Учебная работа. Реферат: Немного об астрофизике
В прошлых уроках мы уже касались этого вопросца, но охото подробнее тормознуть на разделении научно достоверного и научной фантастики.
Как обычно в этом нам поможет история астрономии. Астрономия относится к наукам, зародившимся еще до Рождества Христова. До нас дошли из древности бессчетные карты звездного неба, описания солнечных затмений, возникновения комет и т.д. Это очень ценные сведения, дозволяющие, а именно, уточнить моменты разных исторических событий. Опосля изобретения телескопа во времена Галилея способности астрономии резко возросли (напомним, что Кеплер установил законы движения планет ДО изобретения телескопа!).
Но астрономия как была, так навечно осталась наукой, основанной на наблюдениях. Выход в Космос и возникновение внеатмосферной астрономии, применение спектрального анализа, интерферометров, усовершенствование телескопов, создание радиотелескопов, компьютерная обработка результатов дозволили собрать необъятную информацию о очень отдаленных уголках нашей Вселенной. Открыто огромное количество новейших астрономических объектов — галактик, туманностей, звездных скоплений, пульсаров и т.д. Галлактические корабли достигнули Луны, Венеры, приблизились к Марсу, установили состав их атмосфер (не считая Луны, лишенной атмосферы), температуру в разных точках планет и в различное время суток, давление на различных высотах, изучили грунт и т. д. Все эти сведения, очевидно, строго научные и полностью достоверные. Но четких, СТРОГО НАУЧНЫХ ответов на вопросцы: «Как и когда, в какие интервалы времени, появилась Вселенная, Галлактика и наша Земля?», — как не было, так и нет, и не быть может! Арифметики знают, что «оборотная» задачка не постоянно имеет однозначное решение. Установить начальные данные по конечному результату можно лишь, создав модель и «повторив процесс«, а в этом случае это нереально! Потому мы НИКОГДА, при помощи науки, не сможем выяснить, как конкретно появилась Вселенная.
Сначала 30-х годов прошедшего века К. Гёдель обосновал, что недозволено доказать первичных начал арифметики, не выходя за рамки ее формализма (такую задачку ставил впереди себя Д. Гильберт). Какими бы сложными и необыкновенными не казались аксиомы Гёделя, они выражают обычный факт – недозволено посмотреть на мир, в каком мы живем, не выходя за его пределы. Как писал поэт: «лицом к лицу лица не увидать, огромное видится на расстоянии…».
За границы вещественного мира можно выйти, делая упор на «Священное Писание». Но оно сейчас находится вне рамок науки и образования, в противоположность, к примеру, атеизму – той же вере, но вере чисто негативной, ничего не привносящей в наши познания, нашу культуру, не считая отрицания Бога.
Из вышесказанного следует, что максимум вероятного для науки в данной области – создание гипотез.
Современный учебник астрономии отводит значительную часть собственного размера под эти догадки. Возникает вопросец – для чего? В учебниках по физике не освещено огромное количество принципиальных и увлекательных вопросцев. количество часов на ее исследование сокращается (кроме школ с углубленным исследованием четких наук), рассматривается проект о исключении из программки физики, химии, биологии, как отдельных наук и подмена их естествознанием с небольшим числом часов. снова нам поможет история. Повторим знакомый урок. В русское время целью исследования физики в школе, как вообщем, и остальных наук, было формирование материалистического миропонимания. недозволено опровергать, что цель в значимой мере достигнута: в постсоветском обществе большущее количество людей, не задумываясь, произнесет, что они материалисты…
Для чего же в современных школьных учебниках по астрономии приводятся заранее неправильные догадки происхождения Солнечной системы и планетки Земля Шмидта, развивающие идеи Канта — Лапласа. При всем этом ни слова не говорится, к примеру, о научно непротиворечивой догадке, описывающей процессы, происходящие в недрах Солнца, предложенной Гельмгольцем. Ответ прост — чтоб и мысли не появилось о том, что возраст Земли (как надо из расчетов по данной модели) больше, чем у Солнца и Луны, а само Солнце имеет возраст, исчисляемый никак не млрд лет. Для чего приводится эволюционная модель перевоплощения одних звезд в остальные, по аналогии с человечьим обществом, в каком есть новорожденные, малыши, юноши и девицы, взрослые люди, старики, которые, в конце концов, погибают? Для чего тратятся большие средства на поиски инопланетных цивилизаций? Чтоб закрепить в сознании людей, что эволюция присуща всему нашему миру: и миру звезд, и миру растений и звериных, и миру людей… Наука в наше время, вообщем, как и постоянно, опора для идеологии. Поощряется то, что «полезно» обществу. Как следует, задачка учителя – разобраться самому, что подлинная наука, а что «Миф» и посодействовать разобраться ученикам.
Дополнение 1. время и календарь
Вопросец измерения времени и составления календаря уходит в глубину веков. До изобретения «атомных» часов за основную единицу времени принималось время вращения Земли вокруг собственной оси, либо, что то же самое, время видимого вращения небесного свода, называемое звездными днями, также средние солнечные день. (Потому что солнце в течение года неравномерно движется по эклиптике, пользуются средними солнечными днями, равными среднему значению настоящих солнечных суток. Настоящие солнечные день – просвет времени меж поочередными верхними кульминациями центра Солнца. Звездные день короче средних солнечных на 3m 56s). День делят на 24 часа, потом на 60 минут, 60 секунд. Астрологи пользуются звездными днями — это значительно упрощает расчеты. Для штатских целей удобнее солнечные день. Для описания исторических действий таковая единица времени коротка, потому приходится обращаться к двум остальным единицам: тропическому году – промежутку времени меж 2-мя поочередными прохождениями центра солнца через точку вешнего равноденствия — и месяцу, само заглавие которого гласит о его происхождении – времени воззвания Луны вокруг Земли.
Эти три единицы времени совсем независимы одна от иной, и они все несоизмеримы. Выражение года и месяца в единицах суток – числа иррациональные, примерно имеющие последующие значения: тропический год равен 365, 242200…суток, лунный месяц 29,53059… суток. Вся сложность вопросца о календаре, разъясняется невыполнимостью согласовать меж собой эти главные единицы измерения времени.
Лунный год короче солнечного. Примером лунного календаря является календарь магометанский, согласно которому магометанский счет опереждает наш – 33 «наши» года соответствуют 34 магометанским годам. Примером календаря лунно-солнечного является еврейский, в каком для согласования счета к неким годам прибавляется 13 месяц. Ценой данной трудности достигнуто то, что 1 число всякого месяца практически буквально совпадает с новолунием. Самым старым солнечным календарем был календарь египетский. Родоначальником современного евро календаря был календарь римский, несуразицы которого были «прекращены» реформой Юлия Цезаря, проведенной при участии египетского астролога Созигена. Цезарь совсем отказался от попыток согласовать исчисление времени с движением луны и выстроил собственный календарь только на движении солнца. Указом 46 года до Р.Х. длительность года была установлена 365 дней, но к любому четвертому году прибавлялся излишний денек – 29 февраля. Таковым образом, средняя длительность года составляла (365 +1/4) денька. (Этот календарь, получивший заглавие юлианского, употреблялся в Рф до 1918 года, но опосля Октябрьского переворота безбожная минут 14 секунд. Потому равноденствия и солнцестояния перебегают равномерно на наиболее ранешние числа. Так в год 325 от Р.Х. на Никейском Соборе, установившем, в том числе, и правила христианского летосчисления, весна начиналась 21 марта, а к середине XVI столетия равноденствие двинулось на 11 марта. Потому папа Григорий XIII произвел реформу календаря и буллой от 1 марта 1582 года провел в жизнь проект, предложенный доктором Лилио. Было приказано опосля 4 октября 1582 года считать сходу не 5 октября, а 15 октября, вследствие чего же начало весны возвратилось на 21 марта. Потом любые 400 лет было принято решение выкидывать 3 «излишних» денька, изменяя правило чередования високосных годов. Григорианский календарь был немедля принят всеми католическими государствами, в протестантских странах это вышло существенно позднее (Великобритания 1752 год).
Подчеркнем снова, что реформа календаря была вызвана не научными, а только церковными соображениями: необходимо было, чтоб вешнее равноденствие наступало 21 марта, а по другому нарушалось бы католическое денек 25 декабря по юлианскому (7 января по григорианскому) счету недозволено «двинуть» никаким указом, как недозволено совершенно поменять указом дату рождения. Праздновать деньки памяти святых на несколько дней ранее либо позднее, а не в те деньки, когда их празднуют в Церкви Небесной, абсурдно. Доказательством «истинности» (корректности в церковном осознании) юлианского календаря служит Благодатный огнь, сходящий на Пасху в Величавую Субботу лишь в православном храме в Иерусалиме и конкретно в денек Православной Пасхи. (Некогда армяне приобрели Право принять Благодатный Огнь, православных даже не пустили в Храм, они молились на улице. В урочный час раздался ужасный гром, раскололась наружная колонна и из образовавшейся трещинкы огнь вышел к православным.)
Потому что год несоизмерим с днями, то полностью четкий календарь неосуществим, о чем говорилось выше. Неточен, очевидно, и григорианский календарь. часть неисправленной ошибки скапливается и в нем, хотя медлительнее, чем в юлианском. В этом, с практической точки зрения, новейший стиль удобнее, зато старенькый стиль проще. В астрономии расчеты огромных периодов времени и сейчас ведутся в юлианских годах. Если б реформа выполнялась в истинное время, то может быть ученые высказались бы за сохранение юлианского календаря, как наиболее комфортного. Т.е. календарная реформа, произведенная в Рф в 1918 году, состояла не в том, чтоб поправить «неправильный» календарь на «верный», просто мы присоединились к тому счету, который был принят в большинстве европейских государств.
Дополнение 2. О «корректности» счета времени
Вспомним, что для описания движения хоть какого тела нужно избрать систему отсчета. Так для описания движения Земли мы избираем систему отсчета, связанную с «недвижными» звездами, хотя все мы знаем, что в реальности они движутся с различными скоростями и в разных направлениях. Как правило, чем поближе к нам звезда, тем резвее она движется по небесной сфере. солнце, как и наша галактика (Млечный Путь), и хоть какое тело во Вселенной, также движется в пространстве. Звездные системы во Вселенной так сложны, что мы не в состоянии вывести законы движения всех отдельных частей. Так, к примеру, голландский астролог Оорт обрисовал вращение системы Млечного Пути около некоторого центрального сгущения (скорость движения Солнца относительно «центра» галактики приблизительно 275 км/с). Некие расчетные характеристики совпадают с измеренными, но так как мы смотрим на Млечный Путь «изнутри», четкого осознания его структуры пока не существует. Более возможно, что Млечный Путь представляет собой спиральную галактику, имеющую ядро в форме очень сплюснутого эллипсоида с отходящими от него, закрученными по спирали ветвями.
Беря во внимание вышеупомянутое, непонятным представляется утверждение, что, так именуемый звездный год (время, за которое солнце ворачивается к той же звезде), а, как следует, и тропический не изменяется. А считается он постоянным, поэтому что другого метода его определения в истинное время просто не найдено.
Дополнение 3. Эволюция небесных тел
Большая часть космогонических гипотез (гипотез о происхождении мира) ведут свое начало от мыслях величавого британского астролога Вильяма Гершеля, выдвинутых им в XVIII веке. По воззрению Гершеля, туманности сгущаются в звезды, которые в истинное время находятся на различных шагах собственного развития. Кант (1755 г.), развивая эту идея, применил ее к Солнечной системе. Лаплас (1796 г.), который, как и Ньютон, весьма осторожно относился к догадкам, популярно без математических формул на 3-х страничках показал, что туманный клубок мог перевоплотиться в систему планет и спутников. А конкретно, жгучая шарообразная туманность, благодаря «некий» силе крутящаяся вокруг собственной оси, вследствие остывания сжималась, ее радиус уменьшался, но так как суммарный момент количества движения системы по законам механики должен сохраняться, скорость вращения росла. В итоге этого газовый шар преобразовывался во все наиболее сплюснутый сфероид, равномерно разделяющийся на секции. Эти секции, в силу случайных обстоятельств, могли иметь разную плотность. Наиболее плотные секции притягивали к для себя наименее плотные и продолжали уплотняться. Так из сначало газообразного состояния образовались планетки (также их спутники). Модель Лапласа разъясняла почти все, но у нее были значительные недочеты:
во-1-х, суммарная масса вещества, составляющего планетки, так мала, что, вещество, будучи сначало распределенным снутри сферы радиуса орбиты Плутона, не сумело бы собраться в шарообразные области под действием гравитационных сил. По той же причине не смогли бы образоваться планетки;
во-2-х, (и это основная причина неправильности данной модели) несогласованное распределение момента количества движения меж Солнцем примерно 2% и планетками приблизительно 98% (при массе планет в 700 раз наименьшей массы Солнца).
«Помощь» приливного трения для устранения обозначенных несоответствий очевидно недостаточна (Дж. Джинс). Сама Луна, как очень большой спутник, не могла образоваться обозначенным методом. Не выручила ситуации и «подмена» жаркой туманности на прохладную. догадка Мультона и Чемберлина о вырывании кусочка из Солнца под действием притяжения пролетающей недалеко звезды не смогла разъяснить образование планет. Противоречива и догадка происхождения Галлактики О.Ю. Шмидта, развивающая взоры Канта и Лапласа на происхождение Солнечной системы из газовой туманности. Согласно догадке Шмидта пылевое скопление было захвачено Солнцем, потом оформилось во крутящийся вокруг него тонкий диск. Дальше диск разделился на отдельные тела, при этом огромные тела – планетезимали, имели тенденцию к росту методом притяжения и захвата малых тел гравитационными силами и так, прямо до формирования Солнечной системы в ее сегодняшнем виде: от астероидов до малых и огромных планет, включая землю. Догадку О.Ю. Шмидта можно отыскать в любом учебнике астрономии для средней школы, хотя она не удовлетворяет одному из самых общих законов сохранения – закону сохранения момента количества движения. Этот принципный недочет касается несоответствия меж скоростями вращения Солнца и орбитального движения планет (подробнее было обозначено выше). Не соответствует законам сохранения традиционной механики и результаты сравнения направлений собственного и орбитального вращения 2-ух планет: Венера и Уран, в отличие от других планет Солнечной системы, вращаются в «некорректную» сторону. Предположение о способности в дальнем прошедшем столкновения Урана с остальным небесным телом, сопоставимой с ним массы, вызывает длиннющий ряд доп вопросцев: где это тело, почему планетка Уран не «улетела», как и само тело и т.д. так что неувязка не становится яснее.
Окончить можно этим же, с чего же мы начали урок – цель оправдывает средства. Пустота обязана быть заполнена: нет научного разъяснения – дадим наукообразное разъяснение, только бы опять и опять отстоять эволюционные идеи, которые, как уже говорилось, опираются только на Авторитет Гершеля, Лапласа и Шмидта.
Дополнение 4. догадка «сжатия» Гельмгольца (1853 год) и В. Томсона
Под действием гравитации солнце сжимается, при всем этом оно «изнутри» разогревается, а с поверхности охлаждается. Таковая квазиравновесная термодинамическая система быть может математически рассчитана. Расчеты провел наикрупнейший ученый физик и физиолог Г. Гельмгольц, который показал, что довольно, каждогоднего сокращения поперечника Солнца на 100 м, чтоб теплота, образующаяся при сжатии, покрыла всю утрату энергии на лучеиспускание. В итоге этого сжатия угловые размеры Солнца уменьшатся на 1″ за 14000 лет, что в реальный момент фактически не проверяемо (хотя есть некие данные, свидетельствующие, о уменьшении поперечника солнца).
Но в согласовании с мыслями Гельмгольца возраст Солнца не может превосходить 25 млн. лет, и хотя данная догадка непротиворечива с научной точки зрения, и единственная причина, по которой она не рассматривается, как возможная, это невозможность «втиснуть» ее в рамки эволюционной теории. При всем этом пропагандируемая догадка о термоядерных реакциях, происходящих снутри солнца и генерирующих основную часть тепла, не лишена противоречий. Экспериментально наблюдаемый фон нейтрино, испускаемых в процессе перевоплощения водорода в гелий, не совпадает с расчетным, разница составляет целый порядок. Но так как данная модель дозволяет оценить возраст Солнца млрд лет, конкретно эту догадку можно отыскать во всех школьных учебниках по астрономии, а о догадке Гельмгольца не упоминается.
Дополнение 5. Звезды
Важная наблюдаемая черта звезд – количество приходящей от их световой энергии. Для оценки данной величины древнегреческий астролог Гиппарх во II веке до Р.Х. ввел шкалу звездных величин. Звездная величина обозначается индексом m, который стоит опосля числового значения. Оценки звездных величин, обычно, относительны: измеряемая звезда сравнивается с теми звездами, величины которых числятся известными. Иная важная черта – L — светимость – полная энергия, излучаемая звездой за 1 с.
Сравнивая светимость звезды со светимостью Солнца, можно отыскать ее радиус. Буквально найти массу, пользуясь законами Кеплера, можно лишь у узенького класса двойных звезд, для большинства которых (но не для всех) светимость примерно пропорциональна четвертой степени массы. Таковым образом, оцениваются массы звезд, значения которых конкретно нереально измерить. На основании этих данных и построена диаграмма Герцшпрунга — Рессела.
Утверждается, что положение звезды на, так именуемой главной последовательности, зависит не только лишь от ее массы, да и от возраста (который никто никогда прямыми способами не определял). Декларируется, что огромную часть собственной жизни звезда проводит на главной последовательности, в той ее области, которая соответствует ее массе. Как видно из диаграммы «будущее» звезды определяется ее массой. Старея, звезды передвигаются в область гигантов, а весьма мощные звезды в область сверхгигантов. Числа, приведенные на диаграмме, дают молвят сами за себя (Напомним, что сама диаграмма «возникла на свет» приблизительно 100 годов назад, потому следить обозначенное перемещение звезд не представляется вероятным). В учебнике по астрономии написано, что за все время существования цивилизации на небе не пропало и не возникло ни одной приметной глазу звезды (если не считать краткосрочных вспышек новейших и сверхновых звезд). «О том, как звезды эволюционируют (цитата из учебника) удалось выяснить, сопоставляя меж собой свойства звезд различного возраста и массы». Т.е. те свойства, которые (по последней мере, возраст) найти совершенно нереально! «Ожидаемые конфигурации, которые должны происходить со звездами, можно высчитать и на теоретическом уровне, основываясь на физических законах и знании тех действий, которые происходят снутри звезд». Хоть какой непредвзято мыслящий человек лицезреет, что приведенная выше догадка эволюции звезд не доказана, во всяком случае, пока, фактически ничем.
Очевидно, (в рамках обозначенных допущений) можно отыскать пространство каждой звезде на данной диаграмме, но никто не понимает ее возраста и не проводил измерений ее положения в течение 106 лет, потому утверждать, что звезды «эволюционируют» обозначенным образом нереально. Тем не наименее, процесс эволюции тщательно описан. С некими обмолвками предсказано и окончание процесса. Для мощных звезд может быть перевоплощение в «черную дыру» — тело-невидимку — никогда не наблюдавшийся на небе объект. Найти такие объекты можно лишь по их гравитационному действию на окружающее вещество. Хоть какое вещество, попавшее в округа темной дыры, будет падать на нее. Даже свет, попавший в область темной дыры, уже не покинет ее (потому ее и именуют «невидимкой»). О темных дырах написано много книжек и статей, жалко, если вся эта огромная работа окажется никчемной.
Дополнение 6. Теория «Огромного взрыва»
«Теория Огромного взрыва» практически выросла из установленного экспериментально закона Хаббла, описывающего расширение Вселенной. Исследования оптических спектров удаленных галактик нашли так называемое красноватое смещение, т.е. смещение спектральных линий в сторону огромных длин волн. Это смещение было объяснено как итог эффекта Доплера, имеющего пространство вследствие удаления этих галактик от наблюдающего (это разъяснение полностью научно, но есть и остальные разъяснения, исходя из которых, недозволено придти к представлениям о расширяющейся Вселенной). Так как в рамках общей теории относительности, одним из вероятных решений уравнений Гильберта – Эйнштейна является неограниченно расширяющаяся Вселенная, установленный факт явился стимулом к разработке данной догадки. В предположении о расширении было оценено время, прошедшее с его начала (считается, что в этот момент все галактики находились в одной точке, а потом разлетелись в итоге «Огромного взрыва»). При всем этом было изготовлено очередное предположение, что скорость расширения постоянна, тогда и возраст Вселенной оказался равным 12-16 миллиардов. лет (как время, прошедшее с начала расширения). сходу отметим, что всепостоянство скорости расширения ниоткуда не следует, наиболее того, для хоть какого процесса, имеющего начало, о всепостоянстве его скорости не быть может и речи. Физикам отлично понятно, что большая часть действий демонстрируют экспоненциальную зависимость от времени.
Понятно, что {само по себе} расширение Вселенной, без остальных догадок навряд ли что-то может прояснить в истории Вселенной, а именно, в вопросце о ее начале. Не весьма понятно и то, каким образом отсюда можно проследить начальное состояние Вселенной. Но конкретно это и делается: считается, что Вселенная расширяется из исходной сингулярности, т.е. точки. Крайняя фраза содержит два утверждения: во-1-х, «Вселенная повсевременно расширяется», и, во-2-х, «из исходной сингулярности» – оба они являются чисто умозрительными заключением, хотя и облеченными в некоторый научный флёр. Известны несколько экспериментальных фактов, которые принято считать следствием «Огромного взрыва». Эти явления именуются реликтовыми. Посреди их более важны:
1. открытое в 1965 г. Вильсоном и Пензиасом реликтовое микроволновое излучение, диапазон которого соответствует излучению полностью темного тела с температурой 2,7 К. Со времени пророчества реликтового излучения нобелевским лауреатом Жорой Гамовым, оно считается следствием самых ранешних мгновений Огромного Взрыва – дошедшим до нас излучением пламенного шара.
2. высочайшая распространенность гелия во Вселенной;
3. соотношение меж числом реликтовых фотонов и барионов (протонов и нейтронов).
Но не наименее важны следствия обычной модели, которые экспериментально не обнаруживаются:
1. отсутствие реликтовых нейтрино;
2. несоответствие меж суммарной энергией электромагнитного реликтового излучения и суммарной массой покоя вещества;
3. практическое отсутствие антивещества во Вселенной.
Эти факты открыто свидетельствуют о отсутствии непротиворечивости (важная составляющая хоть какой научной теории) «теории Огромного взрыва». Но эти и остальные противоречия игнорируются, и современная космологическая теория жаркой Вселенной (составная часть «теории Огромного Взрыва») считает вероятным разглядывать ее эволюцию, начиная с планковского момента времени t опосля начала расширения. Наши представления несовместимы с экстремальными критериями планковского момента: считается, что поперечник Вселенной составлял в этот момент несколько микрометров, а температура (~1032К) была настолько велика, что вещество не могло существовать не только лишь в обычном для нас виде тел, молекул либо атомов, – нереально было даже существование атомных ядер. Плотный воспоминание о ее бесспорной научной достоверности.
Как как будто кто-то с хронометром в руках бесстрастно фиксировал происходящее. Вопросец о хронометре затронут не напрасно – если вдуматься в его сущность, держать в голове, что такое секунда и каким образом можно определять время, возникает недоумение, по каким повторяющимся действиям можно определять протяженность событий при температурах 108 — 1012К. Находясь снутри, определять время проблемно, а в Том, кто мог бы следить «со стороны«, создатели космологических гипотез не нуждаются еще со времен Лапласа.
Научность этого раздела «теории Огромного взрыва» исчерпывается тем, что описанные процессы не противоречат законам физики. То, что говорится о планковском моменте, лептонной эпохе, адронной эпохе и т.д. согласуется с представлениями единой теории поля, квантовой электродинамики, физики простых частиц и остальных самых современных разделов теоретической физики. Гипотетически такие процессы могли бы протекать, но протекали они реально во Вселенной, либо все это не выходит за рамки виртуального места утонченных мозгов теоретиков-космологов? Кто ответит на этот вопросец? никто материи в таком состоянии экспериментально не следил и не изучил, потому и судить совершенно точно о корректности обрисованных действий с научной точки зрения нереально. тут и время навряд ли рассудит в обозримом будущем (гипотетически и тепло может перебегать от наименее нагретого тела к наиболее подогретому – закон сохранения энергии при всем этом не нарушается, но никто этого не лицезрел!).
]]>