Физическая космология


Физическая космология
Космология
WMAP 2003.png
Изучаемые объекты и процессы
Наблюдаемые процессы
Теоретические изыскания

Физи́ческая космоло́гия — раздел астрономии, который исследует физическое происхождение Вселенной и её природу в наибольших масштабах.

Ранний этап развития

На раннем этапе своего развития физическая космология была тем, что сейчас известно как исследование небосклона и небесная механика. Греческие философы Аристарх Самосский, Аристотель и Птолемей предложили разные космологические теории. В частности геоцентрическая система Птолемея, которая изначально была построена на космологические модели Аристотеля, а впоследствии приобрела самостоятельное значение, долгое время использовалась для расчёта и объяснения видимых движений светил на небосклоне. Впоследствии, Николай Коперник предложил простейшую для расчётов и мысленного воспроизведения гелиоцентрическую модель солнечной системы, которая в то время отождествлялась с моделью Вселенной. Иоганн Кеплер, опираясь на наблюдения Тихо Браге, осуществил качественное математическое описание этой модели. Наряду с этим Галилео Галилей улучшил её правильность на основе собственных наблюдений и научных методов исследований, которые сам тогда впервые сформулировал. Работы Галилея начали противостояние стремительно растущей физической космологии, с религиозной космологией, расширенной за счёт космологических взглядов Аристотеля о движении светил на небосклоне. Следствием такого противостояния стал пересмотр сторонниками религиозной космологии некоторых её категорических утверждений и выводов, сделанных на основе учений Аристотеля, в то время как физическая космология нашла своё продолжение в трудах Исаака Ньютона, который завершил создание этой модели формулировкой законов механики и выводом закона тяготения. После открытия звёзд и отождествления их с Солнцем, а также после открытия нашей Галактики и большого количества других галактик в самых отдалённых участках пространства, доступных наблюдению, модель Солнечной системы потеряла значение модели Вселенной. Создание новой модели Вселенной было начато из гипотезы о распространённости законов механики и всех других законов природы, открытых в Солнечной системе, на все участки пространства и тела в нём. Базой для такой гипотезы послужили выводы теории Ньютона о распространённости законов механики на все тела Солнечной системы. Распространённость законов механики и некоторые другие законы природы (в частности законов квантовой механики, которую можно считать основой химии, законов термодинамики, электромагнетизма и т. п.) на удалённые объекты космоса с развитием наблюдательную астрономии неоднократно проверялась и подтверждалась в явной и неявной формах в работах многочисленных астрономов.

Современные представления

Ощутимый толчок в направлении развития физическая космология испытала после создания специальной и общей теорий относительности Альбертом Эйнштейном. В специальной теории относительности нашли своё математическое отражение революционные на то время изменения во взглядах на пространство и время, которые естественно возникли во время попыток объяснить независимость скорости света от движения наблюдателя относительно источника, установленную в экспериментах Хука и Физо и, более точно, в эксперименте Майкельсона. Согласно этим взглядам, пространство и время не являются абсолютными и независимыми друг от друга, а зависят от движения наблюдателей.

Следующим важным этапом для развития физической космологии стала гипотеза Эйнштейна о связи геометрических характеристик пространства-времени и энергетических характеристик материи — энергии и импульса. Эта гипотеза явно или неявно лежит в основе всех созданных на данный момент теорий гравитационного поля, среди которых пальму первенства и ведущее место по применению занимает общая теория относительности Эйнштейна, построенная на основе Римановой геометрии четырёхмерного пространства-времени (4-пространство сигнатуры Минковского о выпуклом теле). Советский ученый Александр Фридман нашёл развязки уравнений общей теории относительности Эйнштейна для однородного и изотропного распределения вещества во Вселенной, что соответствует реальному распределения вещества в самых доступных для наблюдения масштабах, и показал, что Вселенная не является стационарной — средняя плотность меняется со временем.

Эдвин Хаббл подтвердил такую нестационарность, установив связь между смещением спектров далёких галактик как следствие эффекта Доплера с расстояния до них (смотри статью Расширение Вселенной). Впоследствии рядом учёных, среди которых и физиком из США — выходцем из СССР Георгием Гамовым, — был предложен сценарий горячей Вселенной — феноменологический описание его развития, который был впоследствии подтверждён открытием остаточного равновесного излучения, что осталось от его горячей эпохи. Наличие такого излучения была ранее предусмотрена Гамовым.

После создания инфляционной модели Аланом Гутом стало возможным объяснить механизм Большого взрыва и некоторые характеристики Вселенной, среди которых — зависимость усреднённой по всему пространству амплитуды неоднородностей плотности от их масштаба.

Кульминацией развития физической космологии стало открытие неоднородного распределения температуры остаточного излучения по угловым координатам в спутниковом эксперименте COBE и, более точно, в эксперименте WMAP. Наличие таких неоднородностей предусматривалась созданной теорией. На сегодняшний момент космология достаточно успешно объясняет развитие Вселенной с момента Большого взрыва до настоящего времени, количественно описывая все его характеристики, и является наукой, которая стремительно развивается.

Ссылки



Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Физическая космология" в других словарях:

  • Космология — Изучаемые объекты и процессы …   Википедия

  • Космология Джордано Бруно — Космология Джордано Бруно  один из ключевых компонентов учения выдающегося итальянского философа эпохи Возрождения Джордано Бруно (наст. имя: Филиппо, прозвище  Ноланец; 1548, Нола близ Неаполя  17 февраля 1600, Рим)[K 1].… …   Википедия

  • КОСМОЛОГИЯ — (от греч. kosmos мир, Вселенная и logos слово, учение), учение о Вселенной как едином целом и о всей охваченной астр. наблюдениями области Вселенной (Метагалактике) как части целого; раздел астрономии. Выводы К. основываются на законах физики и… …   Физическая энциклопедия

  • Физическая кинетика — (др. греч. κίνησις  движение)  микроскопическая теория процессов в неравновесных средах. В кинетике методами квантовой или классической статистической физики изучают процессы переноса энергии, импульса, заряда и вещества в различных… …   Википедия

  • Физическая химия — «Введение в истинную физическую химию». Рукопись М. В. Ломоносова. 1752 Физическая химия  раздел химии …   Википедия

  • Космология — (от Космос и ...Логия         учение о Вселенной (См. Вселенная) как едином целом и о всей охваченной астрономическими наблюдениями области Вселенной как части целого; раздел астрономии. Выводы К. (модели Вселенной) основываются на законах физики …   Большая советская энциклопедия

  • КОСМОЛОГИЯ — наука, изучающая Вселенную как единое целое, ее строение и эволюцию. Термин «космология» образован из греческих kosmos мир, гармония и logos учение, слово. Теоретическим базисом космологии является физическая теория, а ее экспериментальные методы …   Философия науки: Словарь основных терминов

  • ФИЗИЧЕСКАЯ РЕАЛЬНОСТЬ — категория философии и науки, имеющая три основных значения: 1) мир объектов, процессов, явлений, изучаемых физикой (в отличие от химической реальности, биологической реальности, социальной реальности, математической реальности и др. партикулярных …   Философия науки: Словарь основных терминов

  • Кинетика физическая — Физическая кинетика (др. греч. κίνησις  движение)  микроскопическая теория процессов в неравновесных средах. В кинетике методами квантовой или классической статистической физики изучают процессы переноса энергии, импульса, заряда и вещества в… …   Википедия

  • КОСМОГРАФИЯ, или КОСМОЛОГИЯ, БИБЛЕЙСКАЯ — физическая картина мира, известная свящ. писателям и отраженная в книгах Библии. Сама по себе К. не входит в область *Откровения, а принадлежит сфере науки. Поэтому библ. писатели пользовались современными им космологич. представлениями. К.… …   Библиологический словарь

Книги

Другие книги по запросу «Физическая космология» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.