99, 100. Спец. теория отн-сти. В конце XIX - начале XX в. считалось, что науч. картина мира практически построена, и если и предстоит какая-либо работа исслед-телям, то это уточн-е нек-ых деталей. Но вдруг последовал целый ряд открытий, которые никак в нее не вписывались. Например, англ. физик Э. Рсзерфорд (1871-1937) эксперим-но устанав-ет, что атомы имеют ядро, в к-ом сосредоточена вся их масса В 1924 г. фран. физик Луи де Бройль(1892-1987) выдвинул идею о двойственной, корпускулярно-волновой природе не только электромагнитного излуч-я, но и других микроч-ц. Но поистине революционный переворот в физич. картине мира совершил великий физик-теоретик А. Эйнштейн (1879-1955), создавший спец.(1905) и общую (1916) теорию отн-сти. В мех-ке Ньютона сущ-ют 2 абс-ные вел-ны – простр-во и время. Простр-во неизменно и не связано с материей. Время - абсолютно и никак не связано ни с простр-вом, ни с материей, Э. отвергает эти полож-я, считая, что простр-во и время органически связаны с материей и между собой. Тем самым задачей теории отн-сти стан-ся опред-е законов 4-хмерного простр-ва, где 4-ая коорд-та -время. Э., приступая к разраб-ке своей теории, принял в кач-ве исходных два полож-я; ск-сть света в вакууме неизменна и одинакова во всех с-мах, движущихся прямолинейно и равномерно друг отн-но друга, и для всех инерциальных с-м все законы природы одинаковы, а понятие абс-ной ск-ти теряет знач-е, так как нет возмож-сти ее обнаружить. Говоря об открытии спец. теории отн-сти, нельзя не вспомнить нидерландс. физика А. Лоренца {1853-1928), к-ый в 1892 г. вывел урав-е (получившее назв-е «преобраз-я Лоренца»), дающее возмож-сть устан-ть, что при переходе от одной инерциальной с-мы к другой м. изменяться знач-я вр-ни и размеры движущеюся тела в направл-и ск-ти движ-я. А крупнейший франц. мат-к и физик Анри Пуанкаре (1854-1912), к-ый и ввел назв-е «преобраз-е Лоренца», первым начал польз-ться термином «принцип отн-сти», незав-мо от Э-на развил мат-скую ст-ну этого принципа и практически одновр-но с ним показал неразрыв. связь между энергией и массой.
101. Модель эволюции Вселенной
Вселенную в целом изучает космология – наука о космосе. Космология открывает упорядоченность нашего мира и нацелена на поиск законов его функционирования. Открытие этих законов и представляет собой цель изучения Вселенной как единого упорядоченного целого. Выводы космологии называются моделями происхождения и развития Вселенной. Наиболее общепринятой в космологии является модель однородной изотропной нестационарной горячей расширяющейся Вселенной, построенной на основе общей теории относительности и релятивистской теории тяготения. В основе этой модели лежат два предположения: 1. свойства Вселенной одинаковы во всех ее точках (одноточность) и направлениях (изотропность); 2. наилучшим известным описанием гравитационного поля являются уравнения Эйнштейна. Из этого следует так называемая кривизна пространства и связь кривизны с плотностью массы. Из теории относительности следует, что искревленной пространство не может быть стационарным: оно должно или расширяться или сжиматься.
102. Красное смещение, его сущность и значение Красное смещение – это понижение частот электромагнитного излучения: в видимой части спектра линии смещаются к его красному концу. Согласно обнаруженному эффекту Доплера, при удалении от нас какого-либо источника колебаний, воспринимаемая нами частота колебаний уменьшается, а длина волны соответственно увеличивается. При излучении происходит «покраснение», т.е. линии спектра сдвигаются в сторону более длинных красных волн. Для всех далеких источников света красное смещение было зафиксировано, причем чем дальше находился источник, тем в большей степени красное смещение оказалось пропорциональным расстоянию до источника. Красное смещение надежно подтверждает теоретический вывод о нестационарности области нашей Вселенной с линейными размерами. Составной частью модели расширяющейся Вселенной является представление о Большом Взрыве, происшедшем 12-18 млрд. леи назад. Рождение Вселенной из «ничего» означает с современной научной точки зрения ее самопроизвольное возникновение из вакуума, когда в отсутствие частиц происходит случайная флуктуация. Выходит, что до образования Вселенной не было ни пространства, ни времени.
103. Раздувающаяся Вселенная и развитие простр-но-временной структуры мира. На нынешнем этапе разв-я космологич. науки наиболее влиятельной считается модель раздувающейся Вселенной, кот. более детально и физич. описывает эволюцию Вселенной. Начальный вариант модели раздувающейся Вселенной был создан в 1981 г. сотрудниками Массачусетского технологич. инст-та А. Гутом в кач-ве прилож-я к теории Великого объед-я. В конце 1981 г. советс. физик А. Линде и незав-мо от него амер. ученые А. Альбрехт и П. Стейхардт создали усовершенствованный вариант модели раздувающейся Вселенной. В 1983 г. А. Линде предложил еще один вариант сценария раздувающейся Вселенной, так наз-й сценарий хаотического раздув-я. Согласно этой модели Вселенная возникла 15-20 млрд. лет тому назад из сингул-ого состояния. П.-в. св-ва этого состояния: сильная искривленность, многосвязность, замкнутость, десятимерность. В процессе раздув-я Вселенной она постепенно охлажд-ся и в соотв-вии с этим постеп-но «вымораж-ся» слабые, сильные и электромагнитные взаимодействия. Модель раздувающейся Вселенной, основанная на теории Большого взрыва, справедливо считается наиболее адекватной дейс-ти и она достат-но обоснов-но отражает закономерные этапы разв-я п.-в. с. мегамира. Фил-фский анализ пр-ва и вр-ни развивающегося микро-, макро- и мегамира и их соотнош-я показ-ет, что отлич-ся друг от друга в кол-ном отнош-и, в целом неразрывно взаимосвязаны, уровень реальности имеет относ-ный хар-р, с изменением топологических хар-к уровней м. изменяться п.-в. с. Эволюция В.есть одноврем-но и эволюция ее п.-в.с.
104. Развитие пространственно-временной структуры микромира. П.-в. с. м. Опр-ся слабыми ядерными взаимод-ями. Радиус взаимод-я этих сил не превышает радиуса атома. Поэтому под м. Следует считать масштаб до атомного размера. В сильном взаимод-и участвуют кварки, переносчиками этого взаимод-я выступают глюоны. В слабом взаимод-и участвуют лептоны и кварки, век. бозоны переносят это взаимод-е. Оба взаимод-я вместе отвечают за структурную целостность микромира. Особенности п.-с.м. зависят от природы и характеристики этих взаимодействий. Но это не означает, что в м. Действуют только две силы. На самом деле элементарные частицы подвергаются также влиянию электромагнитных и гравитационных взаимодействий. Из-за недоступности яв-ий м. для прямого, непосредственного наблюдения перед исследователями возникают многочисленные трудности в изучении п.-в. характеристик м. Это вызвало ряд противоречивых подходов к описанию п.-в. отнош-й в м. Одни авторы выдвинули гип-зу, согласно к-ой простр-во и время – это сугубо макроскопические феномены, подобные, скажем, теплоте и температуре. Если гипотеза о макроскопичности простр-ва и вр-ни считается справедливой, то мы д. отказаться от идеи о всеобщности свойств прос-ва и вр-ни. Отсюда и следует, что прос-во и время перестают быть всеобщим атрибутом материи.Они правоверно понимают под прос-ом и вр-нем лишь макроскопическое, клас-ое, абсолютное, субстанциальное прос-во и время. На самом же деле насильственное введ-е в микромир макроскоп-ских з-ов м. привести к ошибочным след-ям. Т.о. в микромире своеобразно действует п.-в. связь, своеобразно проявл-ся св-ва пр-ва и вр-ни, связанные со спецификой материальных взаимод-й в микромире. Осн.св-ми микропр-ва и микровр-ни выступают дискретность, многосвязность, многомерность, анизотропность, свертываемость. В микромире теряют свою определенность и применимость при описании объектов и явлений микромира такие понятия как «состоит», «часть», «целое», «элементарность», «сложность». Развивается ли микромир и его п.-в.с.? Разв-е имеет свою направл-сть, время, но в микромире отсутствует строгая направл-сть вр-ни. Опред-е разв-я отдельно взятой частице бессмысленно, поэтому, когда речь идет о развитии в микромире, имеется в виду группа или с-ма ч-ц.
105.Развитие пространственно-временной структуры макромира. М. связан с электромагнитными взаимодей-ями, поэтому граница его начин-ся на атомном уровне, где форм-ся хим. структура простр-ва и время. Образ-е простейших и сложнейших хим. соед-й, появл0е биолог-ких орг-змов, эволюц-ные процессы в неорг-ской и в орган-ской природе приводят к усложн-ю, разв-ю п.-в..с.м. В м. Отчетливо проявляются сл-ие харак-стики пр-ва и вр-ни: однородность, изотропность, четырехмерность, обратимость пр-ва и необратимость времени. Макроскопическое пр-во обладает евклидовым хар-м. Пр-во обладает неевклидовым хар-м тогда, когда оно искривляется. Кривизна, как и метрическое св-во пр-ва проявляется в мегамире, где действительную роль играет гравитация. Макроскопическое пр-во достаточно упорядоченное, поэтому в нем несильно наруш-ся законы сохр-я. Оно односвязно, поэтому при тополог-ском разбиении не сохраняется его целостность (т.к. оно не многомерно). В м. часть всегда меньше целого, с-ма больше своего эл-та. Макромир – это мир, где объекты двигаются с отн-но меньшими ск-тями, чем ск-сть света. Разв-е п.-в. с. м. осущ-ется комплексным действием всех форм фундам-ных и нефундам-ных сил. П.в.с.м. тесно связана с микро- и мегамирами. Внутрен. структура эл-тов макромира сохр-ся благодаря сильным и слабым ядерным взаимод-ям.
106. Развитие пространственно- временной структуры мегамира. В связи с бурным разв-ем космологии особую актуальность приобретает проблема п.-в. отнош-й мегамира. Но поскольку соврем. этап связан открытием реликтового излуч-я, нейтронных звезд, природы черных дыр, белых дыр, с гип-зами о гравитонах, фридмонах многие спец-сты говорят о научной революции в этой обл-ти, обогатившей наши представ-я о Вселенной и о ее п.-в.с. Особенность п.-в. отнош-й мегамира заключ-ся в том, что в нем взаимосвязь пр-ва и вр-ни с массой мат-х тел проявл-ся наиболее отчетливо. Согласно 1-ой космологич. модели Эйн-на пр-ые коорд-ты Вселенной замкнуты. Материя распред-на во Вселенной равномерно, т.е. пр-во однородно и изотропно. Кроме того, конечные размеры Вселенной не измен-ся с течением вр-ни, т.е. она статична. Вселенная де Ситтера пустая, именно благодаря этому она статична, в противном случае Вселенная расшир-ся с теч-ем вр-ни. Модели Эйн-на и де Ситтера, с одной ст-ны, тождес-ны- обе они статичны, с другой они противоп-ны – одна из них учитывает заполненость Вселенной, другая рассматривает ее пустой. Хар-р п.-в. с., отражающих неоднородность пр-ва, описан в моделях К. Шварцшильда и К. Геделя, в кот. топологические структуры п.-ва-вр-ни противоречат однородным, изотропным моделям Эйн-на и де Ситтера. Особен-сти противор-я п.-в.св-в в сфере Ш. связаны с внутренними противор-ями динам-ских св-в гравитац-ого коллапса, поскольку в сверхжатых областях материи грав-ые поля сильно искревляют прост-ые коорд-ты и замедляют временное теч-е. Риман считал, что бескон-сть есть метрич. хар-ка пр-ва и вр-ни. Мет-ая бескон-ть охватывает лишь экстенсивную бесконечность- беск-ть по протяженности. В этом смысле она относительная. Но существует бес-ть интесивная. Интенсивная беск-ть изучается современными разделами мат-ки - топологией, теорией групп, теорией игр, теорией графиков. Здесь проявляется различие между метрич. и топологич. беск-тями. В настоящее время проблема отн-сти конечности и замкнутости п.-в. хар-к мегамира - одна из ключевых.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28
