PhieXperts.ru
Деятели философии
Научная картина мираДругое / Основной вопрос философии / Научная картина мираСтраница 2
В основе современных научных представлений о строении мира лежит идея ее сложной системной организации. Наличие общих признаков организации позволяет объединить различные объекты в классы разнообразных систем.
Эти классы часто называют уровнями организации материи или видами материи. Все виды материи связаны между собой генетически, т.е. каждый из них развивается из другого. Удивительное свидетельство единства всех структурных уровней организации мира дает современная физика основных типов взаимодействия. Так оказывается, что реальное единство слабого и сильного взаимодействия может проявляться при таких энергиях, которые не существуют в современном мире и могли реализоваться только в первые секунды эволюции Метагалактики после Большого Взрыва. С другой стороны, мы обнаруживаем, что макроскопические свойства наблюдаемого нами мира (наличие галактик, звезд, планетных систем, жизни на Земле) обусловлены небольшим количеством констант, характеризующих различные свойства элементарных частиц и основные типы фундаментальных закономерностей. Например, если бы масса электрона была в три-четыре раза больше ее значения, то время существования нейтрального атома водорода исчислялось бы несколькими днями. А это привело бы к тому, что галактика и звезды состояли преимущественно из нейтронов и многообразия атомов и молекул в их современном виде просто не существовало бы. Современная структура Вселенной очень жестко обусловлена также величиной, выражающей разницу в массах нейтрона и протона. Разность эта очень мала и составляет всего одну тысячную от массы протона. Однако, если бы она была в три раза больше, то во Вселенной не мог бы проходить нуклонный синтез и в ней не было бы сложных элементов, а жизнь вряд ли могла возникнуть.Это обстоятельство позволило современной науке сформулировать так называемый антропный принцип, который становится достаточно надежным принципом объяснения мира и создания современной картины мира, способной соединить объективность видения с ценностными оценками.
Это вплотную подводит к идее эволюции Вселенной. В полной мере эта идея была осознана в середине XX в. Надо отметить, что она чужда самому духу ньютоновской физики, которая по своему логическому строю скорее физика бытия, чем физика становления.
На нынешнем этапе развития физической космологии на передний план выдвигается задача воссоздания сценария образования крупномасштабной структуры Вселенной, от самого начала и вплоть до наших дней. Иными словами, она должна включать в себя не только картину возникновения и эволюции галактик, но и звезд, планет и органической жизни.
Каковы же хронологические рамки полной космогонической теории? Космологи обычно делят эволюцию космической материи от момента «Большого Взрыва» по настоящее время на четыре периода, условно именуемые «планковским», «квантовым», «адронным» и «обычным». Каждый из этих периодов охватывает определенные, физически значимые фрагменты космологической шкалы времени, разнящиеся на целых двадцать порядков: 1) от нуля (время, соответствующее моменту «Большого Взрыва») до 10-43 сек занимает «планковский» период; 2) от 10-43 до 10-23 сек — «квантовый»; 3) 10-23 до 10-3 сек — «адронный»; 4) от 10-3 до 1017 сек — «обычный». Последний хронологический рубеж отделяет настоящее от будущего.
На 10-43 сек жизни Вселенной ее плотность была равна 1094 г/см3, а ее радиус составлял порядка 10-33 см. Следующая узловая точка в траектории эволюции космической материи обозначена цифрой 10-36 сек. Пространственно-временная дистанция между этими двумя математическими величинами наполнена микрофизическими событиями поистине вселенского значения. Плотность вещества в этот промежуток времени падает, тогда как плотность вакуума остается неизменной.[1] Это привело к резкому изменению физической ситуации уже спустя 10-35 сек после «Большого Взрыва». Плотность вакуума сначала сравнивается, а затем, через несколько мгновений космического времени, становится больше плотности вещества. Тогда дает о себе знать гравитационный эффект вакуума — его силы отталкивания берут верх над силами тяготения обычной материи. Вселенная начинает расширяться в чрезвычайно быстром темпе и в течение всего лишь 10-32 доли секунды достигает огромных размеров, превышающих на много порядков размеры ныне наблюдаемой части Вселенной. Однако этот космологический процесс ограничен во времени и пространстве. Вселенная, подобно любому расширяющемуся газу, сначала быстро остывает и уже в районе 10-33 сек после «Большого Взрыва» сильно переохлаждается. В результате этого космического похолодания Вселенная от одной фазы эволюции переходит в другую. Если быть более точным, речь идет о фазовом переходе первого рода — скачкообразном изменении внутренней структуры космической материи и всех связанных с ней характеристик и свойств.
На завершающей стадии этого космического фазового перехода весь энергетический запас вакуума превращается в тепловую энергию обычной материи, а в итоге вселенская плазма вновь подогревается до первоначальной температуры. На этом этапе эволюции Вселенной космическая материя, состоящая преимущественно из квантов излучения, движется в нормальном замедленном темпе. Самым необычным в космической картине эволюции молодой Вселенной оказывается принципиальная возможность резкой смены одних ее состояний другими, сопровождающаяся глубокими качественными изменениями в физической структуре космической материи. Взглянув сквозь призму новых физических представлений в далекое прошлое Вселенной, ученые обнаружили, что космическая материя могла находиться в качественно различных фазах, при которых ее свойства существенно разнились. Например, одна и та же частица могла иметь массу в одной фазе и быть безмассовой в другой.
Смотрите также