Проблемы теории Большого Взрыва

1. Что было до Большого Взрыва?

2. Возможно ли возвращение мира в исходное состояние?

2 вариант.Вселенная в целом, возможно, вообще не имела первоначальной космогонической сингулярности (не было происхождения Вселенной в традиционном смысле). Известный физик А.Д. Линде в книге "Физика элементарных частиц и инфляционная космология" (М., 1990. С. 35) писал: "…Мы имеем дело с нескончаемым процессом взаимопревращения фаз, в которых малы или наоборот велики квантовые флюктуации метрики". Возможно, Вселенная имеет ячеистую структуру, как соты. Какие-либо изменения в одной ячейке не могут уничтожить или создать Вселенную. Вселенная вечна.

Макромир

Познание на уровне макромира как бы выделяет из природы то окружение, которое находится в непосредственном контакте с человеком. Именно этот практический контакт с природой прежде всего определяет мировоззрение человека, его систему взглядов на мир и собственное место в мире.

Микромир

Конец XIX — начало XX в. стал временем крутой ломки пред­ставлений о мире — временем, когда была преодолена меха­нистическая картина мира, господствовавшая в естествозна­нии в течение двух столетий.

Одним из важнейших событий в науке стало открытие анг­лийским физиком Дж. Томсоном(1856—1940) электрона — первой внутриатомной частицы с массой более чем в 1800 раз меньше, чем масса самого легкого атома, атома во­дорода. Открытие такой маленькой частицы означало, что «не­делимый» атом не может рассматриваться в качестве послед­него «кирпичика мироздания».

Первая модель атома, созданная Томсоном, получила шутливое название «пудинг с изюмом». Пудингу соответствовала большая, массивная, положительно заряженная часть атома, тогда как изюму — мелкие, отрицательно заряженные частицы — элек­троны, которые, согласно закону Кулона, удерживались на по­верхности «пудинга» электрическими силами. Вскоре ее вытеснила модель, соответствовавшая новым экспериментальным данным. Это — планетарная мо­дель Э. Резерфорда(1871—1937). Ядро и электроны, так же как звезды и планеты в Космосе, занимают ничтожную часть объема. Масштабные соотношения геометрии атома можно представить, например, так: две миллиметровые булавочные головки, одна из которых играет роль ядра, а другая электрона следует разнести на расстояние примерно в 100 м. Таким образом, большая часть вещества в атоме сосредоточена в микроскопических сгустках, разделенных огромными расстояниями: в веществе в обширном пустом пространстве между очень тяжелыми ядрами двигаются легкие электроны, составляя электронные квантовые оболочки атомов, определяющие материальные свойства тел и обеспечивающие необходимые связи при образовании молекул и молекулярных структур.

В 1911 г. Резерфорд открыл атомное ядро. В 1919 г. он подверг бомбардировке альфа-частицами азот и открыл новую внутриатомную частицу, ядро атома водорода, которую он на­звал "протоном".

Физика вступила в новый мир — мир атомных частиц, процессов, отношений. И сразу же обнаружилось, что законы этого мира существенно отличаются от законов привы­чного нам макромира. Для того чтобы построить модель атома водорода, пришлись создавать новую физическую теорию — квантовую механику. Отметим, что за короткий исторический срок физики обнаружили большое количество микрочастиц. К 1974 г. их стало чуть ли не вдвое больше, чем химических эле­ментов в периодической системе Менделеева.

В поисках основ классификации такого большого количест­ва микрочастиц физики обратились к гипотезе, согласно кото­рой многообразие микрочастиц может быть объяснено, если предположить существование новых, субъядерных частиц, различные комбинации которых выступают как известные микрочастицы. Возникла гипотеза о существовании кварков. Ее высказали почти одновременно и независимо друг от друга в 1963 г. физики-теоретики М. Гелл-Ман и Г. Цвейг.

Одна из необычных особенностей кварков должна состоять в том, что у них будет дробный (если сравнивать с электроном и протоном) электрический заряд: или -1/3 или +2/3. Положительный заряд протона и нулевой заряд нейтрона легко объяс­нимы кварковым составом этих частиц. Правда, следует заметить, что физикам не удалось ни в эксперименте, ни в наблюде­ниях (в частности, и в астрономических) обнаружить отдельные кварки. Пришлось разрабатывать теорию, объясняющую, по­чему сейчас существование кварков вне адронов невозможно.

Мечта человечества "найти элементарные частицы - частицы неделимые и составляющие первооснову материи" на сегодняшний день привела ученых к следующему заключению: вещество состоит из молекул, молекулы из атомов, атомы из электронов и адронов, адроны состоят либо из трех, либо из двух кварков; электроны и кварки – не имеют структур. Все частицы, составляющие атом, представляют собой динамические структуры, имеющиеся скорости, близкие к скорости света. Эти динамические структуры существуют не в виде самостоятельных единиц, а в виде неотъемлемых компонентов непрерывной сети частиц и античастиц, в которой происходят их взаимодействия со взаимопревращением частиц, рождением новых, аннигиляцией (уничтожением) старых частиц в непрерывных полях. Устойчивыми частицами в атомах являются только четыре: электрон, протон, нейтрон и фотон. Все остальные существуют как бы виртуально, возникая из поля, заполняющего физический вакуум, и превращаясь в поле. Т.о., материя существует в двух основных формах: вещество и поле.

В соответствии с представлениями, принятыми для субатомного мира, бессмысленны такие понятия, как "элементарная частица", "материальная субстанция" и "изолированный объект". Вселенная сегодня должна представляться как подвижная сеть связанных энергетических процессов. Квантовая теория утверждает, что частицы в атоме - это не трехмерные объекты, похожие на бильярдные шары, а четырехмерные динамические структуры в пространстве и времени. Пространственный аспект придает им характеристики объектов, а временной - характеристики энергетических процессов.

Эти динамические структуры можно представить в виде силового (энергетического) поля, заполняющего внутренний объем атома, включая область физического вакуума. Таким образом, атом - часть пространства, в котором постоянно пульсируют силовые поля с рождением и аннигиляцией устойчивых и виртуальных субатомных частиц. У этого процесса красивое название - "танец энергии". Причем энергии, участвующие в подобном танце, столь велики, что и при описании мегамира. В субатомном мире, как и везде во Вселенной, действуют фундаментальные принципы симметрии и законы сохранения энергии, массы, заряда, импульса.

В природе лишь немногие атомы существуют поодиночке. Они вступают в химические реакции, образуя молекулы, в которых электроны обобществлены и атомы теряют свою "химическую индивидуальность", переходя в состав молекул. Молекулы, в свою очередь, объединяясь, образуют вещества в виде физических тел. Свойства веществ зависят от одномерных параметров соединенных молекул (длина химических связей, величины углов между цепочками молекул) и от многомерных параметров (например, известны циклические и нециклические соединения).

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ

1. Как вам представляется, что более объемно, продолжительно и разнообразно: бытие вещей или бытие человека?

2. Объясните основные подходы к пониманию сущности субстанции.

3. Приведите несколько примеров идеального и материального. Произведение искусства материально или идеально?

4. Сколько форм существования материи вам известно? Приведите примеры.

5. Как вы понимаете определение: материя – объективно-субъективная реальность?

6. Дайте определения основным понятиям.