Развитие релятивистской космологии(А. Эйнштейн,АА Фридман и др.)

Актуальность работы.Современная космология становится лидером физических наук. Ее стремительноеразвитие приводит к настолько сильным преобразованиям научной картины мира, чтонередко говорят о новой революции в науке о Вселенной. Действительно, динамизмситуации в космологии на рубеже ХХ–ХХIвеков вполне сравним с тем, который былхарактерен столетие назад для физики. Познание Вселенной (особенно в сфере"археокосмологии") подвело к пределам применимости известных фундаментальныхтеорий. Осознана необходимость создания "новой физики", включающей существующиетеории в качестве своих частных случаев. Гипотетические варианты претендующих на этуроль теорий уже есть (например, теория суперструн, а такжеМ-теория). При разработке объединенной теории, описывающей физический мир, включаянашу Вселенную и даже Метавселенную(Мультиверс), в новой форме возникает рядтрадиционных философских проблем. Растущего объема эмпирических знаний о Вселенной не хватает.

---

Сложная курсовая на заказ в спб ? Легко для Work5.

---

. С одной стороны,теория в космологии часто обгоняет самые смелые наблюдения и эксперименты, с другой –точность известных фактов во многих случаях недостаточна. Многие наблюдаемые воВселенной феномены не имеют надежного объяснения (например, гамма-всплески).Возможные их интерпретации с альтернативных позиций не обязательно перевешивают другдруга. В познавательной ситуации, которая сложилась в космологии, часто возникаютвопросы о применимости известных научных понятий. Все это и вызывает необходимостьосмысления исследовательской деятельности вкосмологии: способов генезиса и обоснования новых фактов, теорий и оснований научногоисследования. Объект и предмет исследования.Объектом исследования настоящего реферата являются космологические теории, рассматриваемые в динамике их развития. Предметом исследования является концепция релятивистской космологии. Степень разработанности темы и теоретическая база исследования. Настоящая работа базируется на исследованиях следующих ученых:А. Эйнштейном, А.А. Фридманом, Ж.Леметром, А. Эддингтоном, Г. Бонди, Г. Мак-Витти, А.Л. Зельмановым, С. Хокингом,Р. Пенроузом, Ли Смолиным, П. Девисом, Б. Грином, А.Д. Линде, И.Л. Розенталем и др. ГЛАВА 1.Стационарная космологическая модель Эйнштейна Со времен Коперника, Бруно и Галилея развитие астрономии шаг за шагом демонстрировало несостоятельность учений церкви о строении мира. Сначала Землю лишили статуса центра Вселенной, потом Солнце стало одной из бесчисленного множества звезд, наконец, в XIX в. положения о вечности и бесконечности Вселенной (не оставляющие в астрономической картине мира места для бога) стало общепринятым среди образованных людей. Под космологией понимаютнаукуо строении и эволюции Вселенной какцелого. Эта наука сформировалась в XX веке благодаря достижениямсовременной внегалактической астрономии и новым фундаментальнымфизическим теориям – в первую очередь, теории относительности,квантовой механике и физике элементарных частиц.Как ни странно, но такое фундаментальное понятие какВселенная строго не определено. Как известно, классическая теория тяготения основывалась на законе Ньютона. Ньютоновскаяконцепция Вселенной в качестве своей существенной предпосылки используетпредставление о бесконечном трехмерном пространстве, заполненном материей. Такаяконцепция, как было показано в конце 19-го столетия, приводит к определенным трудностям.В. Паули со ссылкой на работы Неймана и Зеелигеранапоминает, чтозакон всемирного тяготения Ньютона может быть строго применен лишь в том случае, еслиплотность массы Вселенной при стремлении расстояния к бесконечности стремится к нулюбыстрее, чем 1/r21 Паули В. Теория относительности. Москва-Ленинград, ОГИЗ, 1947. . В противном случае сила, действующая на материальную точку со сторонывсех масс Вселенной, будет неопределенной.Описанная проблема получиланазваниегравитационного парадокса. В 1917году Альберт Эйнштейн в работесослался на ту же трудность теории тяготения Ньютона для бесконечной Вселенной2 Эйнштейн А. Вопросы космологии иобщаятеории относительности. Собрание научных трудов в 4-х томах, Наука, М., 1965, том 1, с. 601–612. . Он такжеотметил, что граничное условие Ньютона в форме существования постоянного предела длягравитационного потенциала в пространственной бесконечности влечет за собой обращение набесконечности в нуль плотности материи. Эту проблему Эйнштейну удалось преодолеть в рамках релятивистской теории тяготенияили Общей теории относительности. Необходимо отметить, что первую модель "релятивистской" Вселенной, то есть построенной наоснове Общей теории относительности, предложил в 1916 г. К. Шварцшильд, введя сферическую геометрию пространства – для избавления космологической картины от гравитационного парадокса.Но он не ставилвопроса о конечности или бесконечности Вселенной во времени Специальная теорияотносительности вошла в Общую теорию относительности как частный случай.Ньютоноватеория гравитации также вошла вОбщую теорию относительностичастным случаем – для слабых полей тяготения. Вновой теории утверждалась неразрывная связь между пространством, временем и материей. Наличие материи искривляло пространство, и тело двигалось в этом пространстве так, что казалось притягиваемым к месту концентрации материи. Так тяготение вновь (впервые это сделал Декарт в XVII в.) было представлено как эффект чего-то, а не врожденное свойство.

Итак,модель Эйнштейна уже совершала революцию (или, скорее"контрреволюцию") в космологии, возродив картину пространственно конечной Вселенной, но приписав ей при этом вечность во времени. Новшеством данной теории являлось физическое и математическое обоснование предложенной модели Вселенной. Вследствие чего, Общая теория относительностистала фундаментом для выявления новых свойств и закономерностей Вселенной в самых крупных масштабах и для создания новой, релятивистской космологии и космологической картины мира. Разумеется, формирование новой релятивистскойкосмологии этим не завершилось.Но последовавшеевсестороннее ипорой драматическое развитие ее, и в еще большей степени всейкосмологической картины мира убеждает, что имя А.А. Фридмана – по егороли в этом процессе – можно с полным основанием поставить рядом сименем Эйнштейна.Так, революция Эйнштейна в физике и едва начатыйим переворот в космологии получили неожиданное развитие в намногоболее глубокой космологической революции Фридмана. Именно Фридман, углубляя теориюЭйнштейна, разрушил, подобно Кеплеру, господствовавший в его время принцип классической космологии. Однако,наиболее популярная в настоящее время космологическая модель Вселенной также не является бесспорной и не может объяснить все явления Вселенной, в результате чего у нее появилось ряд противников и продолжается выработканеэйнштейновскихтеорийгравитации,например,"теориястационарной и расширяющейся Вселенной(Хойл, Бонди). Учебная,методическаяи периодическая литература Зельдович Я.Б., Новиков И.Д. Стpоениеи эволюция Вселенной.Москвa, Нaукa, 1975. Зельманов А.Л. Об основах космологии // Сб. тезисов докладов и сообщений на всесоюзном симпозиуме «Философские проблемы теории тяготения Эйнштейна и релятивистской космологии». – Киев, 1964. Паули В. Теория относительности. Москва-Ленинград, ОГИЗ, 1947. Фок В.А. Квантовая физика и современные проблемы // Ленин и современное естествознание. – М.: Мысль, 1969. Фок В.А. Теория пространства, времени и тяготения. – М.: Физматгиз, 1961. Эйнштейн А. Сущность теоpииотносительности.Москвa, ИЛ, 1955. Эйнштейн А. Вопросы космологии и общаятеории относительности. Собрание научных трудов в 4-х томах, Наука, М., 1965, том 1.

1. Зельдович Я.Б., Новиков И.Д. Стpоение и эволюция Вселенной. Москвa, Нaукa, 1975. 2. Зельманов А.Л. Об основах космологии // Сб. тезисов докладов и сообщений на всесоюзном симпозиуме «Философские проблемы теории тяготения Эйнштейна и релятивистской космологии». – Киев, 1964. 3. Паули В. Теория относительности. Москва-Ленинград, ОГИЗ, 1947. 4. Фок В.А. Квантовая физика и современные проблемы // Ленин и современное естествознание. – М.: Мысль, 1969. 5. Фок В.А. Теория пространства, времени и тяготения. – М.: Физматгиз, 1961. 6. Эйнштейн А. Сущность теоpии относительности. Москвa, ИЛ, 1955. 7. Эйнштейн А. Вопросы космологии и общая теории относительности. Собрание научных трудов в 4-х томах, Наука, М., 1965, том 1.