul Astrofizic Special etc., precum și institutele și observatoarele străine.

În fiecare an, astronomii Universității publică 1-2 cărți și aproximativ 90 de articole, jumătate dintre ele în reviste științifice internaționale. Realizările astronomilor universității sunt marcate de premii prestigioase, un număr mare de granturi personale și colective și numeroase invitații la conferințe științifice rusești și internaționale. Numele oamenilor de știință se află pe hărțile Lunii și Marte. În onoarea observatorului astronomic al Universității din Leningrad, asteroidul Aoluta este numit, alți 9 poartă numele unor astronomi remarcabili ai Universității.

Antrenamentul de astronomie

Conform tradiției universitare, oamenii de știință de frunte susțin prelegeri și lucrează cu studenți absolvenți și de licență. Procesul de învățare a elevilor poate fi împărțit în două etape:

• în prima etapă, sunt studiate disciplinele de bază matematice, fizice și astronomice, precum și programarea,
• în al doilea, accentul se pune pe pregătirea într-una dintre cele opt specializări (astrometrie, mecanică cerească, astronomie stelară, astrofizică teoretică, astrofizică observațională, radioastronomie, fizică solară, fizica sistemelor planetare).

Durata totală a studiului la Departamentul de Astronomie al Universității din Sankt Petersburg este de 6 ani.

După alegerea unei specializări, studenții seniori ascultă prelegeri și participă la seminarii în diverse domenii ale astronomiei moderne, de exemplu: astrometria spațială, dinamica sistemelor stelare, fizica și evoluția stelelor, fizica galaxiilor și a clusterelor de galaxii, studii radioastronomice ale Soarele, mecanica cerească relativistă și stocastică etc.

Un loc aparte în pregătirea studenților îl ocupă practicile de observație astronomică, dintre care unele au loc la cele mai mari observatoare și institute din țara noastră, în apropiere și în străinătate. O mare atenție în procesul de învățare este acordată dezvoltării active a tehnologiilor informatice. Acest lucru este facilitat de nivelul înalt de echipare al Institutului Astronomic atât cu facilități moderne de calcul, cât și cu cele mai recente programe de calculator pentru procesarea observațiilor astronomice și modelarea obiectelor spațiale.

Studenții de licență și absolvenți ai Departamentului de Astronomie sunt implicați direct în cercetarea științifică sub îndrumarea colegilor seniori. Acest lucru este extrem de important pentru formarea unor specialiști de înaltă calificare capabili să desfășoare activități științifice la nivel mondial.

Departamentul de Astronomie al Universității de Stat din Sankt Petersburg oferă educație fundamentală care poate fi aplicată într-o mare varietate de domenii ale activității umane. Absolvenții departamentului de astronomie lucrează în instituțiile astronomice din Sankt Petersburg - Observatorul Astronomic Principal (Pulkovo), Institutul de Astronomie Aplicată, Institutul Astronomic al Universității din Sankt Petersburg, precum și în institute și observatoare din Rusia și țările CSI . Un număr considerabil de absolvenți fac stagii și lucrează în străinătate: în Germania, SUA, Franța, Suedia, Finlanda, Polonia și alte țări. Pe lângă activitățile științifice, absolvenții departamentului se regăsesc ca profesori ai școlilor și universităților de elită, programatori și specialiști în domeniul tehnologiilor informatice și de rețea. După absolvire, studenții pot intra la școala absolventă pentru a continua activitatea științifică și a susține o dizertație.

Toată lumea este interesată să afle ce s-a întâmplat și, cel mai important, ce se va întâmpla cu planeta noastră Pământ. Dar destinul ei este strâns legat de Soare.

Să ne gândim mai întâi cum a fost trecutul nostru.

În 1944-49. – O.Yu. Schmidt propune următorul scenariu pentru formarea Sistemului Solar: Soarele și planetele s-au format dintr-un singur complex gaz-praf cântărind aproximativ 10 5 mase solare cu aproximativ 5 miliarde de ani în urmă. Mai întâi, s-a format Soarele și apoi acum aproximativ 4,6 miliarde de ani - planetele.

După cum cred acum oamenii de știință, Soarele și alte stele sunt formate din nori de praf de gaz ca urmare a unei ușoare compresii gravitaționale, în timpul căreia se formează o compactare mică, de care este atras gazul din jur. Pe măsură ce se contractă, această protostea se încălzește până când în ea încep reacțiile termonucleare. După aceasta, steaua suflă gaz în jurul ei cu radiația sa, ale căror rămășițe se rotesc în discul gaz-praf care o înconjoară.

Pe măsură ce discul s-a rotit în jurul Soarelui, rocile dure s-au lipit împreună și au format planete terestre, iar elementele ușoare au fost transportate la periferie de radiația solară și din ele s-au format planete gigantice.

După aceasta, Soarele intră în secvența principală și este într-o stare relativ stabilă până când rezervele de hidrogen din miez se ard.

Acum, Soarele procesează continuu hidrogenul în „cenuşă” de heliu, care rămâne în miez. Patru nuclee ale unui atom de hidrogen se transformă într-un nucleu al unui atom de heliu, astfel încât masa medie a particulelor din centrul Soarelui crește în timp. În același timp, nucleele de heliu creează mai puțină presiune în comparație cu nucleele de hidrogen. Datorită acestui fapt, rata de conversie a hidrogenului în heliu este redusă, ceea ce duce la un dezechilibru între presiune și gravitație. În timp, dimensiunea nucleului Soarelui scade treptat. Dar într-un miez mai dens și mai fierbinte, reacțiile de sinteză ale elementelor încep să se desfășoare mai repede. Cantitatea de energie generată care iese din centru crește: extinde treptat părțile exterioare ale stelei și crește luminozitatea acesteia.

Astfel de schimbări lente în miezul Soarelui au loc din momentul în care s-a născut steaua noastră. Luminozitatea Soarelui este în prezent cu aproximativ 30% mai mare decât era acum 4,6 miliarde de ani. Această tendință va continua să se accelereze treptat în viitor până când bila solară se va extinde în proporții gigantice și steaua se va transforma într-o gigantă roșie. Acest lucru se va întâmpla după ce rezervele de hidrogen din miez sunt epuizate.

Acesta este trecutul și prezentul nostru, potrivit astronomilor. Ce fel de viitor ne prezice știința? Se pare că o creștere a radiațiilor de la Soare va duce la moartea biosferei pământului cu mult înainte ca Soarele să se transforme într-o gigantă roșie.

Primii oameni de știință care au acordat atenție impactului direct asupra Pământului de la creșterea luminozității Soarelui au fost James Lovelock și Michael Whitfield. Într-un articol publicat în 1982 în revista Nature, ei au arătat că, pe măsură ce Pământul se încălzește, rocile sale vor fi supuse unor efecte distructive din ce în ce mai mari din atmosferă, rezultând o absorbție crescută a dioxidului de carbon (CO 2): ca rezultat, dioxidul de carbon atmosferic. reacțiile chimice se vor lega de rocile sedimentare. Lovelock și Whitfield au calculat că, în decurs de 100 de milioane de ani, cantitatea de CO 2 din atmosferă va scădea la un nivel care nu ar mai putea susține fotosinteza. Plantele vor începe să dispară. Vor fi urmați de animale care mănâncă plante și respiră oxigen - un produs al procesului de fotosinteză care are loc la plante. Și toate acestea, potrivit oamenilor de știință, se vor întâmpla într-o perioadă de timp nu mai mare decât cea care ne desparte de epoca dinozaurilor.

Oamenii de știință moderni sunt în general de acord cu concluziile lui Lovelock și Whitfield, deși le consideră excesiv de pesimiste. Noul model, dezvoltat de oamenii de știință de la Universitatea de Stat din Pennsylvania (SUA) Ken Caldera și James Kasting, include o interpretare mai corectă a efectului de seră decât a fost cazul în munca lui Lovelock și Whitfield. În noul model, biosfera va exista pentru o perioadă de timp de cel puțin 10 ori mai lungă decât cea care a trecut de la formarea ei.

În aproximativ 3,5 miliarde de ani, luminozitatea Soarelui va crește cu 40% față de nivelul actual. Toate rezervele de apă de pe suprafața planetei noastre se vor evapora, suprafața se va usca, se va crăpa și va fi asemănătoare cu suprafața lui Venus de astăzi. În absența apei, dioxidul de carbon, 25-40% din cantitatea actuală dizolvată în apele oceanelor, va avea o singură cale - în atmosferă. Mai mult CO 2 în atmosferă va duce la o încălzire și mai mare a suprafeței planetei datorită efectului de seră. Pământul va fi crăpat și mai mult dioxid de carbon va fi eliberat în atmosferă ca urmare a creșterii activității vulcanice. Drept urmare, Pământul nu numai că va pierde toate rezervele de apă, dar va fi și învăluit într-o înveliș subțire de dioxid de carbon. Biosfera va dispărea.

Apoi, timp de câteva miliarde de ani, Pământul fără viață nu se va schimba, cu excepția unei creșteri continue a temperaturii suprafeței sale. Dar după 7 miliarde de ani, radiația stelei noastre va începe să crească brusc, ceea ce va însemna trecerea Soarelui la următoarea fază de evoluție. Când vârsta Soarelui atinge 12 miliarde de ani, rezervele de hidrogen din nucleul său se vor epuiza.

După aceasta, miezul stelei va începe să se contracte rapid, deoarece nimic altceva nu împiedică compresia gravitațională. Ca urmare a compresiei, temperatura din interiorul miezului va crește brusc, iar hidrogenul care vine din straturile exterioare va începe din nou să se transforme în heliu cu o viteză și mai mare. Energia eliberată în acest caz se va repezi către straturile exterioare ale stelei, extinzându-le mai întâi de 2, apoi de 3 ori sau mai mult. Soarele își va încheia șederea pe secvența principală a evoluției stelare și va deveni o subgigant timp de aproximativ 700 de milioane de ani.

Când tot hidrogenul din miezul Soarelui este epuizat, arderea nucleară se va muta în învelișul în expansiune al nucleului. Această schimbare va duce la evenimente care vor crește dramatic consumul de hidrogen și eliberarea de energie, determinând ca straturile de suprafață ale stelei noastre să se extindă la dimensiuni uluitoare. Va deveni o caricatură umflată a formei sale originale, diametrul său crescând de peste 160 de ori. Soarele va deveni o gigantă roșie.

În acea epocă, vor veni vremuri cu adevărat dificile pentru regiunile interioare ale Sistemului Solar. Pe măsură ce Soarele crește în dimensiune și devine o gigantă roșie, acesta va înghiți și se va evapora mai întâi pe Mercur, apoi pe Venus. Vor fi două planete mai puține în sistemul solar. Dar ce se va întâmpla cu Pământul? Răspunsul este ambiguu. Cert este că, în stadiul de gigant roșie, steaua în evoluție își pierde cea mai mare parte din masă, care este transportată în spațiul cosmic de un vânt stelar puternic. Soarele își pierde substanța și acum. Este transportat în spațiul înconjurător de un flux de plasmă rarefiată care iese din coroana solară. În prezent, Soarele pierde abia mai mult de o sutime de procent din masa sa într-un miliard de ani. Dar vântul stelar al giganților roșii din stadiul târziu, cum ar fi stelele variabile precum Mira Ceti, este mult mai puternic. Pur și simplu suflă fracții ușoare de materie din gigantul roșu în spațiul cosmic. Așa se formează nebuloasele planetare. Modelele de evoluție stelară arată că Soarele își va pierde aproape jumătate din masa înainte de a deveni pitică albă.

Pe măsură ce Soarele își pierde masa, planetele se vor mișca în jurul lui pe orbite din ce în ce mai mari din cauza slăbirii atracției gravitaționale a Soarelui. Din acest motiv, soarta finală a Pământului rămâne incertă. Poate că planeta noastră va evita o întâlnire cu Soarele umflat prin deplasarea pe orbita pe care se află în prezent Marte.

Dacă acest lucru se întâmplă sau nu depinde de dacă Soarele pierde suficientă masă înainte de a se extinde. Unele modele prevăd că Pământul va avea suficient timp pentru a evita distrugerea. Dar alte modele prevăd un rezultat complet diferit. Conform calculelor efectuate de George Bowen și Lee Ann Willson de la Universitatea din Iowa (SUA), principala pierdere de masă de la Soare va avea loc abia după ce acesta va înghiți Pământul.

Astronomii nu știu exact ce se va întâmpla cu Soarele la sfârșitul fazei gigantului roșu, deoarece nu au reușit încă să construiască un model potrivit pentru evenimentele asociate cu o fulgerare de heliu - începutul arderii heliului în miez. a unei stele. Cercetările lui Wilson au condus-o la concluzia că Soarele ar putea supraviețui unei explozii de heliu fără a-și pierde mare parte din masă. În opinia ei, Pământul va arde până la pământ, iar cenușa lui va fi împrăștiată de vântul solar.

Kasper Riebicki de la Academia Poloneză de Științe și Carlo Denis de la Universitatea din Liege (Belgia) cred că interacțiunea mareelor ​​va duce la o scădere a orbitei Pământului. Învelișul exterior al Soarelui va „prinde” Pământul și îl va „trage” spre miez, mai ales în etapele finale ale vieții gigantului roșu, când exploziile repetate de heliu pe termen scurt vor umfla steaua la dimensiunea maximă. .

Chiar dacă Pământul reușește să evite acest pericol, va fi destul de „prăjit”. Când luminozitatea Soarelui crește de la 2000 la 3000 de ori nivelul actual, temperatura suprafeței Pământului va ajunge la 1500°C.

Planeta noastră se va transforma în cele din urmă într-o minge de lavă topită, iar întreaga sa atmosferă și stratul de suprafață solidă vor fierbe pur și simplu.

Un astfel de sfârșit neglorios ne așteaptă planeta natală în viitorul îndepărtat. Și dacă umanitatea nu găsește o modalitate de a se muta într-o altă zonă locuibilă a spațiului singură pe nave spațiale sau împreună cu planeta Pământ, atunci civilizația noastră va muri. Cu toate acestea, avem încă cel puțin sute de milioane de ani la dispoziție. În acest timp, puteți găsi o cale de ieșire.

Potrivit experților, în epoca noastră volumul de informații științifice despre fenomenele naturale se dublează la fiecare 10-12 ani. Și aceasta, aparent, nu este o simplă înregistrare a unui fapt interesant, ci o reflectare a legii obiective a dezvoltării societății în stadiul ei actual. În consecință, pentru a ține pasul cu progresul, este necesar să se asigure dezvoltarea științei cu o astfel de accelerare.

„Într-o epocă în care rolul științei ca forță productivă directă se manifestă din ce în ce mai mult”, a declarat secretarul general al Comitetului Central al PCUS L. I. Brejnev la cel de-al 24-lea Congres al PCUS, „principalul nu mai sunt realizările sale individuale, indiferent de importanță. cât de strălucitori pot fi, dar de înalt nivel științific și tehnic al întregii producții” [Materiale ale XXIV-ului Congres al PCUS. M., 1971, p. 56].

Fără știință, problemele fundamentale cu care se confruntă omenirea modernă, cum ar fi explorarea spațiului, conservarea mediului, dezvoltarea și crearea de noi surse de energie etc., nu pot fi rezolvate cu succes.

Astăzi, progresul științei a devenit unul dintre factorii principali care determină soarta întregii omeniri. În special, în țara noastră, știința a devenit una dintre principalele surse de creștere a nivelului material de viață al oamenilor; ea exercită o influență din ce în ce mai mare asupra tuturor aspectelor vieții poporului sovietic.

În epoca revoluției științifice și tehnologice, rolul cercetării științifice fundamentale - studiul celor mai profunde, cuprinzătoare, legi fundamentale ale lumii din jurul nostru - a crescut nemăsurat.

Cercetarea fundamentală este cea care provoacă în cele din urmă cele mai semnificative schimbări revoluționare în tehnologie și producție.

„Știm foarte bine”, a spus secretarul general al Comitetului Central al PCUS, L.I. Brejnev, în Raportul Comitetului Central al PCUS către Congresul al XXV-lea al Partidului, „că întregul flux al progresului științific și tehnologic se va seca dacă nu este alimentat în mod constant. prin cercetare fundamentală” [Materiale al XXV-lea Congres PCUS. M., 1976, p. 48].

Știința a înțeles deja multe în studiul proprietăților fundamentale ale universului, dar Universul este infinit de divers și, așa cum a remarcat pe bună dreptate un înțelept antic, cu cât cercul cunoștințelor noastre este mai larg, cu atât linia de contact cu necunoscutul este mai mare.

Dar pentru a pătrunde în această necunoscută astăzi la nivelul actual al cunoștințelor noastre, este necesar să studiem materia în stările ei extreme.

Temperaturi uriașe de zeci și sute de milioane de grade. Presiuni enorme de zeci și sute de milioane de atmosfere. Densități monstruoase de sute de milioane și miliarde de tone pe centimetru cub. Energii gigantice, comparabile cu energia exploziei unei sarcini termonucleare cu o masă egală cu zeci de mii de mase solare. Aspirator spațial...

Acestea sunt condițiile fizice al căror studiu este necesar pentru progresul științei moderne. Cu toate acestea, este, desigur, imposibil de reprodus astfel de condiții în laboratoarele pământești.

Și totuși, există un laborator în care se realizează astfel de stări neobișnuite ale materiei. Acesta este un laborator infinit de diversificat al Universului.

„Ar trebui recunoscut”, subliniază celebrul fizician teoretician R. Dicke, că, în principiu, atât fizicianul, cât și instrumentele sale sunt atât de strâns legate de restul Universului, atât de cufundate organic în el, încât chiar și separarea lor mentală este imposibilă. ”

Potrivit expresiei figurative a doctorului în științe fizice și matematice N.V. Mitskevich, fizicienii moderni, pentru a pătrunde în continuare în secretele naturii, au trebuit să „plaseze” o stea, o galaxie și chiar Universul în laboratoarele lor.

Aceste circumstanțe explică interesul din ce în ce mai mare pentru studiul Universului, în special diferitele procese fizice din spațiu.

Ideile despre Univers au fost întotdeauna cea mai importantă componentă a tabloului științific al lumii. Nu este o coincidență că timp de multe secole știința Universului - astronomia a fost „liderul” științei naturale. În special, observațiile astronomice au servit ca fundație inițială pentru descoperirea legilor mecanicii și a legii gravitației universale, adică pentru construirea bazelor fizicii clasice.

Ulterior, fizica a ajuns în prim-plan, creând astfel de teorii fundamentale care sunt de o importanță fundamentală pentru înțelegerea lumii din jurul nostru, precum mecanica cuantică și teoria relativității.

În timpul nostru, importanța cercetării astrofizice a crescut. Dacă mai devreme această zonă a astronomiei, care se ocupă cu studiul naturii fizice a fenomenelor care au loc în adâncurile îndepărtate și inaccesibile ale spațiului, părea cea mai abstractă și divorțată de viața reală, astăzi tocmai această zonă a dobândit cel mai mare interes practic.

Dacă numărăm descoperirile fundamentale făcute în ultimele decenii în diverse domenii ale științei, vom constata că astrofizica ocupă unul dintre primele locuri în știința naturală modernă în ceea ce privește acest indicator.

Datorită dezvoltării unor mijloace fundamental noi de studiere a fenomenelor cosmice și descoperirilor remarcabile făcute în adâncurile spațiului, datorită oportunității nelimitate de a extrage informații unice din laboratorul natural infinit de diversificat al Universului, acum, se pare, o nouă eră se deschide. în dezvoltarea științelor naturii, o epocă în care astrofizica va ocupa poziția de lider.

„Știința a făcut progrese semnificative în studiul Universului, incluzând stelele, nucleele galactice, procesele care au loc pe Soare, razele cosmice”, notează vicepreședintele Academiei de Științe a URSS, academicianul V. A. Kotelnikov. Descoperirile fundamentale ale astrofizicii moderne legate de posibilitățile de observare în noi game de unde electromagnetice au clarificat unele aspecte ale evoluției stelelor și galaxiilor. Univers.

Dezvoltarea ulterioară a observațiilor astronomice atât de la suprafața Pământului, cât și cu ajutorul navelor spațiale și a sateliților artificiali va face posibilă obținerea de informații din ce în ce mai complete despre multe fenomene din lanțul evoluției cosmice, despre obiecte astrofizice misterioase.”

Universul face parte din lume

Știința naturii nu studiază toată materia, ci doar anumite aspecte ale acesteia, care sunt determinate de natura activității umane. Acum va trebui să revenim din nou la această problemă în legătură cu necesitatea de a afla ce anume ar trebui să înțelegem prin termenul „Univers”.

Să începem cu faptul că în știința populară și literatura științifică se întâlnesc constant expresii precum „începutul Universului”, „limitele Universului”, „când Universul nu exista”...

Astfel de expresii provoacă nedumerire naturală: dacă Universul a avut un început, deci nu este etern? Dar în acest caz, ce să faci cu una dintre principalele prevederi ale materialismului despre eternitatea Universului?

Pentru a înțelege mai bine acest lucru, să încercăm să ne imaginăm o conversație între două personaje imaginare - un iubitor de astronomie și un filozof care se ocupă de probleme metodologice ale științei Universului.

Amator. Cu doar câțiva ani în urmă, în timp ce citeam literatură populară despre astronomie, am înțeles clar ce se înțelege prin termenul „Univers”. Dar în ultima vreme am fost complet confuz. Poate că acum Universul este înțeles ca altceva?

Filozof. Ce crezi că a fost înțeles de către Univers înainte?

Amator. Dacă nu mă înșel, s-a crezut întotdeauna că Universul este „tot ce există”.

Filozof. Cu toate acestea, termenul „existență” este destul de ambiguu. Și, prin urmare, este necesar să clarificăm despre ce fel de existență vorbim.

Amator. Ei bine, în general, despre tot ce există în Univers.

Filozof. Nu credeți, totuși, că acest lucru creează un cerc vicios: „Universul” este ceea ce există în „Univers”?

Amator. Da, întradevăr...

Filozof. Și probabil că nu are sens să considerăm ca existent ceva despre existența despre care nu avem informații.

Amator. Înțeleg... Atunci, evident, ceea ce poate fi observat direct cu ajutorul mijloacelor moderne de cercetare științifică ar trebui considerat existent.

Filozof. Acesta este deja ceva mai clar. Dar înainte de a vă accepta propunerea, să încercăm să o analizăm mai întâi. Dacă suntem de acord cu definiția ta, atunci în trecutul relativ recent, prin Univers, ar fi trebuit să înțelegem „Universul stelar”, adică Galaxia noastră. Și acum că cunoaștem alte galaxii, care fac parte din „Marele Univers”, Metagalaxia.

Amator. Ei bine... Aparent, așa este.

Filozof. Poate că totul ar fi bine dacă nu pentru un „dar”. Din păcate, atât fizica, cât și astronomia ne-au convins deja că observăm un awn - un criteriu de existență foarte nesigur.

Amator. Nu prea înțeleg ce vrei să spui.

Filozof. Pot explica. După cum se știe, datorită vitezei finite de propagare a undelor electromagnetice, observăm toate obiectele spațiale cu o întârziere, cu atât mai semnificative cu atât sunt mai departe. Să presupunem că binecunoscuta stea polară este situată la o distanță de aproximativ 500 de ani lumină - ceea ce înseamnă că o vedem așa cum era acum aproximativ cinci secole. În astfel de condiții, putem afirma necondiționat că există, pe baza faptului că o observăm astăzi? Probabil că există, deoarece în 500 de ani lumină este puțin probabil să se întâmple ceva drastic unei stele de acest tip. Și totuși aceasta este doar o posibilitate. Dar există obiecte spațiale non-staționare în care se produc schimbări calitative profunde în perioade relativ scurte de timp, literalmente în câțiva ani? Ce să faci cu ei? Sunt posibile situații și mai complexe. Într-un cuvânt, observabilitatea ca criteriu de existență pentru astronomie, după părerea mea, este de puțin folos.

Cred că mai corect ar fi să pornim de la o altă idee, conform căreia întreaga varietate de condiții și fenomene fizice permise de teoriile fizice de bază se realizează în Univers...

Amator: Dar din moment ce cunoștințele noastre despre lumea din jurul nostru se dezvoltă și odată cu ele teoriile fizice de bază, acest lucru înseamnă automat că diferite Universuri corespund diferitelor niveluri de dezvoltare științifică.

Filozof. Cred că Universul ar trebui privit nu ca un aspect holistic al tot ceea ce există, ci în relație cu un anumit nivel de practică umană. Cu alte cuvinte, Universul este acea zonă de procese și fenomene care este evidențiată prin mijloace științifice moderne, observaționale și teoretice.

Amator: Deci chiar este așa? Pot exista mai multe Universuri! Situație ciudată.

Filozof. Nimic ciudat. Fiecare teorie cosmologică recreează Universul „în felul său”, își construiește propriul model. Și „Universurile” diferitelor teorii nu coincid unele cu altele. Nu trebuie să pierdem din vedere faptul că un astfel de Univers „teoretic” nu va deveni niciodată o „imagine” complet completată a lumii reale. Cercetările ulterioare le vor completa și aprofunda inevitabil...

Apropo, dacă din acest punct de vedere te uiți la învățăturile succesive despre lume, atunci va deveni absolut clar că, deși toate aceste învățături pretindeau că descriu lumea ca un întreg, în realitate fiecare dintre ele se referă doar la un zonă a Universului, ale cărei limite în timpul tranziției s-au extins treptat de la o învățătură la alta.

Astfel, sistemul lumii lui Aristotel - Ptolemeu reflecta corect unele dintre trăsăturile Pământului ca corp ceresc: că Pământul este o sferă, că totul gravitează spre centrul său... Astfel, aceasta a fost doctrina Pământului. în sine.

Sistemul mondial copernican a descris de fapt structura sistemului solar, iar sistemul mondial al lui Herschel a descris structura galaxiei noastre...

Universul se extinde

Care sunt principalele caracteristici ale ideilor moderne despre Univers?

Steaua centrală a sistemului nostru planetar, Soarele, face parte dintr-o insulă de stele gigantice - galaxia. Galaxia noastră are o structură în spirală și este formată din 150 de miliarde de stele. Diametrul său atinge 100 de mii de ani lumină.

Există și alte insule stelare în afara galaxiei noastre. Cele mai apropiate împreună cu acesta formează așa-numitul Sistem Local. În special, include celebra galaxie din constelația Andromeda, distanța până la care este de aproximativ 2 milioane de ani lumină.

În regiunea lumii care este accesibilă observațiilor astronomice moderne, există miliarde de galaxii. Totalitatea lor se numește Metagalaxia.

Chiar și la începutul acestui secol, știința era dominată de ideea că Universul este staționar și, în principalele sale trăsături, nu se modifică în timp.

Cu toate acestea, în 1922, talentatul matematician sovietic A. A. Friedman (1888–1925) a descoperit că ecuațiile teoriei generale a relativității a lui Einstein, care descriu comportamentul Universului, nu au soluții staționare.

Din lucrarea lui Friedman a rezultat că Universul trebuie fie să se extindă, fie să se contracte sau să pulseze. Această concluzie teoretică a fost confirmată ulterior de observațiile astronomice, care au relevat o deplasare la roșu a liniilor spectrale în spectrele galaxiilor. După cum se știe, un fenomen similar are loc în cazurile în care sursa oscilațiilor undei se îndepărtează de observator (efect Doppler).

Nu vom intra acum în istoria controversei din jurul interpretării deplasării roșii în spectrele galaxiilor. În orice caz, până acum natura Doppler a acestui fenomen poate fi considerată stabilită destul de sigur. Aceasta înseamnă că toate galaxiile se împrăștie în direcții diferite și, cu cât o anumită galaxie este mai departe de noi, cu atât se îndepărtează mai repede. Există o întindere a spațiului care nu are un singur centru și astfel încât rata de creștere a distanței dintre oricare două puncte este proporțională cu această distanță.

Astfel, trăim într-un univers în expansiune.

Cunoscând viteza cu care galaxiile se îndepărtează, putem inversa mental modelul de expansiune și apoi vom ajunge la concluzia fundamentală că acum 15-18 miliarde de ani, Universul era într-o stare diferită de cea din era noastră. Nu existau stele, galaxii sau alte obiecte spațiale izolate. Era doar un cheag de plasmă fierbinte super-densă.

Dezintegrarea și expansiunea explozivă a acestui cheag au dus în cele din urmă la apariția întregii diversități de obiecte și condiții fizice pe care le observăm în Univers în epoca noastră.

Astfel, Universul se schimbă în timp.

Trecutul său nu este identic cu prezentul său, iar prezentul său nu este identic cu viitorul său.

Ideea că procesele extrem de lente și netede predomină în Univers a suferit, de asemenea, o revizuire semnificativă. După cum a devenit clar în ultimele decenii, în primul rând datorită cercetărilor astronomilor sovietici, multe faze ale dezvoltării materiei în spațiu sunt brusc nestaționare și au caracterul unei explozii, dezintegrare și disipare. Iar o asemenea non-staționaritate se manifestă în fenomene cosmice de diverse scări, la diferite niveluri ale existenței materiei.

După cum a remarcat academicianul V.A. Ambartsumyan, cea mai importantă consecință a acestor descoperiri a fost transformarea astrofizicii într-o știință evolutivă. Dacă astrofizica anterioară s-a limitat în principal la studiul proprietăților fizice ale diferitelor obiecte cosmice, care caracterizează în principal starea lor actuală, acum studiul preistoriei, originii și dezvoltării lor, transformările calitative, tranzițiile materiei de la o formă la alta a ajuns la înainte.

Trecut si prezent

Astfel, se naște sarcina de a clarifica stările trecute ale obiectelor spațiale și etapele succesive ale dezvoltării acestora. Sarcina este extrem de dificilă, având în vedere că vorbim de perioade enorme de timp de milioane și miliarde de ani și despre condiții care ar putea suferi schimbări dramatice în epoca noastră.

Cu toate acestea, istoria științelor naturii arată că, dacă știința se confruntă cu anumite probleme, atunci există modalități de a le rezolva. În special, astrofizica modernă are posibilități foarte reale de a pătrunde în trecut.

În general, pentru a dezvălui modelele de dezvoltare ale oricărui obiect de interes pentru noi, este necesar să-l studiem în mișcare, unde mișcarea este înțeleasă în sens larg ca orice schimbare.

Există o veche legendă despre un rege care a dat odată înțelepților săi o sarcină dificilă. După ce i-a invitat la palat, le-a arătat o minge mare de piatră care zăcea în mijlocul curții și le-a rugat să stabilească ce se află în interiorul ei. Unul după altul, înțelepții au încercat să rezolve problema dificilă. Zile în șir au stat singuri cu mingea, uitându-se cu atenție la ea și încercând să pătrundă în interiorul pietrei cu puterea gândirii. Și unul după altul au plecat, atârnând capetele, nereușind să ducă la bun sfârșit sarcina. Aceasta a continuat până când a fost găsit un om cu adevărat înțelept printre înțelepți. A ordonat să se facă un foc sub misterioasa minge și a încălzit-o până când piatra fierbinte a crăpat și mingea s-a rupt în două jumătăți. Și apoi toată lumea a văzut că în interiorul mingii nu era nimic în afară de piatră...

Dacă obiectul de studiu ar fi nemișcat, dacă nu i s-ar întâmpla nimic, dacă nu ar exista schimbări în el, atunci ar fi imposibil să înveți ceva de încredere despre el. O investigație cu adevărat științifică se bazează pe studiul schimbărilor reale care au loc în natură.

Desigur, puteți crea și o poveste de fundal pentru un obiect „fix”. Dar trebuie să le compunem, pentru că realismul unor astfel de ipoteze se va dezvălui doar dacă vom reuși să verificăm în ce măsură ele prezic și explică schimbările care au loc.

Imaginează-ți că în fața ta este o clădire finisată, tencuită, nou-nouță. Și îl privești din exterior și nu știi absolut nimic despre ce este construit și în ce fel. Într-o astfel de situație, puteți construi orice ipoteză: să spunem că este făcută din cărămizi, sau bucăți de granit, sau panouri, sau blocuri și oricare dintre aceste ipoteze va părea la fel de plauzibilă.

Cu totul altă situație ar fi apărut dacă am fi prins perioada în care clădirea încă se ridica. Privind șantierul, noi... nu numai că ar fi capabili să dezvolte ipoteze complet realiste, ci și să le testeze validitatea cu observații ulterioare.

Din păcate, astronomii, de regulă, au de-a face cu obiecte aproape „staționare”. Acestea sunt, de exemplu, majoritatea stelelor și galaxiilor, care se dezvoltă atât de lent, încât pentru omenire, cu o scară de viață relativ scurtă (din punct de vedere al scărilor cosmice), ele rămân practic neschimbate. Chiar și un secol întreg în istoria unui astfel de obiect este același cu un al doilea în viața noastră de zi cu zi. Observând obiecte similare timp de multe decenii la rând, obținem în continuare aceeași fotografie „instantanee”. Există o cale de ieșire din această problemă reală?

Să ne uităm la exemplul nostru cu o casă construită.

Se mai poate afla cum a fost construit? Pentru a face acest lucru, ar trebui să faceți un „tur” în jurul orașului și să găsiți alte case exact aceleași, dar în stadii diferite de construcție. Și chiar dacă excursia noastră se face într-o duminică, când totul este „în continuare”, aranjând mental casele descoperite una după alta în funcție de „etape de finalizare”, vom obține o „serie de vârstă” care ne va ajuta să ne imaginăm toate cele succesive. etapele construirii unei case.

Oamenii de știință fac aproape același lucru în căutarea lor dificilă pentru trecutul stelelor și galaxiilor. Lumea acestor obiecte spațiale este extrem de diversă. Și această diversitate se explică nu numai prin existența multor tipuri de obiecte cosmice similare, ci și prin faptul că diferite stele și galaxii se pot afla în prezent în diferite etape ale evoluției lor.

Pentru a judeca căile de dezvoltare ale corpurilor cerești, este necesar să le împărțim în clase de obiecte de același tip și în cadrul fiecărei astfel de clase pentru a crea o „serie de vârstă”. O astfel de serie poate înlocui o serie de stări succesive în timp ale aceluiași obiect de interes pentru noi.

O metodă similară, care poate fi numită „metoda de comparație”, este folosită nu numai în astronomie, ci și în multe alte domenii ale științelor naturale moderne.

Cu toate acestea, se întâmplă adesea ca obiectul care ne interesează să ne fie cunoscut într-un singur exemplar. Acestea sunt, de exemplu, sistemul nostru planetar sau Metagalaxia. Nu există nimic cu care să le compare. Dar chiar și în acest caz, există oportunități de a le afla trecutul. Chiar și V.I. Lenin a remarcat că în fundamentul construcției materiei în sine se poate „presupune existența unei abilități asemănătoare senzației” [Lenin V.I. Materialism și empiriocriticism. Colectie cit., vol. 18, p. 40] că toată materia are o proprietate legată în esență de senzație, proprietatea reflexiei.

În zilele noastre, această proprietate a materiei - de a stoca urme ale stărilor anterioare - și-a găsit aplicație practică.

Este suficient să ne amintim cel puțin „memoria” computerelor electronice și a dispozitivelor cibernetice.

Deci, orice materie poate avea „memorie”.

Din acest punct de vedere, toate modelele lumii din jurul tău pot fi împărțite în două grupuri mari - modele care sunt determinate de legile fundamentale ale naturii și modele care apar treptat în procesul de dezvoltare a unui anumit sistem material. .

Evident, modelele de primul tip nu depind de istorie - sunt întotdeauna aceleași, iar manifestările lor sunt determinate de condiții specifice. Să presupunem că legile lui Kepler operează în sistemul solar, indiferent de căile de formare a acestuia. În consecință, astfel de modele în sine nu ne pot spune nimic despre istoria unui anumit sistem.

În ceea ce privește tiparele de al doilea tip, acestea depind direct de cursul evoluției și, prin urmare, pot spune multe despre trecut. Cu alte cuvinte, starea actuală a multor sisteme materiale conține destul de des anumite informații despre preistoria lor.

Dar dacă materia este capabilă să stocheze „urme” din trecut, atunci aceasta înseamnă: „cheia” principală pentru înțelegerea trecutului obiectelor cosmice constă, în primul rând, într-un studiu profund al stărilor lor actuale.

Aici apare inevitabil o comparație cu munca unui detectiv. Aici ajunge la locul crimei. S-a întâmplat, criminalul a dispărut. Acum este necesar să restabilim ceea ce s-a întâmplat cu câteva ore în urmă: fără aceasta, atacatorul nu va fi prins. Nu există martori vii. Și s-ar părea că sarcina este fără speranță. Cu toate acestea, există și alți martori - obiecte, lucruri. Deși sunt morți, nu tac deloc. Ca urmare a infracțiunii, ceva s-a schimbat în starea mediului: oricât de sofisticat este infractorul, aproape inevitabil va lăsa niște urme. Și din aceste urme uneori abia perceptibile, aparent lipsite de sens, un detectiv experimentat va putea reconstrui imaginea a ceea ce s-a întâmplat.

Probleme similare trebuie rezolvate de un om de știință interesat de starea trecută a anumitor obiecte. Apropo, am folosit deja o metodă similară când am încercat să reconstruim trecutul Universului folosind imaginea mișcării moderne a galaxiilor.

Să luăm, ca exemplu, problema originii sistemului solar. Știința are date faptice doar despre starea ei actuală. Soluția, evident, este să cauți o reflectare a trecutului în imaginea familiei planetare a Soarelui care există astăzi. Această abordare limitează gama de ipoteze posibile - la urma urmei, nu orice cale de dezvoltare ar putea conduce sistemul solar la forma sa modernă...

Care sunt modelele din structura sistemului solar care ar putea fi clasificate ca al doilea tip, adică modele care depind de preistorie?

Acestea sunt, în primul rând, legile mișcărilor planetare. Toate planetele se învârt în jurul Soarelui în aceeași direcție și aproape în același plan, iar orbitele lor diferă puțin de cercuri. Între timp, conform legilor mecanicii, rotația corpurilor cerești sub influența forțelor gravitaționale în jurul unui nucleu central masiv ar trebui să aibă loc în direcții diferite, în planuri diferite și pe orbite alungite, eliptice. Mișcarea în cercuri într-o direcție și chiar într-un plan este un caz special rar, iar probabilitatea ca aceasta să se producă, de exemplu, cu o asociere aleatorie a corpurilor cerești care nu sunt legate între ele, este practic zero.

Această împrejurare indică faptul că familia Soarelui s-a format într-un singur proces, în timpul căruia s-au format trăsăturile observate ale mișcărilor planetare.

Acest lucru este evidențiat și de împărțirea planetelor sistemului solar în două grupe care diferă în proprietățile lor. Una dintre ele este formată din cele patru planete cele mai apropiate de Soare - Mercur, Venus, Pământ și Marte.

Au dimensiuni relativ mici și constau în principal din elemente chimice grele. Al doilea grup include Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun. Acestea sunt planete gigantice, formate în principal din hidrogen și compușii săi și heliu.

Astfel, este posibil să luăm în considerare în mod serios doar acele ipoteze cosmogonice care nu numai că descriu modul în care materia dintr-o stare preplanetară s-a format în planete, dar arată și modul în care modelele moderne ale sistemului solar s-au dezvoltat în acest proces.

Când vine vorba de studierea Universului, oamenii de știință au o altă oportunitate - posibilitatea de a observa direct etapele anterioare ale dezvoltării obiectelor spațiale.

În viața obișnuită, vedem tot ce se întâmplă chiar în momentul în care se întâmplă în realitate. Și chiar și atunci când, în timp ce ne aflăm la Moscova, ne uităm la un program de televiziune din îndepărtatul Vladivostok, care este difuzat printr-un satelit artificial de pe Pământ, evenimentele din studioul din Orientul Îndepărtat și de pe ecran au loc practic simultan. Acest lucru este de înțeles dacă ne amintim că undele electromagnetice se propagă cu o viteză colosală de aproximativ 300.000 km/s. Această viteză le permite să parcurgă instantaneu orice distanță pământească.

Distanțele cosmice sunt o altă problemă. Deja de la Lupa - cel mai apropiat corp ceresc - lumina călătorește până la noi pentru mai mult de o secundă, iar de la Soare - opt minute și optsprezece secunde. Pentru a parcurge distanța de la Soare până la cea mai îndepărtată planetă din sistemul solar, Pluto, o undă luminoasă durează cinci ore și jumătate și va ajunge la cea mai apropiată stea Proxima Centauri abia după patru ani și patru luni.

În consecință, vedem Luna așa cum a fost acum o secundă, Soarele - cu 8 minute și 18 secunde întârziere și Proxima Centauri - cu 4 ani și 4 luni întârziere.

Astfel, observând cerul, privim direct în trecutul Universului. Și cu cât este mai departe un obiect sau altul, cu atât pătrundem timpurile mai îndepărtate.

Dacă, să zicem, binecunoscuta stea polară de astăzi ar înceta să mai existe cu totul, atunci noi, fiind pe Pământ, am continua să vedem această stea practic inexistentă pentru încă 500 de ani - exact perioada de care au nevoie razele de lumină pentru a depăși enormul distanta care separa Steaua Polara de Pamant.

Astfel, fiecare stea, fiecare galaxie pe care o vedem este una dintre paginile vii ale istoriei Universului.

Mijloacele moderne de cercetare astronomică fac posibilă observarea obiectelor situate la distanțe de până la 10-12 miliarde de leghe lumină.

Aceasta înseamnă că observăm obiecte care corespund acestor distanțe așa cum au fost acum 10-12 miliarde de ani.

Mai mult, în principiu, este posibil să se obțină informații directe despre cele mai timpurii etape ale existenței Universului. Din teoria Universului în expansiune rezultă că la câteva sute de mii de ani de la începutul expansiunii, densitatea mediului a scăzut atât de mult încât radiația electromagnetică s-a putut răspândi liber în spațiu.

Această radiație „fosilă”, relictă a supraviețuit până în epoca noastră și este acum înregistrată în mod fiabil de radiotelescoape. Studiul proprietăților sale, în special, a arătat că substanța inițială avea o temperatură foarte ridicată - era plasmă fierbinte.

Radiația CMB ne oferă informații directe despre o perioadă care a fost distanță de câteva sute de mii de ani de la începutul expansiunii.

Teoriile fizice fundamentale moderne ne oferă date complete de încredere, chiar până la un moment chiar mai devreme, când aglomerația în expansiune avea densitate nucleară. Acest moment nu a trecut la mai mult de o secundă de la începutul expansiunii.

Astfel, avem deja informații destul de sigure despre perioada de timp, a cărei durată este de 99,99 de ori întreaga istorie a Metagalaxiei...

Desigur, orice extrapolare, adică extinderea cunoștințelor noastre în trecutul sau viitorul Universului, implică inevitabil o anumită incertitudine. Și cu cât mergem mai departe în trecut sau viitor, cu atât este mai mare această incertitudine. Deși, pe măsură ce știința se dezvoltă, aceasta este în scădere constantă.

Există o posibilitate fundamentală de a obține informații directe despre primele momente ale expansiunii Universului.

Neutrinii relicve ne pot aduce informații până la un moment care se află la doar 0,3 secunde de la începutul expansiunii. Într-un stadiu și mai devreme, densitatea substanței era atât de mare încât era impenetrabilă chiar și pentru neutrini.

Așa-numitele unde gravitaționale ar putea spune despre această etapă.

Până acum, nu suntem capabili să înregistrăm neutrini relicve și unde gravitaționale. Dar acest lucru nu schimbă esența problemei. În timp, se vor dezvolta metode de înregistrare a acestor radiații, iar cercetătorii Universului vor avea ocazia să obțină informații despre stadiul inițial al existenței sale.

Inevitabilitatea unei lumi din ce în ce mai ciudate

Cu fiecare nouă descoperire fundamentală, lumea apărea în fața privirii omului din ce în ce mai ciudată și neobișnuită, mai întâi din punctul de vedere al ideilor vizuale de zi cu zi despre ea, al bunului simț obișnuit și odată cu dezvoltarea ulterioară a științei - și din punct de vedere de vedere a reprezentărilor științifice dominante în prezent.

„Este progresul cunoștințelor fundamentale”, a spus președintele Academiei de Științe a URSS, academicianul A. ChP, de la tribuna celui de-al 25-lea Congres al PCUS. Aleksandrov, „schimbă puncte de vedere aparent stabilite și de nezdruncinat în știință, deschide noi domenii în știință și tehnologie... deschide posibilitatea utilizării unor fenomene complet noi, adesea neașteptate, în domenii care nu aveau absolut nimic de-a face cu domeniul original de cercetare. .”

Remarcând faptul că proprietățile lumii reale, descoperite în procesul cercetării științifice, pot intra în conflict cu ideile noastre obișnuite despre aceasta, fizicianul remarcabil al secolului al XX-lea Max Born (1882–1970) a subliniat că factorul decisiv în dezvoltarea a științei naturii este „nevoia ca omul de a recunoaște exteriorul, lumea reală... existând independent de o persoană și capacitatea sa de a merge împotriva sentimentelor sale acolo unde este necesar să mențină o anumită credință”.

Multe mari descoperiri științifice se bazează pe capacitatea omului de știință de a se abstrage din experiența lui cotidiană și de hipnoza reprezentărilor vizuale. Cert este că una dintre trăsăturile caracteristice ale lumii fenomenelor studiate de știința naturală modernă este că aceste fenomene devin din ce în ce mai puțin vizuale.

La un moment dat, unii filozofi credeau: ceea ce nu poate fi imaginat vizual, să zicem o lume închisă în sine, nu poate exista. Conștientizarea faptului că lumea fenomenelor „ciudate”, ciudate, există cu adevărat și este recunoscută de știință, ajută la eliberarea de o abordare atât de primitivă și incorectă a înțelegerii naturii și, prin urmare, contribuie la progresul științei naturale.

Mare parte din ceea ce studiază fizica modernă și astrofizica nu poate fi vizualizată.

Dar poți înțelege! Și acesta este principalul lucru. De exemplu, este complet imposibil să ne imaginăm spații cu geometrie complexă. Dar proprietățile lor pot fi înțelese și descrise folosind aparatul matematic adecvat.

În același timp, asta nu înseamnă deloc că fizicienii și astronomii moderni nu folosesc deloc reprezentări vizuale în procesul cercetării științifice. Imaginile vizuale sunt necesare atât în ​​timpul cercetării științifice, cât și în explicarea fenomenelor complexe. Flo, aceste imagini nu pot fi identificate cu lumea reală în sine: sunt de natură condiționată, auxiliară.

Copernic a fost unul dintre primii care a depășit hipnoza reprezentărilor vizuale ale lumii din jurul său și a deslușit în spatele mișcărilor vizibile ale corpurilor cerești adevăratele lor mișcări în spațiul cosmic.

Dar o serie de etape ulterioare, care au condus în cele din urmă la construirea unei imagini a lumii fizicii clasice, au fost, de asemenea, asociate cu depășirea ideilor obișnuite. Prin descoperirea celor „trei legi” ale sale, Kepler a depășit credința larg răspândită la acea vreme despre natura circulară a orbitelor planetare și mișcarea planetelor cu viteze unghiulare constante.

În formularea „principiului său de inerție”, Galileo a trebuit să depășească ideea că mișcarea rectilinie uniformă a unui corp are loc sub influența unei forțe constante.

Newton a descoperit legea gravitației contrar credinței că planetele au fost „împinse” de niște forțe misterioase necunoscute...

Și totuși, atâta timp cât fizica s-a limitat la studiul unor astfel de procese cu care omul le întâlnește mai mult sau mai puțin direct, concluziile ei nu au intrat în nicio contradicție specială cu experiența noastră cotidiană.

Când, la începutul secolului al XX-lea, fizica a invadat lumea microfenomenelor și a început să înțeleagă profund procesele fizice la scară cosmică, a descoperit o serie de fapte, circumstanțe și tipare care s-au dovedit a fi foarte ciudate și neobișnuite nu numai din din punctul de vedere al bunului simț obișnuit, dar și din punctul de vedere al tuturor științelor naturale clasice anterioare.

Aceste ciudățeni se reflectă în primul rând în cele mai mari două teorii ale secolului nostru - mecanica cuantică și teoria relativității.

Primul dintre ei a aprobat idei complet noi despre proprietățile celor mai mici particule de materie - particulele elementare. S-a dovedit, de exemplu, că nu există nicio diferență fundamentală între o particulă și o undă, între materie și radiație. În unele situații, particulele își prezintă proprietățile corpusculare, în altele - proprietățile undelor. Particulele materiale se pot transforma în radiații, iar porțiuni de radiație - fotoni - în particule materiale.

Una dintre cele mai izbitoare concluzii ale fizicii cuantice, contrazicând atât ideile vizuale despre lume, cât și fundamentele fizicii clasice, a fost așa-numitul principiu al incertitudinii, care a fost menționat într-unul din capitolele precedente. S-a dovedit că este imposibil prin orice mijloace să se măsoare simultan cu precizie viteza și poziția unei microparticule în spațiu. Aceasta însemna că microparticulele nu aveau traiectorii de mișcare în sensul obișnuit, ci erau ceva ca un nor mânjit în spațiu.

Și mai neobișnuite au fost concluziile teoriei relativității. În special, s-a dovedit că multe mărimi fizice care păreau absolute și neschimbate, de exemplu, masa unui volum, lungimile segmentelor, intervalele de timp, sunt de fapt relative, în funcție de natura mișcării sistemului în care anumite apar fenomene fizice.

Astfel, s-a dovedit că masa unui corp crește odată cu creșterea vitezei. Și, prin urmare, masa, să zicem, a unui proton sau neutron, care zboară cu o viteză apropiată de viteza luminii, poate, în principiu, să depășească masa Pământului, a Soarelui și chiar masa sistemului nostru stelar - Galaxie.

Dar toți aceștia au fost doar primii pași în acea lume uimitoare și ciudată a științei, care în a doua jumătate a secolului al XX-lea se desfășoară din ce în ce mai rapid în fața noastră.

În adâncurile microlumii

Una dintre cele mai fundamentale domenii ale științei naturale moderne este fizica microlumii, care studiază structura materiei la nivelul microproceselor - atomi, nuclee atomice și particule elementare.

În ultimele decenii, acest domeniu al științei a progresat rapid. Cu doar douăzeci de ani în urmă, fizicienii cunoșteau doar o duzină de particule elementare și părea că toate obiectele din lumea din jurul nostru erau făcute din aceste particule. Dar apoi, datorită punerii în funcțiune a acceleratoarelor gigantice și utilizării tehnologiei de calcul electronic, au fost descoperite multe particule noi, acum numărul lor este măsurat în sute.

Cu toate acestea, stagnarea s-a dovedit a fi temporară, iar în ultimii ani situația s-a schimbat într-un mod foarte semnificativ.

S-a dezvoltat un domeniu special al fizicii particulelor elementare - așa-numitele particule noi. Au fost descoperite așa-numitele particule psi, care au proprietăți foarte interesante.

În 1964, fizicienii teoreticieni M. Gell-Mann și G. Zweig, pe baza unor considerații teoretice, au prezentat o idee îndrăzneață și originală despre particulele fundamentale speciale, quarcii. Conform acestei idei, există trei cuarci cu sarcini electrice fracționate și trei antiquarci corespunzători. Din quarci și antiquarci pot fi formați protoni, neutroni, hiperoni, mezoni, antiparticulele lor, precum și alte particule elementare.

Din punct de vedere teoretic, ipoteza cuarcului s-a dovedit a fi foarte interesantă și promițătoare. În orice caz, în lumea particulelor elementare totul se întâmplă exact ca și cum ar exista cu adevărat quarcii.

Din 1964 până în 1970, în multe laboratoare din întreaga lume au fost efectuate căutări active pentru quarci. Au fost căutați în acceleratorii de particule, în razele cosmice și chiar în mostre de sol lunar. Cu toate acestea, nu a fost niciodată posibil să se detecteze quarci în stare liberă. Adevărat, din când în când există rapoarte în presă că aceste particule au fost în sfârșit descoperite, dar cercetările ulterioare nu confirmă astfel de rapoarte.

În legătură cu aceasta, a existat o oarecare răcire față de ipoteza cuarcului. Și, în același timp, fără quarci, ar fi foarte greu de explicat multe proprietăți ale particulelor elementare. Prin urmare, în ciuda tuturor, ipoteza cuarcului a continuat să se dezvolte. Drept urmare, teoreticienii au ajuns la concluzia că trebuie să existe un al patrulea quark, așa-numitul quark C, cu propriul său anticar.

Printre alte caracteristici fizice ale acestui quarc există un nou, așa-numitul număr cuantic, numit „farmec” sau „farmec”.

Dar dacă există un al patrulea quark, atunci și particulele care îl conțin trebuie să existe. Este una dintre aceste particule, mezonul JPS, care a fost descoperită în noiembrie 1974.

Există o presupunere că mezonul JPS este un fel de sistem asemănător unui atom, care constă dintr-un cuarc C și antiquarcul său. Acest sistem a fost numit „charmonium”.

Dacă această ipoteză este adevărată, atunci mezonul JPS aparent reprezintă altceva decât unul dintre posibilele niveluri de energie ale charmoniului.

De asemenea, este posibil ca în natură să existe formațiuni formate din combinații de quarci „vechi” și „noi”. La început, teoreticienii au încercat să „construiască” astfel de obiecte, iar la sfârșitul anului 1976, au apărut rapoarte despre descoperirea mezonilor fermecați și a unui barion fermecat. Este interesant de observat că mezonul JPS s-a dovedit a fi cel mai greu mezon dintre toate cunoscute de fizica modernă. În același timp, speranța de viață a mezonului JPS este, de asemenea, foarte lungă. Este aproximativ 10~20 s. Aceasta este de aproximativ o mie de ori mai lungă decât durata de viață a altor particule grele. Și în 1977, a fost descoperită particula upsilon, prezisă de teorie ca o combinație între al șaselea cuarc și un antiquarc. Masa sa este egală cu de cinci ori masa unui proton. Faptul că particulele psi s-au dovedit a fi relativ longevive sugerează că, probabil, în natură există un fel de regulă de interdicție încă necunoscută pentru noi, care împiedică dezintegrarea rapidă a mezonului J-psi și a altor particule similare.

Descoperirea particulelor psi a servit ca o dovadă foarte importantă în favoarea ipotezei cuarcului și ne-a făcut să ne gândim din nou la motivul pentru care aceste obiecte nu pot fi detectate experimental.

Pentru a explica situația care a apărut, a fost propusă o idee interesantă a așa-numitei închideri de quarci.

Ideea este că, poate, în general există particule în natură, inclusiv quarci, care, în principiu, nu pot fi separate unele de altele și izolate în forma lor pură. Conform acestei idei, forțele care leagă doi quarci pot să nu fie de natură electromagnetică, ci de altă natură. Este posibil ca, prin natura lor, să semene cu un tub infinit de îngust, elastic, ca și cum ar fi un tub „de cauciuc”. O astfel de conexiune tubulară elastică nu permite ca un quarc să fie rupt dintr-un altul - „întinderea” sub influență externă, apoi se contractă și readuce quarcul la locul său. Astfel, nu poate fi exclusă posibilitatea ca quarcii să reprezinte un tip special de formațiuni care pot exista doar agregat și care sunt fundamental imposibil de separat. De asemenea, este posibil ca dezvoltarea ulterioară a fizicii particulelor elementare să arate că, pe lângă cei patru quarci care apar în prezent, există și alții, mai grei. Poate că răspunsul la această întrebare va fi obținut în viitorul foarte apropiat. Teoria particulelor elementare, împreună cu astrofizica, a jucat întotdeauna un rol important în formarea de noi idei despre fenomenele lumii din jurul nostru. În special, teoria modernă a particulelor elementare nu numai că ne introduce în noi obiecte, dar, pe măsură ce se dezvoltă, ne conduce în profunzimile unei „lumi tot mai străine”. Unul dintre obiectele foarte curioase ale „lumii ciudate” a microfizicii moderne sunt așa-numitele particule superluminale sau tahioni.

Mai rapid decat lumina

Conform teoriei relativității a lui Einstein, care este unul dintre fundamentele fundamentale ale științei naturale moderne, viteza de transmisie a oricăror interacțiuni fizice nu poate depăși viteza luminii.

Cu toate acestea, se poate presupune că, alături de lumea interacțiunilor subluminale, există o lume a vitezelor superluminale care nu se intersectează cu ea nicăieri, în care viteza luminii nu este limita superioară, ci inferioară a vitezei procese fizice. O astfel de presupunere, în principiu, nu numai că nu contrazice esența teoriei relativității, ci, dimpotrivă, face ca această teorie să fie mai simetrică și mai consistentă intern, generalizând-o asupra lumii care se află în spatele barierei luminoase.

Apropo, acesta este exact cazul când auto-dezvoltarea unei teorii, care decurge din logica sa internă, duce la noi concluzii.

Desigur, validitatea ipotezei tahionice nu poate fi dovedită decât prin experiment, dar naturalețea generalizării teoretice în cauză face o impresie puternică.

Dacă tahionii ar exista cu adevărat, ar fi al treilea tip de particule cunoscut de noi. Prima dintre acestea constă din particule „subluminoase”, care în niciun caz nu pot atinge exact viteza luminii. Acestea includ aproape toate particulele elementare cunoscute nouă. Al doilea tip este particulele care se mișcă exact cu viteza luminii. Acestea includ fotoni - porțiuni de lumină - și neutrini. Tahionii ar fi particule care au întotdeauna viteze superluminale.

Apare întrebarea: ipoteza tahionică este lipsită de sens fizic?

Ideea este că o relație sau un proces care este imposibil în gama de fenomene cunoscute nouă poate fi, în principiu, realizată într-o altă zonă a fenomenelor. Cu alte cuvinte, ideile noastre despre posibil și imposibil sunt relative. Numai acele concluzii ale unei teorii care intră în conflict cu una sau alta lege fundamentală a naturii în domeniul în care această lege a fost suficient de bine testată pot fi considerate fizic lipsite de sens. Ipoteza tahionică nu intră în asemenea contradicții. Lumea tahionilor nu se intersectează nicăieri cu lumea noastră subluminoasă. Cele trei tipuri de particule care au fost menționate au următoarea proprietate: particulele de un tip nu se pot transforma, sub nicio interacțiune cunoscută de noi, în particule de alt tip. Deși la un nivel mai profund, nestudit încă de fizica modernă, acesta poate să nu fie cazul.

Adevărat, până acum nu s-au obținut indicii experimentale ale posibilității existenței tahionilor. Dar poate că acest lucru se datorează faptului că experimentele corespunzătoare nu au luat în considerare unele proprietăți ale acestor particule ipotetice încă necunoscute nouă. O posibilitate interesantă este încercarea de a detecta tahionii folosind așa-numita radiație Cherenkov (o falsificare a fizicianului sovietic Cherenkov). Teoria afirmă că atunci când se mișcă în vid, particulele superluminale ar trebui să emită unde electromagnetice, deși astfel de radiații ar fi foarte greu de detectat.

Fizica microlumilor este deosebit de instructivă, deoarece în procesul dezvoltării ei apar o mulțime de concepte și imagini neașteptate care zguduie bazele obișnuite. Acest lucru demonstrează clar și convingător ilegalitatea oricărei absolutizări a cunoștințelor științifice; fizica ca știință nu se va termina niciodată.

Dezvoltarea teoriei particulelor elementare ne conduce la fenomene din ce în ce mai ciudate, din ce în ce mai departe de conceptele obișnuite, vizuale. Această teorie dobândește treptat imagini matematice și alte imagini mai complexe care nu au analogii în lumea care ne înconjoară direct.

În același timp, în ciuda abundenței de date experimentale, nu există încă o teorie unificată a particulelor elementare. Înseamnă asta că microfizica modernă are nevoie de niște „idei nebunești” fundamental noi?

Există încă multe lucruri de neînțeles în informațiile pe care le avem astăzi despre procesele microlumii. Este posibil ca prin eforturile teoreticienilor dificultățile să fie depășite pe baza ideilor existente. Dar pot fi necesare idei complet noi, inclusiv cele foarte neobișnuite.

Aceasta este opinia majorității specialiștilor care lucrează în acest domeniu al științei fizice.

Univers uimitor

Astfel, când știința a trecut de la studiul fenomenelor macroscopice obișnuite care ne înconjoară la studiul microproceselor, a întâlnit o lume de fenomene neobișnuite, ciudate.

Prin urmare, ne-am putea aștepta ca atunci când se face un salt în direcția opusă - de la fizica macrocosmosului la fizica megacosmosului, care se caracterizează prin distanțe colosale, perioade uriașe de timp și mase gigantice de materie, atunci vom întâlni fenomene nu mai puţin ciudate şi ciudate.

Și așa s-a întâmplat! Astrofizica secolului al XX-lea, studiind Universul, a adus o serie de descoperiri neașteptate care în mod clar nu se încadrează în cadrul ideilor tradiționale despre univers și produc la prima vedere impresia a ceva neobișnuit, incredibil și inexplicabil din punctul de vedere al comunității. sens.

Am vorbit deja despre descoperirea expansiunii Universului.

Studiul proprietăților sale geometrice a condus la rezultate nu mai puțin surprinzătoare.

Nu vom atinge acum toate evenimentele dramatice și întorsăturile abrupte ale istoriei studiului acestei probleme. O formulare cu adevărat științifică a întrebării despre geometria spațiului Universului, și în special despre finitudinea sau infinitul acestuia, a devenit posibilă abia la începutul secolului XX, când A. Einstein a creat teoria generală a relativității.

Una dintre principalele concluzii ale acestei teorii este că proprietățile geometrice ale spațiului depind de distribuția materiei. Orice masă îndoaie spațiul înconjurător, iar această curbură este mai puternică, cu cât masa este mai mare.

Einstein a explicat esența teoriei generale a relativității cam așa. Dacă toată materia ar dispărea brusc din lume, atunci din punctul de vedere al fizicii clasice, spațiul și timpul ar fi păstrate. Din punctul de vedere al teoriei generale a relativității, odată cu dispariția materiei, spațiul și timpul ar dispărea.

Astfel, nu există spațiu newtonian absolut și timp absolut independent de materie: spațiul și timpul sunt doar forme ale existenței sale.

Din moment ce trăim într-o lume plină cu diverse obiecte cosmice - stele, nebuloase, galaxii, trăim în spațiu curbat sau, după cum spun matematicienii, spațiu non-euclidian.

În viața obișnuită, nu observăm acest lucru, deoarece în condițiile Pământului avem de-a face cu mase relativ mici și distanțe nesemnificative. Din acest motiv suntem complet mulțumiți de geometria euclidiană obișnuită. În condiții pământești este o aproximare suficientă la realitate. Cu toate acestea, la scară cosmică, curbura spațiului devine semnificativă și nu mai poate fi luată în considerare. Acest lucru este deosebit de important pentru elucidarea proprietăților geometrice ale Universului. În special, s-a dovedit că într-o lume curbă nelimitatul și infinitul spațiului nu sunt același lucru. Spațiul nelimitat este absența limitelor. Dar se dovedește că spațiul nelimitat poate fi finit, închis în sine și infinit.

Pentru claritate, să dăm ca analogie o suprafață sferică, suprafața unei mingi cu rază finită.

Și să ne imaginăm o creatură bidimensională ipotetică, să zicem o furnică infinit de plată, care trăiește pe această suprafață și nici măcar nu bănuiește că există o a treia dimensiune.

Oriunde se târăște această furnică, nu va ajunge niciodată la marginea lumii sale sferice. Și în acest sens, suprafața sferică este nelimitată.

Dar, deoarece raza sa este finită, aria sa este, de asemenea, finită - acesta este spațiu finit.

Natura nelimitată a lumii materiale este dincolo de orice îndoială. Dacă luăm pozițiile materialismului și ateismului, trebuie să admitem că lumea materială nu poate avea limite. Prezența granițelor ar însemna că în spatele lor există ceva imaterial. Cu alte cuvinte, am ajunge la ideal, la religie.

Astfel, întrebarea naturii nelimitate a lumii materiale este o întrebare ideologică fundamentală,

Cu toate acestea, lumea nelimitată, așa cum știm deja, poate fi fie finită, fie infinită. Iar întrebarea a ceea ce este cu adevărat nu poate fi rezolvată numai din considerente filozofice; ea poate fi rezolvată doar prin studierea realității.

Nu este greu de ghicit că finitul sau infinitul spațiului Universului depinde de curbura acestuia, iar curbura, la rândul ei, este determinată de cantitatea de materie, masa ei.

Să colectăm mental toată materia Universului și să o „împrăștiem” uniform în spațiu. Și să vedem ce masă este într-un metru cub, adică vom determina densitatea medie.

Teoria relativității oferă un criteriu clar: dacă densitatea medie nu este mai mare de nouă protoni - nucleele atomilor de hidrogen, spațiul este deschis și infinit; dacă zece sau mai mulți protoni, închise și finite.

Ce ne spune astrofizica modernă despre densitatea medie a materiei din Univers? Există moduri diferite de a-l defini și duc la rezultate diferite. Dar în toate cazurile densitatea este sub critică. Astfel, din punctul de vedere al datelor astrofizice moderne, trăim într-un Univers infinit, deschis.

Cu toate acestea, problema este mult mai complicată. În primul rând, trebuie să avem în vedere că este posibil să nu cunoaștem toate formele de existență ale materiei, iar descoperirea de noi forme poate modifica valoarea densității medii a materiei.

Dar chiar dacă ar fi posibil să se determine cu absolut exactitate densitatea medie, problema finiității sau infinitității Universului nu s-ar rezolva în cele din urmă. Cert este că, aparent, nu poate fi rezolvată definitiv în sensul în care rezolvăm multe alte întrebări ale științei, adică să obținem un răspuns clar ca „da” sau „nu”.

Teoria relativității a relevat natura relativă a unui număr de mărimi fizice care anterior păreau absolute și neschimbabile. În urmă cu câțiva ani, astronomul moscovit A. Zelmanov a reușit să demonstreze că proprietatea spațiului de a fi finit sau infinit este și ea relativă. Spațiul Universului, finit și închis într-un cadru de referință, poate fi în același timp infinit și deschis în altul.

Astfel, ne confruntăm cu o situație neobișnuită și în același timp instructivă, care arată că natura este mult mai complexă decât ideile noastre logice formale despre ea, că proprietățile și fenomenele ei au un caracter dialectic.

Nuclee galactice misterioase

În ultimele decenii, astronomii au descoperit o serie de obiecte nestaționare în Univers, unde au loc procese fizice rapide și au loc schimbări calitative foarte semnificative în perioade relativ scurte de timp.

Aceste studii au început odată cu descoperirea în 1962 a așa-numitelor galaxii radio, adică galaxii a căror emisie radio este de multe ori mai puternică decât emisia radio termică inerentă oricărui obiect cosmic a cărui temperatură este peste temperatura de zero absolut. Cel mai frapant exemplu este galaxia radio dublă din constelația Cygnus (sursa radio Cygnus A). Deși această „stație radio” cosmică este situată la o distanță uriașă de aproximativ 600 de milioane de ani lumină de noi, emisia sa radio primită pe Pământ are aceeași putere ca și emisia radio a Soarelui liniștit. Dar distanța până la Soare este de aproximativ opt minute lumină, adică de 400 de miliarde de ori mai puțin!

Pentru ca orice post de radio, inclusiv cel natural, să funcționeze, acesta trebuie să fie alimentat cu energie. Care sunt sursele de energie care sunt capabile să furnizeze emisii radio puternice din galaxiile radio timp de milioane de ani?

În ultimii ani, s-au acumulat tot mai multe dovezi care indică faptul că această energie este generată ca urmare a unor procese fizice violente care au loc în nucleele galaxiilor - concentrații de materie situate în părțile centrale ale multor insule stelare ale Universului.

De exemplu, nucleul propriei noastre Galaxii dă semne indubitabile de activitate. După cum au arătat observațiile radio, emite continuu hidrogen în cantități care ating o masă solară și jumătate pe an.

Dacă luăm în considerare că vârsta galaxiei noastre este de aproximativ 15-17 miliarde de ani, se dovedește că aproximativ 25 de miliarde de mase solare au fost ejectate din miezul său, ceea ce reprezintă deja aproximativ o opteme din masa întregii Galaxii.

În același timp, fenomenele pe care le observăm în nucleul sistemului nostru stelar în prezent sunt cel mai probabil doar ecouri slabe ale trecutului, procese mult mai violente care au avut loc în acea epocă în care Galaxia noastră era mai tânără și mai bogată în energie. În orice caz, se cunosc galaxii ale căror nuclee sunt mult mai active, iar în unele sisteme stelare această activitate devine chiar explozivă. De exemplu, în miezul galaxiei M-82, se pare că a avut loc o explozie uriașă în urmă cu câteva milioane de ani, în urma căreia a fost ejectată o cantitate colosală de gaz. Și acum aceste mase de gaze se repezi cu o viteză extraordinară din centrul Galaxiei către periferia ei.

Astrofizicienii au calculat că energia cinetică a exploziei din M-82 este de aproximativ 3"1052 J. Pentru a face acest număr mai tangibil, este suficient să spunem că pentru a obține o astfel de energie ar fi necesar să explodeze o sarcină termonucleară cu o masă egală. la masa de 15 mii de sori...

Acestea și alte fapte similare indică faptul că nucleele galactice nu sunt aparent doar surse puternice de energie, ci au și o influență foarte semnificativă asupra dezvoltării sistemelor stelare.

Surse și mai grandioase de energie s-au dovedit a fi quasarii familiari, descoperiți în 1963 și localizați la distanțe foarte mari de Galaxia noastră, în apropierea limitelor Universului observabil.

În ceea ce privește dimensiunea lor, quasarii nu pot fi comparați cu galaxiile. Datele observațiilor astronomice indică faptul că diametrele nucleelor ​​lor variază de la câteva săptămâni lumină până la câteva luni lumină, în timp ce diametrul galaxiei noastre este de 100 de mii de ani lumină. Cu toate acestea, energia totală de radiație a quasarelor este de aproximativ o sută de ori mai mare decât energia de radiație a celor mai gigantice galaxii cunoscute de noi.

Mai mult, acum aproape că nu există nicio îndoială că Universul din jurul nostru s-a produs și ca urmare a unei explozii uriașe și a expansiunii ulterioare a unui pâlc compact de plasmă fierbinte super-densă.

Toate aceste descoperiri au arătat că cele mai complexe procese fizice au loc în Univers, asociate cu modificări ireversibile ale obiectelor spațiale, excluzând posibilitatea revenirii la stările anterioare. Și astfel de schimbări apar nu numai lent și treptat, ci și în perioade relativ scurte de timp, spasmodic.

Astfel, cercetările din ultimele decenii au condus oamenii de știință la concluzia că, spre deosebire de ideile existente anterior, multe faze ale procesului de dezvoltare a obiectelor spațiale sunt caracterizate de nestationaritate ascuțită, care se exprimă în fenomene explozive, dezintegrare, dispersie etc. procesele sunt asociate cu formarea de noi obiecte spațiale, obiecte, transformările lor, precum și tranzițiile materiei de la o stare fizică la alta,

„... Dezvoltarea este spasmodică, catastrofală, revoluționară”, scria V.I. Lenin, „întreruperi ale gradualismului”; transformarea cantității în calitate;... interdependența și legătura cea mai strânsă și inextricabilă a tuturor aspectelor fiecărui fenomen;... o legătură care dă un singur proces natural de mișcare a lumii - acestea sunt câteva dintre trăsăturile dialecticii. .” [Lenin V. I, Karl Marx, - Paul, col. soch., vol. 26, p. 55. 135].

Descoperirea proceselor non-staționare în Univers confirmă în mod convingător faptul că natura dialectică este inerentă nu numai procesului de cunoaștere științifică, ci și naturii însăși.

Dacă din acest punct de vedere ne uităm la fenomenele non-staționare din spațiu, devine clar că ele reprezintă „puncte de cotitură” în dezvoltarea obiectelor spațiale, unde au loc tranziții ale materiei de la o stare calitativă la alta și apar noi corpuri cerești. .

A devenit clar: ideile științei clasice despre natura staționară a majorității proceselor cosmice s-au dovedit de fapt a fi doar una dintre primele aproximări la imaginea adevărată a lumii, o aproximare ale cărei capacități erau limitate atât de nivelul de dezvoltare a lumii. metode de cercetare și de starea generală a științelor naturale,

Pe de altă parte, trebuie remarcat că nu a fost încă posibil să se găsească o explicație satisfăcătoare a naturii fenomenelor nestaționare din Univers în cadrul teoriilor fizice fundamentale moderne. Din punctul de vedere al acestor teorii, astfel de fenomene par a fi foarte neobișnuite, extrem de „extravagante”.

Va fi posibil să le explicăm în termeni de teorii fizice fundamentale existente sau acest lucru va necesita idei complet noi?

Una dintre aceste idei a fost prezentată de celebrul astrofizician sovietic academician V. A. Ambartsumyan. Conform ipotezei lui Ambartsumyan, aglomerări super-dense de materie „prestelară” sunt prezente în nucleele galaxiilor.

Este foarte posibil ca aceste aglomerări să fie direct legate de acea materie „originală”, superdensă, ca urmare a dezintegrarii căreia a apărut Metagalaxia. Este posibil ca în timpul procesului de explozie și expansiune, substanța „originală” să nu fi reacționat dintr-o dată.

Unele dintre cheaguri, dintr-un motiv sau altul, ar putea rămâne într-o stare stabilă mult timp; decăderea lor ulterioară, poate, duce la acele „explozii” de energie care apar în Univers.

Dar ce ar putea fi materia prestelară supradensă? Care este natura sa fizică? Din păcate, în prezent avem prea puține date la dispoziție pentru a oferi un răspuns rezonabil la această întrebare.

Avem impresia că proprietățile materiei prestelare, dacă există într-adevăr, sunt atât de neobișnuite încât este puțin probabil să fie descrise folosind teoriile fizice cunoscute. S-ar putea foarte bine să existe aici niște legi fizice care sunt încă necunoscute științei moderne.

Cu toate acestea, nu toți fizicienii și astrofizicienii moderni sunt de acord cu această concluzie.

Este foarte posibil ca explicația energiilor cosmice gigantice să fie obținută pe căi complet diferite.

Fuziune sau...?

Problema energiilor cosmice este asociată nu numai cu fenomenele active din nucleele galactice și quasari, ci și cu rezultatele negative ale observațiilor cu neutrini ale Soarelui.

Fizicianul american R. Denis a creat o instalație foarte sensibilă pentru înregistrarea neutrinilor solari.Observațiile au fost efectuate pe o perioadă lungă de timp și au adus un rezultat foarte neașteptat. S-a dovedit că fluxul de neutrini solari este de cel puțin șase ori mai mic decât ceea ce decurge din teoria existentă, bazată pe ipoteza naturii termonucleare a surselor de energie solară și stelară.

Necesitatea testării serioase a acestei teorii este indicată și de alte rezultate ale studiilor solare recente.

În urmă cu câțiva ani, la Observatorul de astrofizică din Crimeea al Academiei de Științe a URSS, a fost creat un dispozitiv extrem de sensibil pentru măsurarea câmpurilor magnetice extrem de slabe de pe Soare - un magnetograf solar. Observațiile făcute cu ajutorul acestui dispozitiv au relevat un fapt foarte interesant. S-a dovedit că suprafața solară pulsează ritmic cu o perioadă de aproximativ 2 ore. 40 de minute, crescând cu fiecare pulsație până la o înălțime de aproximativ 20 km.

Potrivit academicianului V.A. Ambartsumyan, descoperirea astronomilor din Crimeea este de o importanță capitală.

Nu numai că indică un proces nou din punct de vedere calitativ asupra Soarelui, dar ar trebui să ofere și informații importante despre structura internă a stelei noastre luminoase. După cum arată calculele teoretice, valoarea perioadei de pulsație a Soarelui este direct legată de structura sa internă. O perioadă de 2 ore. 40 min., corespunde unei distribuții mai uniforme a densității și temperaturii, precum și unor valori mai mici ale acestor cantități fizice pentru partea centrală a luminii zilei decât rezultă din teoria modernă a structurii Soarelui. În special, temperatura în centrul Soarelui în acest caz nu ar trebui să fie de 15 milioane de grade, ci de doar 6,5 milioane.

Dar în astfel de condiții fizice, reacția termonucleară nu poate furniza producția observată de energie solară.

Mai există o considerație independentă care pune la îndoială validitatea ipotezei termonucleare. Cert este că în atmosfera Soarelui (precum și în atmosferele altor stele similare) litiul și beriliul sunt prezente în cantități semnificative. Dar în cazul reacțiilor termonucleare, aceste elemente ar fi trebuit să se „ardă” cu mult timp în urmă.

Recent, concluzia despre pulsația Soarelui, obținută de astrofizicienii din Crimeea sub conducerea academicianului A. N. Severny, a fost confirmată în lucrările astronomilor englezi care au efectuat observații la celebrul observator francez Cic du Mudy.

S-au făcut primele încercări de a explica acest fenomen. Astfel, oamenii de știință de la Universitatea din Cambridge (Anglia) au sugerat că partea centrală a Soarelui conține de două ori mai multe elemente grele decât se credea anterior. Cu toate acestea, o astfel de ipoteză duce inevitabil la o revizuire radicală a ideilor fizice moderne despre structura Soarelui și a stelelor.

Testarea ulterioară a ipotezei termonucleare este asociată în primul rând cu implementarea de noi observații cu neutrini ale luminii zilei. Nu poate fi exclusă posibilitatea ca neutrinii de la Soare să mai zboare, dar energia lor este sub valoarea pragului pentru care a fost proiectată instalația Davis.

În acest sens, fizicienii sovietici lucrează la crearea unor detectoare mai sensibile pentru detectarea neutrinilor - pe heliu și litiu. Este de așteptat ca, cu ajutorul unor astfel de detectoare, care vor fi instalate într-un laborator subteran, în viitorul apropiat să se poată efectua un nou test mai precis al intensității fluxului de neutrini solari și, prin urmare, să se stabilească dacă ipoteza termonucleară chiar are nevoie de o revizuire radicală.

O evaluare interesantă este dată de academicianul V.A. Ambartsumyan noilor rezultate ale cercetării solare.

Întrebare. Pot fi considerate neașteptate rezultatele obținute de academicianul Severny, precum și rezultatul negativ al observațiilor cu neutrini ale Soarelui, deoarece contrazic ipoteza general acceptată despre sursa termonucleară de energie intrasolară și intrastelară?

Ambartsumyan. Este necesar să înțelegem că modelele teoretice existente sunt atât de tentative încât nu rezistă la comparații cantitative precise atunci când vine vorba de fenomene noi.

Întrebare. Prin urmare, atunci când vorbim de fenomene care nu au fost încă suficient studiate, observațiile sunt mai importante decât evoluțiile teoretice?

Ambartsumyan. Astronomia este în primul rând o știință observațională. O descoperire observațională de acest fel, care a fost făcută în Crimeea, valorează mai mult de o mie de lucrări teoretice nereușite care nu au o bază cantitativă exactă. Fiind eu însumi teoretician, îndrăznesc să-mi exprim sincer această părere.

Colapsul gravitațional și „găurile negre”

Să revenim la întrebarea proprietăților geometrice ale Universului. După cum știm deja, ele sunt strâns legate de natura distribuției materiei.

Să ne imaginăm că Universul este omogen și izotrop. Ce înseamnă? Să împărțim mental Universul în mai multe regiuni, fiecare dintre ele conține un număr destul de mare de galaxii. Atunci omogenitatea și izotropia înseamnă că proprietățile și comportamentul Universului în fiecare epocă sunt aceleași, pentru toate aceste zone în toate direcțiile. Cea mai importantă proprietate a unui Univers omogen și izotrop este curbura sa constantă în toate punctele spațiului.

Cu toate acestea, în Universul real, mai ales dacă luăm în considerare regiuni relativ mici ale acestuia, materia este distribuită inegal. Concentrația sa este diferită pentru diferite regiuni și, prin urmare, curbura corespunzătoare este diferită. Poate fi mai mică decât media pentru întregul spațiu sau o poate depăși semnificativ.

La un moment dat, celebrul fizician american R. Oppenheimer (1904–1967) a considerat o posibilitate interesantă bazată pe teoria generală a relativității a lui Einstein.

Dacă o masă foarte mare de materie ajunge într-un volum relativ mic, atunci are loc o catastrofă fără precedent - colapsul gravitațional - o contracție catastrofală a materiei până la un punct în care densitatea poate, în principiu, să atingă o valoare infinită.

În timpul procesului de compresie, mărimea câmpului gravitațional de pe suprafața obiectului care se prăbușește crește și vine un moment în care nici o particulă, nici o rază de lumină nu poate depăși atracția enormă și nu poate scăpa din interiorul unei astfel de formațiuni către in afara. Pentru a face acest lucru, ar fi necesar să se dezvolte o viteză care să depășească viteza luminii, iar acest lucru este complet imposibil, deoarece viteza luminii este viteza maximă de propagare a oricăror procese fizice reale din natură.

Astfel, spațiul obiectului prăbușit pare să se prăbușească, iar pentru un observator extern acesta încetează de fapt să mai existe. Se formează așa-numita „gaură neagră”...

Totuși, acesta a fost doar un studiu pur teoretic, efectuat, ca să spunem așa, pentru utilizare ulterioară, conform principiului adesea folosit de fizicienii teoreticieni: dacă „acest”, atunci „aceasta”. Cu alte cuvinte, se ia în considerare o situație imaginară practic posibilă și se află la ce consecințe poate duce.

Dar tocmai acesta este forța unei teorii științifice: de foarte multe ori, în procesul de dezvoltare ulterioară a științei naturale, o situație imaginară se dovedește a fi destul de reală, iar apoi, în avans, cercetarea teoretică efectuată capătă imediat interes practic.

Acest lucru s-a întâmplat cu predicția privind existența „găurilor negre”. În ultimii ani, în adâncurile Universului au fost descoperite o serie de fenomene, indicând posibilitatea concentrării unor mase uriașe de materie în regiuni relativ mici ale spațiului.

În acest sens, astrofizicienii și-au amintit teoria colapsului gravitațional. Dezvoltarea ulterioară a acestei teorii a condus oamenii de știință la concluzia că „găurile negre” pot apărea în etapele finale ale vieții stelelor masive a căror masă este de 3-5 ori mai mare decât masa Soarelui. După ce sursele de energie din intestinele unei astfel de stele sunt epuizate, aceasta începe să se micșoreze sub propria gravitație și să se transforme într-o „găură neagră”. Este posibil ca „găuri negre” să apară în Univers în alte circumstanțe. Desigur, pentru a fi convinși de existența reală a unor astfel de obiecte, calculele teoretice singure nu sunt suficiente. Este necesar să se detecteze cel puțin o „gaură neagră” reală în Univers.

Cu toate acestea, această sarcină este foarte dificilă. Este imposibil să înregistrezi o singură „gaură neagră”: nu se manifestă în nimic. Prin urmare, a apărut ideea căutării „găurilor negre” în sistemele de stele duble. Aproximativ jumătate din toate stelele din galaxia noastră sunt sisteme binare apropiate, în care două stele orbitează în jurul unui centru de masă comun, destul de des la distanțe foarte apropiate una de cealaltă.

Există sisteme binare în care o stea este strălucitoare și cealaltă este întunecată. Dacă masa unei stele întunecate este de 3-5 ori mai mare decât cea solară, atunci putem presupune că este o stea dispărută, care, după ce și-a epuizat energia internă, s-a prăbușit în stadiul de „găură neagră”. Conform calculelor omului de știință sovietic R. Sunyaev, ar trebui observat un proces fizic interesant. Dacă componenta centrală dintr-un sistem binar este o stea suficient de masivă, atunci, ca toate stelele similare, ar trebui să ejecteze o cantitate mare de gaz, care va fi aspirată în „gaura neagră”. Dar particulele de gaz nu ajung acolo direct, ci, deoarece întregul sistem se rotește, ele se deplasează în jurul „găurii negre” de-a lungul traiectoriilor spiralate și se apropie doar treptat de distanța critică. În jurul „găurii negre” se formează un disc de gaz. Datorită frecării, gazul este încălzit la temperaturi foarte ridicate, la care apar radiații intense de raze X.

În 1974, a fost descoperit un obiect care părea să îndeplinească toate cerințele specificate. Este situat în constelația Cygnus și poartă numele de Cygnus X-1.

Aceasta este o stea dublă. Componenta sa luminoasă are o masă egală cu douăzeci și opt de mase solare, iar componenta sa întunecată - zece. Din această zonă provine radiații intense cu raze X. Există motive destul de întemeiate să presupunem că obiectul specificat este o „găură neagră”.

Cu toate acestea, nu există încă o certitudine absolută în acest sens. În astrofizică, trebuie întotdeauna să ținem cont de faptul că manifestările fizice exterioare ale unui obiect pe care îl descoperim pot corespunde teoretic cu cele așteptate, dar să fie generate de o altă cauză. Și pentru a fi în sfârșit convins că Cygnus X-1 este într-adevăr o „gaură neagră”, sunt necesare observații suplimentare și variate.

Cu toate acestea, există multe alte obiecte în Univers despre care există „bănuieli” că aparțin categoriei „găurilor negre”. Cu toate acestea, în ce măsură aceste suspiciuni sunt justificate, viitorul va arăta.

Dar dacă „găurile negre” există cu adevărat, atunci proprietățile acestor obiecte sunt foarte neobișnuite. Ei sunt, fără îndoială, reprezentanți demni ai unei „lumi din ce în ce mai ciudate”.

În primul rând, nu este ușor de imaginat cum o masă gigantică poate fi strânsă într-un punct geometric. Dar asta nu este suficient...

Să ne imaginăm o situație care este adesea descrisă de autorii lucrărilor științifico-fantastice. Un călător de pe o navă spațială s-a apropiat neglijent de „gaura neagră” și a fost aspirat în abisul fatal. Căzând împreună cu problema, călătorul nostru va trece la un moment dat acea linie critică, din cauza căreia nu poate exista întoarcere, și se va grăbi în centrul „găurii negre”. Ce se va întâmpla cu el în continuare? Să încercăm să-i urmăm soarta.

Apropiindu-se de centrul „găurii negre” împreună cu materia care se prăbușește, observatorul nostru imaginar va descoperi că densitatea și curbura tind spre infinit. Nici nu ne putem imagina ce înseamnă acest lucru, deoarece teoriile noastre fizice moderne sunt evident inaplicabile unor astfel de stări.

Cu toate acestea, există o ipoteză interesantă, conform căreia compresia materiei care se prăbușește va încetini la un moment dat, iar materia comprimată până la limită va începe din nou să se extindă.

Desigur, un observator adevărat, căzând într-o „gaură neagră”, ar fi instantaneu răsucit și rupt în atomi.

Dar să presupunem că un observator imaginar va supraviețui compactării monstruoase și altor „probleme” și așteaptă să înceapă expansiunea inversă. Continuând să se miște cu materia care se împrăștie, va traversa din nou, acum în direcția opusă, sfera critică și se va găsi din nou în spațiul „liber”.

Dar apoi se va confrunta cu o surpriză izbitoare: acesta nu va fi spațiul din care a căzut în „gaura neagră”, ci un spațiu situat în raport cu spațiul Universului nostru în viitorul absolut. Tradus într-un limbaj mai ușor de înțeles, aceasta înseamnă că, indiferent cât de mult vom trăi în spațiul nostru, nu vom ajunge niciodată în „acel” spațiu - doar printr-o „gaură neagră”, deoarece spațiul adiacent în care duce apare, aparent, împreună cu educația ei. Și nu există deloc cale de întoarcere.

Dacă toate acestea sunt într-adevăr așa, atunci „găurile negre” nu sunt altceva decât găurile de intrare ale tunelurilor care leagă Universul nostru cu spațiile adiacente, un fel de scurgeri prin care materia din spațiul nostru este distilat în cele vecine.

Este tentant să comparăm cu acest fenomen ejecțiile violente de materie și energie pe care le observăm în obiecte cosmice precum quasari și nuclee galactice. Sunt quasarii și nucleele galactice conectate cu găurile de ieșire ale „găurilor negre” situate în universurile adiacente?!

Îmi amintesc afirmația celebrului astrofizician englez James Jeans, care în 1928 a sugerat că centrele galaxiilor sunt „puncte speciale” în care materia curge în lumea noastră dintr-un alt spațiu complet străin.

De asemenea, este posibil ca nu numai materia să pătrundă prin „tunelele” care leagă diferite lumi, ci și unele influențe încă necunoscute nouă, care pot influența multe fenomene care au loc în Universul nostru.

Cu toate acestea, această idee tentantă se lovește de o obiecție destul de simplă. De fapt, dacă spațiul adiacent asociat cu „gaura neagră” se formează numai în momentul apariției sale, atunci în întregul Univers nu poate exista decât o singură gaură care ne conectează chiar cu acea „gaura neagră” care a dat naștere la noi. spatiu . Între timp, observăm quasari și nuclee galactice active într-un număr destul de mare...

Dar poate totul este mult mai complicat decât credem? - Până de curând, eram convinși că spațiul nostru este pur și simplu conectat. Aceasta înseamnă că în Univers nu există bucăți rupte unele de altele, despărțite de „pânzări” insurmontabile. Prezența „găurilor negre” pune sub semnul întrebării natura pur și simplu conectată a spațiului lumii. Sau poate că geometria sa este și mai complicată și există numeroase împletiri bizare de spații adiacente, legate între ele prin gâturi, care provin din „găuri negre”?

O privire în viitor

Principalele dificultăți de pe orizontul astrofizicii moderne sunt asociate cu fenomenele non-staționare descoperite în Univers.

Cercetările din ultimele decenii au arătat că, spre deosebire de ideile existente anterior, multe faze ale procesului de dezvoltare a obiectelor spațiale sunt caracterizate, după cum știm deja, de nestationaritate ascuțită.

V.I.Lenin a subliniat în mod repetat că toate fenomenele din lume apar ca o unitate (identitate) a contrariilor. Aceasta înseamnă „recunoașterea (descoperirea) tendințelor contradictorii, care se exclud reciproc, opuse în toate fenomenele și procesele naturii...” [Lenin V, I, Paul. Colectie cit., vol. 29, p. 317].

Fiecare dintre laturile contradictorii ale unui singur întreg este capabilă să se transforme în opusul său; contrariile se transformă unul în altul; interacţiunea, lupta contrariilor este sursa dezvoltării.

Aceasta este cheia pentru înțelegerea naturii obiectelor nestaționare. Astfel de obiecte sunt faze naturale în evoluția obiectelor cosmice, puncte de cotitură în dezvoltarea corpurilor cosmice și a sistemelor acestora, asociate cu tranzițiile de la o stare fizică la alta.

Deși nu a fost încă posibil să se explice în mod satisfăcător natura fenomenelor non-staționare în cadrul conceptelor existente, nu se poate nega că legile și teoriile fizicii moderne sunt aplicabile unei game uriașe de condiții și fenomene. Dar, în același timp, este imposibil de absolutizat sistemul modern de cunoaștere despre lume, care reprezintă doar o anumită etapă în cunoașterea Universului. Acest sistem de cunoaștere reflectă doar aproximativ și incomplet varietatea nesfârșită a fenomenelor și proceselor lumii și nu numai că poate, ci și trebuie să fie supus clarificărilor, generalizărilor și adăugărilor.

Este potrivit să cităm cuvintele rostite cu această ocazie de celebrul om de știință sovietic, Academician al Academiei de Științe a SSR Estoniei G. N. Naan: „La orice nivel de dezvoltare a civilizației, cunoștințele noastre vor reprezenta doar o insulă finită în nesfârșitul oceanul necunoscutului, al necunoscutului, al necunoscutului. Întotdeauna vor exista probleme nerezolvate și legi nedescoperite și fiecare problemă rezolvată va da naștere la una sau mai multe noi. Calea cunoașterii este un drum fără sfârșit!”

Ne putem aștepta cu adevărat la descoperiri superfundamentale din astrofizica modernă?

În principiu, acest lucru este posibil. Dar descoperirea unor noi legi ale naturii poate avea loc numai prin studiul unor condiții fizice și stări neobișnuite ale materiei. Poate că una dintre aceste stări este starea de densitate ultra-înaltă la începutul expansiunii Universului, în „găuri negre”, și poate în interiorul așa-numitelor stele neutronice, care au o densitate monstruoasă - milioane și miliarde de tone. pe centimetru cub. În orice caz, nu cunoaștem încă legile care funcționează în astfel de condiții. Astfel, există o presupunere că există o anumită „lungime elementară” care se manifestă numai în stări superdense. Și este posibil ca cercetările astrofizice să ajute la descoperirea acesteia.

O serie de mari oameni de știință moderni, precum F. Hoyle și L. Burbidge, academicianul V. A. Ambartsumyan, consideră că fizica existentă este în mod clar insuficientă pentru a explica fenomenele care au loc în nucleele galaxiilor și quasarurilor.

„Încercările de a le descrie în cadrul teoriilor fizice fundamentale cunoscute acum”, scrie V. A. Ambartsumyan, „se confruntă cu dificultăți enorme, poate de netrecut. Cred că din astronomie ar trebui să ne așteptăm în viitorul apropiat la identificarea unor fapte noi care vor necesita formularea de noi teorii fizice, mai generale decât cele cunoscute acum.”

Cu toate acestea, după cum notează celebrul fizician teoretic sovietic academician V.L. Ginzburg, un răspuns convingător la întrebările în cauză nu poate fi obținut numai prin raționament și discuție - va fi dat doar de viața însăși, adică de dezvoltarea ulterioară a științei.

În prezent, fluxul de informații despre fenomenele fizice din spațiu crește în fiecare zi, în special datorită dezvoltării de către astrofizicieni a gamei de unde electromagnetice cu raze X și gama.

Au fost descoperite o serie de surse foarte interesante de radiații cu raze X și au fost înregistrate explozii puternice misterioase de radiații gamma. Studiul suplimentar al acestor și altor fenomene fizice din spațiu va ajuta la aprofundarea și extinderea cunoștințelor noastre despre Univers.

Microlume și megacosmos

Faptul că fizica modernă nu este în mod clar completă, că teoria fizică existentă se confruntă cu dificultăți profunde și serioase și nu răspunde la o serie de întrebări fundamentale, este recunoscut chiar de fizicienii. Aceasta înseamnă că întrebarea se reduce la de unde vor veni noile fapte necesare pentru a face următorul pas fundamental înainte în înțelegerea legilor proceselor fizice. Aceste fapte vor fi obținute ca urmare a studierii Universului sau obținute în domeniul cercetării microproceselor?

La prima vedere, ar putea părea că, în ciuda cooperării lor destul de strânse, astronomia și fizica ar trebui să fie interesate de probleme direct opuse.

Pentru astronomi, aceasta înseamnă elucidarea comportamentului obiectelor și proceselor la scară largă, dezvăluind legile megacosmosului, care se caracterizează prin distanțe colosale - până la 1028 cm și perioade uriașe de timp până la 1017 s. Dimpotrivă, fizicienii studiază particulele și fenomenele elementare, legile microlumii, pătrunzând în regiuni spațio-timp subatomice ultra-mici, până la 10~15 cm și până la 10-27 s.

Totuși, ar fi greșit să credem că sarcinile în cauză se exclud reciproc, că nu există nimic în comun între ele. Microcosmosul și megacosmosul sunt două părți ale aceluiași proces, pe care îl numim Univers.

Indiferent cât de gigantică ar fi dimensiunea unui anumit sistem cosmic, acesta constă în cele din urmă din particule elementare. Pe de altă parte, multe microprocese sunt o reflectare a fenomenelor cosmice care acoperă zone colosale ale spațiului.

Necesitatea unui studiu comun al microcosmosului și megacosmosului, studiul conexiunilor profunde dintre microfenomene și megaprocese este dictată și de faptul că în lumea în care trăim, în macrocosmos, proprietățile de „mare” și „mic”. ” se intersectează ca razele unui reflector,

La urma urmei, noi înșine și toate obiectele din jurul nostru sunt formate din particule elementare și, în același timp, facem parte din megacosmos.

După cum am observat deja, fizica modernă a microlumilor a pătruns în zone de fenomene care sunt caracterizate prin scale de ordinul 10~15 cm, iar astrofizica studiază obiecte care sunt caracterizate prin distanțe de până la 1028 cm. Patruzeci și trei de ordine zecimale ! Aceasta este scara materialului spațial în care știința modernă are posibilitatea de a obține informații despre procesele naturale.

În același timp, este dezvăluit un fapt semnificativ - legile fizice care operează în diferite părți ale acestei scale, chiar și la capetele ei opuse, nu intră niciodată în conflict între ele.

Această împrejurare, pe de o parte, servește drept dovezi foarte convingătoare în favoarea validității uneia dintre cele mai importante prevederi ale dialecticii materialiste despre interconectarea și interdependența universală a fenomenelor naturale și, pe de altă parte, sugerează că teoriile noastre științifice reflectă corect proprietățile lumii reale.

Mai mult, se poate presupune că în adâncurile unor obiecte cosmice, cum ar fi, de exemplu, quasari sau nuclee galactice, există condiții fizice în care zonele de micro și megaprocese par să se contopească. Aici se obțin densități atât de mari de materie încât forțele gravitaționale devin comparabile cu forțele electromagnetice și nucleare care acționează în microcosmos. Potrivit celebrului fizician teoretician sovietic A. Smorodinov, natura ne apare aici în cea mai complexă versiune. Aceasta înseamnă că, aparent, aici sunt ascunse cheile pentru elucidarea istoriei astrofizice a Universului.

Baza - vid

Deoarece, pe de o parte, toate obiectele cosmice materiale, fie ele stele sau galaxii, planete sau nebuloase, constau din particule elementare, iar pe de altă parte, Universul este nestaționar și trecutul său nu este identic cu prezentul său, se pune în mod natural întrebarea dacă particulele elementare există întotdeauna în aceeași formă; în care există în epoca noastră,

Conform uneia dintre ipotezele discutate în știința naturală modernă, starea Universului care a precedat formarea cheagului inițial de plasmă fierbinte, ca urmare a expansiunii căreia s-a format Metagalaxia, a fost un vid.

La un moment dat, se credea că un vid nu este pur și simplu nimic, un gol, un spațiu complet lipsit de materie, un fel de arenă în care au loc toate procesele materiale care au loc în natură.

Dar aceste idei, la prima vedere, atât de firești, de la sine înțelese, erau menite să sufere schimbări foarte serioase în timp. Mai întâi s-a dovedit că golul complet nu există în natură. Nu există nici acolo unde există o absență completă a oricărei substanțe. Deja în secolul al XIX-lea, M. Faraday (1791–1867) a susținut că „materia este prezentă peste tot și nu există spațiu intermediar care nu este ocupat de ea”.

Orice regiune a spațiului este întotdeauna umplută, dacă nu cu materie, atunci cu alte tipuri de materie - diferite radiații și câmpuri (de exemplu, câmpuri magnetice, câmpuri gravitaționale etc.).

Dar chiar și cu acest amendament, spațiul a rămas totuși un container gigantic care conținea nenumărate obiecte materiale. Cu toate acestea, mai târziu au devenit clare lucruri mai uimitoare. Imaginați-vă pentru o clipă că am reușit cumva să devastăm complet o zonă a spațiului, să expulzăm toate particulele, radiațiile și câmpurile din ea. Deci, chiar și în acest caz, ar mai rămâne „ceva”, o anumită sursă de energie care nu poate fi luată din vid prin niciun mijloc.

Se crede că în vid, în orice punct al spațiului, există particule „nenăscute” și câmpuri de absolut toate tipurile posibile. Dar energia lor nu este suficient de mare pentru ca ele să apară ca particule reale.

Prezența unui număr infinit de astfel de particule ascunse se numește oscilații în vid în punctul zero. În special, în vid fotonii de toate energiile și frecvențele posibile se mișcă în toate direcțiile (vid electromagnetic).

Astfel, fiecare dintre noi este pătruns în mod constant de un flux format dintr-o varietate nenumărată de particule. Dar, deoarece aceste particule zboară „și” în toate direcțiile, fluxurile lor se echilibrează reciproc și nu simțim nimic, la fel cum nu simțim presiunea colosală a unei coloane de aer atmosferic, deoarece este echilibrată de presiunea aerului. din interiorul corpului uman.

În ciuda întregii sale neplauzibili aparente, ideea de oscilații în vid în punctul zero nu este nicidecum o construcție fizică și matematică spectaculoasă.

În cazurile în care uniformitatea fluxului de particule ascunse este perturbată din anumite motive și mai multe astfel de particule se mișcă într-o direcție decât în ​​direcția opusă, încep să se manifeste oscilații de vid în punctul zero. Când apare un atom, trebuie să apară efecte specifice, iar unele dintre ele au fost înregistrate experimental...

Deci, vidul este capabil să dea naștere la particule în anumite condiții și este posibil ca vidul să fi dat naștere acelor particule din care s-a format ulterior Metagalaxia.

Conform unor presupuneri teoretice, spațiul care ne înconjoară la distanțe extrem de scurte are o structură cu granulație fină neobișnuit de complexă, cu o densitate de energie fantastică.

Fiecare micrometru cub al acestui mediu conține o cantitate de energie suficientă pentru a forma multe trilioane de galaxii.

Astfel, chiar spațiul care înconjoară trecerea reprezintă o sursă de energie aproape fără fund. Dar această energie este „sigilată” de forțe gravitaționale puternice. Cu toate acestea, pentru natura însăși, această barieră gravitațională, aparent, nu este un obstacol de netrecut. După cum sa menționat deja, vidul este capabil să genereze particule de material. Și este foarte posibil ca acele explozii puternice de energie pe care le observăm în Univers să fie rezultatul unor astfel de interacțiuni ale materiei, radiațiilor și vidului, în care energia este extrasă din vid.

Dar dacă da, atunci nu este imposibil ca știința să stăpânească secretul extragerii energiei dintr-un vid și, astfel, să elibereze umanitatea de a se îngrijora pentru resursele energetice pentru totdeauna.

Mare si mic

Studiul „găurilor negre” ne conduce la o altă concluzie oarecum neașteptată și exotică despre posibila legătură între micro- și mega-fenomene.

Ca orice obiect care are o anumită masă, o „găură neagră” are un anumit câmp gravitațional. Dar din moment ce niciun semnal fizic nu poate „scăpa” din „gaura neagră”, acest câmp este de natură static.

Dacă „gaura neagră” are și o sarcină electrică, atunci câmpul său electromagnetic ar trebui să fie și static. Mai mult decât atât, teoria arată că ambele aceste câmpuri sunt practic independente de modul în care sarcina și masa sunt distribuite în interiorul „găurii negre”. Dacă în momentul formării „găurii negre”, această distribuție era eterogenă, atunci orice neomogenitate în viitor este netezită foarte repede.

Astfel, pentru un observator extern, o „gaura neagră” arată în esență ca un obiect punctual cu o anumită masă și sarcină. Dacă „gaura neagră” se rotește și ea, atunci i se poate atribui încă o caracteristică - așa-numita rotire.

Acest lucru creează o analogie evidentă cu o particulă elementară, pentru care masa, sarcina și spinul servesc și ca principale caracteristici fizice.

Desigur, la acest nivel al cunoștințelor noastre este greu de spus că aceasta este doar o asemănare pur externă sau o reflectare a unor dependențe profunde între micro- și megacosmos necunoscute nouă, dar acest fapt merită, fără îndoială, atenție. Mai mult, în urmă cu câțiva ani, celebrul fizician teoretician sovietic academician M. Markov a făcut o încercare interesantă. Într-un număr de lucrări, el a arătat că, chiar și în cadrul teoriilor fizice moderne, întregul Univers, în anumite condiții, poate apărea unui observator din exterior ca o particulă elementară, de exemplu, un proton sau neutron.

Dar în acest caz, toate particulele pe care le observăm sunt Universuri gigantice? Universuri care se manifestă în lumea noastră ca particule elementare? Cu alte cuvinte, în megalume, ca și în microlume, în principiu, mai puțin poate consta în mai mult...

Cum să ajungi la obiect?

Dacă există într-adevăr o mulțime de „găuri negre” în Univers, atunci aceasta înseamnă că în spațiul lumii există un număr semnificativ de puncte în care densitatea devine infinită. Astfel de puncte se numesc singular.

Interesul pentru singularitate se explică și prin faptul că, conform teoriei Universului în expansiune, acesta a „ieșit” și dintr-o singularitate, în linii mari, dintr-un punct. Și oricare ar fi diferitele versiuni ale modelelor cosmologice, nu este posibilă eliminarea singularității inițiale din ele. Istoria Universului trebuia fie să înceapă, fie să treacă periodic printr-o stare a unui punct cu densitate infinită, în care orice obiect părea să înceteze să mai existe.

O întrebare firească: cantitățile fizice reale pot ajunge la infinit?

În general, infiniturile din fizică pot fi nu numai „devenire” sau potențiale, ci și actuale, adică „finalizate”. Ca exemplu de infinitate reală, putem cita infinitul spațiului Universului, dacă acesta nu este închis.

Apariția singularităților în timpul colapsului gravitațional decurge din teoria generală a relativității. Cu toate acestea, teoriile fizice moderne, din păcate, nu sunt aplicabile descrierea proceselor fizice care au loc în apropierea punctelor singulare. Faptul este că astfel de stări nu sunt numai în domeniul de competență al teoriei generale a relativității. La densități mari, ar trebui să apară efecte cuantice. Dar o teorie fizică care să unească fenomenele relativiste cu cele cuantice nu există încă.

În principiu, este posibil ca, din moment ce teoria generală a relativității nu este aplicabilă descrierii stărilor prezise de ea însăși cu o densitate de masă infinită la un moment dat, atunci să nu existe deloc singularități. În ceea ce privește prezența lor în teorie, aceasta nu este altceva decât o dovadă a problemelor, un indiciu că încercăm să aplicăm teoria generală a relativității dincolo de limitele aplicabilității acesteia. Dar întreaga întrebare este unde se află exact aceste granițe.

Există o dezbatere despre ce anume ar trebui să fie viitoarea teorie fizică generală. Cu toate acestea, nu există nicio îndoială cu privire la necesitatea de a clarifica în mod clar limitele de aplicabilitate ale teoriei generale a relativității în câmpuri gravitaționale puternice și în apropierea singularităților.

Potrivit multor cercetători importanți, construirea unei teorii gravitaționale cuantice și a unei cosmologie cuantice, care ar funcționa la densități foarte mari, iar la densități moderate s-ar transforma în teoria clasică obișnuită, este în prezent „sarcina numărul unu” a științei Univers.

Problema în cauză este strâns legată de problema naturii fizice a fenomenelor nestaționare descoperite în Univers în ultimii ani. Vorbim despre expansiunea asociațiilor stelare și a clusterelor de galaxii, activitatea nucleelor ​​galactice etc.

Și deși în aceste fenomene non-staționare nu întâlnim direct singularități, cu toate acestea, majoritatea acestor fenomene sunt asociate cu concentrații uriașe de materie și eliberare de energii colosale.

Până acum, nu a fost posibil să se explice în mod satisfăcător fenomenele non-staționare în cadrul teoriilor fizice moderne. În principiu, sunt posibile două moduri. Poate că dificultățile pot fi depășite prin combinarea teoriei gravitației a lui Einstein cu fizica cuantică. Dar este posibil să se descrie stări speciale ale materiei din Univers (acest punct de vedere este susținut de academicianul V.A. Ambartsumyan) doar permițând posibilitatea încălcării legilor cunoscute ale fizicii în aceste stări.

În acest caz, va fi necesară nu numai extinderea limitelor de aplicabilitate ale teoriei generale a relativității în zona microproceselor, ci și o schimbare semnificativă sau generalizare a acestei teorii în zona macroproceselor, adică, în zona în care se aplică astăzi.

Într-o stare singulară, Universul devine de fapt un micro-obiect. Această împrejurare demonstrează încă o dată legătura strânsă dintre megacosmos și microcosmos. Și așa cum subliniază filozoful de la Leningrad A. M. Mostepanenko, în acest sens, teoria viitoare a particulelor elementare cu greu poate fi construită fără a ține cont de circumstanțele cosmologice; pe de altă parte, este imposibil să înțelegem legile structurii Universului fără a lua în considerare. ținând cont de proprietățile micro-obiectelor din care constă în cele din urmă.

Prin urmare, ideea călăuzitoare pe calea creării unei teorii cuantice a gravitației ar trebui să fie ideea influenței microlumii asupra megalumilor. În acest sens, studiile teoretice ale efectului nașterii particulelor elementare din vid în câmpuri gravitaționale și electrice puternice, în special în apropierea singularității cosmologice, sunt de mare interes. Există chiar și o ipoteză exotică conform căreia Universul, după ce a ieșit din starea singulară „inițială”, a fost inițial complet gol, iar toată materia și radiația au apărut din vid abia în procesul evoluției sale ulterioare.

Cu toate acestea, chiar și în cadrul unei astfel de ipoteze, rămân dificultăți semnificative care nu pot fi încă depășite. Faptul este că, conform uneia dintre legile fundamentale ale fizicii, particulele se pot naște doar în perechi „particulă” - „antiparticulă”.

Între timp, din câte știm acum, Universul este format în principal din materie. Se poate foarte bine ca efectul nașterii particulelor din vid să opereze și în Universul modern în diferite procese explozive non-staționare. Este posibil, de exemplu, ca câmpurile electromagnetice ale unor obiecte cosmice să aibă suficientă energie pentru a provoca nașterea particulelor. Dar toate aceste probleme necesită încă cercetări teoretice aprofundate.

Dar un lucru este deja clar. Indiferent ce va deveni viitoarea teorie cuantică a gravitației, aceasta va schimba fundamental înțelegerea noastră despre spațiu-timp.

De asemenea, trebuie reținute următoarele. Metoda de construire a diferitelor modele teoretice este una dintre modalitățile foarte eficiente de a studia Universul. Astfel de modele sunt, de exemplu, „Universul Friedman” - un model teoretic al unui Univers izotrop omogen în expansiune sau „Universul Zelmanov” - un model al unui Univers neomogen anizotrop. Acestea și alte modele se bazează pe teoriile fizice fundamentale moderne, în primul rând pe teoria generală a relativității.

Cu toate acestea, trebuie întotdeauna amintit că modelul nu este Universul în sine, ci doar o încercare de a reflecta unele dintre aspectele sale. Prin urmare, ar fi eronat să identificăm automat concluziile unuia sau altuia cu realitatea.

Numai observațiile pot confirma validitatea unui anumit model. Pe de altă parte, chiar și cele mai extravagante construcții teoretice merită o anumită atenție, deoarece pot dezvălui anumite proprietăți specifice ale lumii reale.

De la particule elementare la Căile Lactee

Relația dintre micro- și macroprocese este una dintre expresiile specifice ale dialecticii naturii, interconectarea universală a fenomenelor sale.

Deja acum, într-un număr de cazuri, este dificil să se facă distincția între cosmologie și teoria particulelor elementare. Accentul astrofizicii moderne este pe obiectele cosmice care se caracterizează prin densități extrem de mari și uneori dimensiuni foarte mici.

Astfel, printre diversele soluții ale ecuațiilor relativității generale care descriu proprietățile și evoluția Universului, așa cum știm deja, există o soluție de tip singularitate (când la un moment dat densitatea atinge o valoare infinită). În esență, o singularitate este un fel de analog al unei particule elementare. Universul în starea sa singulară inițială se transformă de fapt într-o particulă elementară.

Se pune întrebarea: este posibil să explicăm unele proprietăți ale particulelor elementare folosind ecuațiile teoriei generale a relativității și să folosim cunoștințele noastre despre proprietățile particulelor elementare pentru a clarifica esența fizică a anumitor fenomene cosmice, în special legile evolutia Universului?

Una dintre cele mai stringente probleme ale astrofizicii moderne și ale științelor naturale în general este problema originii stelelor și a galaxiilor insulare stelare.

Pe acest punct de vedere, există două concepte opuse în astrofizica modernă. Potrivit uneia dintre ele, cele mai comune (se numește de obicei clasice), obiectele spațiale, inclusiv stelele și galaxiile, sunt formate prin condensare, condensare a materiei difuze de gaz și praf.

Un alt concept, dezvoltat de academicianul V.A. Ambartsumyan și școala sa și numit Byurakan (după numele observatorului), dimpotrivă, pornește din faptul că evoluția obiectelor cosmice merge de la stări mai dense la cele mai puțin dense și că, în în special, stelele și galaxiile „embrioni” sunt obiecte superdense ipotetice de dimensiuni foarte mici, a căror dezintegrare explozivă duce la formarea diferitelor corpuri cerești.

În prezent, există o dezbatere aprinsă între susținătorii ambelor direcții și nu este încă posibil să se acorde preferință definitivă niciuna dintre ele. Acest lucru se explică, pe de o parte, prin lipsa datelor observaționale și, pe de altă parte, prin posibilitatea unor interpretări diferite, uneori direct opuse, ale acelorași fapte. În special, nimeni nu a observat vreodată nici procesul de condensare a materiei difuze în stele, nici corpuri superdense ipotetice.

În această privință, celebrul astrofizician sovietic B. A. Vorontsov-Velyamov nu cu mult timp în urmă a făcut o presupunere interesantă că, poate, într-o oarecare măsură, susținătorii ambelor puncte de vedere au dreptate: este posibil ca în Universul infinit divers să se desfășoare ca concentrația materiei și degradarea acesteia.

O încercare interesantă de a construi un model cosmogonic, care într-o anumită măsură ar combina ambele concepte existente despre formarea stelelor și galaxiilor, a fost făcută de fizicianul teoretician sovietic R. Muradyan.

Ideea principală a lui Muradyan este de a folosi unele proprietăți ale particulelor elementare pentru a clarifica esența fizică a fenomenelor cosmice, în special legile evoluției Universului.

În fizica microlumii, pe baza unor considerații teoretice foarte generale, toate particulele elementare sunt împărțite în trei clase: prima clasă include fotonul - o porțiune de radiație electromagnetică, a doua - electronul și neutrinul, a treia clasă - hadronii - cele mai numeroase (mai multe sute dintre ele sunt acum cunoscute). Această clasă include, în special, particulele de protoni, neutroni și mezon cu mase intermediare între masa electronului și masa protonului. O parte semnificativă a hadronilor sunt particule instabile cu o durată de viață foarte scurtă. Particulele de scurtă durată sunt numite rezonanțe.

Printre ele există particule ale căror mase sunt de câteva ori mai mari decât masa unui proton. Și există o presupunere conform căreia „spectrul de masă” al particulelor elementare se extinde în general la infinit. Dacă o astfel de presupunere este adevărată, atunci aceasta înseamnă că, în anumite condiții, obiectele macroscopice și chiar cosmice se pot naște în regiuni spațio-temporale ultra-mici. În orice caz, teoria modernă a particulelor elementare permite o astfel de posibilitate.

În acest caz, corpurile supradense ale academicianului Ambartsumyan nu sunt o formă hadronică de existență a materiei? Aceasta, la prima vedere, idee foarte neasteptata propusa de R. Muradyan, deschide perspective interesante pentru construirea unei teorii unificate a formarii obiectelor spatiale. Conform noii ipoteze, Metagalaxia s-a format ca urmare a dezintegrarii unui superhadron supergreu cu o masă de 1056 g. Acesta a fost „atomul primar”, acel cheag superdens de materie care a dat naștere Universului observabil. Dezintegrarea sa în hadroni mai mici a dus la formarea de protoclustere de galaxii, iar descompunerea ulterioară în hadroni cu mase și mai mici au dus la formarea galaxiilor.

Următoarea etapă a fost dezintegrarea în hadroni cu mase mai mici de 1034. Acesta a fost un fel de „tranziție de fază” de la forma hadronului la forma nucleară. În acest caz, au apărut obiecte precum stelele neutronice. Degradările ulterioare, conform lui Muradyan, ar fi trebuit să ducă la formarea unui nor difuz, în interiorul căruia, ca urmare a condensării materiei, au apărut mai întâi condensări de „protostele”, iar apoi procesul de formare a stelelor a decurs în conformitate cu schema clasica obisnuita.

Cu toate acestea, dacă în imaginea clasică obișnuită a formării obiectelor cosmice mediul difuz este format din hidrogen și heliu, atunci în modelul lui Muradyan poate avea o compoziție chimică diferită în funcție de caracteristicile dezintegrarii obiectelor care îl precedă. Aceasta înseamnă că elementele chimice grele pot apărea nu numai din cauza exploziilor supernovei, așa cum se crede acum, ci și ca urmare a fisiunii particulelor și mai grele. Acest lucru este foarte important, deoarece teoria clasică a originii elementelor grele întâmpină o serie de dificultăți serioase.

Astfel, dacă în astrofizica clasică obișnuită procesul evolutiv decurge de la obiecte mai rarefiate la mai puțin rarefiate și de la „dezordine” la „ordine”, atunci în modelul lui Muradyan, pe un interval foarte semnificativ al existenței Metagalaxiei, evoluția, dimpotrivă. , merge de la obiecte mai dense la mai puțin dense și de la mai ordonate la mai puțin ordonate.

Este ușor de observat că în această parte schema evolutivă a lui Muradyan este în acord cu ideile lui Ambartsumyan. Cu toate acestea, de la tranziția de fază de la materia hadronică la cea nucleară, este mai aproape de cosmogonia clasică.

Desigur, este încă dificil de spus în ce măsură modelul original al lui Muradyan corespunde realității - dezvoltarea acestui model este abia la început. Dar noua abordare a soluționării problemei este foarte interesantă, deoarece s-a încercat să se combine microfenomenele și procesele cosmice.

După cum se știe, unul dintre criteriile importante pentru validitatea unui anumit model teoretic este capacitatea acestuia de a prezice anumite fenomene. Dacă ipoteza lui Muradyan este corectă și Metagalaxia a apărut într-adevăr ca urmare a decăderii unui superhadron, atunci ar trebui să aibă propria sa rotație, deoarece superhadronul original avea propria sa rotație. Deci descoperirea rotației Metagalaxiei ar fi, dacă nu o confirmare a modelului lui Muradyan, atunci, în orice caz, o dovadă importantă în favoarea sa.

Uneori se exprimă ideea că, în general, orice modele cosmogonice, inclusiv ipoteza lui Muradyan, sunt pur speculative, deoarece nu pot fi verificate prin observații.

Cu toate acestea, considerente de acest fel nu pot fi considerate convingătoare. Cosmogonia modernă se bazează pe o bază de observație solidă. Mijloacele din ce în ce mai avansate și mai puternice de cercetare astronomică fac posibilă studierea obiectelor spațiale din ce în ce mai îndepărtate. Dar, după cum știți, cu cât este mai departe un obiect spațial sau altul, cu atât îl observăm mai adânc în trecut. Aceasta înseamnă că problema corespondenței anumitor modele cosmogonice cu realitatea poate fi, în principiu, rezolvată prin observație.

Lumea așa cum este

Întrucât vorbim despre structura și evoluția Universului, despre tabloul științific al universului, se pune firesc întrebarea: de ce este lumea așa cum este? Exact acesta, și nu altul?

Cu toate acestea, este greu de obținut un răspuns suficient de clar la o întrebare pusă în acest fel.

Problema este formulată prea vag.

Și aparent, nu întâmplător, atingând aceeași problemă, A.L.Zelmanov s-a limitat doar la afirmația că Universul există în forma în care este, din cauza necesității interne.

Pentru a obține un răspuns cuprinzător la întrebarea care ne interesează, ar trebui să trecem dincolo de Universul observabil și să îmbrățișăm lumea în toată diversitatea ei infinită. Și acest lucru, din păcate, este imposibil atât în ​​principiu, cât și din motive pur practice,

Să încercăm, totuși, să restrângem problema. Limitează-l în așa măsură încât capătă un sens fizic real. Evident, ar trebui să vorbim doar despre Universul observabil și despre acele proprietăți ale acestuia care sunt determinate de legile cunoscute nouă.

În ceea ce privește întrebarea în sine, la care dorim să obținem un răspuns, acum va arăta cam așa: este întâmplător ca lumea din jurul nostru să aibă tocmai aceste proprietăți, și nu altele?

Sub această formă, problema devine destul de legitimă, deoarece tocmai versiunea Universului pe care o observăm este departe de a fi cea mai probabilă dintre toate opțiunile imaginabile.

De asemenea, este necesar să înțelegem acest lucru deoarece, așa cum susțin teoreticienii religioși, armonia universului este rezultatul activității creatorului.

„Este suficient să privim natura din jurul nostru”, scrie preotul ortodox rus L. Gaidukevich. - O ordine uimitoare domnește peste tot. Fiecare fenomen, de la cel mai simplu fir de iarbă până la nenumăratele de stele, este aranjat oportun, inteligent și perfect. Totul poartă pecetea grijii constante a Celui Atotputernic - Creatorul.”

În primul rând, trebuie remarcat faptul că observăm o anumită imagine a lumii datorită faptului că tocmai o astfel de imagine oferă posibilitatea vieții. După cum a remarcat cu inteligență A.L. Zelmanov, suntem martori la procese de un anumit tip, deoarece procesele de alt tip decurg fără martori.

În special, nu este o coincidență că trăim într-un Univers în expansiune și observăm o schimbare în roșu în spectrele galaxiilor. Îndepărtarea reciprocă a galaxiilor și deplasarea radiației lor către unde lungi slăbește energia radiației electromagnetice care pătrunde în spațiul cosmic. Dacă galaxiile nu s-ar împrăștia, ci s-ar apropia, spectrele lor ar prezenta nu o deplasare la roșu, ci o deplasare la violet - o schimbare către frecvențe înalte și radiații dure, de unde scurte. Densitatea radiațiilor într-un astfel de Univers ar fi atât de mare încât ar exclude posibilitatea existenței vieții biologice...

Care sunt cele mai comune forme ale obiectelor spațiale care ne înconjoară? Acestea sunt stele, praf, gaz. În ceea ce privește praful și gazul, o proporție semnificativă din materia Universului este concentrată în nebuloase de gaz și praf. Dar acestea sunt forme de tranziție.

Aparent, în Universul modern, una dintre cele mai stabile forme de obiecte cosmice izolate este forma stelară. Este o coincidență faptul că în cele mai diverse colțuri ale Universului observabil, materia este concentrată în stele?

Celebrul scriitor american de science-fiction Robert Sheckley are o poveste plină de spirit care descrie modul în care o anumită companie de construcții spațiale, la instrucțiunile anumitor „clienți”, a creat... o Metagalaxie. Desigur, aceasta este o glumă, iar scriitorul avea nevoie de o astfel de tehnică pentru a identifica anumite modele, reguli specifice de joc.

Aceste „reguli ale jocului” reprezintă întreaga esență a problemei. Dacă avem mingea și jucătorii, asta nu e tot. Puteți juca o varietate de jocuri cu aceeași minge. Pentru ca un joc să dobândească un anumit sens și un anumit caracter, este necesar să-l supunem unor reguli.

Să ne punem în locul fantasticilor designeri ai Universului. Înainte de a începe să-l creăm, ar trebui nu numai să stabilim principalele proprietăți ale elementelor sale de bază, ci și să dezvoltăm un anumit set de legi care determină comportamentul și interacțiunea tuturor obiectelor materiale fără excepție.

Care sunt legile datorită cărora, în Universul real, stelele sunt cele care au dreptul preferenţial de a exista?

În natura vie, după cum se știe, operează selecția naturală. Doar acele organisme care sunt cel mai bine adaptate la condițiile de mediu supraviețuiesc.

Se pare că un fel de selecție naturală lucrează în Univers. În procesul de mișcare a materiei, pot apărea o mare varietate de obiecte, dar cele mai multe dintre ele se dovedesc a fi instabile și se prăbușesc rapid.

Și, în același timp, unele obiecte spațiale, în principal stele, din anumite motive sunt destul de stabile și capabile să existe o perioadă destul de lungă. De ce este așa?

Aparent, adevărul este că există un anumit „regulator universal” care operează în Univers. Există o considerație în favoarea faptului că acest regulator este așa-numitul feedback.

În zilele noastre, în era dezvoltării rapide a ciberneticii, electronicii și a tot felul de procese automate, acest termen este cunoscut pe scară largă. Feedback-ul este folosit pentru a controla zborul rachetelor, funcționarea mașinilor și mecanismelor; fără el nu ar exista radiouri și televizoare și multe altele.

Mai simplu spus, feedback-ul este ajustarea anumitor acțiuni în funcție de efectul pe care îl provoacă.

Cibernetica oferă o definiție mai precisă. Imaginați-vă un anumit sistem, să spunem: o mașină sau un avion, un creier uman sau o navă spațială sau, în cele din urmă, Soarele. Să luăm un avion, de exemplu. Când controlează un avion, pilotul mișcă pârghiile, apasă anumite butoane, acestea sunt semnale de intrare. Și de fiecare dată când avionul reacționează cumva la astfel de acțiuni: își crește sau scade viteza de zbor, câștigă sau pierde altitudine, face un viraj sau o buclă. Acestea sunt semnalele de ieșire. Feedback-ul are loc atunci când semnalele de ieșire influențează semnalele de intrare, modificându-le în consecință. Să presupunem că avionul pierde altitudine prea abrupt, iar pilotul, observând acest lucru, ia ușor cârma, reducând unghiul de coborâre.

Omul a folosit feedback-ul cu mult înainte ca oamenii de știință să formuleze acest concept și să înceapă să-l aplice în diferite sisteme tehnice. Atunci când luăm orice acțiune, nu numai că luăm în considerare în mod necesar consecințele acesteia, ci și ajustările necesare pe parcurs.

Ceva asemanator se intampla in natura. Prezența feedback-ului într-o serie de fenomene din lumea înconjurătoare este cea care asigură natura durabilă, stabilă a multor procese naturale. Un exemplu simplu: așa-numitul pendul fizic. Orice abatere de la poziția de echilibru determină apariția unei forțe care readuce pendulul în această poziție.

Feedback-ul se manifestă nu numai în viață, ci și în natura neînsuflețită. Întâlnim sisteme de autoreglare în lumea stelelor, în transformările chimice și în procesele electrice - într-un cuvânt, aproape la fiecare pas.

Un exemplu tipic este Soarele nostru.

Conform conceptelor fizice moderne (care, în ciuda rezultatelor neașteptate ale neutrinului și a altor observații, nu au fost încă respinse și sunt în general acceptate), energia puternică a stelei noastre se naște în măruntaiele sale adânci, unde reacția termonucleară fierbe și bule. . Omul, după cum se știe, a stăpânit și el o reacție similară și a învățat să extragă energia eliberată atunci când nucleele de hidrogen se combină în nuclee de heliu. Dar până acum, reacția termonucleară artificială are loc instantaneu și toată energia este eliberată sub forma unei explozii. Soarele, pe de altă parte, consumă energie treptat și lent, menținând funcționarea cuptorului său nuclear la un nivel strict definit.

Dar cum înseamnă asta „sprijinirea”? La urma urmei, Soarele nu are nici propria sa minte, nici un „panou de control” pe care să lucreze orice ființă inteligentă. Aici întâlnim feedback-ul și autoreglementarea.

Aparent, fuziunea termonucleară a hidrogenului are loc în regiunea centrală a stelei. Această zonă este înconjurată din toate părțile de mase monstruoase de materie. Gravitația puternică îi trage spre centrul Soarelui, dar acest lucru este împiedicat de presiunea colosală a gazelor născute în flacăra termonucleară. În acest fel, se atinge echilibrul relativ.

Dar din anumite motive, intensitatea reacției termonucleare scade oarecum. Apoi temperatura și presiunea scad, iar sub presiunea substanței din jur zona de reacție începe să se micșoreze. Compresia crește presiunea și temperatura, iar reacția revine la normal. Și invers, dacă din anumite motive intensitatea fuziunii crește, excesul de energie extinde steaua. Expansiunea determină răcirea zonei centrale, care continuă până când reacția revine la cursul normal.

Soarele este un caz special, o stea, una dintre formele specifice de existență ale materiei. Dar oamenii de știință au observat de multă vreme câteva modele generale - dovezi că principiul feedback-ului este una dintre proprietățile fundamentale ale lumii.

Unul dintre aceste modele a fost găsit de fizicianul rus E. X. Lenz (1804–1865) în fenomenele electromagnetice. În manualele școlare este prezentat sub forma „regula Lenz”, care are o semnificație pur practică - vă permite să determinați direcția curentului de inducție. De fapt, acesta este unul dintre cazurile care ilustrează principiul feedback-ului. Orice modificare a câmpului magnetic determină apariția unui curent de inducție, al cărui câmp magnetic, la rândul său, contracarează modificările care au provocat acest curent.

Legi similare - dintre care unele probabil încă nu au fost descoperite - sunt vizibile în multe alte fenomene. Feedback-ul și autoreglementarea naturală explică absența haosului în natură și armonia universului.

Numai acele obiecte spațiale în care funcționează feedback și se realizează autoreglarea li se garantează o existență suficient de lungă. Nu este greu de ghicit că tocmai astfel de obiecte vor fi întâlnite mai des decât altele. Iată un posibil răspuns la întrebarea care ne interesează de ce există atât de multe stele în Univers.

Dar puteți pune și următoarea întrebare: de ce stelele în sine sunt exact așa, și nu altele? În această privință, V. A. Ambartsumyan a exprimat o idee interesantă că multe caracteristici ale structurii Universului, inclusiv multe proprietăți ale stelelor, sunt, parcă, „încorporate” în proprietățile particulelor elementare. Și dacă aceste proprietăți ar fi diferite, atunci obiectele spațiale ar arăta diferit decât în ​​realitate.

Astfel, teoria structurii interne a stelelor ajunge la concluzia că masa maximă posibilă a unei stele este direct proporțională cu masa Soarelui și invers proporțională cu pătratul masei nucleului unui atom de hidrogen - protonul. . Dar această formulă poate calcula cu ușurință că masa maximă a unei stele stabile nu poate depăși aproximativ 75 de mase solare. Dar asta se întâmplă cu masa pe care o au protonii în lumea noastră. Dar dacă masa protonului ar fi diferită? Să zicem, de o sută de ori mai mic? Într-o astfel de lume, ar putea exista stele complet stabile, cu mase de ordinul a zeci de mii de mase solare...

Dar aici apare inevitabil următoarea întrebare: de ce protonul are o astfel de masă și nu alta?

Răspunsul la aceasta și la alte întrebări similare care vor urma unul după altul este o chestiune de viitor.

Imagine modernă a lumii și ateism

După cum am observat deja, știința naturii din secolul al XIX-lea, care s-a bazat pe fizica clasică, cu predeterminarea sa absolută a tuturor evenimentelor lumii, nu a lăsat în esență loc nici unui fel de intervenție divină.

Nu este o coincidență că Laplace, ca răspuns la întrebarea lui Napoleon despre de ce nu-l menționează pe Dumnezeu nicăieri în lucrările sale științifice, a răspuns: „Nu am nevoie de această ipoteză”.

Revoluția din fizică de la începutul secolelor al XIX-lea și al XX-lea și tot ce a urmat-o au arătat în mod convingător ilegalitatea ideilor mecaniciste despre univers și au distrus imaginea armonioasă a lumii construită de fizica clasică.

Această împrejurare a dat naștere teoreticienilor religioși moderni să afirme că fizica neclasică a secolului al XX-lea, spre deosebire de fizica clasică, se presupune că nu numai că permite existența lui Dumnezeu și a forțelor supranaturale, dar oferă și dovezi convingătoare în acest sens. „Noua fizică, prin însăși aspectul ei, mărturisește în favoarea ideilor religioase. Fizica ne conduce la porțile religiei”, spune teoreticianul catolic episcopul O. Spülbek.

Iar unii lideri ai Bisericii Ortodoxe, care preferă în general să stea departe de complexitățile științelor naturale moderne, au luat aproximativ aceeași poziție. Astfel, unul dintre teoreticienii Ortodoxiei, Arhiepiscopul Luca, a declarat direct că descoperirile științifice de la începutul secolului al XX-lea ar zgudui fundamentele materialiste ale științei naturii în favoarea idealismului și religiei.

Impresionați de schimbările revoluționare din știință, unii mari naturaliști au făcut și un pas spre religie. „Probabil se poate spune”, a scris fizicianul englez A. Eddington, „că concluzia care poate fi trasă din... știința modernă este că religia a devenit pentru prima dată posibilă pentru omul de știință inteligent în jurul anului 1927”.

Teoreticienii religioși moderni, pentru a justifica religia, încearcă, de asemenea, să folosească faptul că dezvoltarea științelor naturale în secolul al XX-lea a condus oamenii de știință la concluzia despre diversitatea nesfârșită a naturii și inepuizabilitatea lumii. Dacă lumea este inepuizabilă, spun ei, este loc pentru Dumnezeu în ea.

În realitate, nu se întâmplă așa ceva.

Faptul este că materialismul fizicii clasice a fost un materialism mecanic, metafizic, care a încercat să reducă toate procesele lumii la o formă simplă de mișcare, excluzând posibilitatea transformărilor calitative ale materiei.

Și noua fizică neclasică a secolului XX, și apoi astrofizica, lovește nu în materialismul fizicii clasice, ci în pretențiile sale de a explica tot ceea ce există din punct de vedere mecanic. Fizica neclasică nu este mai puțin materialistă decât fizica clasică, dar este materialism de ordin superior - materialismul dialectic.

Atât noua fizică, cât și astrofizica nu au deloc nevoie de ipoteza lui Dumnezeu; ele dezvăluie cauzalitatea naturală și tiparul natural al tuturor fenomenelor.

Faptul că lumea este infinit diversă și inepuizabilă nu schimbă nimic. Da, în procesul de studiu, știința se confruntă cu probleme din ce în ce mai complexe. Dar acest lucru este firesc - la urma urmei, sarcina științei este să înțeleagă esența mai profundă a fenomenelor.

De asemenea, este firesc ca în acest proces nesfârșit de cunoaștere, fiecare pas nou să fie asociat cu depășirea dificultăților mai serioase.

Cu toate acestea, după cum putem vedea, știința parcurge întotdeauna modalități de a le depăși, împingând din ce în ce mai mult granițele cunoștințelor noastre.

Astfel, știința naturală modernă nu oferă absolut niciun motiv pentru a reconsidera problema de bază a unității materiale a lumii.

Încă o dată despre revoluția din astronomia modernă

Dacă considerăm știința ca o activitate determinată social pentru producerea cunoștințelor, atunci în dezvoltarea astronomiei din secolul al XX-lea putem distinge trei etape, fiecare dintre acestea fiind caracterizată de o anumită atitudine a societății față de știința Universului.

La începutul secolului, unele ramuri ale astronomiei (navigația cerească, măsurarea timpului, măsurătorile geodezice) erau considerate din punct de vedere pur utilitar. Și acele secțiuni ale acestei științe care sunt de bază, în special astrofizica, la prima vedere, au fost puțin utilizate în viața societății. Cercetarea astrofizică a fost privită doar ca o modalitate de a satisface curiozitatea unei persoane care dorea să știe în ce lume trăiește. Cercetările astrofizice efectuate la acea vreme au găsit ulterior aplicații pe scară largă în practica explorării spațiului. Astfel, chiar și în acea epocă, astronomia era asociată cu practica, dar modela practica viitoare (astronomia era o știință practică chiar și pe vremea lui Copernic - și apoi modela modele de practică viitoare).

Premisele inițiale pentru cercetarea astronomică la începutul secolului XX au fost: o imagine mecanică a lumii, idei despre Univers ca parte a unui sistem mecanic și despre omnipotența omului, care este capabil să exploreze totul și să afle totul.

Revoluția din fizică a schimbat conexiunile dintre astronomie și societate. A creat premise pentru dezvoltarea ulterioară a științei despre Univers, care nu existau înainte. Schimbările care au avut loc în sistemul de cunoștințe au deschis noi oportunități pentru activitatea astronomică. Vorbim, în special, despre aplicații în studiul proceselor cosmice ale relativității generale și mecanicii cuantice.

Prima etapă este caracterizată de două realizări fundamentale în știința Universului: descoperirea expansiunii Universului (A. Friedman și E. Hubble - anii 20) și promovarea ideii naturii naturale a non-ului. fazele staționare în dezvoltarea obiectelor spațiale (V. A. Ambartsumyan - 1934 .). Adevărat, această idee la acea vreme nu fusese încă întruchipată în observațiile astronomice.

În general, astrofizica abia își începea „rularea”.

Începutul celei de-a doua etape a revoluției în astronomie datează din perioada de după cel de-al Doilea Război Mondial. Dezvoltarea rapidă a electronicii, automatizării și ingineriei radio a adus la viață noi elemente de activitate, care au condus la progrese rapide în astrofizică. Ideea lui Ambartsumyan despre regularitatea etapelor nestaționare în dezvoltarea corpurilor cerești a primit o dezvoltare pe scară largă și o confirmare convingătoare în observațiile astronomice. Astrofizica a devenit o știință evolutivă.

O analiză a dezvoltării ulterioare a astrofizicii arată că în ultimii ani a început o nouă etapă în producerea cunoștințelor astronomice - a treia etapă a revoluției în astronomie.

S-au produs schimbări revoluționare în însăși natura activității astronomice - astronomia a devenit o știință cu toate undele. Și întrucât acesta a fost în principal rezultatul dezvoltării tehnologiei spațiale, etapa în cauză poate fi numită pe bună dreptate etapa spațială.

În termeni teoretici, această etapă se caracterizează prin încercări de a reconsidera ideea unui Univers care explodează din noi poziții, de a-l privi dintr-un unghi diferit. Tendința de a considera fenomenele nestaționare din Univers nu ca procese de natură explozivă, ci ca manifestări ale colapsului gravitațional, adică anti-explozii deosebite, devine din ce în ce mai răspândită. Astfel, vorbim despre o direcție care este esențial opusă ideii unui Univers care explodează.

Apare involuntar o analogie cu etapele incipiente ale dezvoltării științei astronomice. Sistemul ptolemaic a încercat să explice structura lumii pe baza faptului că mișcările direct observabile ale corpurilor cerești sunt mișcările lor reale. De aici s-a tras concluzia despre poziția centrală a Pământului în Univers.

Copernic a arătat că în spatele acestor mișcări vizibile se află un fenomen complet diferit - revoluția Pământului în jurul Soarelui (adică lumea nu este aceeași cu care o observăm direct).

Apare o întrebare logică: ideea de explozii nu este prima etapă superficială a explicării fenomenelor non-staționare, iar ideea de colaps, care o neagă, următoarea etapă, mai profundă?

Este încă dificil să răspunzi la această întrebare - există o luptă între două concepte. Cu toate acestea, este necesar să ținem cont de următoarele: fiind o negație a sistemului ptolemaic, sistemul copernican în sine nu a fost nicidecum soluția finală la problema universului. În procesul de dezvoltare ulterioară a științei, ea a intrat ca o componentă mai întâi în sistemul Galaxiei lui Herschel și apoi în sistemul Metagalaxiei în expansiune. Mai mult, fiecare dintre sistemele succesive ale lumii, în esență, era o descriere a unui anumit sistem limitat de obiecte materiale: sistemul Ptolemeu era o descriere a Pământului sferic, sistemul copernican - sistemul solar, sistemul Herschel - sistemul nostru. Galaxie.

Astfel, dacă facem o analogie între situația care s-a dezvoltat în astrofizica modernă și etapele anterioare ale dezvoltării astronomiei, atunci evenimentele care au loc în astrofizica modernă, aparent, ar trebui considerate ca o etapă naturală, dar tranzitorie în cunoașterea procese fizice complexe care se desfășoară în Universul infinit divers . Este posibil ca fenomenele explozive și colapsul gravitațional să fie două laturi ale unui singur proces de evoluție a obiectelor cosmice, iar în cursul dezvoltării ulterioare a științei să fie incluse în sistemul de fenomene care au o natură mai generală.