stringtranslate.com

Космология

Hubble eXtreme Deep Field (XDF) был завершен в сентябре 2012 года и показывает самые далекие галактики, когда-либо сфотографированные в то время. За исключением нескольких звезд на переднем плане (которые яркие и легко узнаваемые, потому что только у них есть дифракционные пики ), каждая точка света на фотографии является отдельной галактикой, некоторые из них имеют возраст 13,2 миллиарда лет; наблюдаемая Вселенная, по оценкам, содержит более 2 триллионов галактик. [1]

Космология (от древнегреческого κόσμος (cosmos)  «вселенная, мир» и λογία (logia)  «изучение») — раздел физики и метафизики, изучающий природу вселенной , космоса . Термин космология впервые был использован в английском языке в 1656 году в Glossographia Томаса Блаунта [ 2 ] и в 1731 году перенят на латыни немецким философом Христианом Вольфом в Cosmologia Generalis [3] . Религиозная или мифологическая космология — это совокупность верований, основанных на мифологической , религиозной и эзотерической литературе и традициях мифов о сотворении мира и эсхатологии . В науке астрономии космология занимается изучением хронологии вселенной .

Физическая космология — это изучение происхождения наблюдаемой вселенной , ее крупномасштабных структур и динамики, а также конечной судьбы вселенной , включая законы науки , которые управляют этими областями. [4] Ее исследуют ученые, включая астрономов и физиков , а также философы , такие как метафизики , философы физики и философы пространства и времени . Из-за этой общей сферы с философией теории в физической космологии могут включать как научные , так и ненаучные предложения и могут зависеть от предположений, которые не могут быть проверены . Физическая космология — это подраздел астрономии, который занимается вселенной в целом. Современная физическая космология доминирует в теории Большого взрыва , которая пытается объединить наблюдательную астрономию и физику элементарных частиц ; [5] [6] более конкретно, стандартная параметризация Большого взрыва с темной материей и темной энергией , известная как модель Лямбда-CDM .

Теоретический астрофизик Дэвид Н. Спергель описал космологию как «историческую науку», потому что «когда мы смотрим в космос, мы смотрим назад во времени» из-за конечной природы скорости света . [7]

Дисциплины

Физика и астрофизика сыграли центральную роль в формировании нашего понимания вселенной посредством научных наблюдений и экспериментов. Физическая космология была сформирована как математикой, так и наблюдением при анализе всей вселенной. Обычно считается, что вселенная началась с Большого взрыва , за которым почти мгновенно последовала космическая инфляция , расширение пространства , из которого, как полагают, возникла вселенная 13,799 ± 0,021 миллиарда лет назад. [8] Космогония изучает происхождение вселенной, а космография отображает особенности вселенной.

В « Энциклопедии » Дидро космология подразделяется на уранологию (науку о небесах), аэрологию (науку о воздухе), геологию (науку о континентах) и гидрологию (науку о водах). [9]

Метафизическая космология также описывалась как размещение людей во вселенной в отношениях со всеми другими сущностями. Это иллюстрируется наблюдением Марка Аврелия о месте человека в этих отношениях: «Тот, кто не знает, что такое мир, не знает, где он находится, и тот, кто не знает, для какой цели существует мир, не знает, кто он, и что такое мир». [10]

Открытия

Физическая космология

Физическая космология — это раздел физики и астрофизики, который занимается изучением физического происхождения и эволюции вселенной. Она также включает изучение природы вселенной в больших масштабах. В своей самой ранней форме это было то, что сейчас известно как « небесная механика », изучение небес . Греческие философы Аристарх Самосский , Аристотель и Птолемей предложили различные космологические теории. Геоцентрическая система Птолемея была преобладающей теорией до 16-го века, когда Николай Коперник , а затем Иоганн Кеплер и Галилео Галилей предложили гелиоцентрическую систему. Это один из самых известных примеров эпистемологического разрыва в физической космологии.

«Principia Mathematica» Исаака Ньютона , опубликованная в 1687 году, была первым описанием закона всемирного тяготения . Она предоставила физический механизм для законов Кеплера , а также позволила разрешить аномалии в предыдущих системах, вызванные гравитационным взаимодействием между планетами. Фундаментальным отличием космологии Ньютона от предшествующих ей был принцип Коперника — что тела на Земле подчиняются тем же физическим законам, что и все небесные тела. Это было важнейшим философским достижением в физической космологии.

Современная научная космология, как широко принято считать, началась в 1917 году с публикации Альбертом Эйнштейном его окончательной модификации общей теории относительности в статье «Космологические соображения общей теории относительности» [11] (хотя эта статья не была широко доступна за пределами Германии до конца Первой мировой войны ). Общая теория относительности побудила космогонистов, таких как Виллем де Ситтер , Карл Шварцшильд и Артур Эддингтон , исследовать ее астрономические ответвления, что расширило возможности астрономов по изучению очень далеких объектов. Физики начали менять предположение о том, что Вселенная статична и неизменна. В 1922 году Александр Фридман представил идею расширяющейся Вселенной, содержащей движущуюся материю.

Параллельно с этим динамическим подходом к космологии, один давний спор о структуре космоса приближался к кульминации – Великий спор (1917–1922 гг.) – когда ранние космологи, такие как Хебер Кертис и Эрнст Эпик, определили, что некоторые туманности, наблюдаемые в телескопы, были отдельными галактиками, далеко удаленными от нашей. [12] В то время как Хебер Кертис отстаивал идею о том, что спиральные туманности являются звездными системами сами по себе как островные вселенные, астроном из Маунт-Вилсон Харлоу Шепли отстаивал модель космоса, состоящего только из звездной системы Млечного Пути . Это различие идей достигло кульминации с организацией Великого диспута 26 апреля 1920 года на заседании Национальной академии наук США в Вашингтоне, округ Колумбия. Спор был разрешен, когда Эдвин Хаббл обнаружил переменные цефеиды в галактике Андромеды в 1923 и 1924 годах. [13] [14] Их расстояние позволило установить спиральные туманности далеко за пределами края Млечного Пути.

Последующее моделирование Вселенной исследовало возможность того, что космологическая постоянная , введенная Эйнштейном в его статье 1917 года, может привести к расширяющейся Вселенной , в зависимости от ее значения. Таким образом, модель Большого взрыва была предложена бельгийским священником Жоржем Леметром в 1927 году [15], которая впоследствии была подтверждена открытием красного смещения Эдвином Хабблом в 1929 году [16] и позднее открытием космического микроволнового фонового излучения Арно Пензиасом и Робертом Вудро Вильсоном в 1964 году. [17] Эти выводы были первым шагом к исключению некоторых из многих альтернативных космологий .

Начиная примерно с 1990 года, несколько драматических достижений в наблюдательной космологии превратили космологию из в значительной степени спекулятивной науки в предсказательную науку с точным соответствием между теорией и наблюдением. Эти достижения включают наблюдения микроволнового фона со спутников COBE , [18] WMAP [19] и Planck , [20] большие новые обзоры красного смещения галактик, включая 2dfGRS [21] и SDSS , [22] и наблюдения далеких сверхновых и гравитационного линзирования . Эти наблюдения совпали с предсказаниями теории космической инфляции , модифицированной теории Большого взрыва и конкретной версии, известной как модель Lambda-CDM . Это заставило многих называть современность «золотым веком космологии». [23]

В 2014 году коллаборация BICEP2 заявила, что они обнаружили след гравитационных волн в космическом микроволновом фоне . Однако позже этот результат оказался ложным: предполагаемое свидетельство гравитационных волн на самом деле было вызвано межзвездной пылью. [24] [25]

1 декабря 2014 года на встрече Planck 2014 в Ферраре , Италия , астрономы сообщили, что Вселенная насчитывает 13,8 миллиардов лет и состоит на 4,9% из атомной материи , на 26,6% из темной материи и на 68,5% из темной энергии . [26]

Религиозная или мифологическая космология

Религиозная или мифологическая космология — это совокупность верований, основанных на мифологической , религиозной и эзотерической литературе и традициях творения и эсхатологии . Мифы о творении встречаются в большинстве религий и обычно делятся на пять различных классификаций, основанных на системе, созданной Мирчей Элиаде и его коллегой Чарльзом Лонгом.

Философия

Представление наблюдаемой вселенной в логарифмическом масштабе . Расстояние от Солнца увеличивается от центра к краю. Планеты и другие небесные тела были увеличены, чтобы оценить их формы.

Космология имеет дело с миром как совокупностью пространства, времени и всех явлений. Исторически она имела довольно широкую сферу применения и во многих случаях была обнаружена в религии. [28] Некоторые вопросы о Вселенной выходят за рамки научного исследования, но все еще могут быть исследованы посредством обращения к другим философским подходам, таким как диалектика . Некоторые вопросы, которые включены в ненаучные начинания, могут включать: [29] [30] Чарльз Кан, важный историк философии, приписывал истоки древнегреческой космологии Анаксимандру . [ 31]

Исторические космологии

Примечания к таблице: термин «статичный» просто означает не расширяющийся и не сжимающийся. Символ G представляет гравитационную постоянную Ньютона ; Λ (лямбда) — космологическая постоянная .

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Хилле, Карл, ред. (13 октября 2016 г.). «Хаббл показывает, что наблюдаемая Вселенная содержит в 10 раз больше галактик, чем считалось ранее». NASA . Получено 17 октября 2016 г. .
  2. ^ Хетерингтон, Норрис С. (2014). Энциклопедия космологии (Routledge Revivals): исторические, философские и научные основы современной космологии. Routledge. стр. 116. ISBN 978-1-317-67766-6.
  3. ^ Люмине, Жан-Пьер (2008). Вселенная Wraparound. CRC Press. стр. 170. ISBN 978-1-4398-6496-8.Выдержка из страницы 170.
  4. ^ "Введение: Космология – космос" Архивировано 3 июля 2015 г. в Wayback Machine . New Scientist . 4 сентября 2006 г.
  5. ^ «Космология», Оксфордский словарь.
  6. ↑ До свидания, Деннис (25 февраля 2019 г.). «Темные силы вмешиваются в космос? – Аксионы? Фантомная энергия? Астрофизики пытаются залатать дыру во вселенной, переписывая в процессе космическую историю». The New York Times . Получено 26 февраля 2019 г.
  7. ^ Spergel, David N. (осень 2014 г.). «Космология сегодня». Daedalus . 143 (4): 125–133. doi : 10.1162/DAED_a_00312 . S2CID  57568214.
  8. ^ Planck Collaboration (1 октября 2016 г.). "Planck 2015 results. XIII. Cosmological settings". Astronomy & Astrophysics . 594 (13). Таблица 4 на стр. 31 PDF. arXiv : 1502.01589 . Bibcode :2016A&A...594A..13P. doi :10.1051/0004-6361/201525830. S2CID  119262962.
  9. ^ Дидро (Биография), Дени (1 апреля 2015 г.). «Подробное объяснение системы человеческого знания». Энциклопедия Дидро и Д'Аламбера – Проект совместного перевода . Получено 1 апреля 2015 г.
  10. ↑ Мысли Марка Аврелия Антонина VIII. 52.
  11. ^ Эйнштейн, Альберт (1952). «Космологические соображения по общей теории относительности». Принцип относительности. Дувр. стр. 175–188. Bibcode :1952prel.book..175E.{{cite book}}: CS1 maint: date and year (link)
  12. ↑ Додельсон, Скотт (30 марта 2003 г.). Современная космология. Elsevier. ISBN 978-0-08-051197-9.
  13. ↑ Фальк, Дэн (18 марта 2009 г.). «Обзор: День, когда мы нашли Вселенную» Марсии Бартусяк. New Scientist . 201 (2700): 45. doi :10.1016/S0262-4079(09)60809-5. ISSN  0262-4079.
  14. ↑ Хаббл, Э. П. (1 декабря 1926 г.). «Внегалактические туманности». The Astrophysical Journal . 64 : 321. Bibcode : 1926ApJ....64..321H. doi : 10.1086/143018 . ISSN  0004-637X.
  15. ^ Мартин, Г. (1883). «Г. ДЕЛЬСО. - Sur une proprieté de la diffraction des ondes planes; Annales de la Société scientifique de Bruxelles; 1882». Journal de Physique Théorique et Appliquée (на французском языке). 2 (1): 175. doi :10.1051/jphystap:018830020017501. ISSN  0368-3893.
  16. ↑ Хаббл, Эдвин (15 марта 1929 г.). «Соотношение между расстоянием и радиальной скоростью среди внегалактических туманностей». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 15 (3): 168–173. Bibcode :1929PNAS...15..168H. doi : 10.1073/pnas.15.3.168 . ISSN  0027-8424. PMC 522427 . PMID  16577160. 
  17. ^ Penzias, AA ; Wilson, RW (1 июля 1965 г.). «Измерение избыточной температуры антенны на частоте 4080 МГц». The Astrophysical Journal . 142 : 419–421. Bibcode :1965ApJ...142..419P. doi : 10.1086/148307 . ISSN  0004-637X.
  18. ^ Boggess, NW ; Mather, JC; Weiss, R.; Bennett, CL; Cheng, ES; Dwek, E.; Gulkis, S.; Hauser, MG; Janssen, MA; Kelsall, T.; Meyer, SS (1 октября 1992 г.). «Миссия COBE – ее конструкция и производительность через два года после запуска». The Astrophysical Journal . 397 : 420–429. Bibcode :1992ApJ...397..420B. doi : 10.1086/171797 . ISSN  0004-637X.
  19. ^ Паркер, Барри Р. (1993). Оправдание большого взрыва: прорывы и барьеры. Нью-Йорк: Plenum Press. ISBN 0-306-44469-0. OCLC  27069165.
  20. ^ "Премия за достижения в области компьютерной графики". Премии ACM SIGGRAPH 2018. SIGGRAPH '18. Ванкувер, Британская Колумбия, Канада: Ассоциация вычислительной техники. 12 августа 2018 г. стр. 1. doi :10.1145/3225151.3232529. ISBN 978-1-4503-5830-9. S2CID  51979217.
  21. ^ Science, Американская ассоциация содействия развитию (15 июня 2007 г.). "NETWATCH: Botany's Wayback Machine". Science . 316 (5831): 1547. doi :10.1126/science.316.5831.1547d. ISSN  0036-8075. S2CID  220096361.
  22. ^ Paraficz, D.; Hjorth, J.; Elíasdóttir, Á (1 мая 2009 г.). «Результаты оптического мониторинга 5 двойных QSO SDSS с помощью Nordic Optical Telescope». Astronomy & Astrophysics . 499 (2): 395–408. arXiv : 0903.1027 . Bibcode :2009A&A...499..395P. doi : 10.1051/0004-6361/200811387 . ISSN  0004-6361.
  23. ↑ Сообщается, что Алан Гут сделал это же самое заявление в интервью Edge Foundation . EDGE, Архивировано 11 апреля 2016 года на Wayback Machine .
  24. ↑ Сэмпл, Ян (4 июня 2014 г.). «Гравитационные волны превращаются в пыль после заявлений о некорректном анализе». The Guardian .
  25. ^ Коуэн, Рон (30 января 2015 г.). «Открытие гравитационных волн теперь официально мертво». Nature . doi :10.1038/nature.2015.16830. S2CID  124938210.
  26. ↑ Деннис Овербай (1 декабря 2014 г.). «Новые изображения уточняют представление о младенческой Вселенной». The New York Times . Получено 2 декабря 2014 г.
  27. ↑ Леонард и МакКлур 2004, стр. 32–33.
  28. ^ Крауч, CL (8 февраля 2010 г.). «Бытие 1:26-7 как утверждение божественного происхождения человечества». Журнал теологических исследований . 61 (1): 1–15. doi : 10.1093/jts/flp185 .
  29. ^ "BICEP2 2014 Results Release". Национальный научный фонд . 17 марта 2014 г. Получено 18 марта 2014 г.
  30. ^ "Публикации – Космос". www.cosmos.esa.int . Получено 19 августа 2018 г. .
  31. ^ Чарльз Кан. 1994. Анаксимандр и истоки греческой космологии . Индианаполис: Hackett.
  32. ↑ Аристотель, О небе , ii, 13.
  33. ↑ Большая часть модели Вселенной Анаксимандра взята из Псевдо-Плутарха (II, 20–28):
    «[Солнце] — это круг, в двадцать восемь раз больше Земли, с очертаниями, похожими на очертания колеса колесницы, наполненного огнем, на котором в определенных местах появляется рот, через который оно выплескивает свой огонь, как через отверстие в флейте. [...] Солнце равно Земле, но круг, на котором оно дышит и на котором оно носится, в двадцать семь раз больше всей Земли. [...] [Затмение] происходит, когда рот, из которого исходит огненное тепло, закрывается. [...] [Луна] — это круг, в девятнадцать раз больше всей Земли, весь наполненный огнем, как у Солнца».
  34. ^ Карл Бенджамин Бойер (1968), История математики. Wiley. ISBN 0471543977. стр. 54. 
  35. ^ Аристотель (1914). Форстер, ES; Добсон, JF (ред.). De Mundo. Oxford University Press. 393 a .
  36. ^ "Компоненты, из которых он создал душу, и способ, которым он ее создал, были следующими: между Существом, которое неделимо и всегда неизменно, и тем, которое делимо и приходит в телесную сферу, он смешал третью, промежуточную форму бытия, полученную из двух других. Аналогично он создал смесь Того же самого , а затем одну из Различного , между их неделимыми и их телесными, делимыми аналогами. И он взял три смеси и смешал их вместе, чтобы сделать однородную смесь, заставив Различное, которое было трудно смешивать, соответствовать Тому же самому. Теперь, когда он смешал эти два с Существом, и из трех сделал единую смесь, он снова разделил всю смесь на столько частей, сколько требовала его задача, каждая часть оставалась смесью Того же самого, Различного и Бытия". ( Тимей 35a–b), перевод Дональда Дж. Зейла.
  37. ↑ Платон, Тимей, 36в.
  38. ↑ Платон, Тимей, 36д.
  39. ↑ Платон, Тимей, 39д.
  40. ^ Явец, Идо (февраль 1998 г.). «О гомоцентрических сферах Евдокса». Архив журнала History of Exact Sciences . 52 (3): 222–225. Bibcode : 1998AHES...52..222Y. doi : 10.1007/s004070050017. JSTOR  41134047. S2CID  121186044.
  41. ^ Кроу, Майкл (2001). Теории мира от античности до коперниканской революции . Минеола, Нью-Йорк: Довер. стр. 23. ISBN 0-486-41444-2.
  42. ^ Истерлинг, Х. (1961). «Гомоцентрические сферы в Де Каэло». Фронезис . 6 (2): 138–141. дои : 10.1163/156852861x00161. JSTOR  4181694.
  43. ^ Ллойд, GER (1968). Критик Платона. Аристотель: Рост и структура его мысли . Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-09456-6.
  44. ^ Хиршфельд, Алан В. (2004). «Треугольники Аристарха». Учитель математики . 97 (4): 228–231. doi :10.5951/MT.97.4.0228. ISSN  0025-5769. JSTOR  20871578.
  45. ↑ Брюс С. Иствуд, Упорядочение небес: римская астрономия и космология в эпоху Каролингского Возрождения (Лейден: Brill, 2007), стр. 238–239.
  46. ^ Мирабелло, Марк (15 сентября 2016 г.). Путеводитель по загробной жизни: традиции и верования в смерть, умирание и то, что лежит за ее пределами. Саймон и Шустер. стр. 23. ISBN 978-1-62055-598-9.
  47. ^ Гилберт, Уильям (1893). «Книга 6, Глава III». De Magnete. Перевод Моттелэя, П. Флери. (Факсимиле). Нью-Йорк: Dover Publications. ISBN 0-486-26761-X.

Источники

В Викицитатнике есть цитаты, связанные с космологией .
Найдите информацию о космологии в Викисловаре, бесплатном словаре.
Библиотечные ресурсы по
космологии
  • Онлайн книги
  • Ресурсы в вашей библиотеке
  • Ресурсы в других библиотеках