Prima prelegere. Idei despre Univers
Încă din anul 340 î.Hr. e. Aristotel în cartea "Pe cer" a formulat două argumente puternice în favoarea faptului că Pământul este mult mai probabil să fie rotund decât o sferă, mai degrabă decât plat, ca o farfurie. În primul rând, și-a dat seama că eclipsa lunară se datorează trecerii Pământului între Soare și Lună. Umbra Pământului pe Lună este întotdeauna rotundă și acest lucru este posibil numai dacă Pământul are o formă sferică. Dacă planeta noastră este un disc plat, umbra ei ar fi alungită, eliptică, cu excepția cazurilor când, în momentul eclipsei, Soarele se află direct deasupra centrului discului.
În al doilea rând, din experiența călătoriei, grecii antici au realizat că, în țările sudice, Polar Star se află mai jos de orizont decât în cele care se află mai aproape de nord. Din diferența dintre pozițiile vizibile ale stelei Polar din Grecia și Egipt, Aristotel a obținut chiar o valoare aproximativă a circumferinței Pământului - aproximativ 400 de mii de etape. Nu știm cu exactitate la ce era egală scena greacă. Poate că a fost de aproximativ 180 m. Apoi, estimarea lui Aristotel este de aproximativ dublul valorii actuale.
Grecii antice au avut de asemenea un al treilea argument în favoarea sfericității Pământului: de ce altfel observatorul de pe țărm a observat mai întâi navigația navei care se apropie de-a lungul orizontului și numai corpul său? Aristotel credea că Pământul este staționar, iar Soarele, Luna, planetele și stelele
mutați-l în orbite circulare. El a crezut acest lucru, deoarece din considerente mistice a fost convins că Pământul este centrul universului, iar mișcarea circulară este cea mai perfectă.
VI în. n. e. Ptolemeu a dezvoltat aceste idei într-un model cosmologic integral. Pământul era așezat în centru, înconjurat de opt sfere care purtau Luna, Soarele, stelele și cele cinci planete cunoscute pe vremea aceea (Mercur, Venus, Marte, Jupiter și Saturn). Planeta sa mutat în jurul unor cercuri mici, fixate pe sferele corespunzătoare, care trebuiau să explice mișcările observabile foarte complexe de-a lungul cerului. În sfera exterioară au fost plasate așa-numitele stele fixe, care rămân întotdeauna în aceeași poziție relativ una cu cealaltă, dar toate împreună fac o mișcare circulară pe cer. Ceea ce se află în afara sferei exterioare a rămas neclar, această zonă a universului nu era disponibilă pentru observare.
Modelul lui Ptolemeu a permis să prezică cu suficientă precizie pozițiile vizibile ale corpurilor celeste. Dar pentru a face acest lucru, a trebuit să admitem că Luna, care se deplasează de-a lungul traiectoriei sale, se apropie de Pământ de două ori la un moment dat decât în altele. Și asta înseamnă că luna ar trebui să pară de două ori mai mult ca de obicei. Ptolemeu știa despre acest neajuns, totuși modelul său a fost acceptat dacă nu de toate, apoi de o majoritate absolută. A fost aprobată de biserica creștină, ca imagine a lumii, conformă cu Scripturile. Un mare avantaj în ochii teologilor a fost că acest model a lăsat spațiu suficient în afara sferei stelelor fixe pentru rai și iad.
Cu toate acestea, în 1514, canonul polonez Nikolai Copernicus a propus o teorie cosmologică mult mai simplă. La început, temându-se de acuzații de erezie, el și-a dezvăluit modelul anonim. El credea că centrul este situat
fără soare, și Pământul și alte planete se învârt în jurul său în orbite circulare. Din păcate, pentru Copernic, a trecut aproape un secol înainte ca ideile sale să fie luate în serios. Numai doi astronomi - germanul Johannes Kepler și galileo-italianul italian - au susținut public teoria lui Copernic, în ciuda faptului că mișcările prezise nu coincideau complet cu cele observate. Teoria lui Aristotel-Ptolemeu "a murit" doar în 1609. În acel an, Galileo a început să studieze cerul de noapte cu ajutorul unui telescop recent inventat.
Urmărind Jupiter, Galileo a observat că planeta a fost însoțită de câteva luni foarte lungi (luni) care circulă în jurul ei. Aceasta a răsturnat convingerea lui Aristotel și a lui Ptolemeu că toate corpurile celeste se întorc direct în jurul Pământului. Desigur, se poate considera că Pământul se află în centrul universului, iar sateliții lui Jupiter se deplasează în jurul acestuia pe traiectorii extrem de complexe, creând aspectul circulației lor în jurul lui Jupiter. Cu toate acestea, teoria lui Copernic a fost mult mai simplă.
În același timp, Kepler a dezvoltat modelul Copernican, presupunând că planetele se deplasează nu în orbite circulară, ci în eliptice. Predicțiile teoriei au coincis în cele din urmă cu observațiile. Cu toate acestea, Kepler el însuși a considerat orbite eliptice ca o ipoteză artificială, care este foarte enervant, deoarece elipsa nu este la fel de perfectă ca este abruptă. După ce a descoperit (aproape accidental) că orbitele eliptice corespund observațiilor, Kepler nu a putut reconcilia acest lucru cu ideea lui că planetele se rotesc în jurul Soarelui sub influența forțelor magnetice.
Newton a arătat că, potrivit legii sale, gravitația face ca Luna să se întoarcă într-o orbită eliptică în jurul Pământului, iar Pământul și toate celelalte planete - urmează traiectoriile eliptice din jurul Soarelui. Modelul Copernican a îndepărtat sferele celestale ale lui Ptolemeu și, în același timp, cu ideea că universul are o anumită limită naturală. Așa-numitele stele fixe nu își schimbă poziția reciprocă atunci când Pământul se mișcă în jurul Soarelui. Prin urmare, ideea în sine a sugerat în sine că acestea sunt obiecte similare cu Soarele nostru, dar situate mult mai departe. Și asta a dat naștere la întrebări. Newton a înțeles că, potrivit propriei sale teorii a gravitației, stelele ar trebui să fie atrase unul de celălalt, astfel încât acestea să nu rămână absolut în continuare. De ce atunci nu vor cădea unul pe altul, adunându-se într-un singur punct?
Într-un univers infinit, fiecare punct poate fi considerat central, deoarece în orice direcție este un număr infinit de stele. Abordarea corectă, așa cum a devenit evidentă mai târziu, este de a lua în considerare zona finită în care toate stelele sunt atrase unul de celălalt. Dar puteți întreba ce se va schimba dacă adăugați stele, distribuindu-le aproximativ în mod egal în afara acestei zone. În conformitate cu legea lui Newton, aceste stele adăugate nu vor schimba nimic și stelele într-o zonă limitată se vor apropia reciproc la aceeași viteză. Puteți adăuga cât mai multe stele pe care le doriți - colapsul va fi inevitabil. Astăzi știm că este imposibil să construim un model staționar infinit al universului, în care gravitatea are întotdeauna un efect atractiv.
Și aici este o trăsătură interesantă a modului general de gândire înainte de secolul XX. nimeni nu și-a imaginat că universul se extinde sau se contractă. Se presupunea că aceasta fie a existat pentru totdeauna neschimbată, fie a fost creată odată în trecut cu privire la felul pe care îl vedem astăzi. În parte, astfel de idei s-ar putea datora înclinației oamenilor de a crede în adevărurile veșnice și de a găsi consolare în gândul că universul nu se schimbă, lasă-i să se îmbătrânească și să moară.
Chiar și cei care au înțeles că teoria gravitației lui Newton nu admite existența unui univers staționar nu a mers atât de departe încât să sugereze posibilitatea
extinderea sa. În schimb, au încercat să corecteze teoria, sugerând că, la distanțe foarte mari, forța gravitațională respinge corpurile unul de celălalt. Acest lucru aproape că nu a afectat prognozele mișcării planetelor, ci a permis echilibrarea distribuției infinite a stelelor datorită faptului că atracția dintre stelele apropiate a fost compensată prin repulsia dintre cele îndepărtate.
Dar acum știm că un astfel de echilibru ar fi instabil. Merită să stea puțin mai aproape de stelele dintr-o mică zonă a universului, deoarece forțele de atracție vor începe să prevaleze asupra forțelor de repulsie. Ca urmare, stelele continuă să se apropie reciproc. Pe de altă parte, dacă stelele se împart într-o oarecare măsură, forțele repulsive vor prevala, ceea ce va face ca stelele să "fugă" din ce în ce mai mult.
Pentru a evita concluzia că întregul cer al nopții ar trebui să fie la fel de strălucitor ca suprafața Soarelui, este posibil, presupunând doar că stelele nu străluceau pentru totdeauna, dar erau aprinse la un moment final în trecut. În acest caz, materia interstelară s-ar putea să nu fi avut timp să se încălzească la temperaturi ridicate, sau lumina celor mai îndepărtate stele nu a ajuns încă la planeta noastră. Și asta ne aduce la întrebarea care ar fi putut provoca aprinderea inițială a stelelor.
Desigur, oamenii din cele mai vechi timpuri se gândeau la nașterea universului. În conformitate cu o serie de cosmologii timpurii ale dogmelor evreiești, creștine și musulmane, universul a apărut în ultimul și relativ recentul moment al trecutului. Unul dintre motivele unui astfel de început a fost convingerea că existența universului nu poate fi explicată decât cu ajutorul cauzei rădăcinii.
În acele vremuri când majoritatea oamenilor credeau într-un univers staționar și neschimbat, întrebarea dacă are un început sau nu a aparținut domeniului metafizicii și teologiei. Răspunsurile au fost foarte diferite. Cineva a crezut că universul există pentru totdeauna, alții credeau că a fost pus în mișcare într-un punct finit de timp și astfel încât să dea impresia că a fost pentru totdeauna. Dar în 1929, astronomul american Edwin Hubble a făcut o descoperire de reper, descoperind că, oriunde te uiți în spațiu, stele îndepărtate se îndepărtează rapid de noi. Cu alte cuvinte, universul se extinde. Aceasta însemna că în trecutul îndepărtat, corpurile celeste erau mult mai apropiate unul de celălalt. Se părea că acum aproximativ 10 sau 20 de miliarde de ani erau toți la același punct în spațiu.
Această descoperire a transferat în cele din urmă întrebarea despre originea universului în domeniul științei. Constatările lui Hubble au sugerat că în trecut a existat un moment de timp numit Big Bang, când universul era închis într-un volum infinitezimal și, prin urmare, avea o densitate infinit de mare. Dacă s-au întâmplat unele evenimente, nu au putut influența ceea ce se întâmplă acum. Ele pot fi neglijate, pentru că nu au consecințe vizibile.
Se poate spune că la momentul Big Bang-ului însuși a început, în sensul că nu pot fi stabilite încă vremuri. Trebuie subliniat faptul că acest început de timp este foarte diferit de tot ceea ce a fost considerat anterior. În universul neschimbat, începutul timpului este ceva impus de ceva în afara universului. Nu există nevoie fizică pentru un astfel de început. Se poate crede pur și simplu că Dumnezeu a creat universul în orice moment în trecut. Pe de altă parte,
dacă universul se extinde, atunci ar putea exista motive fizice pentru care ar trebui să existe un început. Se poate presupune că Dumnezeu a creat universul în momentul Big Bang-ului. (Sau mai târziu, astfel încât părea ca și în cazul în care a existat un Big Bang.) Cu toate acestea, ar fi inutil să ne gândim că universul este creat înainte de Big Bang. Extinderea universul nu neagă posibilitatea existenței Creatorului, dar își limitează activitatea unor cadre de timp.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: