Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Усеагульная тэорыя адноснасці і станаўленне сучаснай касмалогіі

Читайте также:
  1. Тэорыя Вялікага Выбуху як Стандартная мадэль сучаснай касмалогіі

Усеагульнай тэорыі адноснасці належыць адмысловая роля ў кантэксце ўзнікненя і развіцця сучаснай навуковай касмалогіі. Згодна з агульнапрынятым меркаваннем сучаснае фізічнае вучэнне пра космас паўстала і развіваецца менавіта на яе аснове [40, c.168]. Пры гэтым трэба мець, аднак, на ўвазе, што касмалагічныя экстрапаляцыі не вынікаюць з рэлятывісцкай фізікі (як і з усякай іншай) аўтаматычна, без дадатковых дапушчэнняў [70, c.117-118]. У якасці такіх дапушчэнняў у дадзеным выпадку найперш фігуруюць пастулаты пра аднароднасць (аднолькавасць фізічных умоў у кожным пункце касмічнай прасторы) і ізатропнасць (раўнапраўнасць ўсіх кірункаў пры здзяйсненні фізічных вымярэнняў) Сусвету [Handl, c.169].

Першая касмалагічная мадэль, што грунтуецца на ўсеагульнай тэорыі адноснасці, была разлічаная А.Эйнштэйнам у 1917 г. (Варта адзначыць, што шмат хто з тэарэтыкаў навуказнаўства і гісторыкаў навукі лічыць дадзеную падзею пачаткам сучаснай навуковай касмалогіі [40, c.168].) У выніку сваіх разлікаў Эйнштэйн атрымаў нестацыянарную мадэль універсуму (мадэль, у рамках якой адлегласці паміж галактыкамі павінны змяняцца з цягам часу). Навуковец лічыў, аднак, больш імаверным, што космас з’яўляецца статычным, бо адпаведная мадэль мае больш просты характар. Эйнштэйн увогуле надаваў прынцыпу прастаты тэарэтычнага апісання фізічнай рэчаіснасці найгрунтоўнейшае значэнне, так што гэты прынцып выконваў у яго навуковай творчасці крытэрыяльныя функцыі пры выбары на карысць таго ці іншага варыянту такога апісання. Таму ён увёў ва ўраўненні ўсеагульнай тэорыі адноснасці спецыяльную велічыню – касмалагічную канстанту, якая дазваляла атрымаць статычную мадэль Сусвету[1] [18, c.78].

Іншыя тэарэтыкі, аднак, зрабілі выбар на карысць нестацыянарнага рашэння. Першым, хто прапанаваў такое рашэнне, быў галандскі астраном В.дэ Сітэр (1872-1908). Распрацаваная ім у 1917 г. дынамічная мадэль Сусвету фігуравала на той час як канкурэнтка эйнштэйнаўскай мадэлі [70, c.118]. Аднак найбольш сістэматычную і ўплывовую з пункту гледжання далейшага развіцця касмалогіі форму нестацыянарнае рашэнне ўраўненняў усеагульнай тэорыі адноснасці ў касмалагічным кантэксце атрымала ў савецкага матэматыка А.А.Фрыдмана (1888-1925) і бельгійскага фізіка і тэолага Ж.Леметра (1894-1966). Пры гэтым А.А.Фрыдман паказаў, што згаданае рашэнне мае варыятыўны характар[2]. У выніку выявілася, што пры ўмове гамагеннасці і ізатропнасці космасу яго дынаміка можа быць прадстаўленая ў трох мадэлях. Дзве з іх з’яўляюцца адкрытымі, г. зн. у іх рамках адлегласці паміж галактыкамі мусяць няспынна павялічвацца (яны адрозніваюцца паміж сабой асаблівасцямі крывізны прасторы-часу). Трэцяя мадэль мае закрыты характар: пасля дасягнення пэўнай максімальнай велічыні згаданых адлегласцяў разыходжанне галактык павінна змяніцца супрацьлегла скіраваным працэсам – іх набліжэннем адна да адной [34, т.2, c.868-869]. Выбар на карысць той ці іншай з гэтых мадэляў павінен вызначацца шчыльнасцю масы-энергіі ў космасе. Калі яна мае значэнне, якое не перавышае пэўную крытычную велічыню[3], перавага мусіць быць аддадзеная адкрытаму ўніверсуму, у адваротным выпадку – закрытаму.



Тэарэтычныя даследаванні А.Фрыдмана былі здзейсненыя ў 1922-24 гг. Яны мелі менавіта тэарэтычна-матэматычны характар. А вось заслуга спалучэння тэарэтычных вынікаў, дасягнутых рэлятывісцкай фізікай, з эмпірычнымі набыткамі астраноміі, належыць Ж.Леметру. У 1927 г. ён прапанаваў адпаведную касмалагічную мадэль, заўважаную навуковай супольнасцю, аднак, толькі ў 1931 г., у першую чаргу дзякуючы таму, што яе падтрымаў настаўнік навукоўца, вядомы англійскі фізік і астраном А.Эдзінгтан (1882-1944) [77, c.247-248].

Неабходна падкрэсліць, што ў рамках прапанаванай А.А.Фрыдманам і Ж.Леметрам нестацыянарнай версіі рэлятывісцкай касмалогіі ў стане пашырэння (і магчымага сціскання) знаходзіцца сама прастора. У сувязі з гэтым неабходна адзначыць, што ў адпаведных тэарэтычных праектах акцэнтуецца не толькі яе грунтоўнае адзінства з часам, але і іх унутраныя адрозненні. Адсюль вынікае важная даследчая задача – выявіць уласцівасці прасторы і выявіць іх у залежнасці ад часу [26, c.113]. У працэсе рашэння згаданай задачы паўстала надзвычай сур’ёзная праблема, праблема пачатку згаданага працэсу. У матэматычным плане адпаведныя разлікі прыводзяць да моманту часу, роўнаму нулю, калі ўся матэрыя мусіць быць сканцэнтраваная ў адным пункце (і, адпаведна, крывізна прасторы-часу робіцца бясконцай). У тэарэтычным арсенале сучаснай фізікі няма такіх сродкаў, пры дапамозе якіх можна адэкватна апісаць такую сітуацыю (для яе абазначэння ў навуцы прыняты тэрмін “сінгулярнасць”).

Загрузка...

Той момант, што ўсеагульная тэорыя адноснасці дапускае існаванне пачатковай сінгулярнасці, сведчыць, на думку большасці даследчыкаў, пра абмежаваны характар сферы яе магчымага ўжывання. (З пункту гледжання некаторых аўтараў згаданая абмежаванасць з’яўляецца, цалкам натуральнай і заканамернай: у выпадку прыватнанавуковай тэорыі сітуацыя ў прынцыпе не можа быць іншай [34, т.2, c.869].) У адпаведнасці з такой інтэрпрэтацыяй сінгулярнасці не з’яўляюцца рэальнымі прыроднымі феноменамі, яны толькі выяўляюць “занадта далёкую экстрапаляцыю рэлятывісцкай прасторы-часу” [40, c.171].

Разам з тым існуе і іншы погляд на дадзеную сітуацыю. Згодна з ім “першапачатковая сінгулярнасць павінна разглядацца не як індыкатар няведання, а як крыніца касмалагічнай інфармацыі” [40, c.171]. Акрамя таго, як паказалі С.Хокінг і Р.Пенроўз, пры пэўных – досыць рэалістычных – умовах дэгенерацыя прасторы часу (якую ўяўляюць сабой сінгулярнасці) у некаторых яе пунктах з неабходнасцю вынікае з ураўненняў усеагульнай тэорыі адноснасці [40, c.170]. Той момант, што чорныя дзіркі разглядаюцца сёння астрафізікамі і астраномамі як рэальныя касмічныя аб’екты, з’яўляецца важкім аргументам на карысць такога – рэалістычнага – падыходу да рашэння дадзенай праблемы.

Неабходна адзначыць, што вынікі астранамічных назіранняў, якія былі ў той час не менш інтэнсіўнымі, чым намаганні тэарэтыкаў, сведчылі хутчэй на карысць дынамічнай, чым стацыянарнай, версіі рэлятывісцкай касмалогіі. Гэта прызнаў і сам А.Эйнштэйн, які, бліжэй пазнаёміўшыся з імі, назваў увядзенне касмалагічнай канстанты ў распрацаваную ім мадэль Сусвету найвялікшай навуковай памылкай у сваім жыцці. Сапраўды, адкрытае ў 1929 г. амерыканскім астраномам Э.Хаблам[4] чырвонае зрушэнне ў спектрах выпраменьвання, што ідзе з іншых галактык[5], выглядае досыць пераканаўчым аргументам на карысць фрыдманаўскага падыходу. Справа ў тым, што найбольш натуральным чынам згаданы феномен тлумачыцца як выяўленне эфекта Доплера-Фізо, г. зн. як сведчанне аддалення іншых касмічных сістэм ад Млечнага Шляху [46, т.2, c.867]. (Праўда, не ўсе сябры навуковай супольнасці прымаюць такое тлумачэнне. Канкурэнтназдольная альтэрнатыва яму пакуль, аднак, не выпрацаваная [77, c.251].)

Пры гэтым трэба мець на ўвазе, што чырвонае зрушэнне назіраецца ў спектрах абсалютнай большасці галактык на ўсіх кірунках. Таму можна весці гаворку пра іх узаемнае разыходжанне, г. зн. пра пашырэнне ўніверсуму. У дадзенай сувязі не варта забывацца таксама на адзначаны вышэй досыць экзатычны характар узаемнага аддалення касмічных сістэм (а таму і звязанага з імі выяўлення эфекту Доплера-Фізо) у іх рэлятывісцкай інтэрпрэтацыі. Сапраўды, яно мусіць выклікацца рухам не саміх галактык, а іх носьбіту – прасторы.

Той факт, аднак, што адкрыццё Э.Хабла вельмі добра стасуецца з касмалагічным праектам А.Фрыдмана, азначае разам з тым яго ніяк не горшую спалучальнасць з усеагульнай тэорыяй адноснасці. Далейшыя касмалагічныя пошукі і даследаванні разгортваліся найперш на яе аснове. Шмат хто з астрафізікаў і касмолагаў аддае ёй адназначную перавагу і ў сучасных умовах. Так, французскі навуковец Т.Даму перакананы, што сукупнасць дасягнутых на сённяшні дзень эмпірычных вынікаў у галіне касмалогіі “нельга зразумець і растлумачыць інакш, чым ў рамках гэтай тэорыі” [77, c.215]. Разам з тым у ХХ ст. мелі месца спробы мадыфікаваць яе ў касмалагічным кантэксце і нават знайсці альтэрнатыву рэлятывісцкай фізіцы як аснове касмалагічных даследаванняў (напрыклад, праз новы зварот да н’ютанаўскай тэорыі гравітацыі [70, c.120]). Грунтуючыся на гэтых фактах, Д.Параш’я канстатуе, што “сувязі паміж касмалогіяй і ўсеагульнай тэорыяй адноснасці, надзвычай моцныя ў 1917 г., з цягам часу ва ўсё большай ступені слабелі” [70, c.119], хоць весці гаворку пра поўны іх разрыў было б неправамерным перабольшаннем [70, c.120].

Такім чынам, паводле агульнапрынятага меркавання тэарэтычны падмурак, на якім паўстала сучасная касмалогія, утварае рэлятывісцкая фізіка (усеагульная тэорыя адноснасці). Адпаведныя тэарэтычныя і эмпірычныя даследаванні прывялі да перамогі нестацыянарнай мадэлі ўніверсуму ці, дакладней, мадэляў, бо сучасны стан ведаў не дазваляе зрабіць адназначны выбар паміж рознымі тэарэтычнымі сцэнарыямі разгортвання касмічных падзей. Хоць развіццё сучаснай касмалогіі адбываецца найперш на грунце ўсеагульнай тэорыі адноснасці, тым не менш некаторыя даследчыкі спрабавалі мадыфікаваць яе ў касмалагічным кантэксце і нават распрацаваць альтэрнатыўную ёй тэарэтычную аснову для касмалагічных даследаванняў.

ПЫТАННІ І ЗАДАННІ

1. Якія высновы можна зрабіць, на Вашу думку, з гісторыі касмалагічных пошукаў А.Эйнштэйна?

2. На думку шмат каго з даследчыкаў, да істотных пераваг рэлятывісцкай тэорыі гравітацыі перад яе папярэдніцай належыць той момант, што пагрунтаваныя на ўсеагульнай тэорыі адноснасці “эвалюцыйныя мадэлі космасу ствараюць аснову для вырашэння н’ютанаўскага гравітацыйнага парадокса (і парадокса Ольберса)” [34, т.2, c.869]. Растлумачце, чаму рэлятывісцкія дынамічныя касмалагічныя праекты адкрываюць такія магчымасці.

3. У філасофскай літаратуры выказваецца меркаванне, згодна з якім рэлятывісцкае мысленне выступае як аднаўленне лейбніцыянскай манадалагічнай традыцыі [70, .120]. Прааналізуйце дадзенае меркаванне ў касмалагічным кантэксце.

4. У “Парсіфалі” Р.Вагнера ёсць эпізод, дзе ствараецца вобраз часу, які спараджае прастору [77, c.213]. Падумайце, з якім аспектам рэлятывісцкай касмалогіі дадзены вобраз арганічна стасуецца.

5. Якія высновы ў кантэксце метатэарэтычнага апісання суадносінаў тэарэтычнага і эмпірычнага ўзроўняў навуковага пазнання дазваляе зрабіць гісторыя станаўлення рэлятывісцкай касмалогіі?

 


Дата добавления: 2015-07-08; просмотров: 175 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Що не може бути змінено при оренді підприємства?| Тэорыя Вялікага Выбуху як Стандартная мадэль сучаснай касмалогіі

mybiblioteka.su - 2015-2017 год. (0.093 сек.)