Философия Вселенной

Введение

      Человек с давних пор интересовался устройством  Вселенной. Звезды притягивали к  себе наших предков, заставляли смотреть на них с удивлением и трепетом. Физика добилась больших успехов  в изучении макроскопических и микроскопических свойств природы, однако, понимание и объяснение свойств Вселенной в целом происходило не так уверенно.

      Вселенная — это весь мир, бесконечный во времени и в пространстве и  безгранично разнообразный по тем  формам, которые принимает материя  в процессе своего развития. Исходным пунктом, принципиальной основой изучения Вселенной является признание ее материальности, объективности, независимости от человеческого сознания. В широком смысле Вселенная является предметом изучения всего естествознания, каждая отрасль которого изучает одну из сторон Вселенной. В более узком смысле наукой о Вселенной является астрономия, изучающая пространственно-временнóе распределение материи, строение и развитие небесных тел и их систем. Вопрос о Вселенной в целом составляет предмет космологии.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

История развития взглядов на возникновение Вселенной. Классическая космологическая модель.

      Многие  ранние традиции,  Еврейская, Христианская и Исламская религии,

считали, что  вселенная создалась  довольно недавно.  Например,  Епископ Ушер

вычислил дату в четыре тысячи четыреста лет, для создания вселенной,

прибавляя  возраст  людей в Ветхом Завете.  Фактически, дата библейского

создания не так далека от даты конца последнего Ледникового Периода,  когда

появился первый современный человек.

      С другой стороны, некоторые люди, как, например, Греческий философ

Аристотель, Декарт, Ньютон, Галилей не признавали идею о том, что вселенная

имела начало. Они  чувствовали, что это могло было быть. Но они предпочли

верить в то, что вселенная, существовала, и должна была существовать всегда,

то есть вечно  и бесконечно.

      Вселенная была по существу не меняющейся во времени. Время абсолютно однородно и  синхронизировано. В любой точке  вселенной оно одинаково. Пространство тоже однородно и изотропно. Масштаб  одинаков в любой точке вселенной.   Или она была создана в своей настоящей форме, или она существовал всегда, подобно сегодняшней. Это было естественное убеждение в то время, поскольку

человеческая  жизнь,  на самом деле, очень короткий отрезок истории, которую

вселенная значительно не изменила по сравнению с возрастом самой вселенной.

В статической, не меняющейся вселенной, вопрос о том, что вселенная

существовала  всегда, или создалась  в прошлом, - действительно  материал для

метафизики или  религии: каждая теория могла бы принять во внимание такую

вселенную. [2]

      Великий немецкий ученый, философ Кант (1724-1804) создал первую универсальную концепцию  эволюционирующей Вселенной и представлял  Вселенную бесконечной в особом смысле. Он обосновал возможности  и значительную вероятность возникновения такой Вселенной исключительно под действием механических сил притяжения и отталкивания и попытался выяснить дальнейшую судьбу этой Вселенной на всех ее масштабных уровнях – начиная с планетной системы и кончая миром туманности.

      В 1781 Кант, написал необычную и очень неясную работу, Критику Чистого

Разума. Там, он решил, что были одинаково правильные доводы, оба - для веры,

что вселенная  имела начало, и для веры же, что  его не было. Как говорит его

название, его  выводы были основаны просто на причине. Другими словами, они не

взяли в счет наблюдения о вселенной. В конце  концов, в неменяющейся

вселенной, было ли что наблюдать?

      В 19-м столетии подтверждение начала вселенной накапливались. Земля  и

остальная часть  вселенной, фактически изменились со временем. С одной

стороны, геологи  поняли, что образование скал, и  ископаемых в них, имело

возраст сотни  или тысячи миллионов лет. Это  было намного более длинным

сроком, чем возраст  Земли, согласно Христианству.[7]

      Параллельно  существуют религиозные теории, основанные на своих

доказательствах и свидетельствах, утверждающие, что  весь мир, и вселенная в

частности, был  создан сверхсилой, Богом.

      Таким образом, перед учеными вставала проблема выбора между верой в  бога и

материальной  верой. Они еще не знали первопричин происхождения вселенной, так

как у них  не было в то время достаточной  научной базы. Вера в Бога была более

предпочтительна. Исторически христианство было старше, чем наука и

естественно немногие воспринимали науку серьезно, но со временем она набирала

силу, и все  чаще люди поворачивали голову в ее сторону.

      Тайна в науке - это то, что наука не может объяснить, как она не может

объяснить то, что  было до большого взрыва. Ведь все, что  происходило до

момента возникновения  вселенной, точки сингулярности, не обсуждается - это

догма. А непознанное  в науке - это та тайна, которая  в ближайшее время не

может быть раскрыта.

      Немецкий  физик, Больцман, вывел так называемый Второй Закон Термодинамики. Он указывает  на то, что общая сумма беспорядочно движущихся частиц во вселенной (который измеряется количеством называющимся энтропия), всегда увеличивается со временем. Это предполагает что вселенная могла быть в сжатом состоянии только в одно время в точке начала. В противном случае, вселенная должна вырождаться в состояние полного беспорядка с одинаковой температурой.

Очередная трудность  с идеей статической вселенной  была в том, что согласно

Закону Силы Тяжести Ньютона, каждая звезда во вселенной  должна притягиваться

к каждой другой звезде.  То как они могли бы остаться на постоянном

расстоянии друг от друга? Не будут ли они все вместе падать?  Ньютон был

осведомлен о  проблеме о звездах, привлекающих друг друга. В письме к Ричарду

Бентли, ведущему философу того времени, он согласился, что конечное скопление

звезд не может  остаться неподвижным: они  бы все  упали вместе, в некоторой

центральной точке. Тем не менее, он поспорил, что бесконечное  скопление

звезд, не должно падать вместе: для них не было бы  центральной точки, чтобы

туда упасть. Этот аргумент является примером западней,  одну из которых мы

можем встретить, когда одни говорят о бесконечных  системах.  Используя другие

пути, чтобы добавить силу в каждой звезде, из бесконечного количества других

звезд во вселенной, однажды мы можем получить другие ответы на вопрос: они

могут оставаться на постоянном расстоянии друг от друга.  Мы теперь знаем,

что правильная методика должна рассматривать случай начальной точки, откуда

произошел мир.[3]

      Несмотря  на эти трудности с идеей статической  и неменяющейся вселенной никто в семнадцатых, восемнадцатых, девятнадцатых или ранних двадцатых столетиях не считал, что вселенная могла развиваться со временем. Ньютон и Эйнштейн, оба

пропустили шанс предсказывания, что вселенная могла  бы или сокращаться, или

расширяться. Нельзя действительно ставить это против Ньютона, из-за того, что

он жил двести пятьдесят лет перед  открытием  расширения вселенной. Но Эйнштейн

должен был  знать это  лучше. Когда он сформулировал  Теорию Относительности,

чтобы проверить  теорию Ньютона с его собственной Специальной Теорией

Относительности, он добавил так называемую, "космическую  константу''. Это

представляло  собой отталкивающий гравитационный эффект, который мог бы

балансировать  эффект притяжения материала во вселенной. [7]

Результаты познания, получаемые в космологии, оформляются в виде моделей происхождения и развития Вселенной. Это связано с тем, что в космологии невозможно поставить воспроизводимые эксперименты и вывести из них какие-то законы, как это делается в других естественных науках. Кроме того, каждое космическое явление уникально.

           Успехи космологии и космогонии 18-19 вв. завершились  созданием классической полицентрической картины мира, ставшей начальным  этапом развития научной космологии. Вселенная в этом представлении  о мире считается бесконечной в пространстве и во времени, т.е. вечной. Основной закон, управляющий движением и развитием небесных тел, - закон всемирного тяготения. Пространство никак не связано с находящимися в нем телами, играя пассивную роль вместилища для этих тел. Время также не зависит от материи, являясь универсальной длительностью всех природных явлений и тел. Количество звезд, звездных систем и планет во Вселенной бесконечно велико. Каждое небесное тело проходит длительный жизненный путь. На смену погибшим, точнее погасшим, звездам приходят новые, молодые светила. В таком виде классическая космологическая модель Вселенной господствовала в науке вплоть до конца 19 в.

     К концу 19 века появились серьезные  сомнения в классической модели, которые  приняли форму космологических парадоксов - фотометрического, гравитационного и термодинамического.

     В 18 веке швейцарский астроном Р. Шезо высказал сомнения по поводу пространственной бесконечности Вселенной. Если предположить, что в бесконечной Вселенной  существует бесконечное множество звезд и они распределены в пространстве равномерно, то тогда по любому направлению взгляд земного наблюдателя непременно натыкался бы на какую-нибудь звезду. Тогда небосвод, сплошь усеянный звездами, имел бы бесконечную светимость, т.е. такую поверхностную яркость, что даже Солнце на его фоне казалось бы черным пятном. Однако этого не происходит, поэтому данное парадоксальное утверждение получило в астрономии название фотометрического парадокса Шезо-Ольберса. [2]

     В конце 19в. немецкий астроном К. Зеелигер обратил внимание на другой парадокс, также вытекающий из представлений о бесконечности Вселенной. В бесконечной Вселенной с равномерно распределенными в ней телами сила тяготения со стороны всех тел Вселенной на данное тело оказывается бесконечно большой или неопределенной (результат зависит от способа вычисления). Поскольку этого не происходит, Зеелигер сделал вывод, что кол-во небесных тел во Вселенной ограничено, а значит и сама Вселенная небесконечна. Это утверждение получило название гравитационного парадокса.

     Термодинамический парадокс был сформулирован также  в 19в. Он вытекает из второго начала термодинамики- принципа возрастания  энтропии. Мир полон энергии, которая  подчиняется закону сохранения энергии. Кажется, что из этого закона неизбежно вытекает вечный круговорот материи во Вселенной. Если в природе материя не исчезает и не возникает из ничего, а лишь переходит из одной формы существования в другую, то Вселенная вечна, а материя пребывает в постоянном круговорте. Таким образом, погасшие звезды снова превращаются в источник света и тепла.

     Поэтому неожиданно прозвучал вывод из второго  начала термодинамики, открытого в  середине 19в. Кельвином и Р.Ю.Э. Клаузисом. При всех превращениях различные  виды энергии в конечном счете  переходят в тепло, которое стремится к состоянию термодинамического равновесия, т.е. рассеивается в пространстве. Так как такой процесс рассеяния тепла необратим, то рано или поздно все звезды погаснут, все активные процессы в природе прекратятся, наступит «тепловая смерть Вселенной».

     Таким образом, три космологических парадокса  заставили ученных усомниться в  классической космологической модели Вселенной, побудили их к поискам  новых непротиворечивых моделей. [2]