Вселенная как объект космологии



Созвездия
Получив нужные сведения, вы сможете видеть в ночном полотне не просто случайные звезды, а реальных персонажей, за которыми стоят истории, мифы и легенды. Впустите в свою жизнь созвездия, с легкостью находите их в безграничном пространстве и без проблем ориентируйтесь в родной галактике.
Созвездия

Зимнего неба

Весеннего неба

Летнего неба

Осеннего неба


Так что же такое Вселенная?

Некоторые даже не понимают, насколько сложным и масштабным выглядит вопрос: «Что такое Вселенная?». Можно потратить десятилетия на исследования и рассекретить лишь верхушку айсберга. Возможно, мы говорим не просто об огромном мире, но бесконечном. Поэтому нужно быть энтузиастом своего дела, чтобы погрузиться во все эти загадки, на расшифровку которых может уйти вся жизнь.

Что же такое Вселенная? Если емко, то это сумма всего существующего. Это все время, пространство, материя и энергия, образовавшиеся и расширяющиеся вот уже 13.8 миллиардов лет. Никто не может точно сказать, насколько обширны просторы нашего мира и пока нет точных предсказаний финала. Но исследования выдвигают множество теорий и пазл за пазлом собирают картинку.

Определение Вселенной

Само слово «Вселенная» происходит от латинского «universum». Впервые его использовал Цицерон, а уже после него оно стало общепринятым у римских авторов. Понятие обозначало мир и космос. На тот момент люди в этих словах видели Землю, все известные живые существа, Луну, Солнце, планеты (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн) и звезды.

Иногда вместо «Вселенная» используют «космос», которое с греческого переводится как «мир». Кроме того, среди терминов фигурировали «природа» и «все». В современном понятии вмешают все, что существует во Вселенной – наша система, Млечный Путь и прочие структуры. Также сюда входят все виды энергии, пространство-время и физические законы.


Иерархическое формирование галактик во Вселенной

Астрофизик Ольга Сильченко о свойствах темной материи, веществе в ранней Вселенной и реликтовом фоне:


Материя и антиматерия во Вселенной

изик Валерий Рубаков о ранней Вселенной, стабильности вещества и барионном заряде:

Происхождение Вселенной

Как появился космос и все, что мы знаем? Вселенная берет свое начало 13.8 лет назад с Большого Взрыва. Это не единственное предположение (теория колеблющейся Вселенной или устойчивого состояния), но только ему удается объяснить появление всей материи, физических законов и прочих формирований.  Теория также способна рассказать, почему происходит расширение, что такое реликтовое излучение и прочие известные явления.

Ученые начали рассматривать Вселенную с настоящего момента и постепенно возвращались к стартовой точке. Отсюда выплыло предположение, что все началось с бесконечной плотности и исчисляемого времени, запустивших процесс расширения. После первого этапа температурные показатели упали, что помогло сформироваться субатомным частицам, а после них – простые атомы. Позже гигантские облака этих формирований соединились с гравитационными силами, порождая звезды и галактики.


Официальный возраст Вселенной – 13.8 миллиардов лет. Проводя тесты с ускорителями частиц, теоретическими принципами, а также исследуя небесные объекты, ученым удалось воссоздать этапы событий, чтобы вернуть нас с современности в мгновение начала всего.

Но наиболее отдаленный период Вселенной (от 1043 до 1011 секунд) все еще вызывает споры. Стоит учитывать, что современные физические законы к тому времени еще не применимы, поэтому никто не может понять, как повела себя Вселенная. Но все же есть сторонники некоторых теорий, которые помогли выделить главные временные промежутки вселенской эволюции: сингулярность, инфляция и охлаждение.

Сингулярность (эпоха Планка) – самый ранний период Вселенной. На этом этапе материя была собрана в одной точке бесконечной плоскости, где царствовали экстремальные температурные режимы. В физическом плане доминирует исключительно сила гравитации.

Это время длилось от 0 до 1043 секунд. Свое второе название эпоха получила в честь Планка, потому что лишь эта обсерватория способна проникнуть в такой промежуток. Вселенная была лишенной устойчивости, потому что вещество было не просто невероятно накаленным, но и сверхплотным. По мере расширения и снижения накаленности, возникли физические законы. С 1043 до 1036 секунды запустился температурный переход.


Начали выделяться фундаментальные силы, отвечающие за вселенские механизмы. Первой была гравитация, затем электромагнетизм и первая ядерная сила. С 1032 и до сегодня длится инфляция. Моделирование демонстрирует, что Вселенная была наполнена однородной энергией с высокой плотностью. Расширение заставило ее терять температуру.

Это началось с 1037 секунд, когда выделение сил привело к экспоненциальному росту. В этот промежуток стартует барионегез – гипотетическое событие, характеризующееся настолько высокими температурными показателями, что случайные движения частиц осуществлялись на релятивистских скоростях. При столкновениях они создавались и уничтожались. Полагают, что именно из-за этого материя преобладает над антиматерией.

Когда инфляция подошла к концу, пространство представляло собою кварк-глюонную плазменную структуру и прочие элементарные частички. С остыванием материя сливалась и формировала новые структуры. Период охлаждения наступил с уменьшением температуры и плотности. В этом процессе элементарные частички и фундаментальные силы приобрели современный вид.


Есть мнение, что через 1011 секунд энергия стремительно снизилась. Еще спустя 106 секунд кварки и глюоны объединились в барионы, что привело к их переизбытку. Температура больше не достигала необходимой отметки, поэтому у протонов-антипротонов исчезла возможность формировать новые пары. Произошла массовая аннигиляция, оставившая лишь 1010 изначального их количества. То же самое случилось и для электронов и протонов спустя секунду.

Оставшиеся протоны, электроны и нейтроны оставались статичными, поэтому вселенская плотность обеспечивалась только фотонами и нейтрино. Прошло еще несколько минут, и начался нуклеосинтез.

Температура остановилась на отметке в миллиард кельвинов, а плотность уменьшилась. Поэтому протоны и нейтроны начали сливаться, формируя изотоп водорода (дейтерий) и атомы гелия. Но большая часть протонов все же оставалась «одиночной».

Проходит 379000 лет и электроны, объединенные с ядрами водорода, создали атомы, а отделенное излучение продолжило расширяться. Сейчас мы знаем его как реликтовое (древнейший вселенский свет). По мере расширения, его плотность и энергия терялись. Современная температура –  2.7260 ± 0,0013 К (-270,424 °C) и плотность энергии 0,25 эВ/см3. Вы можете посмотреть в любую сторону и повсюду натолкнетесь на остатки этого излучения.

Вселенная до горячей стадии

Физик Валерий Рубаков о реликтовом излучении, зарождении неоднородностей и гравитационных волнах:


Эволюция Вселенной

Как происходил процесс развития и эволюции Вселенной? В течение следующих миллиардов лет гравитация заставила более плотные области притягиваться. В этом процессе формировались газовые облака, звезды, галактические структуры и прочие небесные объекты. Этот период именуют Структурной Эпохой, так как именно в этот временной отрезок зарождалась современная Вселенная. Видимое вещество распределялось на различные формирования (звезды в галактики, а те в скопления и сверхскопления).

Ранняя Вселенная

Физик Валерий Рубаков о расширении Вселенной, Большом взрыве и инфляционной модели:


Инфляционная стадия ранней Вселенной

Физик Алексей Старобинский о самой ранней стадии развития Вселенной, пространстве де Ситтера и метрике пространства-времени:

Если говорить о деталях процесса, то они зависят количества и разновидности материи. Можно выделить 4 типа темной: холодная, теплая, горячая и барионная. Из них стандартной считается Лямбда-CDM (холодная темная материя). В ней частички перемещаются со скоростью, уступающей скорости света.


Она составляет 23% вселенской материи, а барионная достигает лишь 4.6%. Лямбда дает отсылку к космологической константе, созданной Альбертом Эйнштейном. Она доказывала, что равновесие массы-энергии остается в статике.

Также связана с темной энергией, послужившей причиной ускорения Вселенной и оставляющей ее структуру однородной. Темную энергию нельзя увидеть напрямую, но ее наличие доказывают многочисленные теории. Считается, что 73% пространства насыщено ею.

Гравитация преобладала над всеми процессами еще на ранних этапах, когда барионное вещество располагалось ближе. Но темная энергия росла и стала доминирующей силой. Это привело к ускорению всех процессов и старту Эпохи Ускорения.

Считают, что это время началось 5 миллиардов лет назад. Этот период описывает в своих уравнениях Эйнштейн, хотя все же настоящая природа темной материи еще не раскрыта. Кроме того, все еще не придумали схем, способных объяснить, что произошло во Вселенной до 1015 секунд после возникновения всего.

Однако ученые не теряют надежды и экспериментируют с Большим адронным коллайдером, пытаясь воссоздать необходимые условия для Большого Взрыва. Прорыв в этой области поможет понять, как гравитация взаимодействует со слабой и сильной ядерными силами, а также электромагнетизмом.

Структура Вселенной


Хотя старейший свет достигает 13.8 миллиардов световых лет (реликтовое излучение) это не реальные размеры Вселенной. Не будем забывать, что вот уже миллиарды лет пространство расширяется со скоростью выше скорости света. Именно из-за этого нам не удается увидеть край (если он есть).

Полагают, что Вселенная простирается на 91 миллиардов лет (29 миллиардов парсек) в диаметре. А это значит, что в любую сторону от нашей системы нам доступно 46 миллиардов световых лет наблюдения. Однако, мы все еще не знаем истинного размера космического пространства, так что есть вариант, что Вселенная не имеет границы.

Вещество распределяется в соотношении со структурами. Если брать галактические пределы, то мы видим планеты, звезды и туманности, чередующиеся с пустыми участками. Даже если увеличивать картинку, то сама суть остается той же. Галактики отделены газовыми и пылевыми участками. На высшем уровне мы видим сверхскопления, формирующиеся в нити, разделенные гигантскими космическими пустотами.

Пространство-время способно существовать в одной из трех конфигураций: положительно-изогнутая, отрицательно-изогнутая и плоская. Подобные виды основываются на 4 измерениях (координаты x, y, z и время) и зависят от космического расширения (повлияет бесконечность или конечность пространства).


Положительно-изогнутая представляет собою четырехмерную сферу. У нее есть конец, но не виден резкий край. Отрицательно-изогнутую еще называют открытой, потому что напоминает седло, у которого нет границ. Нижний рисунок демонстрирует возможные варианты форм Вселенной.

В первом случае, расширение Вселенной должно было остановиться из-за огромного количества энергии. Во втором ее слишком мало, чтобы остановить его. А в последнем – критическое число энергии заставило бы расширение остановиться, но через бесконечное время.

Аккреция

Астрофизик Сергей Попов о сверхмассивных черных дырах, образовании планет и аккреции вещества в ранней Вселенной:


Измерение расстояний до небесных тел

Астроном Владимир Сурдин о цефеидах, вспышках сверхновых звезд и скорости расширения Вселенной:

Что ждет Вселенную?

Если мы знаем о наличии стартовой точки, то нас должен волновать и финиш. Что же нас ждет? Вечное расширение? Или же возвращение в компактный первородный шарик? Как умрет Вселенная? Эти вопросы возродились, когда велись дискуссии об истинной модели Вселенной. В 1990-х годах научное сообщество определилось с Большим Взрывом, создав два возможных варианта конца.


Познакомьтесь с Большим Сжатием. Вселенная продолжит разрастаться до максимального объема, а затем запустит процесс саморазрушения. Это возможно, если массовая плотность превышает критическую. Если же это значение такое же или ниже, тогда в игру вступает Большое Замораживание. Пространство также продолжит расширяться, пока звезды не смогут поддерживать процесс формирования (израсходуется весь газ). Все уже существующие звезды сгорели бы и трансформировались в белых карликов, а нейтронные – в черные дыры.

Конечно, черные дыры стали бы притягиваться, порождая настоящих гигантских монстров. Средняя температура пространства достигла бы абсолютного нуля, и черные дыры испарились. Энтропия вырастет до такой степени, что запустит сценарий тепловой смерти, когда уже просто невозможно извлечь никакой организованной формы энергии.

Есть также теория фантомных энергий. Она полагает, что галактические скопления, планеты, звезды, ядра и даже материя разорвутся из-за расширения. Такой исход называют Большим разрывом.

История изучения Вселенной

Если говорить в общем, то природу вещей изучают еще с начала времен. Наиболее ранние известия о Вселенной представлены в мифах и передавались устно. По большей части все начинается с момента творения, за которое ответственен Бог или боги.

Астрономия появилась в Древнем Вавилоне. Созвездия и календари фигурируют у них еще 2000 лет до н.э. Более того, им даже удалось создать предсказания на последующую тысячу лет. Греческие и индийские ученые подходили к вопросам Вселенной с философской стороны, сосредотачиваясь не на божественном вмешательстве, а на причине и следствии. Можно вспомнить Фалеса и Анаксимандра, утверждавших, что все появилось из первозданной материи.

Эмпедокл (5-й век до н.э.) стал первым в западном мире, кто предположил, что Вселенная представлена землей, воздухом, водой и огнем. Эта система стала очень популярной среди философов, так как сильно походила на китайскую: металл, дерево, вода, огонь и земля.

Только с Демокритом приходит теория о неразделимых частицах (атомов), из которых и состоит пространство. Ее продолжил философ из Индии по имени Канада, считавший, что свет и тепло являются одним веществом, просто представленным в разных формах. Буддийский философ Дигнана еще более продвинулся, заявив, что вся материя – энергия.

Идея о конечности времени вошла в христианство, иудаизм и ислам. Они верили, что у Вселенной есть начало и конец. Космология продолжала развиваться, и греки выдвигают геоцентрическую модель, которая гласит, что в центре всего стоит Земля, вокруг которой вращаются небесные тела. Детальнее всего это описано в «Альмагесте» Птолемеем. Это станет каноном и продлится до Средневековья.

Еще до периода научной революции (16-18 века) появлялись ученые, считавшие, что в основе всего должна стоять гелиоцентрическая модель, где в центре нашей системы расположено Солнце. Среди них фигурируют Аристарх Самосский (310-230 гг. до н.э.) и Селевк (190-150 гг. до н.э.).

Хотя в индийские, персидские и арабские философы развивали идеи Птолемея, находились и революционеры. Например, Ас-Сиджизи или Ариабхата. В 16-м веке появляется Николай Коперник. Его заслуга в том, что он выдвинул концепцию гелиоцентрической модели и обосновал доказательства ее верности. Они основывались на 7 принципах:

  • Небесные тела не совершают вращение вокруг одной точки.
  • Луна вращается вокруг Земли, а все сферы совершают оборот вокруг Солнца, расположенного возле вселенского центра.
  • Дистанция Земля-Солнце – это лишь незначительная часть расстояния от Солнца к другим звездам, поэтому мы не видим параллакс.
  • Звезды пребывают в неподвижном состоянии – кажущееся движение вызвано земным осевым вращением.
  • Земля двигается по орбитальному пути, поэтому кажется, что Солнце мигрирует.
  • У Земли наблюдается больше одного движения.
  • Орбитальный земной проход создает впечатление, что другие планеты движутся в обратном направлении.

Более расширенная версия его идей появилась в 1532 году, когда дописал «О вращении небесных сфер». В рукописи фигурировали те же аргументы, но уже подкрепленные научными доводами и примерами. Но автор переживал, что его начнут преследовать со стороны церкви и работа увидела свет лишь в 1542 году после его смерти.

За его идеи взялись ученые 16-17-х веков. Особой заслуги достоин Галилео Галилей. При помощи своего нового изобретение (телескоп) он впервые взглянул на Луну, Солнце и Юпитер, которые не вписывались в геоцентрическую модель, зато соответствовали гелиоцентрической.

В начале 17-го века его записи опубликовали. Интересными были наблюдения кратерной поверхности Луны, а также детализация крупнейших спутников Юпитера и выявление солнечных пятен. Не обошел он стороною и Млечный Путь, который до этого считался туманностью. Галилей увидел, что перед ним множество плотно расположенных звезд.

В 1632 году он выступил за гелиоцентрическую модель в трактате «Диалог о двух системах мира». Его аргументы разбили верования Птолемея и Аристотеля. Дальнейшему укреплению способствовала теория Иоганна Кеплера об эллиптических орбитах планет. Дальше появляется Исаак Ньютон, создавший теорию всемирного тяготения. В трактате 1687 года он описал три закона движения:

  • При наблюдении в инерциальной системе, объект пребывает в покое или двигается с постоянной скоростью, пока на него не повлияет внешняя сила.
  • Векторная сумма внешних сил (F) равняется массе (m) объекта, умноженной на вектор ускорения (a): F = ma.
  • Когда первое тело прикладывает силу ко второму, то второе одновременно прикладывает силу, равную по величине и противоположную по направлению к первому.

Все вместе эти принципы описывали связь между объектом, воздействующими силами и движением. Это стало основой для классической механики. С их помощью Ньютон определил массы планет, выравнивание Земли на полюсах и выпуклость на экваторе, а также то, что сила тяжести между Солнцем и Луной создает приливы на Земле.

Следующий прорыв произошел в 1755 году. Иммануил Кант выдвигает идею, что Млечный Путь – огромная звездная коллекция, скрепленная общей гравитацией. Звезды вращаются, формируя сплющенный диск, а Солнечная система расположена внутри него.

В 1785 году Уильям Гершель хотел вычислить форму галактики, но он не догадался, что большая ее часть скрыта за пылью и газом. Пришлось ждать 20-го века и появления Эйнштейна с его Специальной и Общей теориями относительности. Началось с того, что он просто хотел решить законы ньютоновской механики законами электромагнетизма. В 1905 году появилась Специальная теория относительности.

Она утверждала, что скорость света одинакова для всех инерциальных систем координат. Но это вступало в противоречие с предыдущим мнением (свет, проходящий сквозь движущуюся среду, будет следовать вдоль среды, то есть, скорость света равняется сумме скорости прохода сквозь среду и скорость самой среды).

Получается, что эта теория сделала так, что среда вообще оказалась лишней. В 1907-1911х гг. Эйнштейн думал, как применить теорию к гравитационным полям. В итоге, он создал Общую теорию относительности (время относится к наблюдателю и зависит от его расположения в гравитационном поле).

Здесь же появляется принцип эквивалентности – гравитационная масса равняется инерционной массе. Он также предсказал замедление гравитационного времени, существование черных дыр и расширение Вселенной.

В 1915 году появляется радиус Шварцшильда – точка, в которой масса сферы будет так сильно сжата, что скорость ухода с поверхности приравнивается к скорости света (является результатом решения уравнение поля Эйнштейна). В 1931 году Субраманьян Чандрасекар использовал наработки Эйнштейна, чтобы понять, что если масса не вращающегося тела вырожденного электрона выше определенной отметки, то оно само рухнет.

В 1929 году Эдвин Хаббл подтвердил, что Вселенная расширяется. Для этого он замерил красное смещение, в котором галактики отходили от Млечного Пути. Кроме того, сумел продемонстрировать, что чем дальше галактика, тем быстрее скорость отдаления.

В 1931 году Жорж Леметр независимо подтвердил расширение и предположил, что Вселенная началась с маленького объекта (зарождение теории Большого Взрыва). То есть, в определенный момент вся масса была сконцентрирована в одной крошечной точке. Эта идея вызвала бурные споры в 1920-1930-х годах, так как все еще были сторонники статичной Вселенной.

Но споры разрешились в 1965 году, когда обнаружили реликтовое излучение. В это же время появляется предположение, что темная материя является недостающей массой Вселенной. Расширили понимание Вселенной наработки Стивена Хокинга и остальных физиков, подтвердивших вариант Большого Взрыва.

В 1990-х годах все силы тратились на попытку разобраться в темной энергии. Ее появление помогло объяснить, почему пространство продолжает ускоряться. Естественно, эпоха новых телескопов позволила впервые заглянуть в глубины космоса, а значит и в прошлое (определение возраста и плотности материи).

Результаты 2016 года показывают, что скорость расширения Вселенной выше, чем полагали ранее, а значит, и постоянная Хаббла увеличилась на 5-9%. Появление телескопа нового поколения Джеймс Уэбб позволит совершить дальнейшие прорывы в изучении Вселенной.

Кажется, что человечество серьезно продвинулось в исследовании мира. Но проблема в том, что мы лишь приоткрыли дверь и с удивлением смотрим на все эти чудеса, многим из которых все еще нет объяснения. Поэтому нас ожидает еще множество открытий и сюрпризов.

Космический рентгеновский фон

Астрофизик Михаил Ревнивцев о поиске источников фона, сверхмассивных черных дырах и рентгеновских обсерваториях:


Поиск первичных гравитационных волн

Физик Алексей Старобинский о перспективах открытия гравитационных волн, инфляционной теории ранней Вселенной и скалярных возмущениях:

Источник: v-kosmose.com

ВСЕЛЕННАЯ

весь мир, бесконечный во времени и в пространстве и безгранично разнообразный по тем формам, к-рые принимает материя в процессе своего развития. Исходным пунктом, принципиальной основой изучения В. является признание ее материальности, объективности, независимости от человеч. сознания. В широком смысле В. является предметом изучения всего естествознания, каждая отрасль к-рого изучает одну из сторон В. В более узком смысле наукой о В. является астрономия, изучающая пространственно-временн?е распределение материи во В., строение и развитие небесных тел и их систем. Вопрос о В. в целом составляет предмет космологии. Развитие представлений о строении В. прошло неск. этапов, к-рые характеризуются как расширением и углублением знаний о В., так и изменением содержания самого понятия «В.». В древнейшую эпоху исследование ограничивалось ближайшими окрестностями населенных местностей. Именно с этим ранним этапом связана этимология слова «В.», к-рое представляет собой церк.-слав. перевод греч. слова «?????????», т.е. населенная, обитаемая часть Земли. Следующий этап связан с установлением шарообразности Земли и отдаленности небесных светил (Пифагор, 6 в. до н.э., Аристотель, 4 в. до н.э., Эратосфен, 3 в. до н.э.). Опираясь на признание шарообразности Земли, Филолай (5 в. до н.э.) и Аристарх Самосский (3 в. до н.э) высказали предположение о движении Земли. Но эта мысль настолько противоречила традиции, что не встретила поддержки и была вскоре забыта. На долгое время утвердилась геоцентрич. система мира Птолемея (2 в. до н.э.), поддержанная авторитетом христианской церкви. Книга Коперника «Об обращении небесных сфер» (1543) произвела переворот в науке и заложила основы для науч. подхода к изучению В. Развив мысль Коперника о том, что Земля – рядовое небесное тело, Дж. Бруно пришел к выводу о бесконечности звездной В. С 17 в. началось интенсивное изучение Солнечной системы и обоснование гелиоцентрич. идей Коперника (Галилей, Кеплер, Декарт, Ньютон, Кант, Лаплас и др.). В 19 в. началось детальное исследование звездной системы Млечного пути, нашей Галактики; 20 в. ознаменовался доказательством существования др. галактик и переходом к изучению Метагалактики, т.е. известной нам совокупности галактик. Такое стремит. расширение границ астрономич. В. сопровождалось углублением знаний о ее осн. закономерностях. Если до 20 в. в основе астрономич. представлений лежали законы всемирного тяготения Ньютона и геометрия Эвклида, то совр. наука использует для своих построений общую теорию относительности (см. Относительности теория) и неэвклидову геометрию. Новый этап в исследовании В. открыла сов. наука, осуществив запуск первых искусств. спутников Земли и создание первой искусств. планеты. В. является сложным структурным единством космич. систем разных порядков. Простейшую из известных нам космич. систем составляет планета с ее спутниками. Физич. характеристики и число спутников различных планет весьма разнообразны. Напр., объем Юпитера превышает объем Земли в 1295 раз; Земля имеет один спутник – Луну, а вокруг Юпитера движутся 12 спутников. Планеты с их спутниками включаются в систему более высокого порядка, центром к-рой является звезда. Примером подобной системы служит Солнце с девятью большими планетами (Меркурий, Венера, Марс, Земля, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон) и с большим количеством астероидов, комет и метеорного вещества. Все планеты вращаются вокруг Солнца по эллиптич. орбитам, находящимся почти в одной плоскости. Диаметр Солнечной системы – 10 млрд. км. Солнце – раскаленный газовый шар – является источником энергии и определяет гравитационное поле (см. Поле физическое), в к-ром движутся планеты и др. тела Солнечной системы. Вся система движется по отношению к ближайшим звездам со скоростью 20 км/сек и вместе с ними участвует во вращении вокруг центра Галактики со скоростью ок. 230 км/сек. Солнечная система не представляет какого-то исключит. явления в природе. Данные астрономии позволяют утверждать, что имеются и др. планетные системы. Более высокими структурными единицами В. являются огромные скопления звезд, пылевых и газовых туманностей, примером чего служит наша Галактика. Рассматриваемая как единое целое, Галактика характеризуется как несколько сжатый сфероид с экваториальным диаметром порядка 26000 парсек (1 парсек = 3,26 световых лет = 3,08 x 1013 км) и периодом собств. вращения порядка 200–240 млн. лет. Относительно ближайших галактик она движется со скоростью 250 км/сек. Галактика имеет два спутника – Малое и Большое Магеллановы облака, каждое из к-рых представляет собой небольшую галактику. Число звезд, входящих в Галактику, достигает порядка 1011, осн. масса их концентрируется в плоскости Млечного пути. Галактика неоднородна. Составляющие ее образования группируются в различные взаимопроникающие подсистемы. Особенностью галактик является отсутствие центр. тела, подобного Солнцу. Гравитац. поле определяется всей совокупностью галактич. образований и поэтому движение звезд носит гораздо более сложный характер, чем движение планет вокруг Солнца. Число галактик, к-рые в наст. время доступны наблюдению, достигает 1 млрд. В изученной части пространства галактики расположены относительно равномерно, образуя иногда скопления, архипелаги галактик. Существует предположение, что все эти галактики входят в систему более высокого порядка – Метагалактику. Рассматривая всю совокупность науч. данных об известной нам части В., можно сделать неск. наиболее общих выводов о свойствах В. в целом. Достоверность этих выводов базируется на теоретич. обобщении всех достижений совр. науки. В. бесконечна в пространстве; она не имеет ни начала, ни конца ни в каком направлении. Этот материалистич. тезис неоднократно подвергался нападкам. В 19 в. для этого использовались т.н. гравитац. и фотометрич. парадоксы (см. Космологические парадоксы). С возникновением релятивистской космологии в бурж. науке распространилась ошибочная концепция конечной, но не ограниченной В., противопоставляемая представлению о бесконечности В. (см. А. Эйнштейн, Вопросы космологии и общая теория относительности, в сб. «Принцип относительности», 1935). Логичность формально математич. стороны этой концепции маскирует произвольность исходных предпосылок, вводимых в теорию в качестве т.н. «упрощающих» предположений (однородность и изотропность пространства). Умозрит. характер этой концепции показан в ряде работ сов. и зарубежных ученых (Г. М. Идлис, Космическая материя, 1957; П. Лаберенн, Происхождение миров, 1957). В. бесконечна во времени; она существовала и будет существовать вечно, не имея ни начала, ни конца во времени. Идеалисты пытались и пытаются опровергнуть это утверждение. В 19 в. опровержения шли по линии неправильного истолкования второго начала термодинамики (т.н. теории «тепловой смерти» В.). Ныне аргументация базируется на признании допплеровской природы красного смещения. Экстраполируя в прошлое наблюдаемые сейчас лучевые скорости галактик, идеалистически настроенные ученые приходят к выводу о «творении» В. и, следовательно, о существовании творч. начала. Именно поэтому эта теория стала почти офиц. точкой зрения католич. церкви. Ошибочность подобных рассуждений заключается в том, что расширение известной нам части В. произвольно распространяется на всю В. Действительно, любой объект во В., любая упорядоченная звездная система имеют свой возраст, но в приложении ко В. в целом понятие «возраста» теряет свой смысл. В. бесконечно разнообразна по формам существования и движения материи. Материя не возникает и не уничтожается, а только переходит из одной формы в другую. Поэтому совершенно произвольной и идеалистич. является теория о постоянном творении материи из «ничего» (F. Hoyle, A new model for the expanding universe, в журн. «Monthly Notices of the Royal Astron. Soc», L., 1948, v. 108; H. Bondi, Cosmology, 1952). Бесконечное разнообразие материальных форм в бесконечной В. приводит к выводу о том, что органич. жизнь, как одна из форм существования материи, не является достоянием только нашей планеты, а возникает повсюду, где складываются соответствующие условия. Таковы осн. свойства В., имеющие не только физич., но и большое философ. значение. В своих наиболее общих выводах наука о строении В. теснейшим образом связана с философией. Отсюда и ожесточенная идеологич. борьба, ведущаяся по вопросам структуры и развития В. Отрицание бесконечности В. в пространстве и времени со стороны ряда ученых вызывается не только влиянием идеалистич. духовной атмосферы, в к-рой они находятся, но и безуспешными попытками построить непротиворечивую модель бесконечной В., опирающуюся на всю совокупность известных нам наблюдательных данных. Признание в той или иной форме конечности В. есть по существу отказ от решения важнейшей научной проблемы, переход с позиций науки на позиции религии. В противоположность этому философия диалектич. материализма, доказывая бесконечность В. в пространстве и времени, стимулирует дальнейшее развитие науки, указывая принципиальные пути для развития теории. Вопрос о конечности или бесконечности В. – это вопрос не только естествознания. Само по себе накопление эмпирич. материала и его математич. обработка только в рамках той или иной отд. науки еще не могут дать исчерпывающего и логически неуязвимого ответа на поставленный вопрос. Наиболее адекватным средством для решения поставленной задачи является филос. анализ, опирающийся на достижения всего естествознания и прочную основу диалектико-материалистич. метода. На первый план здесь выдвигается диалектич. разработка понятия бесконечности, трудности оперирования к-рым ощущает не только космология, но и др. науки. Т.о., проблема общих свойств В., ее пространств.-временных характеристик вызывает большие трудности. Но все тысячелетнее развитие науки убеждает в том, что решение этой проблемы может быть только на путях признания бесконечности В. в пространстве и времени. В общем плане такое решение дано диалектическим материализмом. Однако создание рационального, непротиворечивого представления о В. в целом с учетом всех наблюдаемых процессов – дело будущего. Лит.: Энгельс Ф., Диалектика природы, М., 1955 его же, Анти-Дюринг, М., 1957; Ленин В. И., Материализм и эмпириокритицизм, Соч., 4 изд., т. 14; Блажко С. Н., Курс общей астрономии, М., 1947; ?олак И. Ф., Курс общей астрономии, 7 изд., М., 1955; Паренаго П. П., Курс звездной астрономии, 3 изд., М., 1954; Эйгенсон М. С, Большая Вселенная, М.–Л., 1936; Фесенков В. Г., Современные представления о Вселенной, М.–Л., 1949; Агекян Т. ?., Звездная Вселенная, М., 1955; Lyttlеton R. ?., The modern universe, L., [1956]; Hоуle F., Frontiers of astronomy, Melb., [1956]; Thomas O., Astronomie. Tatsachen und Probleme, 7 Aufl., Salzburg–Stuttgart, [1956]. А. Бовин. Москва.

Источник: Философская Энциклопедия. В 5-х т.

Источник: terme.ru

В библиотеке

Книги 2 383
Статьи 2 537
Новые поступления 0
Весь каталог 4 920

Алфавитный каталог
по названию произведения
по фамилии автора
 

Автор Казютинский В.В.

Название Миры культуры и миры науки: эпистемологический статус космологии
Год издания 2005
Раздел Статьи
Рейтинг 0.06 из 10.00
Zip архив скачать (47 Кб)
  Вселенная как объект космологии Поиск по произведению

Явно доминировал положительный ответ на этот вопрос . «Вселенная издана в одном экземпляре» , — сказал А . Пуанкаре , зафиксировав общепринятое понимание объекта космологии . Обычно принимали также , что научный образ Вселенной заменяет прежние философские рассуждения , которые стали излишними .

Несмотря на то , что такое понимание Вселенной как целого было парадигмальным , оно принималось без серьезных доказательств . Считалось , что на такой объект космология претендует , и до тех пор , пока не доказано обратное , эта претензия должна приниматься в полном объеме ( «презумпция экстраполируемости» ). Далее высказывались утверждения , что Вселенная единственна по определению . Д . Шама писал , например : «Мы не можем допустить существования многих миров , расширяющихся , сжимающихся , более однородных , менее однородных и т . д . …Существует только одна Вселенная… других вселенных , по определению , не может существовать» 10 . Поскольку эта «одна Вселенная» эмпирически отождествлялась с нашей Метагалактикой ( «Вселенной Фридмана» ), то она и выступала всеобъемлющим мировым целым , а цитированный тезис конкретизировался так : нет и не может быть ( по определению !) других метагалактик . До выдвижения идеи о внеметагалактических объектах и принципа множественности Вселенных в контексте космологических теорий оставались считанные годы…

Интересный анализ понятия Вселенной как целого был проведен А . Л . Зельмановым . На основе принципа бесконечного многообразия мира , его неисчерпаемости Зельманов выдвинул идею , что Метагалактика— только часть , ограниченная область Вселенной , которая является всеохватывающей и «принципиально единственной» . Она включает и множество других подобных областей , различающихся по своим свойствам 11 . Иными словами , Зельманов ясно сформулировал идею существования внеметагалактических объектов , которые он рассматривал как части единой Вселенной . Но соотношение образа «Вселенной Зельманова» с идеей мира как целого ( в философском смысле ) осталось не вполне ясным . С одной стороны , Зельманов называл Вселенной «материальный мир , рассматриваемый с астрономической точки зрения» 12 . Философские идеи и принципы экстраполировались им по тем же , в сущности , правилам или основаниям , что и фундаментальные физические теории , просто они считались в большей мере «экстраполябельными» ; ясно , что такой подход очень и очень уязвим . Эти высказывания Зель — манова могли косвенно создавать впечатление , что Вселенная как объект космологии в каком — то смысле отождествляется им с материальным миром как целым в философском смысле . Но в дальнейших дискуссиях по этому вопросу Зельманов не согласился с таким истолкованием своих взглядов . Высказывание относительно принципиальной единственности Вселенной необходимо понимать не в смысле отождествления объекта космологии с материальным миром как целым , а как формулировку определенной исследовательской программы . Она проистекает из желания «выжать» все возможное из релятивистской космологии , экстраполировать ее теоретические знания как можно дальше . Вопрос же о том , является ли Вселенная как объект космологии всеохватывающей в некотором абсолютном смысле , недостаточно разработан и требует дальнейшего обсуждения .

Автором был предложен еще один подход к пониманию объекта космологии , который в свое время выглядел несколько крамольным . Рассматривая все известные попытки доказать , что Вселенная как объект космологии может рассматриваться всеобъемлющей физической системой , т . е . всем существующим в каком — то абсолютном смысле , можно прийти к выводу , что все они представляют собой типичный случай « petitio principii » . Чисто терминологические ухищрения , подменяющие концептуальный анализ , также казались неубедительными . Необходимо , во — первых , разграничение философской идеи мира и понятия Вселенной в космологии , во — вторых , изменение постановки космологической проблемы и , в — третьих , релятивизация объекта космологии , соотнесение объема понятия Вселенная как целое с определенной ступенью познания , той или другой космологической теорией или моделью — но не в чисто лингвистическом , а в объектном смысле 13 .

Совершенно очевидно , что образ мира как целого в социокультурных , религиозных , философских контекстах формируется принципиально иными концептуальными средствами , чем понятие мира как физического объекта , целостные свойства которого изучает космология . Нет никаких оснований интерпретировать философскую идею мира как целого в смысле всеобъемлющей физической системы . Речь идет не об одном и том же объекте , лишь изучаемом разными концептуальными средствами , а о мирах принципиально разной концептуальной природы .

Традиционный подход : «объект космологии не может быть ничем иным , кроме как всеобъемлющим мировым целым в абсолютном смысле» — следует заменить прямо противоположным : «мы имеем такую — то космологическую теорию или модель . Обоснованный ответ на вопрос , соответствует ли ей что — либо в физическом мире и что именно , может быть получен лишь на основе эмпирической интерпретации данной конкретной теории ( модели ) и ее сопоставления с наблюдательными данными» . В самом деле , когда в теоретической физике разрабатывается математическая гипотеза о существовании и свойствах какого — либо объекта , ни одному серьезному исследователю и в голову не придет утверждать , что одна лишь претензия теоретика — считать данный объект существующим и обладающим предположенными свойствами — должна быть принята до ее эмпирической интерпретации и верификации .

Последнее нередко представляет собой запутанный и мучительный процесс , далеко не сразу приводящий к желаемым результатам ( поиски кварков ) или даже существенно корректирующий гипотезу ( вспомним , что Дирак думал , будто предсказанная им античастица — это протон , а на самом деле она оказалась позитроном ). Для космологии почему — то настаивали на исключении из правила , но для этого не было решительно никаких оснований . Уже в самой постановке космологической проблемы целесообразно отказаться от «глобальных претензий» и рассматривать Вселенную как целое в качестве физической системы наибольшего масштаба и порядка , существование которой вытекает из определенной космологической теории . Объектом космологии является мир , рассматриваемый в больших масштабах . Относительную и преходящую границу познаваемого в мега мире , гипотетический предел возможностей его теоретического исследования и фиксирует понятие Вселенная как целое . Этим термином могут обозначаться и наша Вселенная , Метагалактика , и физические системы за ее пределами . Иными словами , говоря о Вселенной как об объекте космологии , мы не во всех случаях имеем в виду один и тот же физический «оригинал» . Это — все существующее с точки зрения данной космологической теории или модели . То , что сегодня считается несуществующим , завтра может вступить в сферу физико — теоретического познания , оказаться существующим и будет включено в наше понимание Вселенной как целого .

Предложенная интерпретация смысла понятия Вселенной как целого находится в хорошем согласии с идеями о множественности онтологических миров , разрабатываемыми В . П . Бран — ским 14 . Она была поддержана рядом авторов . Например , Г . И . Наан , который сначала считал понятие Вселенной как объекта космологии однопорядковым с философской идеей материального мира , после обсуждения его точки зрения высказывался уже иначе : « … под Вселенной надо понимать значительно более узкое и конкретное понятие , чем философские понятия «материальный мир» и «объективная реальность»» , добавив примечание : «См . подробнее статью В . В . Казютинского в настоящем сборнике» 15 . Согласие с идеей релятивизации понятия Вселенной высказал А . М . Мостепаненко 16 .

Эта интерпретация была подтверждена и дальнейшим развитием самой космологии . В 70-80- х гг . принцип множественности вселенных был выдвинут в связи с антропным принципом 17 , развитием квантовой космологии 18 , развитием теории инфляционной Вселенной 19 , в которой наша Метагалактика — не «все существующее» , а лишь ничтожно малая часть мира . Оказалось , таким образом , что понятие Вселенной как целого действительно релятивно , а не относится к какому — то раз навсегда заданному физическому абсолюту . Расширение сферы теоретического познания в мегамире неизбежно вызывает и расширение объема понятия Вселенной как целого .

Сходную позицию занял , по существу , И . С . Шкловский . Он высказал мнение , что целесообразно «ввести особое понятие для бесконечного многообразия , включающего в себя неисчислимое множество самых различных вселенных , каждую со своим набором констант взаимодействия и фундаментальными числами . Назовем это понятие «Миром» ( может быть , лучше было бы использовать старую орфографию : «Мръ» ?). Неплохо выглядит также термин «Метавселенная» 20 . Термин «мир» в данном контексте нельзя , конечно , признать очень удачным по причинам , которые уже были изложены выше ( особенно это касается его написания по старой орфографии — которую невозможно будет отразить при переводе на английский и другие языки ). Иное дело — термин «Метавселенная» . Во — первых , он отражает уже установившуюся тенденцию : если на эмпирическом уровне языка произошел переход «Галактика» — «Метагалактика» , то на теоретическом уровне переход «Вселенная» — «Метавселенная» кажется не только логичным , но и как бы имеющим почти принудительную силу . Суть , однако , не в терминах , при всей их важности . Наиболее существенным с точки зрения эпистемологии выступает тот факт , что получены новые очевидные свидетельства относительности смысла понятия Вселенная как целое , его коррелятивности теории . Термин «Метавселенная» хорошо выражает эту идею , еще недавно «крамольную» , но сейчас ставшую достаточно очевидной .

Такая идея сохранится даже в случае , если бы не подтвердились новые космологические теории , рисующие образы других вселенных . ( Кстати , скептицизм по отношению к этим теориям среди исследователей Вселенной , более того — самих космологов , очень велик . ) Появятся новые теории , которые в соответствии с главной тенденцией современной космологии будут стремиться преодолеть пределы Метагалактики , ставшие слишком тесными для науки . Возможно , их авторы будут стремиться осуществить традиционные амбиции космологов в надежде охватить космологическими экстраполяциями черты «всеобъемлющего мирового целого» , но сейчас на это меньше шансов , чем когда бы то ни было . Конечно , не только религиозные и философские системы , но и наука , включая космологию , всегда будут стремиться строить свои «абсолюты» . По мнению автора , они будут не столько подменять друг друга , сколько взаимодействовать , приводя к новым знаниям . Философские миры и дальше будут оказывать влияние на миры космологии , хотя границы между ними задаются различием концептуальных средств их построения .

Проблема «теория и реальность» в космологии : когнитивный и социокультурный аспекты

Система знания в современной космологии очень гетеро — генна . Она представлена большим числом разнообразных теорий и моделей . Среди них особым признанием пользуются фрид — мановская теория расширяющейся Вселенной и теория инфляционной , раздувающейся Вселенной Гута — Стейнхардта — Линде . Но есть множество других теорий и моделей , поддерживаемых только их авторами , в лучшем случае — еще несколькими космологами . Как правило , эти теории и модели , выходящие за пределы современной парадигмы , подвергаются остракизму со стороны большинства космологов , либо их просто не замечают . Но поскольку эмпирический уровень знания , которым располагают космологи , пока очень ограничен , а общепринятые эталоны доказательности ( такие , как предсказание новых явлений , не вытекающих ни из какой другой теории ) пока малоэффективны , многое в этой области определяется интуицией исследователей и в конечном счете социально — психологическими факторами .

Каковы же эталоны доказательности знания , применяемые в современной космологии ? Их специфика по сравнению с принятыми в лабораторной физике правилами экспериментального подтверждения теории состоит в том , что никакой научный эксперимент космологических масштабов ни сейчас , ни в обозримом будущем мы провести не в состоянии . Если же когда — нибудь космокреатика окажется возможной ( это предполагали К . Э . Циолковский и С . Лем ), перед наукой неизбежно возникнет проблема тех же самых гуманистических ограничений , которые сейчас обсуждаются в «геоцентрических» масштабах с целью «не навредить» человеку и человечеству , не поставить под сомнение перспективу их выживания . Но ситуация еще сложнее . Даже наблюдательное обоснование теории ( согласование с известными фактами или же объяснение этих фактов ), которое является нормой доказательности знания в большинстве разделов астрономии , современная космология способна использовать далеко не во всех случаях . Если теория имеет своим объектом нашу Метагалактику— могут быть предложены наблюдательные тесты , которые связывают параметры моделей Вселенной с величинами , косвенно определяемыми из наблюдений 21 . Например , оценки средней плотности вещества , позволяющие сделать выбор между моделями монотонно расширяющейся и осциллирующей Вселенной , производят путем «размазывания» по объему наблюдаемой области Метагалактики совокупной массы галактик и их скоплений . Разные методы дают значения этой величины , различающиеся в десятки и сотни (!) раз . Это приводит , естественно , к большим затруднениям при попытках осуществить выбор моделей Метагалактики применением стандартных эпистемологических критериев .

Но теория Метагалактики находится еще в очень выигрышном положении . Так , актив фридмановской теории расширяющейся Вселенной составляют объяснение хаббловского закона красного смещения в спектрах галактик 22 , а также наиболее естественное , без гипотез ad hoc , объяснение микроволнового фонового излучения в Метагалактике ( по предложению И . С . Шкловского оно было названо «реликтовым» ). Это излучение никто целенаправленно не искал , чтобы подтвердить предсказание теории горячей Вселенной Г . А . Гамова , которая выступает составной частью фридмановской космологии . Сам Гамов считал , что реликтовое излучение невозможно будет выделить из общего фона космических излучений . А . Г . Дорошкевич и И . Д . Новиков , впервые рассчитавшие спектр реликтового излучения , показали , что вблизи t =2,7 ° К оно превосходит излучение всех других космических объектов 23 . Но они рассматривали свой расчет как тест для выбора между теориями горячей и холодной Вселенной ( к последней одно время склонялся Я . Б . Зельдович ), а не как предсказание теории Гамова . Впрочем , реликтовое излучение было открыто случайно , совершенно независимо от этого теста . ( В дальнейшем этот научный эпизод был частично «переписан» и указанный расчет изображался как сделанный именно с целью подтвердить теорию горячей Вселенной .).

Сейчас даже модель Метагалактики еще нельзя выбрать из континуума теоретически возможных , т . к . многие космологические параметры оцениваются крайне ненадежно . Но на практике каждый космолог такой выбор все же осуществляет , — нередко подгоняя скудную совокупность неоднозначных фактов под свои теоретические предпочтения . Когда оказалось , скажем , что для стандартного сценария эволюции Вселенной «не хватает» — и притом очень сильно — наблюдаемой массы космических тел и систем , было выдвинуто предположение , что более 95% массы Метагалактики находится в невидимом состоянии ( «скрытая масса» ). Были выдвинуты десятки гипотез ad hoc относительно физической природы скрытой массы , но она так и не обнаружена до сих пор . И все же о ее существовании часто говорят как о вполне доказанном научном факте . Но на самом деле мы сталкиваемся здесь с экспертной оценкой , основанной не только на теоретических аргументах , но также на интуиции и неэксплицируемых соображениях . Подобные оценки стали самым обычным делом в современной науке , играют в ней заметную эвристическую роль . Обычно они предшествуют обоснованию , исходящему из признанных эталонов доказательности знания , но все же не должны его подменять .

Таким образом , даже выбор модели Метагалактики оказывается пока не решенной проблемой . Но еще большие затруднения возникают , когда мы переходим к проблеме существования и свойств внеметагалактических объектов , т . е . других вселенных . Рост теоретических знаний в этой области космологии происходит особенно интенсивными темпами . Однако в теориях , предсказывающих существование этих объектов , считается , что они принципиально ненаблюдаемы , так как , во — первых , расположены неизмеримо далеко за пределами космологических горизонтов видимости и , во — вторых , не взаимодействуют с нашей Вселенной . По отношению к этим гипотетическим объектам стандартные критерии доказательности знания ослабляются еще более . Эмпирическая проверка космологического «авангарда» оказывается возможной лишь по отношению к базисным физическим теориям , экстраполяция которых и привела к теоретическому конструированию различных типов других вселенных . Но кроме того применимы и различные внутритеоретичес — кие критерии , значение которых возрастает . Один из них был в свое время сформулирован А . Л . Зельмановым : что касается выводов космологии , «уводящих нас за пределы известной части Вселенной и касающихся свойств Вселенной как целого , то критерием их истинности может служить их сохранение при смене основных физических теорий , лежащих в основе космологии , более общими и , следовательно , опирающимися на несравненно более широкий круг фактов» 24 . В этом контексте Зельманов подробно обосновывал , вслед за М . П . Бронштейном , идею «единой физической теории» , на построение которой направлены сейчас усилия физического сообщества . Несомненно , такой критерий может оказаться очень полезным для космологии . Но если он не будет дополняться критериями более стандартными , его доказательность будет невелика . Мы сталкиваемся , таким образом , с необходимостью эпистемологического выбора . Либо космологи найдут дополнительные идеалы и нормы доказательности знания , более соответствующие современным научным стандартам , либо сами эти стандарты изменятся и проблема доказательности в той форме , как она сложилась в современной космологии , станет образцом для науки будущего . Автор надеется , что космология будет развиваться в соответствии с первой из названных альтернатив . Если же осуществится вторая из них — зазор между обоснованностью высказываний в космологии и мифологии рискует стать очень и очень тонким .

Некоторые авторы 25 считают , что наиболее популярная сейчас исследовательская программа — инфляционная космология, в которой вводится понятие других вселенных , как объектов принципиально ненаблюдаемых с точки зрения теоретических представлений , является предвестницей полного переосмысления современного типа научной рациональности , включая взаимосвязь эмпирического и теоретического знания , проблемы верификации и фальсификации научных теорий . Стадия «эмпирической невесомости» характерная как нечто временное для многих научных теорий ( в том числе , например , для теории Фридмана ) «имеет тенденцию» к превращению в нечто постоянное и принципиальное , причем не только для космологии . Эксперимент и наблюдение утрачивают в контексте рассматриваемой точки зрения свою роль фундамента естествознания . Но на самом деле космологи , разрабатывающие теорию инфляционной Вселенной , не только не возводят отказ от обращения к эмпирическим данным в какой — то принцип ( подобно А . Эддин — гтону , который ссылался на Платона ), но и стремятся использовать буквально все , что им дать экспериментальная физика , астрофизика и внегалактическая астрономия . Причем лабораторией становится вся наблюдаемая Вселенная . Речь идет о результатах эксперимента , как бы поставленного самой природой более 10 млрд лет назад , когда могли существовать и взаимодействовать элементарные частицы с энергиями 10 10 Гэв . Таким образом космологи не превращают нужду в добродетель , то есть в новый эпистемологический принцип .

Нельзя ли , однако , в качестве одного из надежных внеэм — пирических критериев отбора космологических моделей принять антропный принцип , о котором сейчас высказывается столько противоречивых мнений ? Собственно говоря , «слабый» и «сильный» АП и были выдвинуты Б . Картером для того , чтобы «отсечь» нефридмановские космологии , оставив место только для теории расширяющейся Вселенной 26 .

Отметим , справедливости ради , что истоком антропного принципа в его современной форме была «пифагорейская мистика чисел» , возрожденная А . Эддингтоном в контексте релятивистской космологии 27 . Им было показано — на основе ряда чисто интуитивных озарений — что фундаментальные параметры микро — и мегамиров связаны соотношениями , численно равными или кратными 10 40 . Г . Дингл , возмущенный самим способом размышления Эддингтона , назвал его «сочетанием паралича разума с пьяной фантазией» 28 . Но прошло несколько десятилетий и мистика больших чисел нашла новое научное воплощение как раз в форме антропного принципа . К сожалению , его эвристические потенции оказались пока довольно скромными . Считается , что он накладывает априорные ограничения на фундаментальные физические параметры ( нечто вроде «биологического отбора» констант физики ). И все же Картер пишет : «Лично я был бы в большой степени удовлетворен теми объяснениями значений фундаментальных констант взаимодействия и других параметров , в основе которых лежит более глубокая математическая конструкция» . Лишь пока таких объяснений нет , «стоит систематически исследовать априорные ограничения , которые можно наложить на эти параметры ( пока они остаются фундаментальными ), исходя из сильного антропологического принципа» 29 . К сожалению , сейчас добавить к этому почти нечего . Но в будущем ситуация может измениться , и тогда ант — ропный принцип станет эффективным средством постнеклас — сической науки .

Итак , в некоторых проблемных ситуациях космологии выбор теории почти всецело сводится не к применению обычных эталонов доказательности , а к интуиции исследователей . Иными словами , критерием выбора в этих ситуациях является тот же феномен , значение которого подчеркнул Е . Л . Фейнберг применительно к науке вообще — феномен «научной веры» .

Эпистемологический статус космологии

Определенные сомнения по поводу статуса физической космологии не родились , следовательно , на совершенно ровном месте . Они лишь подкреплялись ее «абсолютистскими» претензиями .

В прошлом космология обычно считалась физической наукой о Вселенной как целом или физической теорией Вселенной как целого . Но если это определение и соответствовало проблемной ситуации , при которой Вселенная как целое отождествлялась с нашей Метагалактикой , то оно не совсем подходит для современного этапа космологии , оперирующего понятием множества вселенных . Приведенное определение уже давно вызывало возражения А . Л . Зельманова , развивавшего идеи о возможном существовании внеметагалактических областей мира . Любопытно , что этот известный космолог не считал область своих профессиональных исследований наукой в полном смысле слова . По его словам , космология— это не наука , а «физическое учение о Вселенной как целом , включающее в себя теорию всего охваченного астрономическими наблюдениями мира как части Вселенной» 30 . Различие между наукой и учением Зельманов видел в том , что «теория в принципе может и , следовательно , должна быть непосредственно подтверждена экспериментом или наблюдениями . Учение же может и не быть доступно непосредственной проверке , экспериментом или наблюдениями . Таким образом , понятие «учения» полагается более широким , чем понятие «теории»» 31 . Таким образом , Зельманов еще в 50-70 годы стремился зафиксировать в самом определении космологии наличие внутри этой дисциплины нетривиальных эпистемологических проблем . Идея определения космологии в качестве учения , а не науки была на короткое время поддержана Г . И . Наа — ном 32 . Но в отличие от Зельманова , согласно которому космология является физическим учением , Наан считал ее областью исследований «пограничного характера , находящейся на стыке астрономии , физики и философии» 33 .

Между определениями космологии Зельманова и Наана имеются , таким образом , довольно принципиальные различия . Важная роль философских идей и принципов в космологии очевидна . Она отмечается и Зельмановым . Но если бы метод космологии действительно представлял собой «некий синтез средств астрономии , физики и философии» , как считал Наан , эта наука выступала бы сферой исследований совершенно особого рода . Кроме того за всеми этими неточными и кое в чем не вполне корректными высказываниями скрывалась одна реальная проблема , которая уже была обозначена . Это — разделение космологических исследований как бы на две части , раньше мало кем признававшееся , но сейчас очевидное . Одна из этих областей — изучение нашей Вселенной , Метагалактики , которое по своему научному статусу хотя и обладает несомненной спецификой , но мало чем отличается от других областей естествознания . Космологи имеют дело с эмпирически заданным объектом , реальное существование которого несомненно и целостные свойства которого рано или поздно будут изучены . Другая область — исследование внеметагалактических объектов , само существование которых пока проблематично . Короче , внеметагалактическая сфера исследовательской деятельности космологов содержит пока гораздо больше спекулятивного , чем построение теории Метагалактики . Именно это проницательно подчеркнул А . Л . Зельма — нов еще в 1955 г .

Конечно , предложенный им термин «учение» для обозначения статуса теоретических знаний о внеметагалактических объектах едва ли имеет шансы на признание . Но нельзя забывать , что различные подходы к построению теоретических образов в этих объектах , при всей их умозрительности , обладают чертами научно — исследовательских программ . Они научны в том смысле , что представляют собой экстраполяцию по правилам научного метода современных физических знаний , в итоге которых конструируются гипотезы о специфических типах мегаскопических физических объектов . Но научный статус этих программ по указанным выше причинам все же явно отличается от статуса исследования Метагалактики . И все же космология — это единая сфера научного поиска . Все экстраполяции , направленные на конструирование внеметагалактических объектов , имеют своим исходным моментом нашу Метагалактику и стремятся представить ее частью некоторой целостности большего масштаба и порядка структурной иерархии . Отсюда вытекает в качестве одного из возможных следующее определение космологии : космология — физическая наука о крупномасштабных свойствах мира , включающая теорию нашей Вселенной ( Метагалактики ) и совокупность исследовательских программ поиска внеметагалактических объектов , других вселенных . Эта наука представляет собой , таким образом , некий «гибрид» , включающий исследования разного эпистемологического статуса .

При таком понимании космология утрачивает ореол дисциплины какого — то «совершенно особого рода» , на чем настаивали многие авторы , основываясь иногда на диаметрально противоположных по смыслу аргументах . Напротив , вполне сохраняя свою субъект — объектную специфику , она сближается с другими науками о природе . Большинство из них , как известно , исследуют объекты , каждый из которых представлен множеством однотипных экземпляров или образцов . Космология , считавшаяся долгое время дисциплиной , имеющей дело с «принципиально единственным» объектом , сейчас лишается своей исключительности .

  1. См .: ФейнбергЕ . Л . Две культуры . Интуиция и логика в искусстве и науке . М ., 1992.
  2. См .: Баженов Л . Б . Обладает ли наука особым эпистемологическим статусом ? // Ценностные аспекты развития науки . М ., 1990. С . 67-81; Мамчур Е . А . Гуманистическая критика науки : аргументы за и против // Там же . С . 81-94.
  3. См .: Weidemann V. Cosmology: Science or Speculation? // XVI World Congress of Philosophy, Section papers. Dusseldorf , 1978. P . 683.
  4. См .: Яки C. Бог и космологи . Долгопрудный , 1993.
  5. Кант И . Критика чистого разума // Кант И . Соч .: В 6 т . Т . 3. М ., 1964.
  6. Хайдеггер М . Время картины мира // Новая технократическая волна на Западе . М ., 1986. С . 93-118.
  7. См .: Степин В . С . Становление научной теории . Минск , 1976.
  8. BondiH. Cosmology. Cambridge , 1952.
  9. MunitzM. Space, Time and Creation . N . Y ., 1965.
  10. ШамаД . Современная космология . М ., 1973. С . 139.
  11. См .: ЗельмановА . Л . Метагалактика и Вселенная // Наука и человечество . М ., 1962; Он же . Многообразие материального мира и проблема бесконечности Вселенной // Бесконечность и Вселенная . М ., 1969. С . 274-324.
  12. Зельманов А . Л . Многообразие материального мира и проблема бесконечности Вселенной . , С . 277.
  13. См .: Казютинский В . В . Понятие «Вселенная» // Бесконечность и Вселенная . С . 116-126; Он же . Идея Вселенной // Философия и мировоззренческие проблемы современной науки . М ., 1981. С . 49-96.
  14. См .: Бранский В . П . Проблема синтеза релятивистских и квантовых принципов . Л ., 1973.
  15. Наан Г . И . Понятие бесконечности в математике и космологии // Бесконечность и Вселенная . С . 63; эта же точка зрения излагается в статьях Г . И . Наана ( «Вселенная» , «Космология» и др .), помещенных в БСЭ .
  16. Мостепаненко А .М. Проблема многообразия миров в современной космологии // Астрономия , методология , мировоззрение . М ., 1979. С . 214-223.
  17. Картер Б . Совпадение больших чисел и антропологический принцип в космологии // Космология : теории и наблюдения . М ., 1978. С . 369-379.
  18. DaviesP.S.W., Brown J. (eds.) The Ghost in the Atom. Cambridge , 1989.
  19. ЛиндеАА . Физика элементарных частиц и инфляционная космология . М ., 1990.
  20. Шкловский И . С . Проблемы современной астрофизики . М ., 1988. С . 249.
  21. См .: Космология : теории и наблюдения . М ., 1972.
  22. Именно объяснение , а не предсказание — вопреки общепринятому мнению . АА . Фридман сделал следующее «упрощающее предположение относительно тяготеющих масс» во Вселенной : « … относительные скорости тяготеющих масс считаются равными нулю , тяготеющие массы считаются неподвижными» , т . е . о разбегании космических объектов у него не было речи ( Фридман А . А . Мир как пространство и время // Фридман А . А . Избр . труды . М ., 1966. С . 316).
  23. C м .: Дорошкевич А . Г ., Новиков И . Д . Средняя плотность излучения в Метагалактике и некоторые вопросы релятивистской космологии // Доклады АН СССР . Т . 154. Вып . 4. С . 119-121.
  24. Зельманов А . Л . Многообразие материального мира и проблема бесконечности Вселенной . С . 277.
  25. Павленко А . Н . Европейская космология : основания эпистемологического поворота . М ., 1997.
  26. Картер Б . Совпадение больших чисел и антропологический принцип в космологии . С . 369-379.
  27. Eddington A.S. The Fundamental Theory. Cambridge , 1946.
  28. DingleH. Modern Aristotelianism // Nature. 1937. Vol . 109. ? 3523. P . 786.
  29. Картер Б . Указ . соч . С . 379.
  30. Зельманов А . Л . Многообразие материального мира и проблема бесконечности Вселенной . С . 277.
  31. Там же .
  32. Наан Г . И . Общие вопросы космологии // Тр . VI Всесоюз . совещ . по вопр . космогонии . М ., 1957. С . 245.
  33. Там же .

наверх страницынаверх страницы на верх страницы

Источник: sbiblio.com


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.