Орчлон ертөнцийн шинэ загвар. Орчлон ертөнц нь гурилан бүтээгдэхүүн шиг хэлбэртэй байдаг

ОРЧЛОЛТЫН ШИНЭ ЗАГВАР

Орчлон ертөнцийн хэлбэрийн тухай асуулт. - Асуудлын түүх. – Геометрийн болон физик орон зай. - Тэднийг тодорхойлох эргэлзээтэй байдал. – Физик орон зайн дөрөв дэх координат. – Физикийн шинжлэх ухааны математикийн хамаарал. - Хуучин ба шинэ физик. – Хуучин физикийн үндсэн зарчмууд. – Цаг хугацаанаас тусад нь авсан орон зай. -Хуулийн нэгдмэл байх зарчим. - Аристотелийн зарчим. – Хуучин физикийн тодорхойгүй тоо хэмжээ. – Тодорхойлолтын оронд хуваах арга. - Органик болон органик бус бодисууд. - Элементүүд. - Молекулын хөдөлгөөн. - Брауны хөдөлгөөн. - Бодисыг хадгалах зарчим. - Хөдөлгөөний харьцангуй байдал. - Хэмжигдэхүүний хэмжилт. – Үнэмлэхүй хэмжилтийн нэгж. - Бүх нийтийн таталцлын хууль. - Алсын зайн үйлдэл. - Ифер. – Гэрлийн мөн чанарын тухай таамаглал. - Мишельсон-Морлигийн туршилт. – Гэрлийн хурдыг хязгаарлах хурд гэж үздэг. - Лоренцын өөрчлөлтүүд. - Квантын онол. - Гэрлийн жин. - Математик физик. - Эйнштейний онол. – Хөдөлгөөнт биеийг шахах. – Харьцангуйн тусгай ба ерөнхий зарчим. – Дөрвөн хэмжээст тасралтгүй. – Эйнштейний дагуу геометрийг засч, нэмж оруулсан. – Харьцангуйн онолын туршлагаас хамаарал. - Эйнштейний "Халцага". - Хязгаарлагдмал орон зай. – Хоёр хэмжээст бөмбөрцөг орон зай. – Эддингтон сансарт. – Цацрагийн энергийн бүтцийг судлах тухай. – Хуучин физик, шинэ физик.

Дэлхий ертөнц, байгалийг судлах аливаа оролдлогын явцад хүн шууд хариулт өгөх боломжгүй хэд хэдэн асуулттай тулгарах нь гарцаагүй. Гэсэн хэдий ч түүний ертөнцийн тухай, улмаар өөрийнхөө тухай бодох цаашдын үйл явц нь эдгээр асуултуудыг таньж мэдэх эсэх, танихгүй эсэх, тэдгээрийг хэрхэн томъёолж, хэрхэн харьцахаас хамаарна.

Эдгээр асуултуудаас хамгийн чухал нь энд байна:

Дэлхий ямар хэлбэртэй вэ?

Дэлхий гэж юу вэ: эмх замбараагүй байдал эсвэл систем үү?

Дэлхий санамсаргүй байдлаар үүссэн үү эсвэл ямар нэгэн төлөвлөгөөний дагуу үүссэн үү?

Хэдийгээр энэ нь анх харахад хачирхалтай мэт санагдаж болох ч эхний асуултын нэг буюу өөр шийдэл, i.e. Дэлхийн хэлбэрийн талаархи асуулт, бодит байдал нь бусад асуултын хариултыг урьдчилан тодорхойлдог - хоёр дахь, гурав дахь.

Хэрэв ертөнц эмх замбараагүй эсвэл систем мөн үү, энэ нь санамсаргүй байдлаар үүссэн үү, эсвэл төлөвлөгөөний дагуу бий болсон уу гэсэн асуултуудыг эхлээд ертөнцийн хэлбэрийг тодорхойлохгүйгээр шийдэж, ийм шийдлээс улбаатай бол ийм шийдвэрүүд үнэмшилгүй болно. , "итгэл" шаарддаг бөгөөд хүний оюун санааг хангаж чаддаггүй. Эдгээр асуултын хариулт нь ертөнцийн хэлбэрийн тодорхойлолтоос гарахад л хангалттай үнэн зөв, тодорхой болж хувирдаг.

19-р зуунд шинжлэх ухааны үндэслэлтэй гэж үзэж болох эдгээр гурван үндсэн асуултын шийдэлд суурилж буй амьдралын ерөнхий философи гэдгийг батлахад хэцүү биш; 20-р зууны тэр байтугай 19-р зууны төгсгөлийн нээлтүүд нь энгийн сэтгэлгээнд нөлөөлөөгүй эсвэл маш бага нөлөөлсөн хэвээр байна. Шинжлэх ухаан, гүн ухаан, шашны сэтгэлгээний сэдэв болох ертөнцийн талаархи цаашдын бүх асуултууд эдгээр үндсэн гурван асуултаас урган гарч ирдэг гэдгийг батлахад хэцүү биш юм.

Гэхдээ хамгийн чухал ач холбогдолтой хэдий ч ертөнцийн хэлбэрийн тухай асуудал бие даан гарч ирсэн нь харьцангуй ховор; Энэ нь ихэвчлэн сансар судлал, космогоник, одон орон, геометрийн, физик гэх мэт бусад асуудлуудад багтдаг. Хэрэв дэлхий ямар нэгэн хэлбэртэй байж болно гэж хэлвэл энгийн хүн гайхах болно. Түүний хувьд ертөнцхэлбэр байхгүй.

Гэсэн хэдий ч ертөнцийг ойлгохын тулд төгс бус байсан ч гэсэн орчлон ертөнцийн зарим загварыг бүтээх чадвартай байх шаардлагатай. Ертөнцийн ийм загвар, орчлон ертөнцийн ийм загвар нь орчлон ертөнцийн хэлбэрийн тухай тодорхой ойлголтгүйгээр бүтээгдэх боломжгүй юм. Байшингийн загвар гаргахын тулд байшингийн хэлбэрийг мэдэх хэрэгтэй; алимны загвар гаргахын тулд та алимны хэлбэрийг мэдэх хэрэгтэй. Иймд орчлон ертөнцийн шинэ загварыг бий болгох зарчмууд руу шилжихийн өмнө хамгийн багадаа товч хураангуй хэлбэрээр орчлон ертөнцийн хэлбэр дүрс, өнөөгийн байдлын талаархи асуултын түүхийг авч үзэх шаардлагатай. шинжлэх ухаан дахь энэ асуултын байдал, түүнчлэн сүүлийн үед бий болсон "загварууд".

Эртний болон дундад зууны үеийн экзотерик системийн (шинжлэх ухаанд дангаараа мэдэгдэж байгаа) космогоник ба сансар судлалын үзэл баримтлал нь хэзээ ч тодорхой, сонирхолтой байгаагүй. Түүгээр ч барахгүй тэдний дүрсэлсэн орчлон ертөнц нь одоогийн одон орон судлалын ертөнцөөс хамаагүй жижиг, маш жижиг ертөнц байсан. Тиймээс би тэдний талаар ярихгүй.

Манай дэлхийн хэлбэрийн талаарх янз бүрийн үзэл бодлыг судлах нь одон орон, физик-механик системүүд Дэлхийг дэлхийн төв гэсэн санааг орхисон тэр мөчөөс эхлэнэ. Судалж буй үе нь хэдэн зууныг хамардаг. Гэвч үнэн хэрэгтээ бид зөвхөн өнгөрсөн зууныг голчлон авч үзэх болно, 19-р зууны эхний улирлын сүүлчээс хойшхи үе.

Тэр үед байгалийн ертөнцийг судалдаг шинжлэх ухаан аль эрт хуваагдсан байсан: хуваагдсаны дараа тэдний харилцаа одоогийнхтой ижил, ядаж саяхныг хүртэл байсан.

Физик нь бидний эргэн тойрон дахь материйн үзэгдлийг судалсан.

Одон орон судлал - "тэнгэрийн биетүүдийн" хөдөлгөөн.

Хими нь бодисын бүтэц, найрлагын нууцад нэвтрэхийг оролдсон.

Энэ гурван физикийн шинжлэх ухаан дэлхийн хэлбэрийн талаарх ойлголтоо зөвхөн Евклидийн геометр дээр үндэслэсэн. Геометрийн орон зайг физик орон зай гэж авсан бөгөөд тэдгээрийн хооронд ямар ч ялгаа байгаагүй; хайрцаг, түүний байрлалыг агуулгыг нь хамааралгүй авч үзэж болохын адил орон зайг материас тусад нь авч үзсэн.

Сансар огторгуйг "хязгааргүй бөмбөрцөг" гэж ойлгодог байсан. Хязгааргүй бөмбөрцгийг геометрийн хувьд зөвхөн төвөөр нь тодорхойлсон, өөрөөр хэлбэл. Энэ цэгээс гарч буй аль ч цэг ба гурван радиус, бие биедээ перпендикуляр. Хязгааргүй бөмбөрцөг нь хязгаарлагдмал, хязгаарлагдмал бөмбөрцөгтэй бүх талаараа, физик шинж чанараараа бүрэн төстэй гэж тооцогддог байв.

Нэг талаас, геометрийн, Евклидийн гурван хэмжээст орон зай, хязгааргүй эсвэл хязгаарлагдмал орон зай, нөгөө талаас физик орон зай хоёрын хоорондох зөрчилдөөнтэй холбоотой асуулт маш ховор гарч ирсэн бөгөөд физикийн хөгжлийн боломжит чиглэлүүдэд саад болоогүй юм. .

Зөвхөн 18-р зууны төгсгөл ба 19-р зууны эхэн үед тэдний боломжит нийцгүй байдлын тухай санаа, геометрийн орон зайтай физик орон зайг зөв тодорхойлоход эргэлзэх нь яаралтай болсон; Түүнээс гадна 19-р зууны төгсгөлд тэднийг чимээгүй өнгөрөөх боломжгүй байв.

Эдгээр эргэлзээ нь нэгдүгээрт, геометрийн суурийг засах оролдлого, өөрөөр хэлбэл. эсвэл нотлохЕвклидийн аксиомууд, эсвэл тэдгээрийн нийцгүй байдлыг тогтоох; хоёрдугаарт, физикийн хөгжлийн ачаар, илүү нарийвчлалтай механик, физикийн хөдөлгөөнд оролцдог хэсэг; Түүний хөгжил нь физик орон зайг геометрийн орон зайд байрлуулах боломжгүй, физик орон зай геометрийн орон зайн хязгаараас байнга давж гардаг гэсэн итгэл үнэмшилд хүргэсэн. Геометрийн орон зай нь хөдөлгөөнгүй, түүнд агуулагдахгүй гэдгийг нүдээ аниад л геометрийн орон зайг физик орон зай гэж андуурах боломжтой байсан. цаг хугацаа, хөдөлгөөнд шаардлагатай, жишээлбэл шураг гэх мэт хөдөлгөөнөөс үүссэн аливаа дүрсийг тооцоолоход дөрвөн координат аль хэдийн шаардлагатай байдаг.

Дараа нь гэрлийн үзэгдэл, цахилгаан, соронзон, түүнчлэн атомын бүтцийг судлах нь орон зайн тухай ойлголтыг нэн даруй өргөжүүлэх шаардлагатай болсон.

Евклидийн аксиомуудын үнэн эсвэл худал байдлын талаархи цэвэр геометрийн таамаглалын үр дүн нь хоёр талтай байв: нэг талаас, геометр бол зөвхөн аксиомуудтай харьцдаг, бүрэн гүйцэд байдаг цэвэр онолын шинжлэх ухаан гэсэн итгэл үнэмшил бий болсон; түүнд юу ч нэмж, юу ч өөрчлөх боломжгүй; геометр бол тулгарсан бүх баримтад хэрэглэх боломжгүй, зөвхөн тодорхой нөхцөлд үнэн болох шинжлэх ухаан боловч эдгээр нөхцөлд найдвартай, орлуулашгүй шинжлэх ухаан юм. Нөгөөтэйгүүр, Евклидийн геометрийн урам хугарсан бөгөөд үүний үр дүнд түүнийг шинэ үндэслэлээр сэргээн босгох, шинэ загвар бий болгох, геометрийг өргөжүүлэх, бүх зүйлд хэрэглэж болох физикийн шинжлэх ухаан болгох хүсэл төрж байв. эдгээр баримтуудыг зохиомлоор дарааллаар нь цэгцлэх шаардлагагүй тулгарсан баримтууд . Евклидийн геометрийн анхны үзэл бодол зөв, хоёр дахь нь буруу байсан; гэхдээ энэ нь шинжлэх ухаанд ялалт байгуулсан хоёр дахь үзэл бодол байсан бөгөөд энэ нь түүний хөгжлийг мэдэгдэхүйц удаашруулсан гэж бид хэлж чадна. Гэхдээ би дараа нь энэ цэг рүү буцах болно.

Орон зай, цаг хугацааны категориудыг ойлголт, сэтгэхүйн ангилал гэж үздэг Кантийн санааг шинжлэх ухаанд хэзээ ч оруулаагүй, өөрөөр хэлбэл. Физик сэтгэлгээ нь хожим тэдгээрийг физикт нэвтрүүлэх оролдлого хийсэн ч гэсэн. Шинжлэх ухааны физик сэтгэлгээ нь философи, сэтгэл судлалаас үл хамааран хөгжсөн; Энэ бодол нь орон зай, цаг хугацаа нь бидний гаднах объектив оршин байдаг гэж үргэлж үздэг байсан тул тэдгээрийн хамаарлыг математикийн аргаар илэрхийлэх боломжтой гэж үздэг.

Гэсэн хэдий ч механик болон бусад физикийн салбаруудын хөгжил нь гурван үндсэн координатаас гадна орон зайн дөрөв дэх координатыг хүлээн зөвшөөрөх хэрэгцээнд хүргэсэн; урт, өргөн, өндөр. Дөрөв дэх координат буюу сансар огторгуйн дөрөв дэх хэмжээсийн тухай санаа аажмаар улам бүр зайлшгүй болж байсан ч удаан хугацааны туршид энэ нь нэг төрлийн "хорио" хэвээр байв.

Сансар огторгуйн тухай шинэ таамаглалыг бий болгох материалыг математикч - Гаусс, Лобачевский, Закери, Бойл, ялангуяа өнгөрсөн зууны 50-аад оны үед орон зайн талаар цоо шинэ ойлголттой болох боломжтой гэж үзсэн Риман нарын бүтээлүүдэд нуугдаж байсан. Орон зай, цаг хугацааны асуудлыг сэтгэл зүйн хувьд судлах оролдлого хийгдээгүй. Дөрөв дэх хэмжээсийн тухай санаа нь хивсний дор удаан хугацаагаар үлдсэн юм. Мэргэжилтнүүд үүнийг зөвхөн математикийн бодлого гэж үздэг байсан бол мэргэжлийн бус хүмүүс үүнийг ид шидийн, далд бодлого гэж үздэг байв.

Гэхдээ 19-р зууны эхэн үеэс энэ үзэл санаа гарч ирснээс өнөөг хүртэлх шинжлэх ухааны сэтгэлгээний хөгжлийн талаар товч тоймлон авч үзвэл энэ үзэл баримтлал ямар чиглэлд хөгжиж байгааг ойлгоход тусална; Үүний зэрэгцээ бид дэлхийн хэлбэрийн үндсэн асуудлын талаар бидэнд юу хэлж байгааг (эсвэл хэлж чадахыг) харах болно.

Эндээс урган гарч буй хамгийн эхний бөгөөд хамгийн чухал асуулт бол физикийн шинжлэх ухааны математикийн хамаарлын тухай асуудал юм. Нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн өнцгөөс харахад математик нь физикийн шинжлэх ухаан судалдаг зүйл, үзэгдлийн ертөнц дэх тоон харьцааг судалдаг гэж хүлээн зөвшөөрдөг. Үүнээс өөр хоёр заалт гарч ирнэ: нэгдүгээрт, математикийн илэрхийлэл бүр физик эквиваленттай байх ёстой, гэхдээ одоогоор үүнийг хараахан илрүүлээгүй байна; хоёрдугаарт, аливаа физик үзэгдлийг математикийн аргаар илэрхийлж болно.

Үнэндээ эдгээр заалтуудын аль нь ч өчүүхэн ч үндэслэлгүй; Эдгээрийг аксиом гэж хүлээн зөвшөөрөх нь шинжлэх ухааны хөгжил дэвшлийг удаашруулж, ийм ахиц дэвшил хамгийн хэрэгтэй байгаа шугамын дагуу яг таг сэтгэдэг. Гэхдээ бид энэ талаар дараа ярих болно.

Дараах физикийн шинжлэх ухааны тоймд бид зөвхөн физикт анхаарлаа хандуулах болно. Физикийн хувьд бид механикт онцгой анхаарал хандуулах хэрэгтэй: ойролцоогоор 18-р зууны дунд үеэс механикууд физикт давамгайлах байр суурийг эзэлдэг байсан тул саяхныг хүртэл бүх физикийг тайлбарлах арга замыг олох боломжтой, бүр магадгүй гэж үздэг байв. үзэгдлийг механик үзэгдэл, өөрөөр хэлбэл. хөдөлгөөний үзэгдэл. Зарим эрдэмтэд энэ чиглэлд улам бүр ахисан: физик үзэгдлийг хөдөлгөөний үзэгдэл гэж тайлбарлах боломжтой гэсэн таамаглалд сэтгэл хангалуун бус, ийм тайлбар аль хэдийн олдсон бөгөөд энэ нь зөвхөн физик үзэгдлүүдийг төдийгүй биологийн болон сэтгэцийн үйл явц.

Одоогийн байдлаар физикийг ихэвчлэн хуваадаг хуучин ба шинэ; Энэ хуваалтыг ерөнхийд нь хүлээн зөвшөөрч болох ч шууд утгаар нь ойлгож болохгүй.

Одоо би хуучин физикийг гэнэт устгасан "шинэ физик" бүтээх хэрэгцээг бий болгосон хуучин физикийн үндсэн санааг товч тоймлохыг хичээх болно; Дараа нь би шинэ физик хуучныг устгасантай адил шинэ физикийг устгасан "орчлон ертөнцийн шинэ загвар"-ыг бий болгох боломжийг бий болгох шинэ физикийн санаанууд руу шилжих болно.

Хуучин физик нь электроныг нээх хүртэл үргэлжилсэн. Гэвч электроныг хүртэл Аристотелийн болон Ньютоны хуулиудад захирагддаг, харагдах үзэгдлийг судалдаг хиймэл ертөнцөд оршдог гэж тэр ойлгодог байв; Өөрөөр хэлбэл, электроныг бидний бие махбодь болон тэдгээрт тохирсон бусад объектууд оршдог тэр ертөнцөд байдаг зүйл гэж ойлгодог байсан. Физикчид электрон нь харьяалагддаг гэдгийг ойлгоогүй нөгөө рүүдэлхий рүү.

Хуучин физик нь зарим нэг хөдлөшгүй суурь дээр суурилдаг байв. Хуучин физикийн цаг хугацаа, орон зай нь маш тодорхой шинж чанартай байсан. Юуны өмнө тэдгээрийг авч үзэж, тооцоолж болно тусад нь, өөрөөр хэлбэл сансар огторгуй дахь аливаа зүйлийн байрлал нь цаг хугацааны хувьд түүний байрлалд ямар ч байдлаар нөлөөлөөгүй, нөлөөлөөгүй мэт. Цаашилбал, байгаа бүхний хувьд бүх үзэгдэл явагддаг нэг орон зай байсан. Дэлхий дээр байгаа бүх зүйлд цаг хугацаа ижил байсан; Энэ нь үргэлж бүх зүйлд ижил хэмжүүрээр хэмжигддэг байв. Өөрөөр хэлбэл, орчлонд байж болох бүх хөдөлгөөнийг нэг хэмжүүрээр хэмжих нь хүлээн зөвшөөрөгдөхүйц гэж үзсэн.

Орчлон ертөнцийн хуулиудыг бүхэлд нь ойлгох тулгын чулуу нь орчлон ертөнцийн хуулиудын нэгдмэл байдлыг баталгаажуулсан Аристотелийн зарчим байв.

Энэхүү зарчмыг орчин үеийн ойлголтоор дараах байдлаар томъёолж болно: орчлон ертөнц даяар, бүх боломжит нөхцөлд байгалийн хууль ижил байх ёстой; өөрөөр хэлбэл орчлон ертөнцийн нэг газар тогтсон хууль өөр газар ч бас хүчинтэй байх ёстой. Үүний үндсэн дээр шинжлэх ухаан дэлхий болон нарны аймгийн үзэгдлийг судлахдаа бусад гаригууд болон бусад оддын системд ижил төстэй үзэгдэл байдаг гэж үздэг.

Аристотельд хамаатай энэ зарчмыг тэр хэзээ ч бидний үед олж авсан утгаар нь ойлгоогүй. Аристотелийн орчлон ертөнц бидний одоогийн төсөөлж байснаас тэс өөр байсан. Аристотелийн үеийн хүний сэтгэлгээ бидний үеийнх шиг байгаагүй. Бидний баттай тогтсон гэж үздэг олон үндсэн зарчим, бодлын эхлэлийн цэгүүдийг Аристотель нотлох, тогтоох шаардлагатай хэвээр байв.

Аристотель мухар сүсэг, гэнэн ид шид, гайхамшигт итгэх гэх мэтийг эсэргүүцэж, хуулиудын нэгдмэл байдлын зарчмыг бий болгохыг хичээсэн. "Аристотелийн зарчмыг" ойлгохын тулд тэрээр хэрэв бүх нохой ерөнхийдөө хүний хэлээр ярих чадваргүй бол Крит арлын хаа нэг газар нэг нохой нохой байдаг гэдгийг батлах ёстой гэдгийг ойлгох хэрэгтэй. Мөнярьж чадахгүй; эсвэл мод огт бие даан хөдөлж чадахгүй бол нэг мод Мөнхөдөлж чадахгүй - гэх мэт.

Энэ бүхэн мэдээжийн хэрэг удаан мартагдсан; Хөдөлгөөн, хурд, хүч, энерги гэх мэт бүх физик ойлголтуудын тогтмол байдлын тухай санааг одоо Аристотелийн зарчим болгон бууруулж байна. Энэ нь: нэгэн цагт хөдөлгөөн гэж тооцогддог байсан зүйл үргэлж хөдөлгөөн хэвээр байна; Нэгэн цагт хурд гэж тооцогддог байсан зүйл бол үргэлж хурд бөгөөд "хязгааргүй хурд" болж чаддаг.

Анхны утгаараа үндэслэлтэй бөгөөд зайлшгүй шаардлагатай Аристотелийн зарчим нь логиктой холбоотой үзэгдлийн ерөнхий нийцлийн хуулиас өөр юу ч биш юм. Гэвч орчин үеийн ойлголтоор Аристотелийн зарчим бүрэн алдаатай байдаг.

Шинэ физикийн хувьд ч гэсэн зөвхөн "Аристотелийн зарчим"-аас үүдэлтэй хязгааргүй хурдны тухай ойлголт боломжгүй болсон; Орчлон ертөнцийн шинэ загварыг бүтээхээс өмнө энэ зарчмаас татгалзах хэрэгтэй. Би энэ асуудалд дараа эргэн орох болно.

Хэрэв бид физикийн тухай ярих юм бол юуны түрүүнд энэ сэдвийн тодорхойлолтыг шинжлэх хэрэгтэй болно. Сургуулийн тодорхойлолтоор бол физик нь "сансар огторгуй дахь бодис, энэ бодист болж буй үзэгдлийг" судалдаг. Энд бид физик нь тодорхой бус, үл мэдэгдэх хэмжигдэхүүнүүдтэй ажилладаг бөгөөд үүнийг хялбар болгох үүднээс (эсвэл тодорхойлолтод хүндрэлтэй байгаагаас) тодорхой тодорхойлолт шаарддаггүй ухагдахууныг мэддэг гэж үздэгтэй шууд тулгардаг.

Физикийн хувьд албан ёсны ялгаа байдаг: нэгдүгээрт, "анхдагч" хэмжигдэхүүнүүд, түүний санаа нь бүх хүмүүст байдаг. Хволсон "Физикийн хичээл"-дээ эдгээр "анхдагч хэмжигдэхүүнүүдийг" ингэж жагсаав.

Урт– шугаман, орон зайн болон эзэлхүүн, i.e. сегментийн урт, гадаргуугийн зарим хэсгийн талбай, гадаргуугаар хязгаарлагдсан орон зайн зарим хэсгийн эзэлхүүн; Тиймээс өргөтгөл нь хэмжээ ба зайны хэмжүүр юм.

Цаг хугацаа.

Хурджигд шулуун хөдөлгөөн.

Мэдээжийн хэрэг, эдгээр нь зүгээр л жишээ бөгөөд Хволсон жагсаалтыг бүрэн дүүрэн байлгахыг шаарддаггүй. Үнэн хэрэгтээ ийм жагсаалт маш урт бөгөөд үүнд орон зай, хязгааргүй байдал, матери, хөдөлгөөн, масс гэх мэт ойлголтууд багтдаг. Нэг үгээр хэлбэл, физикийн үйл ажиллагаа явуулдаг бараг бүх ухагдахуун нь тодорхойгүй бөгөөд тодорхойлогддоггүй. Мэдээжийн хэрэг, ихэнхдээ үл мэдэгдэх тоо хэмжээгээр ажиллахаас зайлсхийх боломжгүй байдаг. Гэхдээ уламжлалт "шинжлэх ухааны" арга бол үл мэдэгдэх зүйлийг хүлээн зөвшөөрөхгүй байх, мөн "анхдагч" гэж тодорхойлж болохгүй "хэмжээ" -ийг авч үзэх, хүн бүрт байдаг санаа юм. Энэхүү аргын жам ёсны үр дүн нь асар их бэрхшээлийг даван туулж босгосон шинжлэх ухааны асар том байгууламж бүхэлдээ хиймэл, бодит бус болсон явдал юм.

Дээр өгөгдсөн физикийн тодорхойлолтод бид хоёр тодорхойгүй ойлголттой тулгардаг. зайТэгээд асуудал.

Би өмнөх хуудсууд дээр зайны талаар аль хэдийн дурдсан. Асуудлын тухайд Хволсон бичжээ.

"Матери" гэсэн нэр томъёог ашиглах нь зөвхөн бидний мэдрэхүйд илүү их эсвэл бага хэмжээгээр шууд үйлчлэх чадвартай бодисоор хязгаарлагдаж ирсэн."

Энэ салгах аргыг тодорхойлолтын оронд физикт тодорхойлох боломжгүй эсвэл хэцүү гэж үзвэл ашигладаг. бүх үндсэн ойлголттой холбоотой. Үүнийг бид дараа нь маш их харах болно.

Органик болон органик бус бодисын ялгаа нь зөвхөн гадаад шинж тэмдгүүдээс шалтгаална. Органик бодисын гарал үүсэл нь тодорхойгүй гэж тооцогддог. Органик бус бодисоос органик бодис руу шилжих шилжилтийг хоол тэжээл, өсөлтийн үйл явцад ажиглаж болно; Ийм шилжилт нь аль хэдийн байгаа органик бодис байгаа тохиолдолд л явагддаг бөгөөд түүний нөлөөгөөр хийгддэг гэж үздэг. Эхний шилжилтийн нууц нууц хэвээр байна (Хволсон).

Нөгөөтэйгүүр, органик бодис нь бидний нэрлэдэг тодорхой бус шинж чанараа алдаж, органик бус бодис руу амархан шилжиж байгааг бид харж байна. амьдрал.

Органик бодисыг органик бус бодисын онцгой тохиолдол гэж үзэх, органик бодист тохиолддог бүх үзэгдлийг (өөрөөр хэлбэл амьдралын үзэгдлүүд) физик үзэгдлийн нэгдэл гэж тайлбарлах олон оролдлого хийсэн. Гэвч эдгээр бүх оролдлого, түүнчлэн органик бус бодисоос органик бодисыг зохиомлоор бий болгох оролдлого нь хаашаа ч хүргэсэнгүй. Гэсэн хэдий ч тэд амьдралын тухай ерөнхий философийн "шинжлэх ухааны" ойлголтод мэдэгдэхүйц ул мөр үлдээсэн бөгөөд үүний үүднээс "амьдралыг зохиомлоор бүтээх" нь зөвхөн боломжтой төдийгүй хэсэгчлэн хүрсэн гэж үздэг. Энэ философийн дагалдагчид энэ нэрийг итгэдэг "Органик хими", өөрөөр хэлбэл органик бодисыг судалдаг хими нь зөвхөн түүхэн ач холбогдолтой; Тэд үүнийг "нүүрстөрөгчийн нэгдлүүдийн хими" гэж тодорхойлдог боловч нүүрстөрөгчийн нэгдлүүдийн химийн онцгой байр суурь, түүний органик бус химиээс ялгааг хүлээн зөвшөөрөхгүй байхын аргагүй юм.

Органик бус бодис нь эргээд энгийн ба нарийн төвөгтэй (мөн химийн салбарт хамаардаг) гэж хуваагддаг. Нарийн төвөгтэй бодис нь хэд хэдэн энгийн төрлийн бодисын химийн нэгдлүүдээс тогтдог. Төрөл бүрийн бодисыг "бөөмс" гэж нэрлэдэг маш жижиг хэсгүүдэд хувааж болно. Бөөм- энэ нь наад зах нь энэ төрлийн үндсэн шинж чанарыг харуулах чадвартай тухайн төрлийн бодисын хамгийн бага хэмжээ юм. Материйн цаашдын хуваагдал - молекул, атом, электронууд нь маш жижиг тул дангаар нь авч үзвэл тэдгээр нь материаллаг шинж чанартай байхаа больсон боловч сүүлийн баримтад хангалттай анхаарал хандуулаагүй байна.

Орчин үеийн шинжлэх ухааны үзэл баримтлалын дагуу органик бус бодис нь 92 элемент буюу энгийн материйн нэгжээс бүрддэг боловч бүгдийг нь хараахан илрүүлээгүй байна. Янз бүрийн элементийн атомууд нь тодорхой тооны устөрөгчийн атомуудын нэгдлээс өөр зүйл биш гэсэн таамаглал байдаг бөгөөд энэ тохиолдолд үндсэн, анхдагч бодис гэж тооцогддог. Нэг элементийг нөгөөд шилжүүлэх боломж эсвэл боломжгүй байдлын талаар хэд хэдэн онол байдаг; зарим тохиолдолд ийм шилжилт бий болсон нь "Аристотелийн зарчим" -тай дахин зөрчилддөг.

Органик бодис буюу "нүүрстөрөгчийн нэгдлүүд" нь үнэндээ устөрөгч, хүчилтөрөгч, нүүрстөрөгч, азот гэсэн дөрвөн элементээс бүрддэг бөгөөд бусад элементүүдийн багахан ул мөр байдаг.

Матери нь масс, эзэлхүүн, нягт гэх мэт олон шинж чанартай байдаг бөгөөд ихэнх тохиолдолд зөвхөн тэдгээрийн харилцан хамаарлаар л тодорхойлогддог.

Биеийн температур нь молекулуудын хөдөлгөөнөөс хамаардаг гэдгийг хүлээн зөвшөөрдөг. Молекулууд байнгын хөдөлгөөнд байдаг гэж үздэг; физикт тодорхойлсончлон тэд бие биетэйгээ тасралтгүй мөргөлдөж, бүх чиглэлд салж, дараа нь буцаж ирдэг. Тэдний хөдөлгөөн илүү хүчтэй байх тусам мөргөлдөөний үед цочрол илүү хүчтэй болж, биеийн температур өндөр байдаг; ийм хөдөлгөөнийг Brownian гэж нэрлэдэг.

Хэрэв ийм үзэгдэл үнэхээр тохиолдсон бол энэ нь иймэрхүү утгатай байх болно: хотын томоохон бүс нутгаар янз бүрийн чиглэлд хөдөлж буй хэдэн зуун машин минут тутамд хоорондоо мөргөлдөж, өөр өөр чиглэлд нисч, эвдрэлгүй үлддэг.

Энэ нь сонирхолтой юм хурдан хөдөлдөгкино нь ижил төстэй хуурмаг байдлыг төрүүлдэг. Хөдөлгөөнт объектууд бие даасан байдлаа алддаг; Тэд хоорондоо мөргөлдөж, өөр өөр чиглэлд нисч эсвэл бие биенээ дайран өнгөрдөг. Зохиолч нэг удаа Парисын Конкорд талбайг хаа сайгүй, янз бүрийн чиглэлд машинууд нисэж буй зураг авалтыг хийсэн киног үзсэн байна. Машинууд хором мөч бүрт бие биетэйгээ хүчтэй мөргөлдөж, салж нисч байгаа мэт сэтгэгдэл төрж, үргэлж тухайн бүсэд үлдэж, тэндээс гарахгүй байх болно.

Масс, жинтэй, маш нарийн бүтэцтэй материаллаг биетүүд асар хурдтайгаар мөргөлдөж, эвдэрч, нурахгүйгээр салж нисдэг болохыг физик тайлбарладаггүй.

Физикийн хамгийн чухал ололтуудын нэг бол бодисыг хадгалах зарчмыг бий болгосон явдал юм. Энэ зарчим нь бодис хэзээ ч, ямар ч физик, химийн нөхцөлд шинээр бий болдоггүй бөгөөд алга болдоггүй: түүний нийт хэмжээ өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна гэдгийг хүлээн зөвшөөрөх явдал юм. Дараа нь тогтоосон эрчим хүч, массыг хадгалах зарчим нь материйг хадгалах зарчимтай холбоотой юм.

Механик бол биетүүдийн хөдөлгөөний шинжлэх ухаан бөгөөд энэ хөдөлгөөний мөн чанар нь тодорхой тохиолдлуудад хамаарах шалтгаанууд юм (Хволсон).

Гэсэн хэдий ч бусад физик ойлголтуудын нэгэн адил хөдөлгөөнфизикт ямар ч тодорхойлолт байхгүй. Физик нь зөвхөн хөдөлгөөний шинж чанарыг тогтоодог: үргэлжлэх хугацаа, хурд, чиглэл, үүнгүйгээр аливаа үзэгдлийг хөдөлгөөн гэж нэрлэх боломжгүй юм.

Дээр дурдсан шинж чанаруудыг салгах (заримдаа тодорхойлолт) нь хөдөлгөөний тодорхойлолтыг орлуулж, тогтсон шинж чанарууд нь хөдөлгөөнтэй холбоотой байдаг. Тиймээс хөдөлгөөнийг шулуун ба муруй, тасралтгүй ба завсарлагатай, хурдассан ба удаан, жигд ба жигд бус гэж хуваадаг.

Хөдөлгөөний харьцангуйн зарчмыг бий болгох нь бүхэл бүтэн цуврал дүгнэлтэд хүргэсэн; Асуулт гарч ирэв: хэрэв материаллаг цэгийн хөдөлгөөнийг зөвхөн бусад бие, цэгүүдтэй харьцуулахад байрлалаар нь тодорхойлох боломжтой бол бусад бие ба цэгүүд хөдөлж байгаа тохиолдолд энэ хөдөлгөөнийг хэрхэн тодорхойлох вэ? Орчлон ертөнцөд хөдөлгөөнгүй зүйл гэж байдаггүй, бүх зүйл ямар нэг байдлаар хөдөлдөг гэдгийг (зөвхөн философийн үүднээс биш, харин шинжлэх ухаанчаар, тооцоо, схемээр) тогтоосноор энэ асуулт илүү төвөгтэй болсон. , нэг хөдөлгөөн зөвхөн нөгөөтэйгөө харьцангуйгаар тогтоож чадна. Үүний зэрэгцээ илт хөдөлгөөнгүй болсон тохиолдол ч тогтоогдсон. Ийнхүү жигд хөдөлж буй биетүүдийн системийн бие даасан бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь бүхэл бүтэн систем хөдөлгөөнгүй мэт бие биентэйгээ ижил байрлалыг хадгалдаг болох нь тогтоогджээ. Тиймээс хурдан хөдөлж буй тэргэнцэр доторх эд зүйлс тэргэнцэр нь хөдөлгөөнгүй байсантай яг адилхан үйлдэл хийдэг. Хоёр ба түүнээс дээш хөдөлж буй системийн хувьд, жишээлбэл, ижил эсвэл эсрэг чиглэлд өөр өөр замаар явж буй хоёр галт тэрэгний хувьд тэдгээрийн харьцангуй хурд нь хурдны зөрүү эсвэл тэдгээрийн нийлбэртэй тэнцүү байна. хөдөлгөөний чиглэлд. Ийнхүү бие бие рүүгээ хөдөлж буй хоёр галт тэрэг хурдныхаа нийлбэртэй тэнцэх хурдтайгаар бие биедээ ойртох болно. Нэг галт тэрэг нөгөөг нь гүйцэж түрүүлэхийн тулд хоёр дахь галт тэрэг өөрийн эсрэг чиглэлд, галт тэрэгний хурдны зөрүүтэй тэнцүү хурдтайгаар хөдөлнө. Галт тэрэгний хурд гэж нэрлэгддэг зүйл бол галт тэрэг нь суурин байгаа хоёр объектын хооронд, жишээлбэл, хоёр буудлын хооронд шилжих үед галт тэрэгний хурд юм.

Хөдөлгөөнийг ерөнхийд нь, тэр дундаа хэлбэлзэл, долгионы хөдөлгөөнийг судлах нь физикийн хөгжилд асар их нөлөө үзүүлсэн. Долгионы хөдөлгөөнд тэд бүх нийтийн зарчмыг харсан; Бүх физик үзэгдлийг хэлбэлзлийн хөдөлгөөн болгон багасгах оролдлого хийсэн.

Физикийн үндсэн аргуудын нэг бол хэмжигдэхүүнийг хэмжих арга юм.

Хэмжигдэхүүнийг хэмжих нь тодорхой зарчим дээр суурилдаг; тэдгээрийн хамгийн чухал нь нэгэн төрлийн байх зарчим, тухайлбал: нэг дараалалд хамаарах, бие биенээсээ зөвхөн тоон үзүүлэлтээр ялгаатай хэмжигдэхүүнийг нэгэн төрлийн хэмжигдэхүүн гэж нэрлэдэг; тэдгээрийг харьцуулж, нэгийг нь нөгөөтэй нь холбож хэмжих боломжтой гэж үздэг. Өөр өөр дарааллын хэмжигдэхүүний хувьд тэдгээрийн аль нэгийг нөгөөтэй нь харьцуулан хэмжих боломжгүй гэж үздэг.

Харамсалтай нь, дээр дурьдсанчлан, физикт хэдхэн хэмжигдэхүүн байдаг тодорхойлогдож байна; Ихэвчлэн тодорхойлолтыг нэрээр сольдог.

Гэхдээ нэрлэлтийн алдаа үргэлж гарч болох бөгөөд чанарын хувьд өөр хэмжигдэхүүнүүд ижил нэртэй байх ба эсрэгээр чанарын хувьд ижил хэмжигдэхүүнүүд өөр өөр нэрлэгдэх тул физик хэмжигдэхүүнүүд найдваргүй болж хувирдаг. Аристотелийн зарчмын нөлөө энд мэдрэгддэг тул энэ нь ялангуяа үнэн юм. Нэгэнт тодорхой захиалгын хэмжигдэхүүн гэж хүлээн зөвшөөрөгдсөн хэмжигдэхүүн нь тухайн захиалгын тоо хэмжээ хэвээр үлддэг. Янз бүрийн энергийн хэлбэрүүд бие бие рүүгээ урсаж, бодис нэг төлөвөөс нөгөөд шилжсэн; гэхдээ орон зай (эсвэл орон зайн хэсэг) үргэлж орон зай, цаг хугацаа - цаг хугацаа, хөдөлгөөн үргэлж хөдөлгөөн хэвээр, хурд - хурд гэх мэт.

Хэмжигдэхүүний хэмжигдэхүүнийг үргэлжлүүлэн авч үзэхийн тулд физикт ашигласан хэмжлийн нэгжүүд нь нэлээд санамсаргүй бөгөөд хэмжиж буй хэмжигдэхүүнтэй холбоогүй гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Хэмжих нэгжүүд нь зөвхөн нэг нийтлэг өмчтэй байдаг - тэдгээр нь бүгд байдаг хаа нэгтээгээсзээлсэн. Өмнө нь хэзээ ч тухайн хэмжигдэхүүний хамгийн онцлог шинж чанарыг хэмжүүр болгон авч байгаагүй.

Физик дэх хэмжүүрийн зохиомол байдал нь мэдээжийн хэрэг хэнд ч нууц биш бөгөөд энэхүү хиймэл байдлын талаархи ойлголт нь жишээлбэл, уртын нэгжийг тогтоох оролдлоготой холбоотой юм. меридианы хэсэг. Мэдээжийн хэрэг, эдгээр оролдлого нь юу ч өөрчлөхгүй; Хүний биеийн зарим хэсгийг хэмжих нэгж болгон авах уу, "хөл" эсвэл меридианы хэсэг болох "метр" аль аль нь адилхан дур зоргоороо байдаг. Гэвч бодит байдал дээр аливаа зүйл өөрийн хэмжүүрийг агуулдаг; мөн тэдгээрийг олох нь ертөнцийг ойлгох гэсэн үг юм. Физик энэ талаар тодорхойгүй таамаглаж байгаа боловч өнөөг хүртэл ийм арга хэмжээнд ойртож чадаагүй байна.

1900 онд проф. Планк "бүх нийтийн тогтмолууд" дээр суурилсан "үнэмлэхүй нэгж" -ийн системийг бий болгосон, тухайлбал: эхнийх нь вакуум дахь гэрлийн хурд; хоёр дахь нь таталцлын тогтмол; гурав дахь нь термодинамикийн чухал үүрэг гүйцэтгэдэг тогтмол утга (энергийг температурт хуваасан); дөрөв дэх нь "үйлдэл" (энергийг цаг хугацаа) гэж нэрлэдэг тогтмол хэмжигдэхүүн бөгөөд энэ нь хамгийн бага ажлын хэмжээ буюу түүний "атом" -ыг илэрхийлдэг.

Эдгээр хэмжигдэхүүнүүдийг ашиглан Планк нэгжийн системийг хүлээн авсан бөгөөд тэрээр үнэмлэхүй бөгөөд хүний дур зоргоороо шийдвэрээс бүрэн хараат бус гэж үздэг; тэр системээ авдаг байгалийн. Бүх нийтийн таталцлын хууль, вакуум дахь гэрлийн хурд, термодинамикийн үндсэн хоёр зарчим өөрчлөгдөөгүй байхад эдгээр хэмжигдэхүүнүүд байгалийн утга санаагаа хадгалдаг гэж Планк үзэж байна; тэдгээр нь тодорхойлох ямар ч аргын дор ямар ч ухаант оршнолуудын хувьд адилхан байх болно.

Гэсэн хэдий ч бүх нийтийн таталцлын хууль ба вакуум дахь гэрлийн тархалтын хууль нь физикийн хамгийн сул талуудын нэг юм, учир нь тэдгээр нь үнэндээ тэдгээр нь тийм биш юм. Тиймээс Планкийн санал болгосон бүх арга хэмжээний систем нь маш найдваргүй юм. Энд сонирхолтой зүйл бол үр дүн биш харин зарчим өөрөө юм. аливаа зүйлийн байгалийн хэмжүүрийг олох хэрэгцээг хүлээн зөвшөөрөх.

Дэлхийн таталцлын хуулийг Ньютон 1687 онд Лондонд хэвлэгдсэн "Байгалийн философийн математик зарчмууд" номондоо томъёолжээ. Энэхүү хууль нь анхнаасаа шинжлэх ухааны болон түгээмэл гэсэн хоёр томъёололоор мэдэгдэж байсан.

Шинжлэх ухааны жор нь:

Сансар огторгуйд хоёр биетийн хооронд үзэгдлүүд ажиглагдаж байна. гэж тодорхойлж болох юм, хоёр бие бие биенээ массын үржвэртэй шууд пропорциональ ба тэдгээрийн хоорондох зайны квадраттай урвуу пропорциональ хүчээр бие биенээ татдаг гэж үзвэл.

Энд алдартай жор байна:

Хоёр бие татахбие биедээ тэдгээрийн массын үржвэртэй шууд пропорциональ ба тэдгээрийн хоорондох зайны квадраттай урвуу пропорциональ хүчээр.

Хоёрдахь томъёололд таталцлын хүч нь зөвхөн үзэгдлийг тайлбарлахад хялбар болгох үүднээс авсан зохиомол хэмжигдэхүүн гэдгийг бүрэн мартсан. БА хүндийн хүчНар, дэлхийн хооронд, дэлхий болон шидсэн чулуу хоёрын хооронд үнэхээр байдаг гэж үздэг.

(Таталцлын талбайн тухай хамгийн сүүлийн үеийн цахилгаан соронзон онол нь dogmatizes хоёрдугаартүзэл бодол.)

Проф. Хволсон "Физикийн курс" номондоо:

Тэнгэрийн механикийн асар том хөгжил нь бүхэлдээ бүх нийтийн таталцлын хуульд үндэслэсэн, баримт гэж хүлээн зөвшөөрөгдсөн нь эрдэмтдэд энэ хуулийн цэвэр дүрслэлийн мөн чанарыг мартаж, жинхэнэ бодит физик үзэгдлийн эцсийн томъёоллыг түүгээр олж харав.

Ньютоны хуулийн онцгой чухал зүйл бол энэ нь орчлон ертөнц даяар хэрэглэгдэх маш энгийн математикийн томьёог гаргаж өгсөн бөгөөд үүний үндсэн дээр гаригууд болон селестиел биетүүдийн хөдөлгөөнийг оролцуулан аливаа хөдөлгөөнийг гайхалтай нарийвчлалтайгаар тооцоолох боломжтой юм. Мэдээжийн хэрэг, Ньютон бие биенүүдийн бодит таталцлын баримтыг илэрхийлж байна гэж хэзээ ч мэдэгдээгүй; Тэр бас тогтоогоогүй Яагаадтэд бие биенээ татдаг ба үүгээр.

Нар хоосон орон зайгаар дэлхийн хөдөлгөөнд хэрхэн нөлөөлж чадах вэ? Хоосон орон зайд үйл ажиллагаа явуулах боломжийг бид ерөнхийдөө хэрхэн ойлгох вэ? Таталцлын хууль энэ асуултад хариулдаггүй бөгөөд Ньютон өөрөө үүнийг бүрэн ойлгосон. Тэрээр болон түүний үеийнхэн Гюйгенс, Лейбниц нар Ньютоны хуулиас хоосон орон зайгаар дамжуулан үйл ажиллагааны асуудлыг шийдэхийг оролдохоос сэрэмжлүүлсэн; Тэдний хувьд энэ хууль энгийн байсан тооцооллын томъёо. Гэсэн хэдий ч Ньютоны хуулийг ашигласнаар физик, одон орон судлалын асар их дэвшил нь эрдэмтэд эдгээр анхааруулгыг мартахад хүргэсэн; Ньютон таталцлын хүчийг нээсэн гэсэн үзэл бодол аажмаар хүчтэй болов.

Хволсон "Физикийн курс" номондоо:

"Алсын зайд хийх үйлдэл" гэсэн нэр томъёо нь физикт хэзээ нэгэн цагт бий болсон бөгөөд түүний хөгжлийг удаашруулсан хамгийн хор хөнөөлтэй сургаалуудын нэгийг илэрхийлдэг; Энэхүү сургаал нь нэг объектоос нөгөөд шууд нөлөө үзүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд тэдгээр нь шууд холбоо барих боломжгүй байдаг.

19-р зууны эхний хагаст алсын зайд үйл ажиллагааны санаа шинжлэх ухаанд ноёрхож байв. Фарадей энэ бие нь байршаагүй, тодорхой цэгт ямар ч бие махбодийн нөлөөллийг хүлээн зөвшөөрөх боломжгүй гэдгийг анх тэмдэглэсэн. завсрын орчин. Тэрээр бүх нийтийн таталцлын тухай асуудлыг орхиж, цахилгаан, соронзон үзэгдлүүдэд онцгой анхаарал хандуулж, бие биендээ шууд үйлчилдэг мэт биетүүдийн хоорондын зайг дүүргэдэг "завсрын орчин" эдгээр үзэгдлүүдэд онцгой чухал үүрэг гүйцэтгэдэг болохыг тэмдэглэв. .

Одоогийн байдлаар физик үзэгдлийн аль ч хүрээнд алсын зайд үйлдэл хийхийг хүлээн зөвшөөрөх боломжгүй гэсэн итгэл үнэмшил нь бүх нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн.

Гэсэн хэдий ч хуучин физик нь таамаглалыг хүлээн зөвшөөрсний дараа л алсын зайн үйлдлээс татгалзаж чадсан юм бүх нийтийн орчин, эсвэл эфир. Энэхүү таамаглал нь гэрлийн болон цахилгаан үзэгдлийн онолд зайлшгүй шаардлагатай байсан тул тэдгээрийг хуучин физикт ойлгодог байв.

18-р зуунд гэрлийн үзэгдлийг 1704 онд Ньютон дэвшүүлсэн цацрагийн таамаглалаар тайлбарлав. Энэхүү таамаглал нь гэрэлтдэг биетүүд тусгай гэрлийн бодисын жижиг хэсгүүдийг бүх чиглэлд ялгаруулдаг бөгөөд тэдгээр нь сансар огторгуйд асар хурдтайгаар тархаж, нүд рүү ороход гэрлийн мэдрэмжийг үүсгэдэг. Энэхүү таамаглалд Ньютон эртний хүмүүсийн санааг боловсруулсан; Жишээлбэл, Платон "Миний нүдийг гэрэл дүүргэв" гэсэн хэллэгийг ихэвчлэн ашигладаг.

Хожим нь ихэвчлэн 19-р зуунд судлаачдын анхаарлыг цацрагийн таамаглалаар тайлбарлах боломжгүй гэрлийн үзэгдлийн үр дагаварт хандуулах үед өөр нэг таамаглал, тухайлбал эфирийн долгионы хэлбэлзлийн таамаглал өргөн тархсан байв. Анх 1690 онд Голландын физикч Гюйгенс дэвшүүлсэн боловч шинжлэх ухаан хүлээн зөвшөөрөөгүй удлаа. Дараа нь дифракцийн судалгаа нь гэрлийн долгионы таамаглалыг дэмжиж, цацрагийн таамаглалыг эсэргүүцсэн; Гэрлийн туйлшралын чиглэлээр хийсэн физикчдийн дараагийн бүтээлүүд энэхүү таамаглалыг бүх нийтээр хүлээн зөвшөөрөв.

Долгионы таамаглалд гэрлийн үзэгдлийг дуу авианы үзэгдэлтэй зүйрлэх замаар тайлбарладаг. Дуу нь дуугарч буй биеийн хэсгүүдийн чичиргээний үр дүн бөгөөд агаар эсвэл бусад уян орчны хэсгүүдийн чичиргээний улмаас тархдагтай адил энэ таамаглалын дагуу гэрэл нь гэрэлтдэг биеийн молекулуудын чичиргээний үр дүн юм. Түүний тархалт нь од хоорондын болон молекул хоорондын орон зайг дүүргэх маш уян хатан эфирийн чичиргээний улмаас үүсдэг.

19-р зуунд хэлбэлзлийн онол аажмаар бүх физикийн үндэс болсон. Цахилгаан, соронзон, дулаан, гэрэл, жигд бодож байнаТэгээд амьдрал(цэвэр диалектик шинж чанартай ч) хэлбэлзлийн онолын үүднээс тайлбарлав. Гэрэл ба цахилгаан соронзон үзэгдлийн хувьд хэлбэлзлийн онол нь тооцоолол хийхэд маш тохиромжтой, энгийн томъёог гаргаж өгсөн байхыг үгүйсгэх аргагүй юм. Хэлбэлзлийн онол дээр үндэслэн хэд хэдэн гайхалтай нээлт, шинэ бүтээлүүдийг хийсэн.

Харин хэлбэлзлийн онолд эфир хэрэгтэй байсан. Эфирийн таамаглал нь хамгийн олон янзын үзэгдлийг тайлбарлахын тулд үүссэн тул эфир нь нэлээд хачирхалтай, зөрчилдөөнтэй шинж чанарыг олж авсан. Тэр хаа сайгүй оршдог; энэ нь орчлон ертөнцийг бүхэлд нь дүүргэж, түүний бүх цэг, бүх атом, атом хоорондын орон зайг нэвт шингээдэг. Энэ нь тасралтгүй бөгөөд туйлын уян хатан чанартай; Гэсэн хэдий ч энэ нь маш ховор, нимгэн, нэвчих чадвартай тул хуурай газрын болон огторгуйн бүх биетүүд хөдөлгөөнд нь мэдэгдэхүйц эсэргүүцэл үзүүлэхгүйгээр дамжин өнгөрдөг. Түүний ховор байдал нь маш их бөгөөд хэрэв эфир нь шингэн болж өтгөрөх юм бол Сүүн зам дахь түүний бүх масс нэг шоо см-т багтах болно.

Үүний зэрэгцээ Сэр Оливер Лож эфирийн нягтрал гэж үздэг тэрбумусны нягтралаас дахин их. Энэ үүднээс авч үзвэл, дэлхий нь алмаазаас хэдэн сая дахин нягт байдаг хатуу бодис - "эфир"-ээс бүрддэг мэт харагдаж байна; хамгийн нягт нь хүртэл бидний мэддэг зүйл бол зөвхөн юм хоосон зай, эфирийн масс дахь бөмбөлөгүүд.

Эфир байгаа эсэхийг нотлох эсвэл түүний оршин тогтнохыг батлах баримтуудыг илрүүлэх оролдлого олон удаа хийгдсэн.

Тиймээс зарим гэрлийн цацраг өөр гэрлээс хурдан хөдөлж, шинж чанараа тодорхой хэмжээгээр өөрчилдөг болохыг баталж чадвал эфирийн оршин тогтнох боломжтой гэж үзсэн.

Дараахь баримтыг мэдэж байна: сонсогч нь түүний эх сурвалжаас ойртох эсвэл холдох эсэхээс хамааран дууны өндөр нь нэмэгдэж эсвэл буурдаг. Энэ бол Доплерийн зарчим гэж нэрлэгддэг зарчим юм; онолын хувьд үүнийг гэрэлд хэрэглэх боломжтой гэж үзсэн. Энэ нь ойртож буй эсвэл ухарч буй зүтгүүрийн исгэрэх дуу чимээг өөрчилдөг шиг хурдан ойртож буй эсвэл ухарч буй объект өнгөө өөрчлөх ёстой гэсэн үг юм. Гэвч нүдний онцгой бүтэц, түүнийг мэдрэх хурдаас шалтгаалан нүд нь өнгөний өөрчлөлтийг бодитоор тохиолдсон ч анзаарна гэж хүлээх боломжгүй юм.

Өнгөний өөрчлөлтийн баримтыг тогтоохын тулд спектроскоп ашиглах шаардлагатай байсан, жишээлбэл. гэрлийн туяаг тарааж, өнгө бүрийг тусад нь ажигла. Гэвч эдгээр туршилтууд эерэг үр дүнд хүрээгүй тул тэдний тусламжтайгаар эфир байгаа эсэхийг батлах боломжгүй байв.

Тиймээс эфир байдаг уу, үгүй юу гэсэн асуултыг нэг мөр шийдвэрлэхийн тулд өнгөрсөн зууны 80-аад оны дундуур Америкийн эрдэмтэн Мишельсон, Морли нар өөрсдийн зохион бүтээсэн төхөөрөмжөөр хэд хэдэн туршилт хийжээ.

Уг төхөөрөмжийг модон хөвөгч дээр суурилуулсан чулуун хавтан дээр байрлуулсан бөгөөд мөнгөн устай саванд эргэлдэж, зургаан минутын дотор нэг эргэлт хийсэн байна. Тусгай дэнлүүний гэрлийн цацраг нь эргэдэг хөвөгч дээр бэхлэгдсэн толин тусгал дээр унав; Энэ гэрэл хэсэгчлэн тэднээр дамжин өнгөрч, хэсэгчлэн туссан бөгөөд цацрагийн нэг тал нь дэлхийн хөдөлгөөний чиглэлд, нөгөө нь түүн рүү зөв өнцгөөр эргэлддэг. Энэ нь туршилтын загварын дагуу цацрагийн тал нь ердийн гэрлийн хурдаар, нөгөө тал нь гэрлийн хурдаар хөдөлсөн гэсэн үг юм. нэмэхдэлхийн эргэлтийн хурд. Дахин хэлэхэд, туршилтын дизайны дагуу хуваагдсан цацрагийг нэгтгэх үед хурдны ялгаанаас үүдэлтэй, дэлхий ба эфирийн харьцангуй хөдөлгөөнийг харуулсан гэрлийн тодорхой үзэгдлийг илрүүлэх ёстой байв. Тиймээс эфир байгаа эсэхийг шууд бусаар батлах боломжтой болно.

Ажиглалт нь өдрийн болон шөнийн аль алинд нь удаан хугацааны туршид хийгдсэн; харин эфир байгааг батлах ямар ч үзэгдлийг илрүүлэх боломжгүй байсан.

Анхны даалгаврын үүднээс туршилт амжилтгүй болсон гэдгийг хүлээн зөвшөөрөх шаардлагатай байв. Гэсэн хэдий ч тэрээр өөр нэг үзэгдлийг (түүний тогтоох гэж оролдсноос хамаагүй чухал) олж мэдсэн, тухайлбал: гэрлийн хурдыг нэмэгдүүлэх боломжгүй юм. Дэлхийтэй хамт хөдөлж буй гэрлийн туяа нь дэлхийн тойрог замын хөдөлгөөнд зөв өнцгөөр хөдөлж буй гэрлийн цацрагаас ялгаагүй байв.

Би хүлээн зөвшөөрөх ёстой байсан хууль болгонгэрлийн хурд нь тогтмол бөгөөд хамгийн их утга бөгөөд үүнийг нэмэгдүүлэх боломжгүй юм. Энэ нь эргээд яагаад гэрлийн үзэгдэлд Доплерийн зарчим үйлчилдэггүйг тайлбарлав. Түүнчлэн механикийн үндэс болсон хурдыг нэмэх ерөнхий хууль гэрлийн хурдад хамаарахгүй нь тогтоогдсон.

Харьцангуйн онолын тухай номондоо проф. Эйнштейн тайлбарлавал, хэрэв бид галт тэрэг секундэд 30 км хурдтай явж байна гэж төсөөлвөл, өөрөөр хэлбэл. дэлхийн хөдөлгөөний хурдтай, гэрлийн туяа түүнийг гүйцэж эсвэл таарч байвал энэ тохиолдолд хурд нэмэгдэхгүй. Галт тэрэгний хурдыг нэмэхэд гэрлийн хурд нэмэгдэхгүй, үүнээс галт тэрэгний хурдыг хасахад буурахгүй.

Үүний зэрэгцээ одоо байгаа ямар ч багаж хэрэгсэл, тандалтын хэрэгсэл чадахгүй гэдгийг тогтоосон хөдөлж буй цацрагийг таслах. Өөрөөр хэлбэл, зорьсон газартаа хүрч амжаагүй цацрагийн үзүүрийг барьж авах боломжгүй юм. Онолын хувьд бид тодорхой цэгт хараахан хүрээгүй байгаа цацрагуудын тухай ярьж болно; гэхдээ бодит байдал дээр бид тэдгээрийг ажиглаж чадахгүй. Тиймээс бидний ажиглалтын хэрэгслээр гэрлийн тархалт нь агшин зуурынх юм.

Үүний зэрэгцээ Мишельсон-Морлигийн туршилтын үр дүнд дүн шинжилгээ хийсэн физикчид түүний бүтэлгүйтлийг өндөр хурдны улмаас үүссэн шинэ, үл мэдэгдэх үзэгдлүүд байгаатай холбон тайлбарлав.

Энэ асуудлыг шийдэх анхны оролдлогыг Лоренц, Фицжералд нар хийсэн. Туршлага сайн явж чадахгүй байсан, - Лоренц өөрийн заалтуудыг ингэж томъёолсон, - эфирт хөдөлж буй бие бүрийн хувьд, өөрөөхэв гажилтанд ордог, тухайлбал: энэ нь хөдөлгөөний чиглэлд агшдаг (амарч буй ажиглагчийн хувьд). Лоренц механик, физикийн үндсэн хуулиуд дээр үндэслэн өөрийн үндэслэлийг математикийн хэд хэдэн бүтцэд тулгуурлан Мишельсон, Морли хоёрын суурилуулалт нь агшилтанд өртдөг бөгөөд энэ агшилтын хэмжээ нь гэрлийн долгионы шилжилтийг тэнцвэржүүлдэг болохыг харуулсан. , энэ нь тэдний орон зай дахь чиглэлтэй тохирч байсан бөгөөд энэ нь хоёр цацрагийн хурдны зөрүүг цуцалсан.

Хөдөлгөөнт биетийн шилжилт, агшилтын талаархи Лоренцын дүгнэлтүүд нь эргээд олон тайлбарыг бий болгосон; Тэдний нэг нь Эйнштейний харьцангуйн тусгай зарчмын үүднээс дэвшүүлсэн. Гэхдээ энэ бол шинэ физикийн салбар юм.

Хуучин физик нь хэлбэлзлийн онолтой салшгүй холбоотой байв.

Хуучин хэлбэлзлийн онолыг орлох шинэ онол бол гэрэл ба цахилгааны корпускуляр бүтцийн онол байсан бөгөөд энэ нь бие даан оршин тогтнох бие даасан бодис гэж тооцогддог. квант.

Хволсон хэлэхдээ, энэхүү шинэ сургаал нь Ньютоны цацрагийн онол руу буцах гэсэн үг боловч нэлээд өөрчлөгдсөн хувилбар юм. Энэ нь бүрэн гүйцэд, хамгийн чухал хэсэг болох үзэл баримтлалаас хол байна квант, тодорхойгүй хэвээр байна. Квант гэж юу болохыг шинэ физик тодорхойлж чадахгүй.

Гэрэл ба цахилгааны корпускуляр бүтцийн онол нь цахилгаан ба гэрлийн үзэгдлийн талаархи үзэл бодлыг бүрэн өөрчилсөн. Шинжлэх ухаан нь эфирийн онцгой төлөвт байгаа цахилгаан үзэгдлийн гол шалтгааныг олж харахаа больж, цахилгаан бол жинхэнэ оршин тогтнох онцгой бодис гэсэн хуучин онол руу буцаж ирэв.

Гэрэлтэй ижил зүйл тохиолдсон. Орчин үеийн онолоор бол гэрэл нь секундэд 300,000 км хурдтайгаар сансар огторгуйд гүйж буй жижиг хэсгүүдийн урсгал юм. Эдгээр нь Ньютоны корпускулууд биш, харин онцгой төрөл юм бодис-эрчим хүч, цахилгаан соронзон эргүүлгүүдээс үүссэн.

Гэрлийн урсгалын материаллаг байдлыг Москвагийн профессор Лебедевийн туршилтаар тогтоосон. Лебедев гэрлийн жинтэй болохыг нотолсон, өөрөөр хэлбэл. бие дээр унахдаа тэдгээрт механик дарамт үзүүлдэг. Лебедев гэрлийн даралтыг тодорхойлох туршилтаа эхлүүлж, эфирийн чичиргээний онолоос гарсан нь онцлог юм. Энэ тохиолдол нь хуучин физик өөрийгөө няцаасныг харуулж байна.

Лебедевийн нээлт одон орон судлалын хувьд маш чухал ач холбогдолтой болсон; Энэ нь жишээлбэл, нарны ойролцоо сүүлт одны сүүлийг өнгөрөх явцад ажиглагдсан зарим үзэгдлийг тайлбарлав. Гэхдээ энэ нь цацрагийн энергийн бүтцийн нэгдмэл байдлын талаар шинэ аргументуудыг өгсөн тул физикийн хувьд онцгой ач холбогдолтой болсон.

Эфир байдаг гэдгийг нотлох чадваргүй болох, гэрлийн үнэмлэхүй ба тогтмол хурдыг тогтоох, гэрэл ба цахилгааны шинэ онолууд, юуны түрүүнд атомын бүтцийг судлах зэрэг нь энэ бүхэн хамгийн сонирхолтой шугамуудыг харуулж байв. шинэ физикийн хөгжил.

Физикийн энэ чиглэлээс математикийн физик хэмээх шинэ физикийн өөр нэг салбар үүсчээ. Түүнд өгсөн тодорхойлолтын дагуу математик физик нь туршлагаар батлагдсан зарим баримтаас эхэлдэг бөгөөд үзэгдлүүдийн хоорондын дараалсан холболтыг илэрхийлдэг. Тэрээр энэ холболтыг математик хэлбэрт оруулсны дараа тэрээр цэвэр математик руу шилжиж, үндсэн заалтуудаас үүсэх үр дагаврыг математик анализын тусламжтайгаар судалж эхлэв (Хволсон).

Ийнхүү математик физикийн дүгнэлтийн амжилт, бүтэлгүйтэл нь гурван хүчин зүйлээс шалтгаалдаг бололтой: нэгдүгээрт, анхны баримтын тодорхойлолтын зөв, буруу эсэхээс; хоёрдугаарт, түүний математик илэрхийллийн зөв байдлын талаар; Гуравдугаарт, дараагийн математикийн шинжилгээний нарийвчлалын талаар.

Математик физикийн ач холбогдлыг ихэд хэтрүүлсэн үе байсан гэж Хволсон бичжээ. – Физикийн хөгжлийн үндсэн чиглэлийг математик физик тодорхойлно гэж таамаглаж байсан ч тийм зүйл болсонгүй. Математикийн физикийн дүгнэлтэд маш олон чухал алдаа байдаг. Нэгдүгээрт, тэдгээр нь шууд ажиглалтын үр дүнтэй давхцдаг бөгөөд ихэвчлэн эхний, ойролцоогоор ойролцоо байдаг. Үүний шалтгаан нь математикийн физикийн байр суурийг зөвхөн хамгийн нарийн хязгаарт хангалттай нарийвчлалтай гэж үзэж болно; Түүгээр ч барахгүй эдгээр байрууд нь эдгээр нарийн байрнаас гадуурх нөлөөллийг үл тоомсорлож болохгүй олон тооны дагалдах нөхцөл байдлыг харгалзан үздэггүй. Тиймээс математик физикийн дүгнэлтүүд нь практикт хэрэгжих боломжгүй, ихэнхдээ бодит байдлаас маш хол байдаг хамгийн тохиромжтой тохиолдлуудад л хамаатай.

Математик физикийн аргууд нь зөвхөн хамгийн энгийн тохиолдолд тусгай асуудлыг шийдвэрлэх боломжийг олгодог гэдгийг энд нэмж хэлэх ёстой. Гэхдээ практик физик нь ийм тохиолдлуудад өөрийгөө хязгаарлах боломжгүй юм; Тэр хааяа математикийн физикийн шийдэж чадахгүй асуудалтай тулгардаг. Түүнээс гадна математикийн физикийн дүгнэлтийн үр дүн нь маш нарийн төвөгтэй байж болох тул тэдгээрийг практикт ашиглах боломжгүй юм.

Орчлон ертөнцийн зөвлөмжүүд Стрессийн эсрэг вакцинжуулалт номноос [Хэрхэн амьдралынхаа эзэн болох вэ] зохиолч Валерий Синельников

"Сэтгэлийн хүч" номноос. Мөрөөдөл, хүслээ хэрхэн хэрэгжүүлэх вэ зохиолч Валерий Синельников

Хүний ухамсрын шинэ загвар Найзууд минь! Та бид хоёр орчлон ертөнцийн олон агуу нууцууд тодорхой болж байгаа гайхалтай цаг үед амьдарч байна. Түвдийн анагаах ухааны нууцууд, энерги хувиргах даоист нууцууд, герметик шинжлэх ухаан буюу алхимийн зарчмууд дэлхий нийтэд илчлэгддэг.

Бөө мөргөл, физик, даоизм дахь геопсихологи номноос зохиолч Минделл Арнольд

Хүний ухамсрын шинэ загвар, түүний үндсэн хуулиуд Энэхүү загварын эхний санаа нь “Хүн бүр өөрийн гэсэн ертөнц, өөрийнхөө амьдралыг бүтээдэг” гэсэн санаа юм. "Хүн бол Бурханы дүр төрх, дүр төрхөөр бүтээгдсэн" бөгөөд үндсэндээ бүтээгч гэдгийг хэрхэн ойлгох вэ? Таны ертөнцийг бүтээгч.

Өдөөгч риторик номноос? Зөв хариулт! зохиолч Бредмейер Карстен

Орчлон ертөнцийн эхлэл нь ухамсар, квант долгионы өөрийгөө тусгах нь өдөр тутмын бодит байдлыг бий болгодог гэсэн санааг санаж байна уу? Одоо би орчлон ертөнц өөрийгөө "хүчээр бий болгосон" гэсэн Стивен Хуугингийн өмнө дурдсан санаа руу буцахыг хүсч байна. Түүний санааг үндэслэсэн

Пикап номноос. Дурлуулах заавар зохиолч Богачев Филипп Олегович

Хүн болгонд байдаг бурхад номноос [Хүний амьдралыг удирддаг архетипууд] зохиолч Жин Шинода өвчтэй байна

6-р хэсэг: Эрэгтэй хүний бэлгийн дур булаам байдлын загвар буюу 100 онооны загвар амьдрал бол биднийг төлөвлөгөө гаргах явцад тохиолддог зүйл юм. Жон Леннон. Тиймээс, эрхэм уншигч минь, бид Оросын үр дүнтэй сэтгэл татам загварын үндэс суурь болох зуун загварт аль хэдийн хүрсэн байна.

Сэтгэл хөдлөлийн оюун ухаан номноос Даниел Големан

Сэтгэл судлалын шинэ онол ба шинэ хэтийн төлөв Энэхүү ном нь эрэгтэй, эрэгтэй сэтгэл зүйг шинэ бөгөөд гэнэтийн байдлаар харуулж байна. Домог зүй, теологийн янз бүрийн түүхийг судалснаар би патриархын соёлд хөвгүүдэд тодорхой дайсагналтай байсныг олж мэдсэн.

Та сурах боломжтой "Хулчгар арслангийн адал явдал буюу амьдрах урлаг" номноос Черная Галина

Сургалт ба урам зориг: боловсролын шинэ загвар Хүний ажил мэргэжил нь түүний хүч чадал, чадварыг хамгийн бүрэн дүүрэн ашиглахыг шаарддаг бүсэд урам зориг ирдэг тул ур чадвар нь өсөх тусам урам зориг өгөх үе рүү орохын тулд түүнд хэрэгтэй.

Амархан харилцах нь номноос [Хэрхэн хүнтэй нийтлэг хэл олох вэ] Ридлер Билл

Бүлэг 2. Шинэ амьдрал - шинэ ажил

Бүхэл бүтэн гэр бүлд зориулсан үлгэрүүд номноос [Практикт урлагийн сурган хүмүүжүүлэх ухаан] Валиев Саид

Шинэ загвар өмсөгч Жон ажлаа тараад гэртээ иржээ. (Харилцан тохиролцсоны үндсэн дээр Сью ажлаасаа буцаж ирэхэд Жон хүүхдүүдтэй хамт байх магадлалтай.) Жон: Сайн уу, хонгор минь, би энд байна: Сайн уу, хонгор минь. Жон: Өө, үнэхээр ядарсан уу? Бид өдрийн хоолондоо юу идэж байгаа юм бэ гэж Сью инээмсэглэв

Квантын оюун ухаан номноос [Физик ба сэтгэл судлалын хоорондох шугам] зохиолч Минделл Арнольд

Дэлхийн бүс нутгийн хүн ам зүй номноос. Сүүлийн үеийн хүн ам зүйн түүхэн дэх үйл явдлууд зохиолч Клупт Михаил

Тархины нууц номноос. Яагаад бид бүх зүйлд итгэдэг вэ? Шермер Майкл бичсэн

Зохиогчийн номноос

1-р бүлэг Хойд ба Баруун Европ: хүн ам зүйн зан үйлийн шинэ загвар Дэлхийн 2-р дайн дууссанаас хойш хорин жилийн турш Хойд болон Баруун Европын оршин суугчдын дийлэнх нь манай гаригийн энэ хэсэгт уламжлалт гэр бүлийн бүтцийг илүүд үздэг байв.

Зохиогчийн номноос

Орчлон ертөнцөд бид ганцаараа байна уу? Орчлон ертөнцөд бид ганцаараа байна уу? Энэ асуулт нь итгэл үнэмшлийн тогтолцооны үйл ажиллагаанаас үл хамааран хууль ёсны бөгөөд одоогоор шинжлэх ухаан бидэнд хоёрдмол утгатай хариултыг санал болгож байна: бид мэдэхгүй. Харилцаа холбоо хараахан болоогүй байгаа тул хариулт нь биднээс хол байна.

Космогонист эрдэмтэд орчлон ертөнцийн хэлбэрийн талаарх асуултын яг тодорхой хариултыг мэдэхгүй хэвээр байна. Үүний төгсгөлд-хязгааргүй байдал эсвэл хаалттай-нээлттэй байдлын талаархи асуултуудын хувьд. Олон космогонистуудыг Big Bang таамаглал нэгтгэдэг бөгөөд энэ нь хялбаршуулсан танилцуулгад иймэрхүү харагдаж байна. Big Bang: Энэ бүхэн хэрхэн эхэлсэн ...Их тэсрэлтийн өмнө “энд”, “тэнд”, “өмнө”, “дараа” гэсэн ойлголт байгаагүй. Дэлхийн бүх бодис бараг тэг хэмжээтэй, бараг хязгааргүй нягттай нэг цэг дээр төвлөрч байв. Цаг хугацаа ч байсангүй, учир нь тэр цэг дээр юу ч болоогүй бөгөөд түүний хил хязгаараас давсан зүйл байхгүй, тиймээс ч тохиолдох боломжгүй байсан тул ямар нэг шалтгааны улмаас цэг (үүнийг "сансрын өндөг" гэж нэрлэдэг) дэлбэрчээ. Нярай хүүхэд гэрлийн хурдаар эргэн тойрныхоо "юу ч биш" рүү хурдан цутгадаг. Эрчим хүч, хүчнүүд гарч ирэв - цөмийн, цахилгаан соронзон, таталцлын. Цаг хугацаа гарч, матери мананцар хэлбэрээр эргэлдэж эхлэв. Одууд, дараа нь гаригууд гарч ирэв. Хэдэн тэрбум жилийн дараа гуравдагч гариг дээр, ер бусын, ердийн спираль галактикийн захад байрладаг, анхны протобактер нь анхдагч далайгаас хуурай газар руу мөлхөж, дахин нэг тэрбум жилийн дараа үр удам нь гарч ирэв Энэхүү протобактер нь сансар огторгуйн янз бүрийн асуултын талаар тааварлаж эхлэв. Орчлон ертөнц агуу боловч хязгаарлагдмал Big Bang таамаглалд Орчлон ертөнцийн насыг 15 (ойролцоогоор!) тэрбум жил гэж үздэг. Хэрэв таамаглал буруу бол насны тооцоо буруу байна. Магадгүй ямар ч дэлбэрэлт болоогүй бөгөөд Орчлон ертөнц үргэлж оршин тогтнож байсан байх, гэхдээ таамаглал зөв бол Орчлон ертөнцийн хэмжээтэй холбоотой асуултын хариулт тодорхой болно. Хэрэв энэ нь зөв бол сургуулийн хүүхэд бүр орчлон ертөнцийн хэмжээг хялбархан тооцоолж чадна. Үнэндээ та цаг хугацааг (15 тэрбум жил) материйн тэлэлтийн хурдаар үржүүлэхэд л хангалттай. Өөрөөр хэлбэл гэрлийн хурдаар - секундэд 300,000 км. Магадгүй, энэ хурд жил ирэх тусам багасдаг, гэхдээ тооцоолоход хялбар байх үүднээс бид үүнийг тогтмол гэж үзэх болно. Тийм ээ, энэ нь асар их тоо болсон, олон тэгтэй ... гэхдээ хязгааргүй хэвээр байна. Дүгнэлт: Орчлон ертөнц агуу, гэхдээ хязгаарлагдмал. Тиймээс энэ нь зөвхөн хэмжээ төдийгүй хэлбэр дүрстэй байх ёстой. Эндээс л хөгжилтэй эхэлдэг.

Орчлон ертөнц олон янзын хэлбэртэй байж болно: хавтгай, нээлттэй, хаалттай Орчлон ертөнцийн хэлбэрийн талаархи асуултын талаарОрчлон ертөнцийг бөмбөрцөг хэлбэртэй гэж үзэх нь хамгийн логик бөгөөд хамгийн энгийн зүйл юм. Үнэн хэрэгтээ хэрэв матери нэг төвөөс тогтмол хурдтайгаар тархдаг бол энэ нь бөмбөрцөг биш бол юу байж болох вэ? Харин хурд нь тогтмол биш, Ертөнц хаалттай, нэгэн төрлийн биш бол ямар ч хэлбэртэй байж болно. Жишээлбэл, шулуун эсвэл муруй дөрвөн хэмжээст хавтгай. Энэ тохиолдолд орчлон ертөнц хаалттай, мөнхийн бөгөөд хязгааргүй биш гэдгийг эрдэмтэд сансар огторгуйн бичил долгионы фон цацрагийг судлах замаар олж авахыг хичээж байна. Бүх эхлэлүүдийн эхлэл буюу Big Bang нь зөвхөн бодис төдийгүй цацраг туяа ялгаруулж байсан. Сансрын богино долгионы арын цацраг гэж нэрлэгддэг энэхүү цахилгаан соронзон цацраг нь өөрийн өөрчлөгдөөгүй физик шинж чанартай бөгөөд астрофизикчдэд түүнийг бусад олон төрлийн "сансрын туяа" -аас ялгах боломжийг олгодог. Сансрын богино долгионы арын цацраг нь орчлон ертөнцийг жигд дүүргэдэг гэж үздэг. Түүний оршин тогтнох нь 1965 онд туршилтаар батлагдсан. Орчлон ертөнц лонх шиг хэлбэртэй юу?

Кляйн сав ийм харагдаж байна (нэг талдаа хаалттай гадаргуу) Сансрын богино долгионы фон цацрагийг судалж байхдаа Зөвлөлтийн эрдэмтэн Д.Д. Өнгөрсөн зууны дундуур Иваненко Орчлон ертөнц, нэгдүгээрт, хаалттай, хоёрдугаарт, Евклидийн геометрийн хуулийг хаа сайгүй дагаж мөрддөггүй гэсэн таамаглал дэвшүүлсэн. Евклидийн геометрт тохирохгүй байна гэдэг нь хаа нэгтээ зэрэгцээ шугамууд огтлолцдог, бүр нэг нэгэн рүүгээ урсдаг газар байдаг гэсэн үг. Орчлон ертөнцийн хаалттай байдал нь "өөртөө хаалттай" байж болно гэсэн үг юм: нэг цэгээс (Дэлхийн гаригаас гэх мэт) аян замд гараад, бидний үзэж байгаагаар хатуу шулуун шугамаар хөдөлж, эцэст нь Д.Д-ийн онолыг маш олон жилийн дараа шууд бусаар баталгаажуулсан ч дэлхий дээр өөрсдийгөө олох болно. Иваненко болон түүний дагалдагчдыг 2001 онд хүлээн авчээ. Америкийн сансрын датчик WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) нь сансрын бичил долгионы дэвсгэр цацрагийн температурын хэлбэлзлийн (өөрчлөлт, хэлбэлзэл) талаарх мэдээллийг дэлхий рүү дамжуулдаг. Астрофизикчид эдгээр хэлбэлзлийн тархалтын хэмжээ, мөн чанарыг сонирхож байв. Орчлон ертөнц хязгаарлагдмал, өөрөө хаагдсан тохиолдолд л ийм төрлийн хэлбэлзэл ажиглагдаж болохыг компьютерийн загварчлал хийсэн бөгөөд тэр ч байтугай орон зайд тархаж буй гэрлийн туяа ч тодорхой (удаан) хугацааны дараа эхлэх цэг рүү буцах ёстой цаг хугацаа. Энэ нь дэлхий дээрх одон орон судлаачид нэг галактикийг тэнгэрийн өөр өөр хэсэгт, тэр ч байтугай өөр өөр талаас нь ажиглаж чадна гэсэн үг юм. Хэрэв WMAP мэдээлэл батлагдвал Орчлон ертөнцийн талаарх бидний үзэл бодол эрс өөрчлөгдөх болно! Нэгдүгээрт, энэ нь харьцангуй бага байх болно - диаметр нь 10 тэрбум гэрлийн жилээс хэтрэхгүй. Хоёрдугаарт, түүний хэлбэр нь торус (пончик) эсвэл бүр бүрэн чамин зүйл болж хувирч магадгүй, жишээлбэл, Клейн лонх өөрөө хаагдсан, энэ нь бид бүх ертөнцийг ажиглаж, итгэлтэй байх болно гэсэн үг юм Хаана ч адилхан физикийн хууль үйлчилдэг.

Ийм мэдэгдэл нь энэ дэлхий дээрх бидний байр суурийг үндсээр нь өөрчилдөг агуу санаануудтай төстэй юм. Ухамсрын эдгээр хувьсгалуудын нэг нь 1543 онд Николас Коперник Дэлхий ертөнцийн төв биш гэдгийг харуулсан үед болсон юм. 20-р зууны 20-иод онд Эдвин Хаббл Орчлон ертөнц дэх галактикууд бие биенээсээ холдож байгааг анзаарч, манай орчлон ертөнц үүрд оршдоггүй, харин тодорхой үйл явдлын үр дүнд үүссэн гэсэн санааг төрүүлсэн - Том Bang. Одоо бид шинэ нээлтийн ирмэг дээр байна. Хэрэв орчлон ертөнцийн хил хязгаар олдвол бид шинэ, бүр хэцүү асуулттай тулгарах болно: хилийн нөгөө талд юу байгаа вэ?

Одоор аялцгаая

Орчлон ертөнцийн хязгааргүй байдал нь зөвхөн орон зайд төдийгүй цаг хугацааны хувьд хязгааргүй байх ёстой, тиймээс хязгааргүй олон одтой байх ёстой гэсэн үг юм. Энэ тохиолдолд бидний тэнгэр бүхэлдээ гэрэлтүүлэгчээр бүрхэгдэж, цаг наргүй гэрэлтэх болно. Гэсэн хэдий ч тэнгэрийн харанхуй нь сансар огторгуй мөнх оршоогүйг илтгэнэ. Түгээмэл онолоор бол бүх зүйл Их тэсрэлтээс эхэлсэн бөгөөд энэ нь материйн оршин тогтнох, тэлэхийг бий болгосон. Энэхүү үзэл баримтлал нь өөрөө орчлон ертөнцийн мөнхийн тухай санааг үгүйсгэдэг тул түүний хязгааргүйд итгэх итгэлийг үгүйсгэдэг. Үүний зэрэгцээ, Big Bang онол нь манай сансар огторгуйн хил хязгаарыг хайж буй одон орон судлаачдад тодорхой бэрхшээлийг бий болгодог.

"Асар их зайд аялах нь гэрлийн жил шаарддаг тул эрдэмтэд хуучирсан мэдээллийг үргэлж хүлээн авдаг. Орчлон ертөнцийн эхэн үед гэрлийн туулсан орон зай нь түүний дараагийн тэлэлтийн улмаас томорсон. Бидэнд хамгийн ойр байгаа одод бол харьцангуй залуу биетүүд бөгөөд хэрэв та бусад галактикуудыг харвал хэдэн тэрбум жилийн настай байдаг. Гэсэн хэдий ч бид бүх галактикийг хардаггүй. 13.7 тэрбум жил бол бидний хувьд хамгийн дээд хэмжээ юм” гэж Монтана мужийн их сургуулийн астрофизикч Нейл Корниш тайлбарлав. Бидний алсын хараанд саад болж буй нэг төрлийн саад бол Их тэсрэлтээс хойш 380 мянган жилийн дараа орчлон ертөнц маш их тэлж, атомууд гарч ирэх үед үүссэн реликт цацраг юм. Энэ цацраг нь одод гарч ирэхээс өмнө авсан сансар огторгуйн хүүхдийн гэрэл зураг шиг зүйл юм. Үүний цаана хил хязгаар, төгсгөлгүй үргэлжилсэн орчлон ертөнц байж болно. Гэсэн хэдий ч дурангийн хүчийг үл харгалзан энэ газар үл үзэгдэх хэвээр байна.

Сансрын хөгжим

CMB нь эрдэмтдийг сансар огторгуйн хамгийн алслагдсан хязгаарыг ажиглахаас сэргийлдэг боловч богино долгионы дэвсгэрт агуулагдах маш үнэ цэнэтэй мэдээллийг агуулдаг. Эрдэмтэд хэрвээ орчлон ертөнц хязгааргүй хэмжээтэй байсан бол түүнээс бүх боломжит урттай долгион олдох боломжтой гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч үнэн хэрэгтээ сансрын долгионы спектр маш нарийн байдаг: сансрын богино долгионы арын цацрагийг судлах зориулалттай NASA WMAP аппарат нь жинхэнэ том долгионыг хэзээ ч илрүүлж байгаагүй. "Орчлон ертөнц нь хөгжмийн зэмсгийн шинж чанартай бөгөөд долгионы урт нь түүний уртаас хэтэрч болохгүй. Орчлон ертөнц урт долгионы уртад чичирдэггүй гэдгийг бид ойлгосон нь түүний хязгаарлагдмал байдлыг баталсан” гэж Францын Парисын ажиглалтын төвийн ажилтан Жан Пьер Люминет хэлэв.

Зөвхөн түүний хил хязгаар, хэлбэрийг тодорхойлох л үлдлээ. Кливлендийн Кэйс Вестерн Их Сургуульд ажилладаг Канадын физикч Глен Старкманн ертөнцийн хил хязгаарыг бидний хараанаас хол байгаа ч гэсэн тодорхойлох арга замыг олсон гэж үзэж байна. Үүнийг долгион ашиглан дахин хийж болно. “Залуу насандаа орчлон ертөнц даяар тархсан дууны долгион маш их зүйлийг хэлж чадна. Бөмбөрийн хэлбэр нь орчлон ертөнцийн хэлбэр нь түүнд ямар төрлийн чичиргээ үүсэхийг тодорхойлдог" гэж Глен хэлэв. Түүний баг манай Орчлон ертөнцийн гаргаж буй дуу чимээн дээр үндэслэн түүний хэлбэрийг тодорхойлохын тулд спектрийн шинжилгээ хийхээр төлөвлөж байна. Үнэн, эдгээр судалгаанууд нь урт хугацааны судалгаа бөгөөд хариултыг олоход хэдэн жил шаардагдах болно.

Бид гурилан бүтээгдэхүүнд амьдардаг ...

Гэсэн хэдий ч Орчлон ертөнц хил хязгаартай эсэхийг мэдэх өөр нэг арга бий. Энэ бол Кембрижийн их сургуулийн онолч Жанна Левин одоо хийж байгаа зүйл юм. Тэрээр "Астероидууд" хэмээх хуучин компьютерийн тоглоомыг ашиглан орчлон ертөнцийг бүтээх зарчмыг жишээ болгон тайлбарлав. Тоглогчийн удирдлагатай сансрын хөлөг дээш гарч, дэлгэцэн дээр гарч ирвэл тэр дороо гарч ирнэ. Дэлгэцийг сэтгүүл шиг хоолой болгон өнхрүүлбэл ийм хачирхалтай маневр ойлгомжтой болно: төхөөрөмж зүгээр л тойрог хэлбэрээр хөдөлж байгаа нь харагдаж байна.
“Үүний нэгэн адил орчлонд амьдарч буй бид ч гарч чадахгүй. Гурван хэмжээст орчлон ертөнцийг гаднаас нь харж болох хэмжээс бидэнд байхгүй. Жишээлбэл, гурилан бүтээгдэхүүнийг авч үзье - энэ тохиолдолд энэ нь Орчлон ертөнцийн хувьд бүрэн тохиромжтой хэлбэр юм - түүний гадаргуу нь тодорхой тодорхойлогдсон боловч дотор нь амьдарч буй хүмүүсийн хэн нь ч түүний хязгаарт бүдрэхгүй: тэдэнд ямар ч юм шиг санагддаг. хил хязгаар байдаг" гэж Жанна хэлэв.

Гэсэн хэдий ч бага ч гэсэн эдгээр хязгаарыг таних боломж байсаар байна - та гэрэл хэрхэн ажиллаж байгааг хянах хэрэгтэй. Орчлон ертөнц бол өрөө, та гар чийдэнгээр зэвсэглэсэн түүний төвд зогсож байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Гар чийдэнгийн гэрэл таны арын хананд хүрч, эсрэг талын хананд тусна. мөн та үүнээс өөрийнхөө нурууны тусгалыг харах болно. Ижил дүрмүүд нь хязгаарлагдмал орон зайд ажиллах боломжтой. "Гэрэл хөрөг"-ийг сансрын хананаас тусгаж, олон удаа хуулбарлаж болох боловч зарим өөрчлөлттэй. Хэрэв орчлон ертөнц дэлхийгээс арай том байсан бол гэрэл тэр даруй эргэн тойронд нисч, гаригийн муруй дүрсүүд тэнгэрт харагдах болно. Гэвч сансар огторгуй асар уудам тул гэрэл түүнийг тойрон эргэлдэж, тусгахад хэдэн тэрбум жил шаардлагатай.

Гэхдээ "жолооны хүрд" рүүгээ буцъя. Жанна Левин пончик хэлбэртэй орчлон ертөнцийн тухай онолоо Германы Ульмын их сургуулийн Фрэнк Штайнерын дүрд дэмжлэг үзүүлэв. WMAP ашиглан олж авсан өгөгдөлд дүн шинжилгээ хийсний дараа энэ эрдэмтэн Donut орчлон нь ажиглагдсан сансрын богино долгионы фон цацрагтай хамгийн их тохирдог гэж дүгнэжээ. Түүний баг мөн орчлон ертөнцийн боломжит хэмжээг таамаглахыг оролдсон - судалгаагаар энэ нь 56 тэрбум гэрлийн жил хүрч магадгүй юм.

... эсвэл хөл бөмбөгийн бөмбөгөнд уу?

Жан Пьер Люминет хатагтай Левиний гурилан бүтээгдэхүүнд хүндэтгэлтэй ханддаг бөгөөд Орчлон ертөнц бол бөмбөрцөг хэлбэртэй хоёр талт буюу энгийнээр хэлбэл, арван хоёр таван өнцөгт бөөрөнхий гадаргуутай тэгш хэмтэй байрлалтай хөл бөмбөгийн бөмбөг гэдэгт итгэлтэй хэвээр байна. Үнэн хэрэгтээ Францын эрдэмтний онол нь Жанна Левиний "Астероид" тоглоомын талаархи шинжлэх ухааны судалгаатай зөрчилддөггүй. Үүнтэй ижил схем энд ажилладаг - талуудын аль нэгийг орхиж, та эсрэгээрээ өөрийгөө олж харна. Жишээлбэл, хэрэв та "өндөр хурдтай" пуужин дээр шулуун шугамаар нисвэл эцэст нь эхлэх цэг рүү буцах боломжтой. Жан-Пьер толин тусгалын зарчмыг үгүйсгэдэггүй. Хэрвээ хэт хүчирхэг телескоп байсан бол зөвхөн амьдралын янз бүрийн үе шатанд ижил биетүүдийг сансар огторгуйн өөр өөр чиглэлд харах боломжтой байсан гэдэгт тэр итгэлтэй байна. Додекаэдрүүдийн ирмэгүүд хэдэн тэрбум гэрлийн жилийн зайд байх үед тэдгээр дээрх бүдэг тусгалыг хамгийн ажиглагч одон орон судлаачид ч анзаардаггүй.

Люмин хөлбөмбөгийн бөмбөгний тухай ойлголтоороо математикч Жеффри Уиксыг олсон гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Сансар огторгуйн богино долгионы дэвсгэр дээрх долгион нь арван хоёр таван өнцөгт нүүртэй ердийн геометрийн дүрс дотор харагдахтай яг адилхан харагддаг гэж энэ эрдэмтэн мэдэгджээ.

Бүх нийтийн хэмжээнд инфляци

Орчлон ертөнцийн амьдралын эхний мөч нь түүний цаашдын хувьсалд асар их үүрэг гүйцэтгэсэн. Эрдэмтэд инфляцийн талаар нарийн төвөгтэй таамаглал дэвшүүлсээр байгаа бөгөөд энэ нь маш богино хугацаа буюу нэг секундээс хамаагүй бага хугацаанд орчлон ертөнцийн хэмжээ зуун их наяд дахин нэмэгдсэн байна. Ихэнх эрдэмтэд орчлон ертөнцийн тэлэлт үргэлжилсээр байгаа гэдэгт итгэх хандлагатай байдаг. Сансар огторгуйн хязгааргүйн онол нь инфляцийн санааны логик үргэлжлэл юм шиг санагдаж байна.

" alt=" Орчлон ертөнцийн компьютерийн загвар" src="/sites/default/files/images/millenium-bare.jpg">!}

Орчлон ертөнцийн компьютерийн загвар

Гэсэн хэдий ч Дэвисийн Калифорнийн Их Сургуулийн онолын физикч Энди Альбрахт энэ талаар өөр бодолтой байна: Орчлон ертөнцийн тэлэлт өнөөг хүртэл үргэлжилж байгаа ч энэ үйл явц нь хязгаартай хэвээр байна. Энди онолоо тайлбарлахын тулд орчлон ертөнцийн савангийн хөөс гэсэн зүйрлэлийг ашигласан. Уламжлалт инфляцийн онол нь энэхүү хөөсийг хязгааргүй тэлэх боломжийг олгодог ч эрт орой хэзээ нэгэн цагт хөөс хагарах ёстой гэдгийг цэцэрлэгийн хүүхдүүд ч мэддэг. Энди инфляци дээд цэгтээ хүрсэн үед зогсох ёстой гэж үзэж байна. Мөн энэ дээд тал нь бидний бодож байгаа шиг тийм ч их биш юм. Олбрахтын хэлснээр орчлон ертөнц бидний харж буй орон зайгаас ердөө 20%-иар том юм. "Мэдээж хязгааргүйгээс ийм өчүүхэн хэмжээтэй - ердөө 20%-иар том хэмжээтэй болох нь үнэхээр хэцүү! Би бүр клаустрофоби мэдэрч эхэлсэн" гэж эрдэмтэн хошигножээ. Мэдээжийн хэрэг, Олбрахтын дүгнэлтүүд маш маргаантай бөгөөд бодитоор баталгаажуулахыг шаарддаг боловч одоогийн байдлаар ихэнх одон орон судлаачид инфляци удахгүй арилахгүй гэж үзэж байна.

Харанхуй урсгал ба бусад ертөнц

Дашрамд хэлэхэд орчлон ертөнцийн тэлэлт нь бидэнд харагдахуйц нутаг дэвсгэр дэх галактикуудын хөдөлгөөний хамгийн сайн тайлбар юм. Энэ галактикийн хөдөлгөөний зарим онцлог нь эргэлзээ төрүүлж байгаа нь үнэн. Астрофизикч Александр Кашлинский тэргүүтэй НАСА-гийн хэсэг мэргэжилтнүүд богино долгионы болон рентген туяаг судалж байхдаа найман зуу орчим алс холын галактикийн бөөгнөрөл нэг чиглэлд секундэд мянган километрийн хурдтай хамт хөдөлж байгааг олж тогтоожээ. төрлийн соронз. Энэхүү бүх нийтийн хөдөлгөөнийг "харанхуй урсгал" гэж нэрлэдэг байв. Хамгийн сүүлийн үеийн мэдээллээр энэ нь аль хэдийн 1400 галактикийг хамарсан байна. Тэд дэлхийгээс гурван тэрбум гэрлийн жилийн зайд орших газар руу чиглэж байна. Эрдэмтэд ажиглалтын хязгаараас гадна хаа нэгтээ бодисыг татдаг асар том масс байдаг гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч одоо байгаа онолын дагуу манай орчлон ертөнцийг үүсгэсэн Их тэсрэлтийн дараах матери нь их бага хэмжээгээр жигд тархсан бөгөөд энэ нь тийм гайхалтай хүч чадал бүхий массын төвлөрөл байж болохгүй гэсэн үг юм. Тэгээд юу байна?

Энэ асуултын хариуг Хойд Каролинагийн их сургуулийн бүлгийн ахлагч, онолын физикч Лаура Мерсини-Хофтан өгсөн байна. Тэрээр манайхтай зэрэгцэн оршдог өөр нэг орчлон ертөнцийг нухацтай авч үздэг. Өнгөц харахад гайхалтай мэт санагдах түүний дүгнэлт нь инфляцийн онол, Энди Альбрахтын хэлсэн "савангийн хөөс", мөн Александр Кашлинскийн "харанхуй урсгал"-тай нэлээд нийцэж байна. Одоо эдгээр эрдэмтдийн судалгаа оньсого мэт нэг дүр зургийг бүтээх болно. Бидний сансар огторгуйд ажиглагдаж буй харанхуй урсгалыг хөрш зэргэлдээх "бөмбөлгүүдийн" нэг буюу өөр орчлон ертөнц өдөөж магадгүй юм.

Хофтан магадлалын онолыг ашиглан орчлон ертөнцийн олон талт байдлыг тайлбарладаг. Тэрээр манай ертөнцийн төрөлтийг гайхамшиг гэж үздэг бөгөөд энэ нь тийм ч амархан гарч ирэхгүй байх магадлалтай: түүний тохиолдох магадлал маш бага бөгөөд 10133 онд 1 байна.

“Бид орчлон ертөнц үүссэн олон бүтэцтэй байх үед буюу түүний гарал үүслийн таатай нөхцөл бүхий газруудын гарал үүслийн тухай асуултыг тавьж болно. Өөрөөр хэлбэл, бид олон Big Bangs болон олон орчлон ертөнцийг төсөөлж чадна” гэж Хофтан тэмдэглэв. Тодорхой болгохын тулд тэрээр эдгээр таатай газруудыг зочид буудлын өрөөнүүдтэй харьцуулав. Орчлон ертөнц гагцхүү чөлөөт “өрөөнд” үүсч, тэнд дангаараа оршин тогтнох боломжтой. Гэсэн хэдий ч энэ нь өөр нэг ийм сансрын ертөнц ханаар дамжин "өрөө" рүү шилжиж чадахгүй гэсэн үг биш юм. Гэхдээ хэрэв манай Орчлон зочид буудлын өрөө юм бол бид хөршүүдээ сонсох боломжтой байх ёстой юу? 2007 онд WMAP аппарат нь арын цацрагийн мэдэгдэхүйц бууралттай ер бусын бүсийг бүртгэсэн бөгөөд энэ нь түүнд бодис байхгүй байгааг харуулж байна. Эрдэмтний үзэж байгаагаар ийм хүйтэн, туйлын хоосон байдлын цорын ганц тайлбар нь тэнд өөр бусад хүчнүүд ажиллаж байгаа, магадгүй асар том масс нь хөрш зэргэлдээх бодисыг өөртөө татдаг өөр нэг орчлон ертөнц байгаа явдал юм. Хэдийгээр эдгээр "харь гарагийн" биетүүд бидний нүднээс далд байдаг ч манай хөрш хүйтэн толбо, галактикийн бөөгнөрөлийн урсгал хэлбэрээр мессежээр өөрийгөө мэдэрдэг.

Мэдээжийн хэрэг, олон орчлон ертөнцийн талаарх олдворуудад шинжлэх ухааны нийгэмлэг янз бүрийн хариу үйлдэл үзүүлсэн. Гэсэн хэдий ч сансар огторгуйг тодорхойлохыг оролдож буй эрдэмтэд шинжлэх ухаанд шинэ хувьсгал хийхэд бэлэн байна. Урьд нь хязгааргүйд тооцогдож байсан манай орчлон ертөнц ийм байхаа больж, сансар огторгуйд өөрийн зохих байр сууриа эзэлдэг, төсөөлөхийн аргагүй олон тооны орчлон ертөнцийн дунд байж магадгүй юм.

Сонгодог сансар судлалын загваруудаас гадна харьцангуйн ерөнхий онол нь маш, маш, маш чамин төсөөллийн ертөнцийг бий болгох боломжийг олгодог.

Сансар огторгуйн нэгэн төрлийн ба изотропи зэргээр нэмэгдүүлсэн харьцангуй ерөнхий онол ашиглан бүтээсэн хэд хэдэн сонгодог сансар судлалын загварууд байдаг (2012 оны PM №6, Орчлон ертөнцийн тэлэлт хэрхэн нээгдсэнийг үзнэ үү). Эйнштейний хаалттай ертөнц сансар огторгуйн тогтмол эерэг муруйлттай байдаг бөгөөд энэ нь харьцангуйн ерөнхий тэгшитгэлд сансар судлалын параметр гэж нэрлэгддэг зүйлийг оруулснаар таталцлын эсрэг талбар болдог. Муургүй орон зайтай хурдасч буй де Ситтерийн орчлонд энгийн бодис гэж байдаггүй, гэхдээ энэ нь таталцлын эсрэг талбараар дүүрэн байдаг. Мөн Александр Фридманы хаалттай, нээлттэй ертөнцүүд байдаг; цаг хугацааны явцад тэлэлтийн хурдыг аажмаар тэг болгон бууруулж буй Эйнштейн-де Ситтерийн хилийн ертөнц, эцэст нь хэт авсаархан анхны төлөвөөс өсөн нэмэгдэж буй Big Bang-ийн сансар судлалын өвөг дээдэс болох Лемейтрийн ертөнц. Тэд бүгд, ялангуяа Лемайтрын загвар нь манай Орчлон ертөнцийн орчин үеийн стандарт загварын өмнөх загварууд болсон.

Гэсэн хэдий ч харьцангуйн ерөнхий тэгшитгэлийг ашиглахад маш бүтээлч байдлаар бий болсон бусад орчлон ертөнцүүд байдаг. Эдгээр нь одон орон ба астрофизикийн ажиглалтын үр дүнтэй хамаагүй бага (эсвэл огт тохирохгүй) боловч ихэвчлэн маш үзэсгэлэнтэй, заримдаа гоёмсог парадоксик байдаг. Үнэн бол математикч, одон орон судлаачид тэдгээрийг маш их хэмжээгээр зохион бүтээсэн тул бид төсөөллийн ертөнцийн хамгийн сонирхолтой цөөн хэдэн жишээгээр хязгаарлагдах болно.

Утаснаас эхлээд хуушуур хүртэл

Эйнштейн, де Ситтер хоёрын үндсэн бүтээлүүд гарч ирсний дараа (1917 онд) олон эрдэмтэд харьцангуйн ерөнхий онолын тэгшитгэлийг ашиглан сансар судлалын загварыг бий болгож эхлэв. Үүнийг хамгийн түрүүнд хийсэн хүмүүсийн нэг нь Нью-Йоркийн математикч Эдвард Каснер байсан бөгөөд 1921 онд өөрийн шийдлийг нийтэлсэн юм.

Түүний орчлон ертөнц маш ер бусын юм. Түүнд зөвхөн таталцлын бодис байхгүй төдийгүй таталцлын эсрэг талбар (өөрөөр хэлбэл Эйнштейний сансар судлалын параметр байхгүй). Энэ хоосон ертөнцөд юу ч тохиолдохгүй юм шиг санагдаж байна. Гэсэн хэдий ч Каснер түүний таамагласан ертөнц өөр өөр чиглэлд өөр өөр байдлаар хөгжинө гэдгийг хүлээн зөвшөөрсөн. Энэ нь хоёр координатын тэнхлэгийн дагуу өргөжиж, харин гурав дахь тэнхлэгийн дагуу нарийсдаг. Тиймээс энэ орон зай нь илт анизотроп бөгөөд геометрийн хувьд эллипсоидтой төстэй юм. Ийм эллипсоид нь хоёр чиглэлд сунаж, гуравны нэгээр нь агшдаг тул аажмаар хавтгай бин болж хувирдаг. Үүний зэрэгцээ, Каснерийн ертөнц жингээ огт хасдаггүй; түүний хэмжээ нас ахих тусам нэмэгддэг. Эхний мөчид энэ нас нь тэг, тиймээс эзлэхүүн нь тэг юм. Гэсэн хэдий ч Каснерын орчлон ертөнцүүд нь Лемейрийн ертөнц шиг цэгийн онцгой байдлаас биш, харин хязгааргүй нимгэн хэлтэрхий шиг зүйлээс төрсөн - түүний анхны радиус нь нэг тэнхлэгийн дагуух хязгааргүй, нөгөө хоёрын дагуу тэгтэй тэнцүү байна.

Энэ хоосон ертөнцийн хувьслын нууц юу вэ? Түүний орон зай өөр өөр чиглэлд "шилждэг" тул таталцлын түрлэгийн хүч үүсдэг бөгөөд энэ нь түүний динамикийг тодорхойлдог. Хэрэв та бүх гурван тэнхлэгийн дагуу тэлэлтийн хурдыг тэнцүүлж, улмаар анизотропийг арилгах юм бол тэднээс салж болох юм шиг санагдаж байна, гэхдээ математик ийм эрх чөлөөг зөвшөөрдөггүй. Гурван хурдны хоёрыг нь 0-тэй тэнцүү болгож (өөрөөр хэлбэл хоёр координатын тэнхлэгийн дагуу орчлон ертөнцийн хэмжээсийг засах) нь үнэн. Энэ тохиолдолд Каснерийн ертөнц зөвхөн нэг чиглэлд, цаг хугацаатай пропорциональ өсөх болно (үүнийг ойлгоход хялбар, учир нь түүний эзлэхүүн ийм байдлаар нэмэгдэх ёстой), гэхдээ энэ нь бидний хүрч чадах зүйл юм.

Каснерийн орчлон ертөнц бүрэн хоосон байвал л өөрөө үлдэж чадна. Хэрэв та түүнд бага зэрэг бодис нэмбэл энэ нь изотропик Эйнштейн-де Ситтерийн ертөнц шиг аажмаар хөгжиж эхэлнэ. Үүний нэгэн адил Эйнштейний тэг биш параметрийг тэгшитгэлдээ нэмэхэд энэ нь (материтай эсвэл бодисгүй) асимптотоор экспоненциал изотроп тэлэлтийн горимд орж, де Ситтерийн ертөнц болон хувирна. Гэсэн хэдий ч ийм "нэмэлтүүд" нь аль хэдийн байгаа орчлон ертөнцийн хувьслыг өөрчилдөг. Төрөх мөчид тэд бараг ямар ч үүрэг гүйцэтгэдэггүй бөгөөд орчлон ертөнц яг ижил хувилбарын дагуу өөрчлөгддөг.

Хэдийгээр Каснерын ертөнц нь динамик анизотропик боловч түүний муруйлт нь бүх координатын тэнхлэгийн дагуу ямар ч үед ижил байдаг. Гэсэн хэдий ч харьцангуйн ерөнхий онолын тэгшитгэлүүд нь зөвхөн анизотроп хурдаар хөгждөг төдийгүй анизотроп муруйлттай орчлон ертөнцийг оршин тогтнох боломжийг олгодог. Ийм загваруудыг 1950-иад оны эхээр Америкийн математикч Абрахам Тауб бүтээжээ. Түүний орон зай нь зарим чиглэлд нээлттэй ертөнц шиг, зарим чиглэлд хаалттай ертөнц шиг байж болно. Түүнээс гадна, цаг хугацаа өнгөрөхөд тэд тэмдгийг нэмэхээс хасах, хасахаас нэмэх болгон өөрчлөх боломжтой. Тэдний орон зай нь зөвхөн лугшихаас гадна дотроос нь эргэдэг. Физикийн хувьд эдгээр үйл явц нь таталцлын долгионтой холбоотой байж болох бөгөөд энэ нь орон зайг маш хүчтэй гажуудуулж, түүний геометрийг бөмбөрцөг хэлбэртэйгээс эмээл хэлбэртэй болгож, эсрэгээр нь өөрчилдөг. Ерөнхийдөө математикийн хувьд боломжтой боловч хачирхалтай ертөнцүүд.

Дэлхий ертөнцийн хэлбэлзэл

Каснерын бүтээл хэвлэгдсэний дараа удалгүй Александр Фридманы нийтлэлүүд гарч ирэв, эхнийх нь 1922 онд, хоёр дахь нь 1924 онд. Эдгээр бүтээлүүд нь харьцангуйн ерөнхий онолын тэгшитгэлийн гайхалтай гоёмсог шийдлүүдийг танилцуулсан бөгөөд энэ нь сансар судлалын хөгжилд маш бүтээлч нөлөө үзүүлсэн. Фрийдманы үзэл баримтлал нь дунджаар бодис нь сансар огторгуйд аль болох тэгш хэмтэй, өөрөөр хэлбэл бүрэн нэгэн төрлийн, изотропик байдлаар тархсан гэсэн таамаглал дээр суурилдаг. Энэ нь сансар огторгуйн нэг цаг мөч бүрт сансрын геометр нь бүх цэг, бүх чиглэлд ижил байна гэсэн үг юм (хатуухан хэлэхэд ийм цагийг зөв тодорхойлох шаардлагатай хэвээр байна, гэхдээ энэ тохиолдолд энэ асуудлыг шийдэх боломжтой). Энэ нь ямар ч мөчид орчлон ертөнцийн тэлэлтийн (эсвэл агшилтын) хурд нь чиглэлээс хамааралгүй гэсэн үг юм. Тиймээс Фридманы орчлон ертөнцүүд Каснерийн загвараас огт өөр юм.

Эхний нийтлэлдээ Фридман орон зайн тогтмол эерэг муруйлт бүхий хаалттай ертөнцийн загварыг бүтээжээ. Энэ ертөнц нь материйн хязгааргүй нягттай анхны цэгийн төлөвөөс үүсч, тодорхой хамгийн их радиус (тиймээс хамгийн их эзэлхүүн) хүртэл өргөжиж, дараа нь дахин ижил тусгай цэг (математикийн хэлээр - онцгой байдал) болж сүйрдэг.

Гэсэн хэдий ч Фридман үүгээр зогссонгүй. Түүний бодлоор олдсон сансар судлалын шийдэл нь эхний болон эцсийн өвөрмөц байдлын хоорондох интервалаар хязгаарлагдах албагүй; Үүний үр дүнд цаг хугацааны тэнхлэг дээр тогтсон орчлон ертөнцийн төгсгөлгүй бөөгнөрөл нь өвөрмөц цэгүүд дээр бие биентэйгээ хиллэдэг. Физикийн хэлээр энэ нь Фридманы хаалттай орчлон эцэс төгсгөлгүй хэлбэлзэж, шахалт болгоны дараа үхэж, дараагийн тэлэлтээрээ шинэ амьдрал руу сэргэж чадна гэсэн үг юм. Бүх хэлбэлзэл нь ижил хугацаанд үргэлжилдэг тул энэ нь хатуу үечилсэн процесс юм. Тиймээс орчлон ертөнцийн оршин тогтнох мөчлөг бүр нь бусад бүх мөчлөгийн яг хуулбар юм.

Фридман "Орон зай ба цаг хугацаа мэт ертөнц" номондоо энэ загварын талаар ингэж тайлбарлав: "Цаашилбал, муруйлтын радиус үе үе өөрчлөгдөх тохиолдол байдаг: орчлон ертөнц нэг цэг болж (ямар ч байхгүй), дараа нь дахин нэг цэгээс хумигддаг. энэ нь түүний радиусыг тодорхой утгад хүргэж, дараа нь дахин муруйлтын радиусыг багасгаж, цэг болон хувирдаг гэх мэт. Амьдралын үеүүдийн тухай Хинду домгийн домгийг хүн өөрийн эрхгүй дурсдаг; "Оройноос ертөнцийг бүтээх" тухай бас ярьж болно, гэхдээ энэ бүгдийг одоохондоо одон орны туршилтын материалаар найдвартай батлах боломжгүй сонин баримт гэж үзэх ёстой."

Фридманы нийтлэлүүд хэвлэгдсэнээс хойш хэдэн жилийн дараа түүний загвар өмсөгчид алдар нэр, хүлээн зөвшөөрөгдсөн. Эйнштейн хэлбэлздэг орчлон ертөнцийн санааг нухацтай сонирхож эхэлсэн бөгөөд тэр ганцаараа байгаагүй. 1932 онд Калтекийн математикийн физик, физик химийн профессор Ричард Толман үүнийг авчээ. Тэр Фридман шиг цэвэр математикч ч биш, де Ситтер, Лемайтр, Эддингтон шиг одон орон судлаач, астрофизикч ч байгаагүй. Толман нь анх сансар судлалтай хослуулсан статистикийн физик, термодинамикийн чиглэлээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн эрх мэдэлтэн байв.

Үр дүн нь маш энгийн зүйл биш болсон. Толман сансар огторгуйн нийт энтропи циклээс мөчлөгт нэмэгдэх ёстой гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн. Энтропийн хуримтлал нь орчлон ертөнцийн эрчим хүчний өсөн нэмэгдэж буй хэсэг нь цахилгаан соронзон цацрагт төвлөрөхөд хүргэдэг бөгөөд энэ нь мөчлөгөөс мөчлөгт түүний динамик байдалд улам бүр нөлөөлдөг. Үүнээс болж мөчлөгийн урт нэмэгдэж, дараагийнх бүр өмнөхөөсөө урт болдог. Хэлбэлзэл хэвээр байгаа ч үе үе байхаа болино. Үүнээс гадна шинэ мөчлөг бүрт Толманы ертөнцийн радиус нэмэгддэг. Иймээс хамгийн их тэлэлтийн үе шатанд энэ нь хамгийн бага муруйлттай бөгөөд түүний геометр нь Евклид рүү улам бүр ойртож, илүү урт, удаан хугацаагаар байдаг.

Ричард Толман загвараа бүтээхдээ 1995 онд Жон Барроу, Мариус Дабровский нар анзаарсан нэгэн сонирхолтой боломжийг алдсан байна. Тэд таталцлын эсрэг сансар судлалын параметрийг нэвтрүүлэх үед Толман ертөнцийн хэлбэлзлийн горим эргэлт буцалтгүй устдаг болохыг харуулсан. Энэ тохиолдолд Толманы орчлон ертөнцийн аль нэгэнд нь дангаараа агшихаа больж, хурдатгалын хурдаар тэлж, Каснерийн орчлон ертөнц мөн ижил төстэй нөхцөл байдалд ордог де Ситтерийн ертөнц болж хувирдаг. Хичээл зүтгэлтэй адил таталцлын эсрэг хүч бүхнийг даван туулдаг!

Миксер дэх орчлон ертөнц

1967 онд Америкийн астрофизикч Дэвид Вилкинсон, Брюс Партриж нар гурван жилийн өмнө нээсэн сансрын богино долгионы цацраг ямар ч чиглэлээс дэлхийд бараг ижил температуртай ирдэг болохыг олж мэдэв. Тэдний нутаг нэгт Роберт Дикийн зохион бүтээсэн өндөр мэдрэмтгий радиометрийг ашиглан тэд реликт фотонуудын температурын хэлбэлзэл аравны нэг хувиас хэтрэхгүй гэдгийг харуулсан (орчин үеийн мэдээллээр тэд хамаагүй бага). Энэ цацраг нь Их тэсрэлтээс хойш 400,000 жилийн өмнө үүссэн тул Вилкинсон, Партриж нарын үр дүнгээс үзэхэд манай орчлон ертөнц үүсэх үедээ бараг төгс изотроп биш байсан ч энэ өмчийг нэг их чирэгдэлгүйгээр олж авсан.

Энэхүү таамаглал нь сансар судлалд ихээхэн бэрхшээл учруулсан. Сансар судлалын анхны загваруудад сансрын изотропийг анхнаасаа математикийн таамаглал болгон оруулсан байдаг. Гэсэн хэдий ч өнгөрсөн зууны дунд үеэс харьцангуй ерөнхий онолын тэгшитгэл нь изотроп бус олон ертөнцийг бий болгох боломжтой болсон нь мэдэгдэж байсан. Эдгээр үр дүнгийн хүрээнд сансрын бичил долгионы арын цацрагийн бараг төгс изотропи тайлбарыг шаарддаг.

Энэ тайлбар 1980-аад оны эхээр л гарч ирсэн бөгөөд огт санаанд оромгүй зүйл болжээ. Энэ нь орчлон ертөнц оршин тогтнох эхний мөчид хэт хурдан (тэдгээрийн хэлдгээр инфляци) тэлэх тухай цоо шинэ онолын үзэл баримтлал дээр суурилагдсан (2012 оны PM No7, Төгс Хүчит инфляцийг үзнэ үү). 1960-аад оны хоёрдугаар хагаст шинжлэх ухаан ийм хувьсгалт үзэл санааны хувьд боловсорч гүйцээгүй байв. Гэхдээ тамгатай цаас байхгүй тохиолдолд тэд энгийн цаасан дээр бичдэг гэдгийг та мэдэж байгаа.

Америкийн нэрт сансар судлаач Чарльз Миснер Вилкинсон, Партриж нарын нийтлэлийг нийтэлсний дараа шууд уламжлалт аргаар богино долгионы цацрагийн изотропийг тайлбарлахыг оролдсон. Түүний таамаглалаар, нейтрино ба гэрлийн урсгалын солилцооноос үүдэлтэй түүний хэсгүүдийн харилцан "үрэлтийн" улмаас эхэн үеийн ертөнцийн нэгэн төрлийн бус байдал аажмаар алга болсон (Миснер анхны хэвлэлдээ үүнийг нейтрино зуурамтгай чанар гэж нэрлэсэн). Түүний хэлснээр ийм зуурамтгай чанар нь анхны эмх замбараагүй байдлыг хурдан зөөлрүүлж, орчлон ертөнцийг бараг төгс нэгэн төрлийн, изотроп болгож чадна.

Миснерийн судалгааны хөтөлбөр сайн харагдаж байсан ч бодит үр дүнд хүрсэнгүй. Түүний бүтэлгүйтлийн гол шалтгааныг богино долгионы шинжилгээгээр дахин илрүүлсэн. Үрэлттэй холбоотой аливаа процесс нь дулааныг үүсгэдэг; энэ нь термодинамикийн хуулиудын үндсэн үр дагавар юм. Хэрэв орчлон ертөнцийн анхдагч нэг төрлийн бус байдал нь нейтрино эсвэл бусад зуурамтгай чанараас болж жигдэрсэн бол сансрын богино долгионы цацрагийн энергийн нягтрал нь ажиглагдсан утгаас эрс ялгаатай байх болно.

1970-аад оны сүүлээр Америкийн астрофизикч Ричард Матцнер болон түүний өмнө дурдсан англи хамтрагч Жон Барроу нар харуулсанчлан наалдамхай үйл явц нь зөвхөн сансар огторгуйн нэгэн төрлийн бус байдлыг л арилгаж чадна. Орчлон ертөнцийг бүрэн "гөлгөр болгохын тулд" бусад механизм шаардлагатай байсан бөгөөд тэдгээрийг инфляцийн онолын хүрээнд олсон.

Гэсэн хэдий ч Мизнер олон сонирхолтой үр дүнд хүрсэн. Тодруулбал, 1969 онд тэрээр сансар судлалын шинэ загварыг хэвлүүлсэн бөгөөд нэр нь ... компаний үйлдвэрлэсэн гал тогооны цахилгаан хэрэгсэл, гэрийн холигчоос зээлсэн. Нарны туяаны бүтээгдэхүүн! Mixmaster UniverseЭнэ нь үргэлж хүчтэй таталтаар цохилдог бөгөөд энэ нь Миснерийн хэлснээр гэрлийг хаалттай зам дагуу эргэлдэж, агуулгыг нь хольж, нэгэн төрлийн болгодог. Гэсэн хэдий ч энэ загварт хийсэн хожим дүн шинжилгээ нь Миэснерийн ертөнц дэх фотонууд үнэхээр хол зайд аялдаг боловч тэдгээрийн холих нөлөө нь маш бага болохыг харуулсан.

Гэсэн хэдий ч Mixmaster Universeмаш сонирхолтой. Фридманы битүү орчлон ертөнц шиг тэг эзэлхүүнээс үүсч, тодорхой максимум хүртэл тэлж, өөрийн таталцлын нөлөөгөөр дахин агшиж байдаг. Гэхдээ энэ хувьсал нь Фридманых шиг жигд биш, харин туйлын эмх замбараагүй, тиймээс нарийн урьдчилан таамаглах аргагүй юм. Залуу насандаа энэ орчлон Каснер шиг эрчимтэй хэлбэлзэж, хоёр чиглэлд тэлж, гурав дахь чиглэлд агшиж байдаг. Гэсэн хэдий ч тэлэлт, агшилтын чиг баримжаа нь тогтмол биш - тэд эмх замбараагүй байдлаар байраа өөрчилдөг. Түүнчлэн, хэлбэлзлийн давтамж нь цаг хугацаанаас хамаардаг бөгөөд анхны агшинд ойртох тусам хязгааргүйд хүрэх хандлагатай байдаг. Ийм орчлон ертөнц тавган дээр чичирч буй вазелин шиг эмх замбараагүй хэв гажилтанд ордог. Эдгээр хэв гажилтыг Каснерийн загвараас хамаагүй илүү хүчтэй, янз бүрийн чиглэлд хөдөлж буй таталцлын долгионы илрэл гэж дахин тайлбарлаж болно.

Mixmaster Universe"цэвэр" харьцангуйн онолын үндсэн дээр бүтээгдсэн хийсвэр ертөнцийн хамгийн нарийн төвөгтэй нь сансар судлалын түүхэнд орсон. 1980-аад оны эхэн үеэс эхлэн энэ төрлийн хамгийн сонирхолтой ойлголтууд нь квант талбайн онол, энгийн бөөмсийн онолын санаа, математик аппаратыг ашиглаж эхэлсэн бөгөөд дараа нь нэг их чирэгдэлгүйгээр супер мөрний онолыг ашиглаж эхэлсэн.

Орчлон ертөнцийг гурилан бүтээгдэхүүн шиг хэлбэртэй гэж олон хүн сонссон. Ихэнх хүмүүс үүнд ач холбогдол өгдөггүй, учир нь энэ нь хэтэрхий хачирхалтай байдаг: яагаад боов? Тэгвэл нүх нь яг хаана байна вэ? Мөн ижил сүнстэй бусад зайлшгүй асуултууд. Тэгээд л хорвоо чемодан шиг хэлбэртэй гэдэг үг бий... За, чемоданы тухай бол зүгээр л тэнэг үг, харин боовны тухай энэ нь тодорхой хэмжээгээр үнэн юм.

Бусад нь орчлон бол болор гэж уншсан. Энэхүү зураг нь шинжлэх ухааны бус уран зохиолд түгээмэл байдаг бөгөөд энэ нь параллель ертөнц рүү аялахдаа "ирмэгээс зах руу шилжих" тухай таамаглах боломжийг олгодог. Талст ба пончик гэсэн эдгээр хоёр зургийг хослуулах оролдлого нь заримдаа шүтэн бишрэгчдийн толгойд "цагирагт хаагдсан нүүртэй харандаа" болон бодит байдалтай ямар ч холбоогүй бусад ижил төстэй аймшгийн зургууд гарч ирэхэд хүргэдэг. Үүний зэрэгцээ, Их болорын дүр төрх бас тодорхой хэмжээгээр үнэн юм.

Тэдэнд зориулсан зураг, тайлбар нь нийтлэлийн үндсэн сэдэвтэй холбоогүй бөгөөд мөн чанараас нь сатааруулж байгаа боловч ингэх зорилгогүй юм. Тиймээс би төөрөлдөхгүйн тулд эхлээд нэгийг нь уншаад дараа нь нөгөөг нь уншихыг зөвлөж байна. Энд дүрслэгдсэн NGC 2683 галактик нь манай гэр галактик болох Сүүн замтай тун төстэй юм. Энэ нь биднээс дунджаар 20 сая гэрлийн жилийн зайд Муур (Шүүүүс) одны хойд одны чиглэлд оршдог. Бүр илүү алс холын галактикууд арын хэсэгт тархсан бөгөөд тод одууд бидэнд илүү ойр байдаг, эдгээр нь Сүүн замын бидний гарын одууд юм. NGC 2683-ийн цөм нь асар олон тооны хуучин шар одноос бүрддэг. Хар үүл нь спираль хэлбэртэй сансрын тоос бөгөөд тэдгээрийн дундуур залуу оддын бөөгнөрөл бүхий цэнхэр цэгүүд харагдана.

Багелнаас эхэлье. Багель байхгүй. Энэхүү дүрсний хөл нь бидний орчлон ертөнц хэдийгээр маш том боловч хязгаарлагдмал эзэлхүүнтэй, гэхдээ тэр үед хил хязгааргүй байдгаас үүсдэг. Үүнийг хоёр хэмжээст жишээн дээр төсөөлөхөд маш энгийн: зарим энгийн компьютер тоглоомуудад тоглоомын талбайн баруун хилээс давсан объект зүүн талд, доошоо бууж буй объект дээр гарч ирдэг. Гурван хэмжээстээс илүү тод жишээ бол "Quake" тоглоомын аль ч түвшинд (ямар ч тохиолдолд цувралын эхний эсвэл хоёр дахь тоглоом; магадгүй бусад ижил төстэй 3D мэргэн буудагчууд байгаа бол би зүгээр л харж болно." t оролдсон) та нэгэн зэрэг хана дамжин өнгөрөх, нисэх, ямар ч чиглэлд шууд шилжих боломжийг олгодог хууран мэхлэлтийг ашигладаг: камер байршлыг хурдан орхиж, таны виртуал баатар хэсэг хугацаанд хар хоосон зайд нисч, дараа нь бөөгнөрөл. Түүний ард байгаа юм шиг коридор, өрөөнүүд түүний урд гарч ирэх бөгөөд баатар эхлэсэн цэг рүүгээ буцаж ирэх болно, гэхдээ тэр эсрэг талд нь дэлхийг тойрон алхаж байгаа юм шиг - тэр чигээрээ нисч байсан ч гэсэн. шулуун шугам. Та ямар ч чиглэлд хязгааргүй урт хугацаанд хөдөлж болно - хил хязгаар байхгүй, гэхдээ та түвшнээс хэтэрч чадахгүй, ямар ч "өөр орон зай" руу нисч чадахгүй - хэмжээ нь хязгаарлагдмал, хаалттай. Энэ бол жинхэнэ Орчлон ертөнцтэй адилхан, зөвхөн илүү өргөн цар хүрээтэй.

Бөмбөрцөг оддын бөөгнөрөл - галактикийн дагуулууд - Сүүн замын гэрэлт цагирагаар дамжин өнгөрдөг. Хэдэн зуун мянган одны эртний бөмбөрцөг хэлбэрийн эдгээр тогтоцууд нь харилцан таталцлаар холбогддог. Тэд бүгд галактикийн дискний одноос хамаагүй өндөр настай. Үнэн хэрэгтээ, бөмбөрцөг бөөгнөрөлүүдийн насыг хэмжих нь Орчлон ертөнцийн насыг хязгаарладаг (энэ нь оддоос илүү настай байх ёстой!). Бөмбөрцөгт бөөгнөрөл хүртэлх зайг нарийн хэмжсэн нь орчлон ертөнц дэх одон орны зайн хэмжүүрүүдийн нэгийг бий болгоход тусалсан. Бөмбөрцөг одны бөөгнөрөл NGC 6934 нь Дельфин одны чиглэлд 50,000 гэрлийн жилийн зайд оршдог. Багцын одод 150 гэрлийн жилийн диаметртэй талбайд бөөгнөрөх ба бөөгнөрөлийн голын ойролцоо 3 гэрлийн жилтэй шоо хэлбэртэй зуу хүртэлх оддыг байрлуулж болно. Харьцуулбал, наранд хамгийн ойр байгаа од нь биднээс 4 гэрлийн жилийн зайд оршдог.

Гэхдээ энэ нь надад одоо сайн байна - компьютерийн тоглоомууд байдаг тул би энгийн бэлэн жишээн дээр "нэг саванд хязгаарлагдмал байдал ба хязгааргүй" гэдгийг хурдан тайлбарлаж чадна, гэхдээ өмнө нь би хуучин сайн аргыг ашиглах хэрэгтэй байсан. Хоёр хэмжээст, жишээлбэл, цаасны жишээг ашиглан гурван хэмжээст орон зайн бүтцийн онцлог. Хязгаарлагдмал талбайтай цаасны орон зайг манай гурван хэмжээст ертөнцөд Евклидийн геометрийг зөрчихгүйгээр хязгааргүй болгож болно (түүн дээр зурсан параллель шугамууд параллель хэвээр байсан), зөвхөн нэг аргаар: эхлээд хуудсыг өнхрүүл. хоолой, X тэнхлэгийн дагуух эсрэг талын ирмэгийг холбож, дараа нь хоолойны үзүүрийг нааж, Y тэнхлэгийн дагуу ижил зүйлийг хий.

M66 том, үзэсгэлэнтэй спираль галактик нь биднээс ердөө 35 сая гэрлийн жилийн зайд оршдог бөгөөд 100,000 гэрлийн жилийн өргөнтэй. Галактикийн спираль гаруудын дагуу бараан тоосны судлууд болон залуу оддын тод цэнхэр бөөгнөрөл байдаг бөгөөд гар дээрх улаан цэгүүд нь оддын эрчимтэй үүссэн бүс нутгаас гэрэлтдэг. Энэхүү сансрын ландшафтаас харж буй бүх тод одууд нь мэдээжийн хэрэг манай Галактикийнх юм. Гэсэн хэдий ч тэнгэрийн харанхуй дэвсгэр дээр бусад олон тооны алс холын галактикууд харагдаж байна.

Гурван хэмжээст хязгаарлагдмал орон зайтай бол дөрөв дэх хэмжээст бид кубын эсрэг талын нүүрийг хосоор нь наавал ижил зүйлийг хийж болно. Үүнийг төсөөлөхийн тулд тархиа бүү оролдоорой - бидний тархи гурван хэмжээст орон зайн талаарх мэдээллийг боловсруулахад зориулагдсан бөгөөд зарчмын хувьд ийм заль мэхэнд зориулагдаагүй болно. Гэхдээ ямар ч тохиолдолд энэ нь гурилан бүтээгдэхүүн биш, харин орон зайн дөрвөн хэмжээсээр зальтай мушгирсан ямар нэгэн гиперфигур байх болно.

Гаднах төрхөөрөө тийм ч гайхалтай биш энэ гэрэл зураг нь асар их сүйрлийг харуулсан - үнэндээ NGC 7252 галактик нь мөргөлдөж буй хоёр галактик юм. Энэ үйл явц нь хэдэн зуун сая жил үргэлжилдэг тул зурган дээр цаг хугацааны хувьд хөлдсөн мэт харагдаж байна. Үүссэн оддын пандемониумыг Энхтайван атомын галактик гэж нэрлэжээ. NGC 7252 нь 600,000 гэрлийн жилийн өргөн бөгөөд Aquarius одны зүг бараг 220 сая гэрлийн жилийн зайд оршдог. Хэдэн тэрбум жилийн дараа манай Галакси Андромеда мананцартай мөргөлдвөл манай Сүүн зам ч мөн адил зүйл хүлээж байгаа байх. Андромеда мананцар (M31) ямар хурдтайгаар хажуу тийшээ хөдөлж байгааг мэдэхгүй хэвээр байгаа тул (эрдэмтэд зөвхөн харааны шугамын дагуу чиглэсэн хурдны бүрэлдэхүүн хэсгийг л хэмжиж чадна) ийм зүйл болох эсэхийг хэн ч мэдэхгүй.

Тиймээс бодит байдал дээр "пончик" гэж байдаггүй бөгөөд ерөнхийдөө хоёр хэмжээст орон зайтай жишээнд энэ нь шаардлагагүй - ижил хуудсан дээр бүрэн бүрхэгдсэн хязгааргүй хавтгайг төсөөлөх нь илүү зөв байх болно - бие биенээ яг давтдаг, учир нь Үнэндээ энэ нь ижил хуудас ... гэхдээ энэ нь бас хэтэрхий хийсвэр юм (мөн үүнийг ойлгоогүй байгаа зарим хүмүүс манай ертөнцийн "тусгалын" талаар ярихыг хүсч магадгүй юм), жишээ рүүгээ буцаж орцгооё. "Газар чичиргээ" ба үүн дээр анхаарлаа хандуулаарай - энэ бол энд дүрсэлсэн хамгийн тод загвар, бусад нь зүгээр л төөрөгдүүлсэн юм. Түүгээр ч барахгүй ийм загварын геометр нь Евклидийн хэвээр байна: параллель шугамууд огтлолцдоггүй, гурвалжны өнцгийн нийлбэр нь 180o гэх мэт бөгөөд орчлон ертөнцийн орчин үеийн хамгийн эрх мэдэл бүхий сансар судлалын загвараас харахад манай дэлхий даяарх байдаггүй. орон зайн муруйлт.

Галактикуудын хамгийн анхны авсаархан бүлэг бол Стефаны квинтет юм. Энэ бүлэг нь ойролцоогоор 300 сая гэрлийн жилийн зайд оршдог. Гэвч таван галактикийн дөрөв нь л сансарт хамтдаа байдаг. Нэмэлт галактикийг илрүүлэхэд тийм ч хэцүү биш: харилцан үйлчлэлцдэг дөрвөн галактик (NGC 7319, 7318A, 7318B ба 7317) нь илүү шаргал өнгөтэй болж, бие биенээ сүйтгэх таталцлын түрлэгээс үүссэн гогцоо, сүүлтэй бүтэцтэй. Илүү цэнхэр, том галактик NGC 7320 нь бидэнд илүү ойр байдаг. Энэ нь дэлхийгээс 40 сая гэрлийн жилийн зайд тусгаарлагдсан тул энэ бүлгийн нэг хэсэг биш юм. Энэ зурган дээр та NGC 7320-ийн бие даасан оддыг харж болно, энэ нь бусад галактикуудаас хамаагүй ойрхон байгааг баталж байна.

Одоо болорын тухай. Ижил 3D тоглоомын түвшин бүрийг програмистууд параллелепипед хэлбэрээр бичдэг, өөрөөр хэлбэл, түвшний "дотор" баатрын үүднээс авч үзвэл энэ нь тодорхой хил хязгаартай хэвээр байна. Тиймээс бид ямар ч хил хязгааргүй тоглоомын ертөнц параллелепипед хэлбэртэй байдаг гэж хэлж болно. Үүний зэрэгцээ түүний хил хязгаарыг тоглоомын орон зайн аль ч цэгээр дур мэдэн зурж болно - тэдгээрийг виртуал ертөнцийн "оршин суугчид" ямар ч байдлаар мэдрэхгүй. Гэсэн хэдий ч параллелепипедийн өндөр нь түүний уртаас бага байвал байнга дээшээ "нисдэг" бол хууран мэхлэгч урагш "нисэх" -ээс илүү хурдан эхлэх цэгт хүрнэ. Бүх нүүр царай ижил байсан ч - шоо - энэ тохиолдолд диагональ дагуух зам нь аль нэг талын дагуух замаас урт байх болно. Тэгэхээр виртуал бичил ертөнц нь ямар ч хил хязгааргүй хэдий ч тодорхой хэлбэртэй байдаг нь тоглоомын хувьд параллелепипед юм.

Бидний харж байгаа спираль галактик NGC 4216 нь биднээс 40 сая гэрлийн жилийн зайд оршдог бөгөөд диаметр нь бараг 100 мянган гэрлийн жил буюу манай Сүүн замтай адил юм. NGC 4216 нь кластерын бусад гишүүд болох NGC 4206 (баруун) болон NGC 4222-оор хүрээлэгдсэн байдаг. Манай Сүүн зам зэрэг бусад том спираль галактикуудын нэгэн адил NGC 4216 нь жижиг хиймэл дагуулын галактикуудыг ашиглан өсөж байна. Зурган дээр эдгээр хиймэл дагуулын галактикууд харагдаж байгаа бөгөөд тэдгээрээс бүдэгхэн оддын урсгалууд NGC 4216 галактикийн гэрэлт цагираг руу олон мянган гэрлийн жил үргэлжилдэг.

Манай орчлон ертөнц ямар хэлбэртэй вэ? Үүнийг тодорхойлох хамгийн анхдагч арга бол янз бүрийн чиглэлд эцсээс төгсгөл хүртэл нисэх, өөр өөр чиглэлээс эхлэх цэг рүү буцахад шаардагдах хугацааг хэмжих явдал юм. Би хувьдаа энэ туршилтыг хийхгүй байсан - энэ нь урт нислэг байх байсан бөгөөд энэ хугацаанд эхлэх цэг нь танигдахын аргагүй өөрчлөгдөж, орчлон ертөнц өөрөө тэлэх байсан - энэ бүхэн дэмий хоосон. Энэ замыг аль хэдийн туулсан зүйл байвал сайхан байх болно. Ийм зүйл байдаг - энэ бол бүхэл бүтэн орон зайд нэвчиж буй реликт цацраг гэж нэрлэгддэг бөгөөд ойролцоогоор хэлэхэд Их тэсрэлтийн цахилгаан соронзон "цуурай" бөгөөд энэ нь орчлон ертөнцөөс алга болдоггүй (учир нь хаана ч байхгүй).

Тиймээс 2003 онд энэхүү цацрагийн тархалтын параметрүүдийг тайлбарлахдаа манай Орчлон ертөнцийн "хэлбэр" нь хоёр талт хэлбэртэй, 12 таван өнцөгт нүүртэй ердийн олон өнцөгт хэлбэртэй байж болох юм гэсэн дүгнэлтийг хийсэн (гэхдээ хараахан бүрэн батлагдаагүй, эргэлзээтэй байна) (харна уу). дээрх) өөртөө тусгагдсан. За, эсвэл өмнөх аналогийг дахин ашиглавал, Орчлон ертөнц бол "виртуал" додекаэдрүүдээр дүүрсэн хязгааргүй орон зай бөгөөд эдгээр нь нэг бөгөөд ижилхэн додекаэдр юм. Хэрэв та "толин тусгал ертөнц", "Орчлон тольны систем" гэсэн ойлголттой тулгарвал дотоод ажиглагч тусгал гэж ойлгодог энэхүү өөрийгөө хаах нь яг ийм утгатай (илүү нарийвчлалтай, энэ нь тийм байх болно). Хэрэв орчлон ертөнцийн диаметр хамаагүй бага байсан бол гэрэл хэдэн арван тэрбум жилийн дараа биш харин эхлэх цэг рүү буцах болно.)

NGC 7771 галактикийн бүлэг нь дэлхийгээс 200 сая гэрлийн жилийн зайд, Пегас одны цаана оршдог. NGC 7771 нь өөрөө хамгийн том, бага зэрэг эргэлддэг, 75,000 гэрлийн жилийн өргөнтэй. Зүүн талд байгаа үзэсгэлэнтэй дугуй галактик бол NGC 7769 юм.

Та мөн савантай хөөсөөр байрлуулж болно - бие биетэйгээ ойрхон байрладаг олон бөмбөрцөг нь уулзалтын цэгүүдэд онгоц үүсгэдэг. Зөвхөн Орчлон ертөнцийн хувьд хөөс нь ижил хөөснөөс гардаг. Дахин нэг удаа - савангийн хөөсөөс ялгаатай нь нүүр царай байхгүй, эдгээр хил хязгаар нь: илүү нарийвчлалтай, тэдгээрийг хаана ч зурж болно, лавлах цэг, "хөөсний" олон өнцөгтийн төв нь ажиглагчийн байрладаг цэг юм. .

Ямар нэгэн байдлаар ийм л байдаг. Тодорхой байна уу?

Орчлон ертөнцийн одод галактикт хуваагддаг (галактикт дунджаар 10,000,000,000 од байдаг).
Галактикуудыг галактикийн бөөгнөрөлд (дунджаар 100-1000 галактик) цуглуулдаг.
Кластер - суперкластерт (дунджаар 100 кластер)