Курсовая. Современные представления о Вселенной. 2013

В написании использованы материалы Wikipedia и нескольких книг. В коллекции есть уникальная работа по данной теме, составленная нашими авторами. За ее получением обращайтесь к консультантам.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ    3
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СТРУКТУРЕ ВСЕЛЕННОЙ    5
1.1. Своеобразие глобального эволюционизма    5
1.2. Основы современной космологии    6
1.3. Крупномасштабная структура Вселенной    11
ГЛАВА 2. ЭВОЛЮЦИЯ ГАЛАКТИК И СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СТРОЕНИИ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ И ВОЗНИКНОВЕНИИ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ    16
2.1. Эволюции галактик и их классификация    16
2.2. Солнечная система в галактике    18
2.3. Современные представления о возникновении жизни    21
ЗАКЛЮЧЕНИЕ    23
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ    25


ВВЕДЕНИЕ

Одной из основных концепций современного естествознания является учение о Вселенной как едином целом и обо всей охваченной астрономическими наблюдениями области Вселенной (Метагалактике) как части целого - космология.
Выводы космологии основываются и на законах физики, и на данных наблюдательной астрономии. Как любая наука, космология в своей структуре кроме эмпирического и теоретического уровней имеет также уровень философских предпосылок, философских оснований.
Так, в основании современной космологии лежит предположение о том, что законы природы, установленные на основе изучения весьма ограниченной части Вселенной, чаще всего на основе опытов на планете Земля, могут быть экстраполированы на значительно большие области, в конечном счете - на всю Вселенную. Это предположение об устойчивости законов природы в пространстве и времени относится к уровню философских оснований современной космологии.
Исследования Вселенной занимают особое место не только в естествознании, но и культурной истории человечества. Астрономия является древнейшей и одной из самых мировоззренческих значимых естественных наук. Если к ней добавить концепции космологии и космогонии, то важность вклада этой отрасли знаний в формирование современной картины мира становится неоценимой. Это абусловлевает огромный интерес к ней не только со стороны ученых, но и самых широких слоев общественности, в том числе студенчества.
Вселенная поражает воображение своим величием, своими колоссальными пространственно-временными формами. Космическая бездна манит к себе исследователей, которые постепенно вскрывают внутренние «механизмы» космогенеза, законы структурной организации мегамира и раздвигают тем самым границы представлений о самой Вселенной.
Каждый переломный этап развития естествознания был связан с новыми открытиями в исследованиях Вселенной. Что приводило к переосмыслению «вечных» вопросов - о происхождения мира, жизни, разума, месте человека в мироздании и способствовало изменению мировоззренческих принципов, а в конечном итоге - структурной перестройке научной картины мира.
Целью курсовой работы являются современные представления о Вселенной.
Задачами курсовой работы является:
- изучение современных представлений о структуре Вселенной;
- анализ современных моделей эволюционного развития галактик;
- исследование современных теорий происхождения жизни.
Структура курсовой работы. Курсовая работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы.


ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СТРУКТУРЕ ВСЕЛЕННОЙ

1.1. Своеобразие глобального эволюционизма
Астрономические наблюдения доказывают, что материя во Вселенной находится в непрерывном развитии. Это относится к ее разнообразным формам и состояниям - от газовых и пылевидных космических образований, имеющих очень малую плотность, до сверхплотных объектов, таких, например, как «черные дыры»; от звезд и звездных объединений до огромных по размерам галактик.
Постоянное качественное изменение форм и видов материи проводит к важному следствию: различные объекты Вселенной не могли возникнуть одновременно, а формировались в разные эпохи ее глобальной эволюции.
Именно раскрытие закономерностей рождения и эволюции этих космических объектов и систем, а также особенностей развития самой Вселенной и входит в задачи глобального эволюционизма. Данные задачи решаются путем разработки научных концепций, основанных на астрономический наблюдений и их теоретическом обобщении, а также на достижениях других отраслей естествознания (физики, математики, химии, геологии).
Космология-область науки, в которой изучает происхождение и развитие небесных тел и их систем. Условно она разделяется на планетную космологию и звездную. Космология же рассматривает Вселенную как единое целое. Поэтому важное значение космологических концепций состоит в том, что они дают представление об общих закономерностях строения и эволюции Вселенной, выступая основными элементами познания бесконечного материального мира.
По мере развития естествознания, с его новыми научными открытиями, появляются и новые глобальные космогонические и космологические концепции. При этом учет таких парадигм современного естествознания, как эволюционизм, типологизм, космизм и целостность, играет важную роль в обобщении наших знаний о мире космоса, о структуре Вселенной, помогает построить глобальные модели ее развития.
Глобальный эволюционизм базируется на современной космологии. Космология же является одним из трех разделов естествознания, которые находятся на стыке (пересечении) различных наук: астрономии, физики, математики.
Здесь используются методы исследования и концепции, существенно различаются по своему характеру. Сегодня эволюция Вселенной является научным фактом, основанным на концептуальных положениях физики и всесторонне подтвержденным многочисленными астрофизическими наблюдениями.

1.2. Основы современной космологии
Научная космология формируется в XX веке, а ее зарождение связанно с именем А. Эйнштейна, создавшего в 1916 г. Релятивистскую теорию тяготения (общую теорию относительности), которая стала теоретическим фундаментом науки о строении Вселенной.
Он разработал стационарную замкнутую сферическую модель Вселенной, характерной чертой которой была конечность пространственного сечения, хотя с точки зрения внутренней геометрии это пространство представлялось неограниченным.
В своей концепции Эйнштейн связал между собой пространство и время в единую ценность - пространственно-временной континуум (ПВК). ПВК Эйнштейна можно представить в виде четырехмерного цилиндрического мира с конечным трехмерным пространственным сечением и неограниченной осью времени.
В течении веков создавались различные космологические модели, но почти все они носили стационарный характер, то есть отражали статичность, неизменность Вселенной, ибо сама мысль о возможности ее эволюции казалась исследователям нелепой, абсурдной, противоречащей здравому смыслу.
Современный этап развития космологического знания начинается с работ замечательного российского ученого А.А. Фридмана. Основываясьна теории Эйнштейна, он в 1922 г. Доказал, что Вселенная не остается постоянной, неизменной во времени, а должна либо расширяться, либо сжиматься. На базе фридмановских решений возможно построение трех типов моделей Вселенной, вид которых определяется средней плотностью материи.
Если плотность материи равна критической rкр10г/см3, то пространство не искривляется, его геометрия евклидова, а Вселенная равномерно расширяется в бесконечность.
1.При плотности меньшей критической кривизна пространства отрицательна, и Вселенная носит открытый характер, причем скорость ее расширения выше чем в первом случае.
2.Если плотность материи больше критической, то пространство замкнутое с положительной кривизной. Вселенная имеет закрытый характер: она сначала расширяется до определенного деленного значения своего радиуса, а затем сжимается в точку.
Концепция А.А. Фридмана получила в 1929 г. Свое блестящее подтверждение: американский астроном Э. Хаббл, благодаря многочисленным наблюдениям установил факт расширения Вселенной, проявляющийся в разбегании (разлете) галактик. Данное открытием стало одним из величайших достижений современного естествознании, посредством которого была доказана глобальная эволюция вселенной.
В настоящее время пока еще не установлена средняя плотность космической материи, а следовательно невозможно с достаточной достоверностью указать, какому типу фридмановских моделей соответствует наша Вселенная. Модели Фридмана по сути своей эволюционны, т.к. связывают нынешнее состояние Вселенной с ее предыдущей историей, указывая на коренное качественное отличие от ее начальных состояний.
Особенностью всех этих моделей является наличие момента рождения Вселенной, когда она представляла собой однородное вещество высокой плотности, сконцентрированное в очень малом объеме. Стремительное расширение этого вещества на начальном этапе глобальной эволюции получило наименование «Большого взрыва».
Рассмотренные фридмановские модели применимы в основном к мегамиру. В области же микромира, а именно там произошел процесс зарождения нашей Вселенной, действуют иные законы, которые должны учитывать квантовые эффекты. В далеком прошлом - около 18 млрд. лет назад, размеры Вселенной были микроскопичны, а плотность и температура достигали огромных значений. Такое состояние ученые назвали сингулярным.
В конце сороковых годов американский ученый русского происхождения Д.Ж. Гамов выдвигает концепцию горячего происхождения Вселенной в которой рассматриваются ядерные реакции, протекавшие в плотном веществе на начальных этапах.
Температура здесь была чрезвычайно высокой и падала по мере возвышения Вселенной. Концепция Гамова сделала два важнейших предсказания, подтвержденные в последствии астрономическими наблюдениями.
Во первых, вещество из которого на определенном этапе глобальной эволюции сформировались первые звезды и галактики состояло в основном из водорода (75%) и гелия (25%). Во вторых, в современной Вселенной присутствует слабое электромагнитное излучение, названное реликтовым, оставшееся от начальных этапов расширения.
Концепция происхождения Вселенной в результате Большого взрыва стала в настоящее время общепринятой, а астрономы дали ей название «стандартной модели». Начальное стремительное расширение Вселенной характеризовалось колоссальными плотностью, давлением и температурой (100 млрд. градусов по Цельсию).
В таких условиях никакие формы жизни зародиться не могли, существовали лишь элементарные частицы в виде ионизированной плазмы. Поэтому данная концепция научно обосновывает тот факт, что живая материя а затем и разум могли появиться только на определенном этапе эволюции самой Вселенной, когда для этого сформировались естественные предпосылки.
К концу первых трех минут температура резко упала до 1 млрд. градусов, что позволило протонам и нейронам объединиться с образованием ядер водорода и гелия. Когда возраст Вселенной достиг несколько сотен тысяч лет материя уже охладилась до трех тысяч К. это привело к соединению электронов с ядрами водорода и гелия и возникновению их атомов.
Через семьсот тысяч лет появившейся газ стал конденсироваться под действием сил гравитации в определенные сгустки, из которых затем и шло образование звезд и галактик. В дальнейшим уже в нутрии звезд происходили процессы синтезахимических элементов.
Спонтанное расширение Вселенной (большой взрыв) имеет коренное отличие от взрывных процессов окружающего нас макромира, где вещество разлетается сквозь пространство.
Во Вселенной с разлетом вещества одновременно расширяется (раздувается) и само ее пространство. Причем, на каждом этапе данного расширения качественно менялась структура; вначале появляется ионизированная плазма затем возникают материальные частицы, из которых зарождаются звезды, из звезд формируются звездные системы галактики.
Современные исследования вселенной с помощью различных космических аппаратов позволяют гораздо глубже изучить общие преставления о строении Вселенной. Так, космический аппарат НАСА, предназначенный для изучения реликтового излучения, образовавшегося в результате Большого взрыва в момент зарождения Вселенной.
Собранная WMAP информация позволила учёным построить самую детальную на сегодняшний день карту флуктуаций температуры распределения микроволнового излучения на небесной сфере. Ранее подобную карту удалось построить по данным аппарата НАСА COBE, однако её разрешение существенно - в 35 раз - уступало данным, полученным WMAP.
Данные WMAP показали, что распределение температуры реликтового излучения по небесной сфере соответствует полностью случайным флуктуациям с нормальным распределением. Параметры функции, описывающей измеренное распределение, согласуются с моделью Вселенной, состоящей:
-на 4 % из обычного вещества,
-на 23 % из так называемой тёмной материи (возможно, из гипотетических тяжёлых суперсимметричных частиц) и
-на 73 % из ещё более таинственной тёмной энергии, вызывающей ускоренное расширение Вселенной.
Данные WMAP позволяют утверждать, что тёмная материя является холодной (то есть состоит из тяжёлых частиц, а не из нейтрино или каких-либо других лёгких частиц). В противном случае лёгкие частицы, движущиеся с релятивистскими скоростями, размывали бы малые флуктуации плотности в ранней Вселенной.
Среди других параметров, из данных WMAP определены (исходя из ΛCDM-модели, то есть фридмановской космологической модели с Λ-членом и холодной тёмной материей англ. Cold Dark Matter):
-возраст Вселенной: (13.73 ± 0.12)•109 лет;
-постоянная Хаббла: 71 ± 4 км/с/Мпк;
-плотность барионов в настоящее время: (2,5 ± 0,1)•10−7 см−3;
-параметр плоскостности Вселенной (отношение общей плотности к критической): 1,02 ± 0,02;
-суммарная масса всех трёх типов нейтрино: <0,7 эВ.



1.3. Крупномасштабная структура Вселенной
Крупномасштабную структуру нашей Вселенной составляют галактики - гигантские звездные системы. Вся ранняя Вселенная состояла из разреженного вещества (газа), именно космический газ, в основном водород, определяет важнейшие особенности звездных систем. Из этого газа и сейчас рождаются звезды, сотни миллиардов которые образуют нашу галактику.
Далекие звездные системы - галактики, а так же их скопления являются наибольшими структурными единицами Вселенной, размеры этих скоплений и количество содержащих в них галактик различны. Большие скопления содержат до тысячи галактик и имеют громадные пространственные размеры. Среднее же расстояние между ними примерно в десять раз больше, чем размеры самих этих галактических скоплений.
Если рассматривать отдельные области Вселенной, то очевидна их неоднородность. Галактики, собранные в разномасштабные группы и скопления, образуют ячеисто - сетчатую крупномасштабную структуру Вселенной. Современные представления о подобной структуре основываются на научных работах Российского физика - теоретика Я.Б. Зельдовича. Скопление галактик располагаются в космическом пространстве как бы в виде отдельных нитей объемной (трехмерной) сети.
Находящиеся в узлах этой сетчатой структуры сверхскопления галактик удалены друг от друга на громадные расстояния порядка 100-300 мегапарсек. Подавляющий объем Вселенной приходится именно на сами ячейки в нутрии которых находится пустота. Если же охватывать пространство Вселенной в целом, то распределение галактик и космического вещества вообще ее объеме приблизительно однородно.
Раньше считалось, что вся космическая материя сосредоточенна в святящихся галактиках, но в настоящее время выдвигаются гипотезы невидимого вещества, скрытая масса которого, вероятно занимает основную часть Вселенной.
Помимо однородности крупномасштабная структура Вселенной характеризуется так же изотропностью т.е. независимостью свойств от направления в пространстве. В любой области космоса сходные объекты, например звезды, имеют одинаковые свойства, а их развитие подчинено одним из тем же закономерностям.
Наша Вселенная эвалюционирует процессы изменения в ней происходили миллиарды лет назад, происходят они и в настоящее время, но уже не в таком быстром темпе. Сегодня астрономы фиксируют взрывы сверхновых звезд, преобразовывания галактических системах. вещество здесь постепенно перерабатывается благодаря ядерным реакциям, идущим в звездах: водород превращается в гелий, а в последующем - в более тяжелые химические элементы.
Сами же галактики стремительно разлетаются друг от друга из-за расширения пространства Вселенной. Скорость их удаления от нашей Галактики достигает колоссальной -100 км/с., причем, чем дальше галактики от нас тем выше скорость их удаления. Зависимость между скоростью удаления галактики и расстоянием до нее предсказывается концепцией расширяющиеся вселенной. С точки зрения ее внутренней структуры процесс расширения представляет собой равномерное растяжение трехмерной сети, образованной галактическими скоплениями, вместе с увеличением размеров ячеек пустоты между ними.
Несмотря на то, что Вселенная имеет четко выраженную структуру, да и к тому же с несколькими уровнями иерархий, понятия классической механики, такие как форма, масса, размер, для неё не имеют смысла: Вселенная ни с чем не взаимодействует. Вместо этого её описывают как термодинамическую систему, употребляя такие понятия как плотность, давление, температура,химический состав. Именно они и определят облик Вселенной как единого целого.

Рис. 1. Расширение Вселенной
Он формируется множеством процессов, действующих на разном уровне иерархии - масштабе, и имеющие различную природу. Самый крупный из них - это расширение Вселенной, природа которого - гравитационное взаимодействие всех существующих объектов. Именно от его хода зависит будущее Вселенной на самых больших масштабах.
Ещё одним явлением, сравнимым по масштабу с размером Вселенной, можно назвать реликтовый фон. Он образован фотонами, испущенными в эпоху, когда свет горячего Большого взрыва практически перестал взаимодействовать с материей, отделился от неё. Сейчас из-за расширения Вселенной из видимого диапазона большинство этих фотонов перешли в микроволновой радиодиапазон.

Рис. 2. Иерархия масштабов во Вселенной
Гравитация также ответственна за образование сложных крупномасштабных структур: войдов, сверхскоплений, скоплений, локальных групп галактик, галактик линзовидных, неправильных, эллиптических и спиральных, галактик с активными ядрами и так далее. Каждая такая структура образует поле, на котором разворачиваются различные процессы. Все вместе они определяют эволюцию отдельной галактики - базового процесса в морфологической и химической эволюции Вселенной. Основную роль на масштабах поменьше играют звёздные скопления, звёздные системы различной кратности и, наконец, отдельные звёзды.
На схеме ниже представлен комплекс процессов, формирующих эволюцию галактики.

Рис. 3. Процессы формирования галактик
В центре диаграммы представлены важные этапы эволюции одной звезды, от её формирования до смерти. Их ход малозависим от того, что творится со всей галактикой в целом. Однако общее число вновь образующихся звёзд и их параметры подвержены значительному внешнему влиянию. Процессы, масштабы которых сравнимы или больше размера галактики (на диаграмме это все остальные, не вошедшие в центральную область), меняют морфологическую структуру, темп звездообразования, а значит и скорость химической эволюции, спектр галактики и т. д.
Как можно видеть, масштабы происходящих процессов - многие миллионы лет, условия, в которых они происходят крайне редко, и то лишь частично, можно воспроизвести в лабораториях, поэтому все знания о них - многоступенчатая интерпретация астрономических наблюдений.

 
ГЛАВА 2. ЭВОЛЮЦИЯ ГАЛАКТИК И СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СТРОЕНИИ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ И ВОЗНИКНОВЕНИИ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

2.1. Эволюции галактик и их классификация
Тайна появления во Вселенной галактик является самой притягательной в глобальном эволюционизме. Это обусловлено тем, что свойства галактик в огромной мере определяются начальным периодом их жизни. Поэтому концепции, отражающие рождение и эволюцию галактик, должны дать ответы на следующие вопросы: почему они имеют такие массы, почему у них именно такие размеры, которые фиксирует современная астрономия, почему существуют различные типы галактики, наконец, почему они состоят из звезд.
В настоящее время доминирует концепция образования галактик (в том числе нашей Галактики), в которой выделяются следующие активные фазы эволюции.
Вначале сформировалась сферическая газовая подсистема. Этот процесс прошел довольно быстро (по космическим меркам), всего за несколько сотен миллионов лет за счет свободного сжатия (коллапса) холодного пртогалактического газового облака под действием силы гравитации.
По мере сжатия из небольшой части начальной массы газа стали образовываться звезды, протогалактика разогревается от вспышек сверхновых звезд, становится «горячей». Внутреннее давление в ней возрастает, повышая гравитационное притяжение. Процесс сжатия сменяется разлетом протагалактического облака.
Через длительное время внешняя оболочка протогалактики сбрасывается в окружающее космическое пространство, а центральная ее часть начинает сжиматься. В процессе этого нового коллапса (сжатии) газ внутри галактики охлаждается и из отдельных его фрагментов рождаются звезды нового поколения.
Центральная часть галактики сжимается в диск ив дальнейшем идет формирования звезд ее дисковой подсистемы.
Помимо всех указанных процессов на всех этапах(фазах) своего образования галактика совершает также вращательное движение вокруг собственной оси.
В карликовых галактиках нет горячей фазы, это обусловлено слабостью из гравитационного поля, из-за чего звездообразование и эволюция идут медленно и галактический газ не разогревается до высоких температур.
Структура галактик весьма разнообразна, а их количество в пространстве Вселенной, доступно современным телескопам, огромно и составляет сотни миллиардов. Большинство из этого многообразия оказалось возможно объединить в несколько основных типов, т.е. классифицировать. В первые такую классификацию, действующую и поныне, предложил в 1925 году Э. Хаббл. Согласно ей, галактики разделяются на пять основных типов:
Эллиптические, линзообразные, обычные спиральные, пересеченные спиральные и неправильные (или иррегулярные).
Эллиптические галактики имеют вид эллипсов разной степени сжатия, начиная с шаровидных. Они совершают медленное вращение. Более заметное вращение появляется только у галактик со значительным сжатием. Линзообразные галактики имеют сильносжатое центральное сгущение, похожее на линзу. Спиральные галактики также имеют центральное сгущение, от которого отходят спиральные ветви или рукава. Если у обычных спиральных галактик ветви выходят непосредственно из центрального сгущения, то у пересеченных спиральных галактик они отходят от перемычки, пересекающей это центральное сгущение. Иррегулярные галактики характеризуются колочковатой структурой и не имеют правильной формы.
С данной классификацией непосредственно связан и возраст галактик: эллиптические называют ранними, т.к. они возникли на ранних стадиях формирования структуры Вселенной, а следовательно являются самыми старыми. Спиральные же возникли гораздо позже и поэтому считаются более молодыми. Если в старых, эллиптических галактиках процесс звездообразования практически полностью завершился 5-7 млрд. назад, то в молодых спиральных спиральных этот процесс еще интенсивно идет.
От типа галактик зависит и их расположение в бескрайних космических просторах. В скоплениях обычно преобладают эллиптические галактики, концентрирующиеся в центре, а спиральные располагаются на периферии (на окраинах). Не все галактики входят в скопления, многие из них разбросаны в космическом пространстве и существуют как бы сами по себе, это в основном спиральные галактики.

2.2. Солнечная система в галактике
Звезды расположены вокруг Земли неравномерно, в одних местах их мало, а в других наоборот. Через весь небосклон от горизонта до горизонта проходит яркая полоса звезд, именуемая Млечным Путем. Если наблюдать Млечный Путь из космического корабля, то видно, что он представляет собой своеобразный звездный пояс, охватывающий большую область космического пространства вокруг Земли. Это - видимая часть Галактики, в нутрии которой расположено и Солнце со своими планетами, и сотни миллиардов других звезд.
Наша Галактика относится к спиральному типу и представляет собой громадный плоский диск с утолщением в середине. Из этого центрального утолщения - ядра, где плотность звезд наибольшая, в плоскости диска исходят спиральные рукава, в которых плотность звезд тоже высока. Солнце располагается близко к середине радиуса галактического диска и расстояние от него до центра Галактики в два миллиарда раз превышает расстояние от Земли до Солнца.
Астрономические исследования различных звезд и звездных систем дало ученым полное основание считать Солнце обычной, рядовой звездой, исключить представление о привилегированности Солнечной системы в пространстве Вселенной. Согласно закону всемирного тяготения звезды, входящие в Галактику, движутся по орбитам вокруг ее ядра. Солнце вместе со своим планетами совершает полный оборот за двести с лишнем миллионов лет.
Все звезды излучают мощную энергию, источником которой являются ядерные реакции, происходящие в их недрах. Но любые источники энергии имеют конечные запасы, поэтому и Солнце, и другие звезды рождаются, развиваются и умирают, отдавая свое вещество и энергию окружающему их космосу.
Образование Солнечной системы по современным представлениям связываются сформированием Солнца, как одной из типичных звкзд из газопылевой космической среды 5 млрд. лет назад. Газопылевое образование (облако) вначале совершало медленное вращение, но по мере его сжатия скорость вращения увеличивалась. Форма этого облака стала напоминать диск, из центральной части которого и образовалась солнце. Его масса составляет подавляющую долю - 99,97% - всей Солнечной системы. Внешние же области диска разделялись на фрагменты (сгущения), которые явились зародышами планет, двигающихся по орбитам вокруг Солнца. Из них постепенно, в течении сотен миллионов лет, сформировались сами планеты, в том числе и наша земля, вероятный возраст которой сейчас составляет - 4,5 млрд. лет.
Рассмотренная концепция Образования Солнечной системы была разработана в 1941-1949 гг. российским академиком О.Ю. Шмидтом и развитии в дальнейшем его учениками и последователями.
Проблемы современных моделей о Вселенной
Вопрос о форме Вселенной является важным открытым вопросом космологии. Говоря математическим языком, перед нами стоит проблема поиска трёхмерной топологии пространственного сечения Вселенной, то есть такой фигуры, которая наилучшим образом представляет пространственный аспект Вселенной. Общая теория относительности как локальная теория не может дать полного ответа на этот вопрос, хотя некоторые ограничения вводит и она.
Во-первых, неизвестно, является ли Вселенная глобально пространственно плоской, то есть применимы ли законы Евклидовой геометрии на самых больших масштабах. В настоящее время большинство космологов полагают, что наблюдаемая Вселенная очень близка к пространственно плоской с локальными складками, где массивные объекты искажают пространство-время. Это мнение было подтверждено последними данными WMAP, рассматривающими «акустические осцилляции» в температурных отклонениях реликтового излучения.
Во-вторых, неизвестно, является ли Вселенная односвязной или многосвязной. Согласно стандартной модели расширения, Вселенная не имеет пространственных границ, но может быть пространственно конечна. Это может быть понято на примере двумерной аналогии: поверхность сферы не имеет границ, но имеет ограниченную площадь, причём кривизна сферы постоянна. Если Вселенная действительно пространственно ограничена, то в некоторых её моделях, двигаясь по прямой линии в любом направлении, можно попасть в отправную точку путешествия (в некоторых случаях это невозможно из-за эволюции пространства-времени).
В-третьих, существуют предположения, что Вселенная изначально родилась вращающейся. Классическим представлением о зарождении является идея об изотропности Большого взрыва, то есть о распространении энергии одинаково во все стороны. Однако появилась и получила некоторое подтверждение конкурирующая гипотеза: группа исследователей из Мичиганского университета под руководством профессора физики Майкла Лонго (Michael Longo) установила, что спиральные рукава галактик, закрученные против часовой стрелки, встречаются на 7 % чаще, чем галактики с «противоположной ориентацией», что может свидетельствовать о наличии изначального момента вращения Вселенной. Данная гипотеза должна быть также проверена наблюдениями в Южном полушарии.
2.3. Современные представления о возникновении жизни
Все большее число ученых склонно признать, что проблема возникновения жизни не может быть решена наукой. Основания для такого мнения налицо: тысячелетнее господство религиозных мифов о сотворении мира и наивные представления о самозарождении заменяются умозрительными гипотезами и новыми мифами о космическом посеве. В научной среде в начале века остро реагировали на всякую умозрительную попытку объяснить мир вокруг нас.
Знаменитый английский физик Резерфорд часто говорил: «Только бездельник говорит о Вселенной в моей лаборатории!» Но человечество (за исключением, может быть, представителей традиционного британского эмпиризма) не только с помощью поэтов и философов, но и добросовестных ученых стремилось познать Вселенную и жизнь как ее детище.
Есть нечто символичное в том, что основы современной теории происхождения жизни заложены в один прекрасный майский день. 3 мая 1924 г. на собрании Русского ботанического общества молодой советский ученый А. И. Опарин с дерзостью, присущей молодости, позволил себе с новой точки зрения рассмотреть проблему возникновения жизни. Его доклад «О возникновении жизни» стал исходной точкой нового взгляда на вечную проблему «откуда мы пришли?». Пять лет спустя независимо от Опарина
сходные идеи были развиты английским ученым Дж. Холдейном. Общим во взглядах Опарина и Холдейна является попытка объяснить возникновение жизни в результате химической эволюции на первичной Земле. Оба они подчеркивают огромную роль первичного океана как огромной химической лаборатории, в которой образовался «первичный бульон», а кроме того, и роль энзимов - органических молекул, которые многократно ускоряют нормальный ход химических процессов. В дополнение к этому Холдейн впервые высказывает идею, что первичная атмосфера на Земле, «вероятно, содержала очень мало или вообще не содержала кислорода».

Большинство современных специалистов убеждены, что возникновение жизни в условиях первичной Земли есть естественный результат эволюции материи. Это убеждение основано на доказанном единстве химической основы жизни, построенной из нескольких простых и самых распространенных во Вселенной атомов.
Исключительное морфологическое разнообразие жизни (микроорганизмы, растения, животные) осуществляется на достаточно единообразной биохимической основе: нуклеиновые кислоты, белки, углеводы, жиры и несколько более редких соединений типа фосфатов. Основные химические элементы, из которых построена жизнь, - это углерод, водород, кислород, азот, сера и фосфор. Очевидно, организмы используют для своего строения простейшие и наиболее распространенные во Вселенной элементы, что обусловлено самой природой этих элементов. Например, атомы водорода, углерода, «кислорода и азота имеют небольшие размеры и способны образовывать устойчивые соединения с двух- и трехкратными связями, что повышает их реакционную способность. Образование сложных полимеров, без которых возникновение и развитие жизни вообще невозможны, связано со специфическими.
Другие два биогенных элемента - сера и фосфор - присутствуют в относительно малых количествах, но их роль для жизни особенно важна. Химические свойства этих элементов также дают возможность образования кратных химических связей. Сера входит в состав белков, а фосфор - составная часть нуклеиновых кислот.
Кроме этих шести основных химических элементов в построении организмов в малых количествах участвуют натрий, калий, магний, кальций, хлор, а также микроэлементы: железо, марганец, кобальт, медь, цинк и небольшие следы алюминия, бора, ванадия, йода и молибдена; следует отметить и некоторые исключительно редкие атомы, которые встречаются случайно и в ничтожных количествах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

К началу XXI века происходит возрождение на новом - научном уровне античных представлений о космосе как органичном единстве взаимозависимости, стройности, порядка и целесообразности. Этим и обусловлен тот ценнейший вклад, который вносит современное естествознание и исследования Вселенной. Что влечет за собой не только изменения научного мышления, но и культуры в целом.
Парадигма эволюционизма позволяет преодолеть извечное противопоставление природы и человеческой культуры (как материальной, так и духовной), показав их включенность в коэволюционные процессы - совместное, взаимообусловленное развитие земных и космических систем.
Активное теоретическое и практическое вторжение человека в новую область реальности - космическое пространство, преобразование его объектов и систем ставит морально-этические вопросы об ответственности человечества не только за будущее цивилизации и за судьбу земной биосферы, но и за сохранение гармонии окружающего космоса.
Любое исследование, любое наблюдение, будь то наблюдение физика за тем, как раскалывается ядро атома, ребёнка за кошкой, или астронома, ведущего наблюдения за далёкой-далёкой галактикой - всё это наблюдение за Вселенной, вернее, за отдельными её частями.
Эти части служат предметом изучения отдельных наук, а Вселенной в максимально больших масштабах, и даже Вселенной как единым целым занимаютсяастрономия и космология; при этом под Вселенной понимается или область мира, охваченная наблюдениями и космическими экспериментами, или объект космологических экстраполяций - физическая Вселенная как целое. Именно эти аспекты знаний о Вселенной составляют предмет данной статьи.
В заключении хочется отметить тот факт, что на Земле сложились самые благоприятные условия для возникновения жизни. Наличие воды, удалённость от солнца, атмосфера. Всё это способствовало тому, чтобы на Земле рано или поздно зародилась жизнь. И хочется верить, что такая планета не единственная в бескрайних просторах космоса.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.    А. Панекук. Греческие поэты и философы // История Астрономии = A history of astronomy. - второе. - Москва: URSS, 2010.
2.    Астрономия и современная картина мира / Отв.ред. В.В. Казютинский. М. 1996.
3.    Астрономия. Большая советская энциклопедия. Архивировано из первоисточника 19 декабря 2012. Проверено 18 декабря 2012.
4.    Витол Э.А. Концепции современного естествознания: Уч. пос. Изд. 2-е. Ростов н/Д 1998.
5.    Зингель Ф.Ю. Астрономия:, 1988.
6.    Иванов Б.П. Физическая модель Вселенной. СПб, 2000.
7.    Киппенхан Р. 100 миллиардов солнц. М., 1990
8.    Леви Дэвид Х. Звезды и планеты: Энциклопедия. М. 1998.
9.    Литовка И.И. Представления о пространстве и времени в древней Месопотамии касситского И ассирийского периода // Философия история. - 2011.
10.    Н.Т. Ашимбаева. Обнаружение воды в ранней Вселенной с помощью гравитационного линзирования..Архивировано из первоисточника 22 августа 2011.
11.    Новиков И.Д. Как взорвалась Вселенная. М., 1988.
12.    Новиков И.Д. Эволюция Вселенной. М., 1990.
13.    Сучков А.А. Галактики знакомые и загадочные. М.: Наука, 1988.
14.    Сучков А.А. Галактики знакомые и загадочные. М.: Наука, 1988.
15.    Торосян В.Г. Концепции современного естествознания. М., 2002.
16.    Хоровиц Н. Поиски жизни в Солнечной системе. М.: Мир, 1988.
17.    Чернин А.Д. Звезды и физика. М.:Наука, 1994.
18.    Шкловский И.С. Вселенная, жизнь, разум. М., 1987.
19.    Шкловский И.С. Звезды: их рождение, жизнь, смерть. М., 1984.