Әлемнің біртұтас теориясы немесе тұтас теория

Бір теориясы, Ғаламның, немесе Теориясы, барлығы — гипотетическая біріккен физика-математикалық теориясы, сипаттайтын барлық белгілі іргелі өзара іс-қимыл. Бастапқыда бұл термин қолданылды ироническом тұрғыда белгілеу үшін әр түрлі жалпылама теориялар. Уақыт өте келе термині еңбекқор популяризациях кванттық физика белгілеу үшін теориясы, ол еді біріктірді, барлық төрт іргелі өзара іс-қимыл табиғатқа: гравитациялық, электромагниттік, күшті ядролық және әлсіз ядролық өзара іс-қимыл. Сонымен қатар, ол болуы тиіс түсіндіру болуы барлық элементар бөлшектер. Іздеу Бірыңғай теориясы деп атайды басты мақсаттарының бірі қазіргі заманғы ғылым. (10)
Идея бірыңғай теориясы туындады арқасында білімге, жинақталған емес, бір ұрпақ ғалымдар. Қарай білім алу расширялось ұсыну адамзаттың қоршаған әлем туралы және оның заңдары. Өйткені ғылыми әлем бейнесі дегеніміз жалпыланған, жүйелі білім беру, оның түбегейлі өзгерту болмайды келтіруге жеке, тіпті крупнейшему ғылыми ашу. Соңғы мүмкін, алайда, породить жеңіл алғандығы тізбекті реакция қабілетті беруге сериясын кешені, ғылыми жаңалықтар, және әкеледі сайып келгенде ауысуы әлемнің ғылыми бейнесін. Бұл процесте ең маңызды, әрине, ашу, іргелі ғылымдарда, ол сүйенеді. Сонымен қатар, еске туралы ғылым — бұл, ең алдымен, әдісі, қиын емес деп болжауға ауыстыру әлемнің ғылыми бейнесін тиіс білдіреді және радикальную қайта алу әдістерін жаңа білімді қоса алғанда, және өз нормалары мен үлгілеріне ғылымилық.(11)
Дамыту туралы ұсыныс әлемде болды. Осындай айқын және бір фиксируемых радикалды ауысым ғылыми сурет әлем, т. е. ғылыми революциялардың, тарих ғылым дамуының жалпы және жаратылыстану, атап айтқанда, атап өтуге болады. Егер оларды орындауға тырысатын аты-жөндері бойынша ғалымдардың, сыгравших осы оқиғалар неғұрлым елеулі рөлі, онда үш жаһандық ғылыми революция керек деп аталуы аристотелевской, ньютоновской және эйнштейновской.
VI — IV ғғ. б. э. дейін жүзеге асырылған бірінші революция әлемді тануда, оның нәтижесінде пайда болады жарыққа өзі ғылым. Тарихи мағынасы осы революция жасалады отличении ғылым танымның өзге формаларымен және игеру, әлемнің құру, белгілі бір нормалар мен үлгілерді құрудың ғылыми білім. Әрине, мәселе туындаған Ғаламның атқарды ақыл адамдар қазірдің өзінде өте көп болды.
Сәйкес бірқатар ерте иудейско‑христиан‑мұсылман мифам, біздің Ғалам пайда болған қандай да бір белгілі емес, өте шалғай уақыт өткен. Негіздердің бірі осындай наным болды қажеттілігін табу «первопричину» өмір сүруінің Белгісі. Кез келген оқиға Әлемнің түсіндіреді көрсете отырып, оның себебін, яғни басқа оқиға болған бұрын; мұндай түсініктеме болуының ең Ғаламның мүмкін жағдайда ғана, егер оның басы болды. Басқа негіздеме болуға Блаженный Августин (православ Шіркеуі деп санайды Августин блаженным, ал Католик – қасиетті). кітабында «Град Құдайдың». Ол көрсеткен болса, өркениет дамып келеді, ал біз ұмытпаймыз, кім жасады, бұл немесе басқа да іс-әрекет және кім не ойлап шығарған. Сондықтан, адамзат, ал, бәлкім, және Ғалам, екіталай өте ұзақ бар. Блаженный Августин былай деп жазды қолайлы күнін сотворения Ғаламның, тиісті кітабында «Болмыс»: шамамен 5000 жыл біздің заманымызға дейін. (Бір қызығы, бұл күн оңай емес, далека соңынан соңғы мұз дәуірінен – 10 000 лет до н. э., археологтар деп санайды өркениеттің басталуы).(8)
Аристотель сияқты және көптеген басқа да грек философтар емес ұнайтын деп айтып отыратын идея сотворения Ғаламның, өйткені ол связывалась с божественным араласу. Сондықтан олардың ойынша, адамдар мен айналадағы дүниені болған және мәңгі өмір сүре. Дәлелдер қатысты прогресс өркениет ғалымдар ежелгі қарастырдық деп шештік әлемде дүркін-дүркін орын алып, потопы және басқа да апаттар, ол барлық шығынның адамзат нүктесі өркениет.
Аристотель құрды формальды логика, т. е. нақты туралы ілім дәлелдеу, бас құрал шығару және жүйелеу білу; әзірледі категориялық-ұғымдық аппараты; бекітті өзіндік канон ұйымдастыру ғылыми зерттеу (тарихы мәселені қою мәселелері, аргументтер үшін «» және «қарсы», шешімнің негіздемесі); пәндік дифференцировал өзі ғылыми білім, отделив туралы ғылым табиғат жылғы метафизиканы (философияны), математика және т. б. Берілген Аристотелем нормалары ғылымилық білім үлгілері, түсіндіру, сипаттау және негіздеу ғылым пайдаланды талассыз беделі одан көп мың жыл, ал көп (заңдар формалды логика, мысалы) тиімді атқарады.
Маңызды фрагментімен антикалық әлемнің ғылыми көрінісін болды дәйекті геоцентрическое туралы ілім әлемдік салаларында. Геоцентризм, сол дәуірдің мүлде болған емес «жаратылыстану» сипаттамасымен тікелей байқалатын фактілер. Бұл қиын және батыл қадам белгісіздігі: өйткені, бірлік пен қайшылықсыз құрылғылар ғарыш тура келді толықтырылсын себепші болған ашық небесную полусферу ұқсас көрінісін оңтайландырады, болдырмау мүмкіндігін өмір сүру антиподов, т. е. мекендеушілерінің қарама-қарсы жағынан, жер шары, және т. б. (11)
Аристотель деп ойладым Жер неподвижна, ал Күн, Ай, планеталар және жұлдыздар айналады оның айналасында бойынша шеңберлі орбитам. Ол осылай деп ойлаймын, өйткені өз мистическими воззрениями Жерге санаған орталығы Ғаламның, ал шеңберлі – ең жасалған. Птолемей II ғасырда идеясын дамытты Аристотельдің толық космологическую моделі. Жер ортасында тұр, окруженная сегіз салалары, көтергіш өзіне Айға, Күн және бес белгілі сонда ғаламшарлар: Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер және Сатурн (сур. 1.1). Өздері планетаның санаған Птолемей, движутся бойынша аз топтарға, скрепленным тиісті салалары. Бұл объясняло сол өте қиын жол, ол, біз көріп отырғандай, жасайды планетаның. Ең соңғы саласындағы орналасады қозғалмайтын жұлдыздар, олар бола отырып, бір және сол қалпында бір біріне қатысты досы, движутся аспан бойынша барлығы бірге біртұтас ретінде. Не жатыр соңғы саласы, объяснялось, бірақ қалай болғанда да, бұл емес, бір бөлігі сол Ғаламның, оны бақылайды адамзат.

Моделі Птолемея мүмкіндік берген жақсы болжау ереже аспан денелері арналған небосводе, бірақ дәл болжау оған қабылдауға тура келді, бұл жолы Айды бір жерлерде қолайлы Жерге 2 есеге жақын, көп басқа! Бұл бір жағдайы Луна тиіс казаться 2 есе көп, көп басқа! Птолемей білген бұл жетіспеушілігі емес, оның теориясы деп танылды, дегенмен емес барлық жерде. Христиан Шіркеуі қабылдады Птолемееву Ғаламның моделі ретінде қайшы келмейтін Киелі, өйткені бұл модель өте жақсы болды, бұл оставляла саласынан тыс қозғалмайтын жұлдыздар көп орын үшін тозақ және жұмақ. Алайда, 1514 жылы поляк священник Николай Коперник ұсынды неғұрлым қарапайым моделі. (Алдымен, қауіптеніп, бәлкім, бұл Шіркеу жариялайды оның еретиком, Коперник насихаттады өз моделі жасырын). Оның идеясы тұрды, бұл Күн қозғалмай тұр, ал Жер және басқа да планетаның жүгінеді айналасындағы бойынша шеңберлі орбитам. Күні дерлік ғасыр бұрын, идеясын Коперник қабылдадық айтарлықтай. Екі астронома – неміс Иоганн Кеплер және италияндық Галилео Галилей – көпшілік қолдап теориясы Коперник, бұл предсказанные Коперником орбитаның емес совпадали с наблюдаемыми. Теориясы Аристотель– Птолемея келіп, соңында » 1609 ж. Галилей бастады байқауға түнгі аспан арқылы ғана изобретенного телескоп. Жіберіп телескоп ғаламшарына Юпитер, Галилей тауып, бірнеше кішкентай спутник, немесе лун, олар жүгінеді айналасында Сайлауына. Бұл білдіреді, бұл емес, барлық аспан денелері тиіс міндетті түрде тікелей хабарласу айналасында ретінде Жер деп санаған Аристотель мен Птолемей. (Әрине болады, бұрынғы деп санауға Жер жетістіктерге әрқайсысымыз орталығында Ғаламның, ай Сайлауына движутся бойынша өте күрделі жолдары Жер айналасында, бұл тек, меніңше, меніңше, олар жүгінеді айналасында Сайлауына. Алайда, теориясы Коперник әлдеқайда оңай.) Сол уақытта Иоганн Кеплер модифицировал Коперник теориясын негізге ала отырып, болжамдар, бұл планетаның движутся бойынша окружностям, ал эллипсам (эллипс – бұл созылған шеңбер). Ақыры, енді болжау совпали нәтижелерімен бақылау.
Бұл Кеплер болса, онда оның эллиптические орбита болды жасанды гипотезой, оның үстіне «неизящной де эллипс әлдеқайда аз жетілген тұлға, шеңбер. Дерлік кездейсоқ байқаған, бұл эллиптические орбита жақсы келісіледі байқауларда, Кеплер де білді примирить бұл факт, өз идеясы, бұл планета айналады, Күннің айналасында әсерінен магниттік күштер. Түсініктеме хат тек әлдеқайда кейінірек, 1687 ж. Исаак Ньютон өз кітабын жариялады «Математические начала натуральной философии». Ньютон онда ғана емес, болуға теориясын қозғалыс материалдық тел уақыт және кеңістікте, бірақ әзірледі күрделі математикалық әдістер талдау үшін қажетті қозғалыс аспан тел.

Сонымен қатар, Ньютон постулировал бүкіл әлемдік тартылыс заңы, оған сәйкес кез-келген денесі Әлемнің притягивается басқа кез-келген денеге байланысты басым күшке көбірек массасын осы денелердің мөлшері, олардың арасындағы қашықтық. Бұл ең күш, ол мәжбүр дененің құлау жерге. (Әңгіме деп Ньютонның шабыттандырды алма, упавшее басына, дерлік недостоверен. Өзі Ньютон деді бұл туралы тек туралы ой тяготении келді, ол сидел «созерцательном көңіл-күй», «себеп болды құлауы алма»).
Бұдан әрі Ньютон көрсеткендей, осы заңға, Луна әсерінен гравитациялық күштердің қозғалады бойынша эллиптической орбитада айналасында Жер, Жер және ғаламшардың айнала бойынша эллиптикалық орбитам Күннің айналасында.(8) Моделі Ньютон – бұл бір дене, движущееся абсолюттік бесконечном кеңістікте біркелкі және түсінікті жасаңыз болғанша бұл дене подействует күші (бірінші заңы механика) немесе екі дененің жұмыс істейтін бір-біріне тең және қарсы бағытталған күштермен (үшінші заңы механика); өзі бір күш болып саналады, жай ғана себебі жеделдету қозғалатын тел (екінші заң механика), яғни, қалай бар өзі және белгісіз жерден алынады.(5)
От Ньютон сақталған қарау механика сияқты әмбебап физикалық теориясы. XIX ғ. бұл орынды механистическая әлемнің көрінісі қамтитын, механикке, термодинамику және кинетикалық теория, материя, упругую теориясына жарықтың және электромагнетизм. Электронды ашу ынталандырды қайта қарау көріністер. Ғасыр соңында Х. Лоренц салынған электрондық теориясын қамту үшін барлық құбылыстарды табиғат, бірақ осы жеткен жоқ. Байланысты проблемалар дискретностью заряд және үздіксіз өріс және сәулелену теориясы («ультракүлгіндік апат») жасауға алып келді кванттық-дала әлем бейнесін және кванттық механика.(7)
Классикалық мысал пайдалану абстрактілі ұғымдарды түсіндіру үшін табиғат берді 1915 жылы Эйнштейн, опубликовав өзінің шын мәнінде эпохальную салыстырмалылықтың жалпы теориясын. Бұл жұмыстар қатарына жатады аздаған, знаменуют кезеңдер көріністерде адам мен қоршаған әлем туралы. Әдемілік теориясы Эйнштейн негізделген ғана емес, могуществом және талғампаздығы теңдеулер гравитациялық өріс, бірақ всесокрушающим радикализмом оның көзқарастары. Жалпы теориясы салыстырмалық сенімді жариялаған, гравитация білдіреді геометриясы искривленного кеңістік. Ауысымға ұсынуы жеделдету туралы кеңістіктегі келді ұсыну туралы искривлении кеңістік. (2)
Құрылғаннан кейін ЖҮЗ деп күтілген жаппай қамту табиғаттың беруге қабілетті электромагниттік сурет әлем, соединявшая салыстырмалық теорияны, Максвелл теориясын және механикке хабарлайды, бірақ бұл иллюзия ұзамай болды развеяна.(7)
Арнайы салыстырмалылық теориясы (ТҚС) (жеке салыстырмалық теориясы; релятивтік механика) — теориясы, сипаттайтын қозғалысты, механика заңдарын және кеңістікті-уақыттық қарым-қатынастар жылдамдығы кезінде қозғалыс, жақын жылдамдығы света. Арнайы салыстырмалық теориясы классикалық механика Ньютон болып табылады, оны төмен жылдамдықтар. Қорыту ЖҮЗ үшін гравитациялық өріс деп аталады жалпы теориясы салыстырмалық (ЖТБ).(10) негізін ЖҮЗ положены екі постулатты:
1. Барлық инерциальных санау жүйелерінде жарық жылдамдығы өзгерусіз (болып табылады инвариантом) және тәуелді емес қозғалыс көзі, қабылдау немесе ең есептеу жүйесі. Классикалық механикадағы Галилейдің — Ньютон шамасы жылдамдығы салыстырмалы жақындату екі тел әрқашан артық жылдамдықтар осы тел және тәуелді жылдамдығы бір объектіні, сондай-ақ жылдамдығы басқа. Сондықтан бізге сену қиын жылдамдығы жарықтың жылдамдығына байланысты, оның көзін бар, бірақ бұл ғылыми факт.
2. Нақты кеңістік және уақыт біртұтас төрттік кеңістіктік-уақыттық континуум бұл кезде жүйелер арасындағы санау өзгеріссіз сақталады шамасы кеңістіктік-уақытша интервал арасындағы оқиғаларға толы болды. ЖҮЗ жоқ оқиғалар одномоментных барлық жүйелерінде есептеу. Бұл жерде екі оқиға бір мезгілде бір санау жүйесіндегі көрінеді разновременными тұрғысынан басқа, қозғалатын немесе покоящейся, есептеу жүйесі.

Көптеген теоретиктер тырысты бірыңғай уравнениями қамту гравитацию және электромагнетизм. Әсерінен Эйнштейн енгізген четырехмерное кеңістік-уақыт, осы кезде көпөлшемді теориясы өріс әрекеттері келтіруге құбылыстар-геометриялық қасиеттері кеңістік.
Бірлестік қайда барып кімге жолығып айтуға негізінде белгіленген тәуелсіздік жарық жылдамдығының әр түрлі бақылаушылар, қозғалатын бос кеңістікте болмаған жағдайда сыртқы күштер. Эйнштейн изобразил әлемдік желіге объектінің жазықтықта (сур.2) кеңістіктік осі бағытталған көлденең, ал уақытша — тігінен. Сол кезде тік түзу — бұл әлемдік желі объектіні жетістіктерге әрқайсысымыз осы санау жүйесіндегі, сондай-наклонная — объектінің, жылжымалы, тұрақты жылдамдықпен. Қисық әлемдік желісі сәйкес келеді қозғалысына объектінің үдеуімен. Кез келген нүктесі осы жазықтықта жауап беруші ережеге, осы жерде және осы уақытта және оқиға деп аталады. Гравитация-бұл емес, күш, әрекет ететін пассивном фонында кеңістік және уақыт, ал білдіреді бұрмалау ең кеңістік-уақыт. Өйткені гравитациялық өріс — бұл «қисықтық кеңістік-уақыт.(7)
Сур.2. Кеңістіктік-уақыттық диаграммасы
Көп ұзамай құрылғаннан кейін (1905 жылы) арнайы салыстырмалылық теориясы бермейтін жасау Эйнштейн, және ол жұмыс істей бастады оның қорыту. Сол оқиға және жалпы салыстырмалық теориясымен. 1925 жылы Эйнштейн жұмыс істей бастады үстінен теориясымен, оған олар айналысуға қысқаша үзілістермен соңына дейін күн. Негізгі проблема, оның волновала, табиғат көздерінің жиектері — қазірдің өзінде болды, ол сол сәтте оған айналысты Эйнштейн, белгілі бір тарихы бар. Неге, мысалы, бөлшектер емес разваливаются? Себебі, электрон көтереді теріс заряд, ал теріс зарядтар қызығырақ бір-бірін, т. е. электрон керек еді жарылуы ішінен-отталкивания көршілес учаскелер!
Қандай да бір мағынада бұл мәселе сақталған бүгінгі күнге дейін. Әлі салынып, қанағаттанарлық теориясы, сипаттайтын күштер әрекет ететін ішіндегі электрона, бірақ қиындықтар туғызады айналып, предположив, электрона жоқ ішкі құрылымы — бұл нүктелі заряд жоқ мөлшерлерін белгілеудің және, демек, жоқ разрываемый ішінен.(4)
Дегенмен, қабылданды деп санауға негізгі ережелер қазіргі заманғы космология — ғылым құрылымы туралы және эволюция Вселенной — қалыптаса бастады құрылғаннан кейін 1917 г. А. Эйнштейном бірінші релятивистік моделін негізделген теориялар гравитация және претендовавшей арналған сипаттамасы бүкіл Ғаламның. Бұл модель характеризовала стационарлық күйін, Ғаламның және көрсеткендей, астрофизикалық бақылау, өте дұрыс емес.
Маңызды қадам шешуде космологиялық проблемаларды жасады 1922 ж. профессор Петроград университетінің а. А. Фридман (1888-1925). Шешім нәтижесінде космологиялық теңдеулер ол қорытындыға келді: Әлем болуы мүмкін емес стационарлық күйде — барлығы галактика жойылады тура бағытта, бір-бірінен, сондықтан, олар болған бір жерде.
Келесі қадам жасалды 1924 ж., обсерватория Маунт Вилсон Калифорнияда американдық астроном Э. Хаббл (1889-1953) өлшеген дейінгі қашықтық жақын галактикалар (деп аталатын туманностями) және ең ашты әлемі ашылады. Кезде астрономдар бастады спектрлерін зерттеу жұлдыздарының басқа галактикалар, депутат нәрсе одан да оғаш: біздің өз Галактика қалсаңыз, сол ең тән жинақтары жоқ гүлдер, және жұлдыздар, бірақ барлық олар шегерілген болатын. бір және сол шамасына қарай қызыл соңына спектрін. Көрінетін жарық – тербеліс, немесе толқындар электромагниттік өріс. Жиілігі (саны толқындардың бір секундта) жарық тербеліс өте жоғары – төрт жүзден жеті жүзге миллион толқын секундына. Адам көз қабылдайды жарық әр түрлі жиіліктер ретінде түрлі-түсті, әрі, ең төменгі жиіліктер сәйкес келеді қызыл соңына спектрін, ал ең жоғары – фиолетовому. Деп елестетіп көрейікші, жарық көзі орналасқан тіркелген қашықтықта бізді (мысалы, жұлдыз), сәулелену бастап жиілігі тұрақты жарық толқындары. Әлбетте, бұл жиілігі келетін толқын сияқты болады та, олар излучаются (мейлі гравитациялық өріс-ден көп емес және оның әсері үлестері мәнсіз өзгерген). Делік енді, бұл көзі жылжи бастайды біздің жаққа. Кезінде испускании мынадай толқындар көзі болып шықса жақын бізге, сондықтан уақыт тарақ, бұл толқын бізге қонбайды, аз жағдайда-қозғалмайтын жұлдыздар. Болды, уақыт арасындағы қырқалы келген екі толқындар аз болады, ал саны толқындардың қабылданатын бір секундта (т. е. жиілігі), көп жағдайда жұлдызы күні неподвижна. Жойған кезде, сол көзінің жиілігі келетін толқындар аз болады. Бұл спектрлер удаляющихся жұлдыздар болады шегерілген — қызыл соңына қарай (қызыл ығысуы), ал спектрлері жақындап қалған жұлдыздар тиіс бастан фиолетовое ығысуы. Мұндай ара-қатынасы жылдамдығы мен жиілігі деп аталады Доплера әсері, және бұл әсер обычен тіпті біздің күнделікті өмір. Доплера әсері пайдаланады полициясы анықтай отырып, алыстан жылдамдығы автомашиналар қозғалысының жиілігі бойынша радиосигналдарды, отражающихся.
Екенін дәлелдеді басқа галактика, Хаббл барлық кейінгі жылдары арнады жасау каталогтар дейінгі ара қашықтықты осы галактиканың және байқау, олардың спектрлерін. Сол уақытта көптеген ғалымдардың ойынша, бұл қозғалыс галактиканың жүреді, кездейсоқ, сондықтан спектрлерін, смещенных қызыл жағына, бақылануға тиіс сонша, қанша және смещенных » фиолетовую. Қандай сонымен, таңданыс, қашан басым бөлігінің галактиканың анықталса, қызыл ығысуы спектрлерді, яғни бұл барлық дерлік галактика алшақтатылады. Тағы бір таңғаларлық ашылуы болып тіркелген, Хабблом 1929 жылы: Хаббл тауып, бұл тіпті шамасы қызыл ығысу кездейсоқ емес, ал тікелей пропорционалды қашықтыққа дейін галактика. Басқаша айтқанда, ол әрі қарай орналасқан галактика, тезірек ол жойылады! Ал бұл білдіреді, бұл Ғалам мүмкін емес статикалық, бұрын ойлаған, бұл, шын мәнінде, ол үздіксіз кеңейіп арасындағы қашықтық галактиками барлық уақытта өсуде.(8)
Кеңейту Ғаламның білдіреді, — деп атап өткен оның көлемі кем болды қазір. Егер Ғаламның моделін әзірлеген Эйнштейном және Фридманом, бұру бұруға оқиғалар жұмсалады кері тәртіпте, кинофильме, запущенном дейін. Сонда, сонда, бұл шамамен 13 млрд. жыл бұрын радиусы Ғаламның өте кішкентай, т. е. салмағы галактика, межзвездная сәрсенбі және сәуле — бір сөзбен айтқанда, барлық, қазіргі Ғаламды құрайды, шоғырланған болмашы ғана кіші көлемде, жақын нөлге тең. Бұл бастапқы сверхплотное және сверхгорячее жағдайы Әлемнің теңдесі жоқ заманауи бізге шындық.(2) көзделіп отыр, онда тығыздығы заттар Ғаламның болды салыстыруға тығыздығы атом ядросының және бүкіл Әлем болмен үлкен ядролық тамшысын. Қандай да бір себептермен ядролық тамшы клубының тұрақсыз жай-күйі жарылды. Бұл болжам негізінде жатыр тұжырымдамасын үлкен жарылыс.(12)
Ең жақын іске асыру арман Эйнштейн жақындап кішкентай белгілі поляк физигі Теодор Калуца, 1921 жылы деген мақсаты жинақтап, теориясын Эйнштейн енгізіліп, электромагнетизм » геометриялық тұжырымы өріс теориясы (конденсаторы ретінде геометрия кеңістік-уақыт сипаттайды гравитацию). Бұл тиімді үшін бұл теңдеулер теориясы электромагнетизма Максвелл жалғастырды орындалуға тиіс. Калуца түсіну, Максвелл теориясын тұжырымдау мүмкін емес тілінде таза геометрия (мағынада, біз оны әдетте түсінеміз), тіпті жол бермей болуы искривленного кеңістік. Калуца жасады келесі қадам үшін Эйнштейном қосты четырехмерному кеңістік-уақыт бесінші (бақыланатын) өзгерту онда бөлім болып табылады өз кезегінде «гравитацией» (әлсіз және қатты өзара іс-қимыл ол кезде белгілі емес). Сұрақ туындайды: неге біз емес сезініп, осы бесінші өлшеу (өзгелікте бірінші төрт)?
1926 жылы швед физик Оскар Клейн бұл ұсынды, біз отырмыз қосымша өлшем, өйткені ол мағынада «свернулось дейін» өте шағын мөлшерін. Әрбір нүктесінен кеңістік бесінші өлшеу шығады, шағын петелька. Біз отырмыз осы барлық ілмектер-малости олардың мөлшерін. Клейн вычислил периметрі ілмектер айналасында бесінші өлшеу пайдалана отырып, белгілі мәні қарапайым электрлік заряд электрона және басқа да бөлшектер, сондай-ақ шамасын гравитациялық өзара іс-қимыл бөлшектер арасындағы. Ол болып шықты тең 10-32 см, т. б. 1020 есе аз мөлшерін атомдық ядро. Сондықтан біз отырмыз бесінші өлшем: ол скручено ауқымында айтарлықтай аз мөлшерін кез келген белгілі бізге құрылымдардың, тіпті физика субъядерных бөлшектер. Әлбетте, мұндай жағдайда, жоқ мәселені қозғалысы туралы, айталық, атом бесінші өлшеу. Бұл өлшеу керек берсін өзіне нәрсе ретінде орналасқан ішіндегі атом физикасы.(7)
Біраз уақыт теориясы Клауца-Клейна болды ұмытылды, бірақ күшті, әлсіз және электромагниттік өзара іс-қимыл біріктірілді бірыңғай теориясын, тамаќ табу жалпы теориясы және гравитация теориясын Клауца-Клейна қайтадан еске түсірді. Үшін орындалған барлық қажетті операцияларды симметрий тура қосуды тағы 7 өлшем (барлық кеңістік жалпы алғанда, өте 11-өлшеуіш). Ал бұл қосымша өлшеу сезілді, олар болуы тиіс жиналуға өте шағын ауқымы. Алайда, енді сұрақ туындайды: егер бір өлшем болады свернуть тек шеңбер, онда жеті өлшем болады свернуть » фигураны түрлі топологияларын (не 7-өлшейтін тор, не 7-өлшеу саласына, не қандай да бір басқа фигураны). Ең қарапайым моделі, онда lean ғалымдардың көпшілігі болуы мүмкін 7-өлшемді саласы (7-сала). Болжанып отырғандай, төрт байқалатын қазір өлшем кеңістік-уақыт жоқ свернулись, өйткені мұндай жай-күйі сәйкес келеді ең төменгі энергия (оған ұмтылады барлық физикалық жүйелер). Бар гипотеза, оған сәйкес ерте сатысында өмір Ғаламның барлық өлшеу кеңейтілді. (2)

Үлкен алуан табиғи жүйелер мен құрылымдар, олардың ерекшеліктері және динамизм байланысты болады материалдық объектілерді өзара іс-қимылымен, т. е., олардың өзара әрекетімен бір-біріне. Дәл өзара іс — қимыл- негізгі себебі материя қозғалысының, сондықтан өзара іс-қимыл, қозғалысы, әмбебап, т. е. тән барлық материалдық объектілерге қарамастан олардың табиғат шығу тегі және жүйелі ұйымдастыру. Ерекшеліктері әр түрлі өзара анықтайды болу шарттары мен ерекшеліктерін, қасиеттерін, материалдық объектілердің.
Өзара әрекеттесетін объектілер алмасады энергиясымен және негізгі сипаттамалары-олардың қозғалысы. Классикалық физика өзара іс-қимыл күшімен анықталады, бір материалдық объектіге әрекет етеді басқа.
Ұзақ уақыт бойы кешіріңіз, бұл өзара іс-қимыл материалдық объектілерді тұрған, тіпті үлкен қашықтықта, бір-бірінен арқылы беріледі, бос кеңістік бірден. Мұндай бекіту тұжырымдамасына сәйкес келеді дальнодействия. Осы уақытқа дейін эксперименттік расталды басқа тұжырымдамасы — тұжырымдамасы близкодействия: өзара іс-қимыл арқылы беріледі физикалық өрістердің түпкілікті жылдамдықпен аспайтын жарық жылдамдығының вакуумдағы. Бұл, мәні бойынша, далалық тұжырымдамасы кванттық өріс теориясы толықтырылады бекітумен: кез келген өзара іс-қимыл орын алады алмасу ерекше бөлшектер — өріс квантами.
Бақыланатын табиғатта өзара іс-қимыл материалдық объектілердің және жүйелердің өте әр түрлі болып табылады. Алайда, көрсеткендей, жеке зерттеулер, барлық өзара іс-қимыл жатқызуға төрт іргелі өзара: гравитационному, электромагнитному, қуатты және слабому.
Гравитациялық өзара іс-қимыл көрінеді өзара притяжении кез келген материалдық объектілерді бар салмағын. Ол арқылы беріледі гравитациялық өріс анықталады іргелі заңына табиғат заңы, бүкіл әлемдік тартылыс. Бүкіл әлемдік тартылыс заңына сипатталады төмендеуі, материалдық денелердің жолында Жер қозғалысы, планеталардың Күн жүйесінің, жұлдыздар және т. б.
Сәйкес кванттық өріс теориясымен және энтомологиялық гравитациялық өзара іс-қимыл болып табылады гравитоны — бөлшектер нөлдік массасы, гравитациялық өрістің кванты. Электромагниттік өзара іс-қимыл байланысты электр зарядтармен беріледі арқылы электрлік және магниттік өрістер. Электр өрісі пайда болған кезде электр зарядтары, ал магниттік — олардың қозғалысы. Изменяющееся магнит өрісі тудырады айнымалы электр өрісі, ол, өз кезегінде, көзі болып табылады айнымалы магнит өрісі.

Сәйкес кванттық электродинамике, энтомологиялық электромагниттік өзара іс-қимыл болып табылады фотоны — кванты электромагниттік өріс нөлдік массасы. Көптеген жағдайларда олар аспаптармен тіркеледі түрінде электромагниттік толқын ұзындығын. Мысалы, воспринимаемый электр көзбен көрінетін көрінетін жарық арқылы көрсетіледі негізгі үлесі (шамамен 90%) ақпарат қоршаған орта туралы түсінігін білдіреді электромагниттік толқынын өте тар диапазонында толқын ұзындықтары (шамамен 0,4—0,8 мкм), тиісті басталды күн сәулесінің.
Күшті өзара іс-қимылды қамтамасыз етеді байланыс ядрода нуклонов. Ол анықталады ядролық күштер, шығу зарядовой тәуелсіздігімен, короткодействием, насыщением және басқа да қасиеттері бар. Күшті өзара іс-қимыл үшін жауап береді тұрақтылық атом ядроларының. Ол күшті өзара іс-қимыл нуклонов ядросында, стабильнее ядро, соғұрлым оның меншікті байланыс энергиясы. Санының өсуімен ядрода нуклонов және, демек, мөлшерін ядроның меншікті байланыс энергиясы кемиді және ядро мүмкін распадаться, жүреді ядролармен элементтердің соңында Менделеев кестесінің.
Болжам бойынша, бұл күшті өзара іс-қимыл беріледі глюонами — бөлшектермен, «склеивающими» кварки құрамына кіретін протондар, нейтрондар және басқа да бөлшектер.
Әлсіз өзара іс-қимыл қатысатын барлық элементар бөлшектер, басқа фотон. Ол негіздейді көпшілігі ыдырауларының элементар бөлшектер өзара іс-қимыл және нейтрино зат және басқа да процестер. Әлсіз өзара іс-қимыл көрінеді негізінен процестерінде бета-ыдырау атом ядроларының көптеген изотоптар, еркін нейтрондар және т. б. деп санау және энтомологиялық әлсіз өзара іс-қимыл болып табылады вионы — бөлшектер массасы, шамамен 100 есе үлкен массасы протондар мен нейтрондар.(9)
Осы сәтте бір теориясы сипаттау өзара іс-қимылдарының әлі соңына дейін әзірленуге, бірақ ғалымдардың көпшілігі lean білімге Ғаламның нәтижесінде Үлкен жарылыс: — нөлдік уақыт сәті Ғалам туындаған сингулярности, яғни нүктесінен нөлдік көлемі және шексіз жоғары тығыздығы мен температурасы. Өзі «начало» Ғаламның, яғни оның жай-күйі, тиісті, теориялық есептеулер, радиус, жақын болады, ускользает әзірге тіпті теориялық ұсыну. Себебі, теңдеулері, релятивистік астрофизика дейін күшін сақтайды тығыздығы шамамен 1093 г/см3. Сығымдалған дейін мұндай тығыздығы Ғалам кездері болды радиусы шамамен бір десятибиллионной үлесін сантиметр, т. е. мөлшері бойынша өткізілді салыстыруға болады протоном! Температура осы микровселенной, айтпақшы, весившей кемінде 1051 тонна, неимоверно жоғары және, шамасы, жақын 1032 градусам. Мұндай Ғалам болды, кейін ничтожную сплит басталғаннан кейін «жарылыс». Дәл сол «бастау» және тығыздығы және температурасы жүгінеді шексіздік, т. е. бұл «басы» қолдана отырып, математикалық терминологияны болып табылады сол ерекше «сингулярной» нүктесі үшін теңдеу қазіргі заманғы теориялық физика жоғалтып, физикалық мағынасы. Бірақ бұл дегенді білдірмейді дейін «бастау» ештеңе болған жоқ: жай ғана біз елестете алмаймыз, бұл дейін шартты «бастау» Ғаламның. (3)
Кезде жасы Ғалам жетті бір жүздік секунд, оның температурасы құлап, шамамен 1011 — » атанып, шекті мәннен төмен, бұл кезде мүмкін рождаться протоны және нейтрондар, бұл кейбір бөлшектерінің жұмыс сапарымен аннигиляции – әйтпесе, қазіргі бізге Ғаламның емес еді заттар. Арқылы 1 секундта кейін Үлкен жарылыс температурасы төмендеген 10-ға дейін 10 -, және нейтрино гомогенді өзара іс-қимыл зат. Ғалам, іс жүзінде «мөлдір» және нейтрино. Электрондар және позитроны тағы жалғастырды аннигилировать және пайда қайтадан, бірақ шамамен 10 секунд сәуле энергиясының тығыздығының деңгейі төмен түсіп кетті және олардың шектен, және үлкен саны, электрондардың және позитронов айналған сәуле апатты процесінің өзара аннигиляции. Соңында бұл процесс, алайда, қалды белгілі бір саны электрондардың жеткілікті үшін, бірігіп отырып протонами және нейтронами, дать начало сол санына заттар, ол байқаймыз бүгін Ғаламның.
Одан әрі тарихы Әлемнің неғұрлым тыныш, оның қарқынды басталуы. Қарқыны кеңейту бірте-бірте баяулады, температура, орташа тығыздығы бірте-бірте төмендеді, және қашан Ғалам толды миллион жыл, оның температурасы болды соншалықты төмен (3500 градус Кельвину) протоны және ядро атомдар гелий қазірдің өзінде алар алуын, бос электрондар және айналмауы бұл ретте бейтарап атомдары. Осы сәттен бастап, мәні бойынша басталып, қазіргі кезең эволюция Әлемнің. Пайда галактика, жұлдыздар, планета. Соңында бірнеше миллиард жыл Ғалам болды осындай, қандай біз оны көріп отырмыз. (3)
Бірақ ол жалғыз емес гипотеза. Сәйкес бір гипотеза, Ғалам кеңейе бастады хаотически және ретсіз, содан кейін, әсерінен біраз тетігін диссипации (затухания) туындаған белгілі бір реттілікті. Мұндай болжам туралы толық бастапқы хаосе » қарама-қарсы толық алғашқы симметрия тартымды, өйткені мұнда талап етілмейді «жақсылық» Ғаламды қандай да бір қатаң белгілі бір жай-күйі. Егер ғалымдарға сәті іздеңіз қолайлы тетік затухания, онда бұл келісу кездесетін енді түрімен Ғаламның өте ауқымды бастауыш жағдай.
Бір ең көп таралған гипотезаны тетігі туралы диссипации — бұл гипотеза туған бөлшектер мен античастиц бірі энергиясын, оны береді приливные әсерлері болады гравитациялық өріс. Бөлшектер және античастицы туады искривленным «бос» кеңістікті (жағдайына ұқсас кеңістік, искривленного қара тесігі бар), және кеңістік жауап мұндай рождение азаюымен қисықтық. Қарағанда күштірек искривлено кеңістік-уақыт, интенсивнее жүреді рождение бөлшектер мен античастиц. «Неоднородной Ғаламның мұндай әсерлер тиіс барлық теңестіруге жасай отырып, жай-күйі біртектілігі. Мүмкін, тіпті, барлық материя Әлемнің туындады дәл осы жолмен, ал сингулярности. Мұндай процесс қажет етпейді туған материя жоқ антиматерии, бастапқы сингулярности. Қиындық осы гипотезаны, алайда, ол әзірше таба алмай, бөлу тетігінің материя және антиматерии, ол мүмкіндік берер еді және олардың көпшілік бөлігін қайтадан аннигилировать.
Бір жағынан, болуы неоднородностей еді біз арылту сингулярности, бірақ Джордж Эллис және Стивен Хоукинг көмегімен математикалық модельдерді көрсетті, бұл ретте кейбір аса правдоподобных ережелерін мінез-құлқы туралы, материя, үлкен қысымда болмайды деген сөздер алып тасталсын болуы ең болмағанда бір сингулярности, тіпті егер жол ауытқуларды біртектілігі. Мінез-құлық анизотропной және неоднородной Ғаламның өткен жақын сингулярности болуы мүмкін өте күрделі және өте қиын салуға не модельдері. Оңай пайдалана Фридмана моделі, олар деп болжайды мінез-құлық-Ғаламның туғаннан өлгеніне дейін (егер сфералық топология). Дегенмен ауытқуларды біртектілігі және избавляют біздің Ғаламды от сингулярности, кеңістік-уақыт, дегенмен, мүмкін, бұл үлкен бөлігі қолда бар бүгінгі таңда Әлемнің материяның түспеуінің бұл сингулярность. Осындай жарылыстар болған материя бар сверхвысокую, бірақ бесконечную тығыздығы, пайда көршілес сингулярностью, аталды «скулежем». Алайда орындау үшін, теоремалары Хоукина-Эллиса қажет энергия және қысым қалған оң. Ешқандай кепілдік, бұл жағдайда, жоғары плотностях материяның бұл шарттар орындалады.
Болжам бар, ол кванттық әсерлер, бірақ емес, материя, кеңістік-уақыт (кванттық гравитация), ол айналады өте маңызды кезде жоғары мәні қисықтық кеңістік-уақыт алар еді алдын жоғалуы Ғаламның » сингулярности, оятатын, мысалы, «мықтылық» материя кезінде жеткілікті үлкен тығыздығы. Алайда, болмауына байланысты қанағаттанарлық теориясы кванттық гравитация, пайымдау бермейді нақты тұжырымдар. Егер гипотезаны «скулежа» немесе кванттық «отскока» болса, онда бұл дегеніміз, кеңістік және уақыт болған және осы іс-шаралар.(13)
Кейін ашу кеңейту Ғаламның, 1946 жылы британдық астрофизика Герман Бонди және Томас Голд предположили бұл барлық бір рет Әлем однородна кеңістікте, ол болуы тиіс однородна және уақыт. Мұндай жағдайда, кеңейіп, ол тұрақты жылдамдықпен, ал болмайтындай азайту заттардың тығыздығы болуы тиіс үздіксіз құрылуы жаңа галактика, заполнят аралықтарында пайда болған от разбегания қолда бар галактикалар. Зат құру үшін жаңа галактикада үздіксіз пайда болуына қарай кеңейту Ғаламның. Мұндай ғалам жоқ статична, ал стационарна: жеке жұлдыздар мен галактика өтіп, өзінің өмірлік циклдері, бірақ тұтастай алғанда Әлем жоқ, бірде аяғына дейін. Түсіндіру үшін, қалай пайда болады, зат бұзбай энергияның сақталу заңын, Фред Хойл ойлап тапты өріс, жаңа типтегі туғызатын өріс теріс энергиясын. Кезінде білім заттар, теріс энергия осы өріс күшейеді, және жалпы энергия сақталады.
Жиілігі туылған атомдар мұндай моделін соншалықты аз, бұл мүмкін емес табылды эксперименттік. Ортасында 60-шы жылдардан жасалды ашу куәландыратын, бұл Ғалам дамиды. Содан кейін ашылды фондық жылулық сәуле шығару туралы куәландыратын, оның Ғалам бірнеше миллиард жыл бұрын жоғалған ыстық плотном жай-күйі және сондықтан болуы мүмкін емес стационарлық.

Добавить комментарий

Your email address will not be published.