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Así, el experimento de A. Michelson demostró que, contrariamente a nuestra conjetura, la propagación de la luz no contradice el principio de relatividad del movimiento, sino que es completamente coherente.
El principio de relatividad del movimiento combinado. En otras palabras, el razonamiento que hicimos en la sección anterior "¿Se verá afectado el principio de relatividad del movimiento?" es completamente erróneo.
El objeto de investigación de la teoría de la relatividad es el mundo en movimiento a alta velocidad y el vasto universo más allá de nuestra experiencia diaria. Esta es la razón principal por la que nos resulta difícil comprender la teoría de la relatividad.
Desde el nacimiento de la teoría de la relatividad, la revolución espacio-temporal que trajo consigo ha ampliado enormemente la comprensión del universo por parte de la humanidad. A partir de la teoría de la relatividad, la gente ha descubierto el misterio de los viajes en el tiempo, la enorme energía de la fisión atómica, el origen y el fin del universo, los agujeros negros y la energía oscura y otros fenómenos maravillosos. Casi todos los misterios del universo están ocultos en las sencillas fórmulas de la relatividad.
La relatividad especial demuestra que los viajes a alta velocidad ralentizan el tiempo. Suponiendo que en algún momento en el futuro, la gente haya resuelto todos los problemas técnicos y pueda construir una nave espacial que pueda volar a una velocidad inferior a la de la luz, el viaje en el tiempo en cierto sentido será posible. Si una nave espacial vuela desde la Tierra a una galaxia distante a una velocidad inferior a la de la luz, el viaje de ida y vuelta solo tomará unos pocos años (según el tiempo de la nave espacial), pero durante este tiempo, han pasado miles de años en la Tierra. y todo ha cambiado dramáticamente. Si la civilización humana todavía existe, ¿cómo será su nueva apariencia?
La relatividad general muestra que el espacio-tiempo puede ser curvo, no plano. Podemos cortar un agujero de gusano entre la Tierra y los confines del universo, y luego usar algún tipo de "material extraño" para abrir el agujero, convirtiéndolo en una tubería hiperespacial que aparece repentinamente en el universo, permitiéndonos llegar a la orilla lejana. en seguida. Luego, cuando regresamos, las extrañas propiedades del agujero de gusano nos hicieron mucho más jóvenes.
La relatividad general determina que suficiente masa puede cambiar y distorsionar el espacio-tiempo, ¿matemático Frank? Basándose en esto, Dimple concibió un método de viaje en el tiempo que acumula el tiempo y el espacio. Creía que si hubiera un objeto enorme en el espacio que girara a la mitad de la velocidad de la luz, el espacio-tiempo retrocedería. Entonces, en el futuro, siempre que alguien fabrique un cilindro enorme, cuya longitud sea aproximadamente 10 veces su diámetro, y luego haga que el cilindro gire a una velocidad de 150.000 km/s, se creará un espacio-tiempo retorcido y plegado cerca del centro del cilindro.
Para utilizar este cilindro como máquina del tiempo, la nave espacial debe viajar hasta el centro del cilindro y volar a lo largo de la pared interior del cilindro: navegar en contra de la dirección de rotación del cilindro significa navegar hacia el interior del cilindro. pasado, a lo largo del Navegar en la dirección en la que gira el cilindro significa navegar hacia el futuro, de modo que cada giro del barco se adentra más en el pasado o el futuro. Cuando el viajero en el tiempo llega a la hora de destino, pilotea la nave alejándola del cilindro. Lo que hay que entender es que, como todas las máquinas del tiempo teóricas, es imposible viajar a través del pasado para llegar a un tiempo anterior al de fabricar un cilindro.
Los viajes en el tiempo son un tema maravilloso y fascinante. Durante mucho tiempo, los científicos han propuesto un plan tras otro, y también se han discutido acaloradamente los problemas que pueden surgir en los viajes en el tiempo. Un día, la fascinante luz de la relatividad brillará sobre nosotros y comenzaremos a viajar en tiempo real.
Fisión atómica
En junio de 1905, Einstein también publicó su segundo artículo sobre la relatividad especial en la revista alemana de Física: "La inercia de un objeto está relacionada con su ¿Es relevante la energía contenida? ? Este es un breve artículo en el que señala que la masa de un objeto no es constante, sino que aumenta a medida que aumenta la velocidad del movimiento. Este es el "efecto de aumento de masa" de los objetos en movimiento. Imaginemos que estamos empujando un patinete pequeño, muy ligero, sin nada encima. Digamos que es un patinete "ideal" en el vacío, sin fricción ni resistencia, así que mientras sigamos empujando, irá más rápido. y más rápido, pero a medida que pasa el tiempo, su masa aumentará cada vez más. Al principio, parece que un automóvil está lleno de acero, luego parece estar lleno de un Himalaya y luego parece estar lleno. con una tierra, un sistema solar y una galaxia... En este momento, no importa cuánto empujes, no importa cuánto tiempo empujes, no puede ir más rápido
Entonces, desde los fotones. viaja a la velocidad de la luz, su masa en reposo debe ser igual a cero, de lo contrario su masa en movimiento será infinita
Cuando un objeto se mueve cerca de la velocidad de la luz, seguimos aplicando fuerzas externas sobre él. objeto y suministramos energía, pero cada vez resulta más difícil aumentar la velocidad del objeto. ¿Dónde está la energía que aplicamos? De hecho, la energía no desaparece, simplemente se convierte en masa.
En otras palabras, el aumento de masa de un objeto está estrechamente relacionado con el aumento de energía cinética, o en otras palabras, la masa y la energía de un objeto están estrechamente relacionadas. En el proceso de explicar esta relación, Einstein propuso una famosa relación masa-energía: E=mc2.
La energía es igual a la masa multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado, lo cual resulta emocionante incluso para los físicos puramente teóricos a quienes no les importa mucho su valor práctico. A los ojos de la mayoría de las personas, la energía es igual a la masa multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado, es decir, la energía es 9 billones de veces la masa. ¡Qué perspectiva tan tentadora! Si la masa de una sustancia del tamaño de una uña desaparece por completo, la energía liberada se calcula en decenas de miles de toneladas de carbón.
Es una pena que nadie pueda reducir la calidad casualmente, como una piedra. Podemos romperlo en pedazos pequeños con un martillo y luego molerlo en pedazos, pero cuando recojas estos pedazos con cuidado, encontrarás que su masa no ha cambiado.
Sin embargo, más de diez años después, en 1939, ¿el Templo Yagami? Marie Curie, Fermi y Szilard descubrieron de forma independiente la reacción en cadena, lo que permitió a la humanidad encontrar una manera de liberar una enorme energía atómica. El núcleo atómico del uranio-235 sufrirá fisión cuando sea bombardeado por neutrones, dividiéndose en dos nuevos núcleos de masa media, liberando de 1 a 3 neutrones y liberando una enorme energía. Estos neutrones pueden hacer que otros núcleos de uranio se vuelvan a dividir, y así sucesivamente, formando una reacción en cadena que libera continuamente enormes cantidades de energía. Esta es una reacción en cadena.
El Big Bang
Lo que nos sorprende a los contemporáneos es que hasta 1917, los cerebros humanos más inteligentes todavía creían que nuestra Vía Láctea es el universo entero, y que este universo del tamaño de una galaxia Sea siempre estable, ni más grande ni más pequeño. Ésta es la cosmología de estado estacionario que existe desde hace miles de años.
En 1917, Einstein intentó derivar un modelo de todo el universo basado en las ecuaciones de la relatividad general, pero descubrió que en tal modelo con solo gravedad, el universo se expandiría o se contraería. Para mantener estacionario su modelo del universo, Einstein añadió un nuevo concepto a sus ecuaciones: la constante cosmológica, que representa una fuerza repulsiva que, contrariamente a la gravedad, aumenta a medida que aumenta la distancia entre los cuerpos celestes. Se trata de una fuerza imaginaria que contrarresta los efectos de la gravedad.
Sin embargo, Einstein pronto descubrió que estaba equivocado. ¡Porque los científicos pronto descubrieron que el universo en realidad se está expandiendo!
El Hubble, el padre de la astronomía del siglo XX, fue el primero en observar esto. Hubble nació en Missouri, EE.UU., en 1889 y se graduó en el Departamento de Astronomía de la Universidad de Chicago. En 1929, Hubble descubrió que todas las galaxias se están alejando de nosotros, lo que indica que el universo se está expandiendo. Esta expansión es una expansión uniforme en todo el espacio, por lo que un observador en cualquier punto verá exactamente la misma expansión. Desde la perspectiva de cualquier galaxia, todas las galaxias están dispersas a su alrededor. Cuanto más lejos están las galaxias, más rápido se separan unas de otras.
La expansión del universo significa que en los primeros días, las estrellas estaban más cerca unas de otras, y en algún momento en el pasado más lejano, parecían estar en la misma área pequeña.
Cuando la noticia de la expansión del universo llegó al famoso físico Gamov, inmediatamente despertó el interés del estudioso. ¿Jorge? Gamov nació en Rusia. Ha estado profundamente interesado en la poesía, la geometría y la física desde que era niño, y se convirtió en protegido del físico Friedman en la universidad. Friedman propuso un importante modelo de expansión cósmica después de Einstein, y Gamov se convirtió en uno de los entusiastas partidarios de la teoría de la expansión cósmica. En 1945 se hizo explotar con éxito la primera bomba atómica de la historia de la humanidad. Al mirar las fotografías de las nubes en forma de hongo que se elevaban, Gamov de repente tuvo una inspiración: "Ampliar la bomba atómica" hasta el infinito, ¿no sería eso el Big Bang? Combinó el conocimiento de la física nuclear con la teoría de la expansión cósmica y gradualmente formó su propio sistema teórico del universo del Big Bang.
En 1948, Gamov y su alumno Alpha escribieron un famoso artículo en el que proponían sistemáticamente la teoría del origen y la evolución del universo. Contrariamente a lo que pensamos habitualmente, el Big Bang que creó el universo no fue una explosión que ocurrió en un punto determinado y luego se extendió al aire circundante. En cambio, el espacio mismo se estaba expandiendo y la materia galáctica se separó a medida que el espacio se expandía.
Según la cosmología del Big Bang, el universo primitivo era un enorme gas uniforme compuesto de partículas microscópicas, con una temperatura extremadamente alta, una densidad extremadamente alta y una velocidad de expansión extremadamente alta. Gamow también hizo una predicción extraordinaria: nuestro universo todavía está bañado por la radiación residual del universo primitivo de alta temperatura, pero la temperatura ha bajado a aproximadamente 6 K. Es como un horno, aunque no hay fuego, todavía puede emitir. Un poco de calor.
En 1964, los jóvenes ingenieros Penzias y Wilson de la American Bell Telephone Company descubrieron accidentalmente la radiación residual del universo primitivo predicha por Gamow. Después de mediciones y cálculos, se concluyó que la temperatura de esta radiación residual es de 2,7 K (inferior a la temperatura predicha por Gamow), y generalmente se denomina radiación cósmica de fondo de microondas de 3 K. Este descubrimiento apoya firmemente la teoría del Big Bang.
La sabiduría de la relatividad general es que puede describir todo el universo desde su nacimiento, incluso aquellas zonas desconocidas. Para abordar un campo espacio-temporal pequeño y ordinario como el sistema solar, está realmente sobrecalificado.
La constante cosmológica proviene de la energía oscura muerta
Después de que Einstein descubrió el hecho de que el universo se estaba expandiendo, rápidamente eliminó el término constante cosmológica de sus ecuaciones, creyendo que la constante cosmológica era "Es el mayor error de mi vida". Posteriormente, la constante cosmológica fue enviada al basurero de la historia.
Sin embargo, la naturaleza les jugó una mala pasada a las personas, y décadas después, la constante cosmológica resucitó como un fantasma. El renacimiento de la constante cosmológica se debe al descubrimiento de la energía oscura.
En 1998, los astrónomos descubrieron que el universo no sólo se está expandiendo, sino que también se está expandiendo hacia afuera a una aceleración sin precedentes, y que todas las galaxias distantes se están alejando de nosotros cada vez más rápido. Entonces debe haber alguna fuerza oculta acelerando en la oscuridad para destrozar galaxias. Esta es una forma de energía repulsiva que los científicos llaman "energía oscura". En los últimos años, los científicos han confirmado mediante diversas observaciones y cálculos que la energía oscura no sólo existe, sino que también domina el universo. Su cantidad total representa alrededor del 73% del universo, mientras que la materia oscura representa alrededor del 23% y la materia ordinaria sólo representa alrededor del 4% del universo. Siempre pensamos que hay suficientes estrellas en el cielo. ¿Qué más en el universo se puede comparar con ellos? Ahora, encontramos que las estrellas en el cielo son las "desvalidas" y la mayoría del resto son de quienes sabemos poco o nada. ¿Cómo podría esto no ser emocionante?
De hecho, ya en 1930, los astrofísicos señalaron que la ecuación cosmológica de Einstein con la constante cosmológica no podía conducir a un universo completamente estático: debido a que la gravedad y la constante cosmológica son un equilibrio inestable, una pequeña perturbación podría causar que el universo se expanda y contraiga incontrolablemente. El descubrimiento de la energía oscura nos dice que la constante cosmológica de Einstein, como contrapeso a la gravedad, no sólo existe realmente, sino que también perturba enormemente nuestro universo, haciendo que la tasa de expansión del universo esté seriamente fuera de control. Después de una serie de idas y vueltas, la constante cosmológica resucitó en el tiempo.
Hoy, la constante cosmológica aparece frente al mundo en forma de energía oscura, ¡y la creciente fuerza repulsiva que genera ha cambiado el color de todo el universo! Desde el nacimiento del universo, la lucha entre la energía oscura y la gravedad nunca ha cesado. En esta larga batalla, lo más importante es la densidad de unos y otros. La densidad de la materia disminuye a medida que aumenta el espacio debido a la expansión del universo; pero a medida que el universo se expande, la densidad de la energía oscura cambia muy lentamente o permanece sin cambios. Hace mucho tiempo, la densidad de la materia era relativamente alta, por lo que el universo en ese momento se encontraba en una etapa de expansión desacelerada, ahora la densidad de la energía oscura es mayor que la densidad de la materia, y la fuerza repulsiva le ha arrebatado por completo el control a la gravedad; , empujando al universo a expandirse a una velocidad sin precedentes. Según las predicciones de algunos científicos, dentro de más de 20 mil millones de años, el universo marcará el comienzo de un final turbulento. La aterradora energía oscura eventualmente destrozará todas las galaxias, estrellas y planetas una por una, dejando al universo con un frío y una oscuridad sin fin. .
El descubrimiento de la energía oscura también refleja plenamente que el proceso cognitivo humano ha entrado en un "círculo de paradoja": es decir, la proporción más grande en el universo es la más reciente y la más difícil de conocer para nosotros. Por un lado, la gente comprende cada vez más los misterios del universo; por otro, tenemos que afrontar cada vez más incógnitas. Esta incógnita cada vez más profunda, a su vez, continúa estimulando a los humanos a explorar la verdad detrás del universo.
¿De dónde viene la energía oscura? ¿Cómo se desarrollará? Ésta ha sido una de las cuestiones más importantes a las que se enfrenta la cosmología en el siglo XXI.
Descubrimiento de los agujeros negros
La relatividad general muestra que el campo gravitacional puede hacer que el espacio se doble, y un campo gravitacional fuerte puede hacer que el espacio se doble. ¿Qué pasaría con un campo gravitacional infinitamente fuerte?
Poco después de que Einstein publicara su teoría general de la relatividad en 1916, el físico alemán Karl? Schwarzschild utilizó esta teoría para describir cómo el espacio y el tiempo se curvan alrededor de una hipotética estrella completamente esférica. Demostró que si la masa de la estrella se concentra en un área esférica suficientemente pequeña, por ejemplo, cuando un cuerpo celeste tiene la misma masa que el Sol y un radio de sólo 3 kilómetros, la fuerte compresión gravitacional aumentará la densidad de ese cuerpo celeste infinitamente, y luego se produciría un colapso catastrófico, haciendo que el espacio-tiempo allí se doblara infinitamente. ¡En tal tiempo y espacio, ni siquiera la luz puede escapar! Sin la conexión de señales luminosas, este espacio-tiempo se divide en dos áreas con propiedades diferentes del espacio-tiempo exterior, y la esfera dividida es el horizonte.
Este es el agujero negro que conocemos hoy en día, pero en aquella época casi nadie creía que existiera un cuerpo celeste tan extraño. Incluso maestros de la relatividad como el propio Einstein y Eddington expresaron claramente su oposición. este gigante. Einstein también dijo que podía demostrar que ninguna estrella podía alcanzar una densidad infinita. Incluso el nombre de agujero negro no fue nombrado por el físico estadounidense Wheeler hasta 1967.
Por supuesto, la historia no se detendrá aquí. En la década de 1930, el astrónomo estadounidense Chandrasekhar propuso el famoso "límite de Chandrasekhar", es decir, cuando la masa del núcleo de hidrógeno de una estrella excede 1,44 veces la masa del sol, no se convertirá en una enana blanca, sino que seguirá colapsando y. se convierte en una estrella más pequeña y densa que una enana blanca, una estrella de neutrones. En 1939, el físico estadounidense Oppenheimer demostró además que cuando la masa del núcleo de hidrógeno de una estrella es más de tres veces la masa del sol, su propia gravedad impedirá que la luz escape del alcance de la estrella.
Con la acumulación de experiencia, la teoría sobre los agujeros negros ha madurado. La gente ha rechazado por completo a este monstruo y poco a poco cree en él. En la década de 1960, la gente había aceptado en general el concepto de agujeros negros y poco a poco se estaban estudiando sus misterios.
Estrictamente hablando, un agujero negro no es una "estrella" en el sentido habitual, sino simplemente una región del espacio. Esta es un área que está desconectada de nuestro mundo cotidiano. Un horizonte de sucesos de agujero negro separa estas dos regiones, y fuera del horizonte de sucesos pueden conectarse entre sí a cualquier distancia mediante señales ópticas. Este es el universo normal en el que vivimos.
Pero dentro del horizonte de sucesos, la luz no puede viajar libremente de un lugar a otro, sino que toda se concentra hacia el centro y las conexiones entre los sucesos están estrictamente restringidas. Este es un agujero negro.
Dentro del agujero negro, a medida que el objeto cae hacia el agujero negro, la fuerza de marea se vuelve cada vez más fuerte. En la región central, las fuerzas de gravedad y de marea son infinitas. Por lo tanto, en el centro de un agujero negro, excepto la masa, la carga y el momento angular, todas las demás propiedades de la materia se pierden y los átomos, moléculas, etc., ¡ya no existirán! En este caso, no se habla en absoluto de las partes del agujero negro, ¡el agujero negro es una unidad!
En el centro del agujero negro, toda la materia está comprimida en un punto geométrico donde el volumen infinito se acerca a cero, y es imposible que ninguna fuerza poderosa los separe. Este es el llamado estado de "singularidad". La relatividad general no puede examinar esto, pero debe ser reemplazada por una nueva teoría correcta: la teoría cuántica. Irónicamente, la relatividad general nos dio un agujero negro, pero falló en la singularidad del agujero negro. La teoría cuántica tomó su lugar, ¡pero la teoría cuántica y la relatividad no son compatibles en absoluto!
El desarrollo del concepto del universo El desarrollo del concepto de la estructura del universo En la antigüedad, la comprensión de la gente sobre la estructura del universo estaba en un estado muy ingenuo, y por lo general lo hacían ingenuo. especulaciones sobre la estructura del universo basadas en su entorno de vida. Durante la dinastía Zhou Occidental en China, las personas que vivían en la tierra de China propusieron la primera teoría de cubrir el cielo, que creía que el cielo era como una olla boca abajo sobre un terreno plano. Más tarde, se convirtió en la teoría posterior. de cubrir el cielo, que creía que la forma de la tierra también era arqueada. En el siglo VII a. C., los babilonios creían que el cielo y la tierra eran arqueados, con océanos rodeando la tierra y montañas en el centro. Los antiguos egipcios imaginaban el universo como una gran caja, con el cielo como tapa, la tierra como fondo y el río Nilo como centro de la tierra. Los antiguos indios imaginaban que la tierra en forma de disco caía sobre unos elefantes parados sobre el lomo de tortugas gigantes. A finales del siglo VII a. C., Tales de la antigua Grecia creía que la Tierra era un enorme disco que flotaba sobre el agua, cubierto por un cielo abovedado.
Fueron los antiguos griegos quienes por primera vez se dieron cuenta de que la Tierra era esférica. En el siglo VI a. C., Pitágoras creía que la figura tridimensional más bella era esférica desde un punto de vista estético, y defendía que tanto los cuerpos celestes como la Tierra en la que vivimos son esféricos. Este concepto fue heredado más tarde por muchos eruditos griegos antiguos, pero no fue hasta que F. Magallanes de Portugal dirigió una expedición para completar la primera circunnavegación del mundo entre 1519 y 1522 que finalmente se confirmó el concepto de que la Tierra era esférica.
En el siglo II d.C., Ptolomeo propuso una teoría geocéntrica completa. Esta teoría sostiene que la Tierra está estacionaria en el centro del universo y que la Luna, el Sol, los planetas y las estrellas más exteriores giran alrededor de la Tierra a diferentes velocidades. Para explicar el movimiento aparente desigual de los planetas, también creía que los planetas giraban alrededor de sus centros en una rueda que giraba alrededor de la Tierra en una rueda uniforme. La teoría geocéntrica circula en Europa desde hace más de 1.000 años. En 1543, Nicolás Copérnico propuso la teoría científica heliocéntrica, que creía que el Sol estaba ubicado en el centro del Universo y que la Tierra era un planeta ordinario que giraba alrededor del Sol en una órbita circular. En 1609, J. Kepler reveló que la Tierra y los planetas giran alrededor del Sol en órbitas elípticas, desarrollando la teoría heliocéntrica de Copérnico. ¿Ese mismo año, Galileo? Galileo fue el primero en utilizar un telescopio para observar el cielo y utilizó una gran cantidad de hechos observacionales para confirmar la exactitud de la teoría heliocéntrica. En 1687, yo, Newton, propuse la ley de la gravitación universal, que reveló profundamente las razones mecánicas del movimiento de los planetas alrededor del sol y dio a la teoría heliocéntrica una sólida base mecánica. Después de eso, la gente fue estableciendo gradualmente el concepto científico del sistema solar.
En la imagen del universo de Copérnico, las estrellas son sólo puntos de luz en el cielo estrellado más externo. 1584, Giordano? Bruno eliminó audazmente esta capa del cielo estelar, argumentando que las estrellas eran soles distantes. En la primera mitad del siglo XVIII, gracias al autodesarrollo de las estrellas por parte de E. Halley y a la estimación científica de las distancias distantes de las estrellas por parte de J. Bradley, las especulaciones de Bruno fueron reconocidas cada vez por más personas. A mediados del siglo XVIII, T. Wright, I. Kant y J. H. Lambert especularon que las estrellas y galaxias que cubrían todo el cielo formaban un enorme sistema celeste. ¿Friedrich? ¿Guillermo? Herschel utilizó por primera vez estadísticas de muestreo y utilizó telescopios para contar el número de estrellas y la proporción entre estrellas brillantes y estrellas débiles en una gran cantidad de áreas seleccionadas del cielo. En 1785 obtuvo por primera vez una imagen del contorno irregular de la Vía Láctea, una estructura plana centrada en el Sol, sentando así las bases para el concepto de Vía Láctea. En el siglo y medio siguiente, después de que H. Shapley descubriera que el sol no está en el centro de la Vía Láctea, J. H. Oort descubrió la rotación y los brazos espirales de la Vía Láctea, y mucha gente midió el diámetro y el espesor de la Vía Láctea. Camino, finalmente se estableció el concepto científico de la Vía Láctea.
A mediados del siglo XVIII, Kant y otros también propusieron que existen innumerables sistemas celestes como el nuestro (refiriéndose a la Vía Láctea) en todo el universo. La "nebulosa", que entonces parecían nubes, probablemente era uno de esos sistemas celestes. Desde entonces, ha pasado por un tortuoso proceso de exploración de 170 años. No fue hasta 1924 que E.P. Hubble confirmó la existencia de galaxias extragalácticas midiendo la distancia a la Nebulosa de Andrómeda mediante el método de paralaje de las Cefeidas.
Durante medio siglo, a través del estudio de galaxias extragalácticas, la gente no sólo ha descubierto sistemas celestes de niveles superiores, como cúmulos de galaxias y supergalaxias, sino que también ha ampliado nuestro campo de visión hasta 20 mil millones. a años luz de distancia.
Ya en la dinastía Han Occidental, China tenía el concepto de evolución cósmica. La Verdadera Escritura señala: “Hay un principio y un fin, hay un principio y hay un fin, hay un marido y un principio.
"Él cree que el mundo tiene su momento de apertura, su etapa inicial de apertura y su etapa inicial de apertura. ¿Huainanzi? El entrenamiento en astronomía también describe específicamente el proceso del mundo desde el estado material invisible al estado caótico hasta la creación y evolución. de todas las cosas en el mundo. En la antigua Grecia, existía una visión similar. Por ejemplo, Leucipo propuso que debido al movimiento de rotación de los átomos en el vacío, la materia ligera escapaba al espacio exterior, y la materia restante constituía la esfera celeste. cuerpo, formando así nuestro mundo.
Después de que se estableció el concepto del sistema solar, la gente comenzó a explorar el origen del sistema solar desde una perspectiva científica. En 1644, R. Descartes propuso la teoría del vórtice. el origen del sistema solar; en 1745, G.L.L. Buffon propuso una teoría del vórtice. La teoría del origen del sistema solar fue causada por la colisión de un gran cometa y el sol. respectivamente propuso la teoría nebular del origen del sistema solar. La nueva teoría nebular moderna del origen del sistema solar fue desarrollada por Kant Desarrollada sobre la base de la teoría de la nebulosa de Laplace. En 1911, E. Hertzsprung estableció el primer color. mapa de magnitud de este cúmulo de galaxias; en 1913, Bertrand William Arthur dibujó el diagrama de espectro-luminosidad de las estrellas, que también es el diagrama de Hertz-Rubber. Después de obtener este mapa de estrellas, Russell propuso que las estrellas partieran primero de las gigantes rojas. se reduce a la secuencia principal, luego se desliza hacia abajo en la secuencia principal y finalmente se vuelve roja. Teoría de la evolución estelar de las estrellas enanas. En 1924, Arthur Stanley Eddington propuso la relación masa-luminosidad de las estrellas de 1937 a 1939, C.F. reveló que la energía de las estrellas proviene de la fusión del hidrógeno. Estos dos descubrimientos llevaron a la negación de la teoría de Russell y al nacimiento de la teoría científica de la evolución estelar que actualmente se cree generalmente. han evolucionado a partir de galaxias primitivas en las últimas etapas de la formación de nuestro universo.
En 1917, a. Albert Einstein utilizó su recién creada teoría de la relatividad general para establecer un universo "estático, finito e ilimitado". modelo del universo, sentando las bases de la cosmología moderna en 1922. En 2006, G.D. Friedman descubrió que según las ecuaciones de campo de Albert Einstein, el universo no es necesariamente estático. Puede estar en expansión u oscilación. El primero corresponde a un universo abierto, y el segundo. Este último corresponde a un universo abierto. En 1927, K. Lemaitre también propuso un modelo de universo en expansión. En 1929, Hubble descubrió que el desplazamiento hacia el rojo de una galaxia es proporcional a su distancia, estableciendo la famosa ley de Hubble. El modelo de expansión. A mediados del siglo XX, G. Gamov y otros propusieron el modelo cosmológico del big bang térmico. También predijeron que, según este modelo, deberíamos poder observar la radiación de fondo de baja temperatura en el espacio. 1965. El descubrimiento de la radiación de fondo confirmó las predicciones de Gamow y otros. Desde entonces, muchas personas han considerado el modelo del universo del big bang como el modelo universal estándar. En 1980, Gus de los Estados Unidos propuso además el modelo del universo inflacionario basado en el. Modelo del universo del Big Bang Los modelos pueden explicar la mayoría de los hechos observacionales importantes que se conocen actualmente.
Los resultados de las investigaciones en astronomía contemporánea muestran que el universo es un sistema celeste con una estructura jerárquica, diversas formas materiales y un constante movimiento y desarrollo.
La astronomía moderna revela el origen y evolución de los cuerpos celestes. Las teorías contemporáneas sobre el origen del sistema solar creen que el sistema solar probablemente se formó por la contracción gravitacional de un grupo de polvo y gas (nebulosa solar primitiva) en la Vía Láctea hace 5 mil millones de años (ver "Origen del Sistema Solar" ). Las estrellas nacen de nebulosas y sus vidas pasan por la etapa de contracción gravitacional, la etapa de secuencia principal, la etapa de gigante roja, la etapa tardía y la etapa de muerte. El origen de las galaxias está estrechamente relacionado con el origen del universo. La opinión popular es que 400.000 años después del Big Bang, la temperatura descendió a 4.000 K y el universo pasó de un período dominado por la radiación a un período dominado por la materia. En ese momento, debido a la inestabilidad gravitacional causada por las fluctuaciones de densidad o el efecto de la turbulencia cósmica, las protogalaxias se formaron gradualmente y luego evolucionaron hasta convertirse en cúmulos de galaxias y galaxias. El modelo del universo del Big Bang describe el origen y la historia de la evolución de nuestro universo: Nuestro universo se originó a partir de un Big Bang hace 20 mil millones de años, cuando la temperatura era extremadamente alta y la densidad era extremadamente alta. Con la expansión del universo, ha experimentado un proceso evolutivo de calor a frío, de denso a delgado, de principalmente radiación a principalmente materia. No fue hasta hace entre 1 y 2 mil millones de años que entró en la etapa de galaxia a gran escala. formación, y luego se formó gradualmente El universo que vemos hoy. El modelo de universo inflacionario propuesto en 1980 es un complemento del modelo de universo caliente del big bang. Se cree que en los primeros días del universo, entre 10 y 36 segundos después de su nacimiento, experimentó una etapa inflacionaria.
La creación del universo Algunos cosmólogos creen que la reforma más radical del modelo de inflación puede ser la observación de que toda la materia y la energía del universo se crearon de la nada. Este punto de vista no fue aceptado antes porque existen muchas leyes de conservación, especialmente la conservación del número bariónico y la conservación de la energía. Pero con el desarrollo de la gran teoría unificada, es posible que el número bariónico no se conserve y se puede decir que la energía gravitacional en el universo es negativa, cancelando con precisión la energía no gravitacional, y la energía total es cero. Por lo que no existe ninguna ley de conservación conocida que impida observar la evolución del universo desde cero. Esta visión de "crear algo a partir de la nada" incluye dos aspectos en filosofía: ① la ontología. Es un error pensar que la "nada" es la nada absoluta. Esto no sólo va en contra de las prácticas científicas conocidas, sino que también va en contra del propio modelo inflacionario. Según este modelo, el universo observado que estudiamos es sólo una pequeña parte de toda la región inflacionaria, y no hay "nada" absoluta fuera del universo observado.
La materia que se observa actualmente en el universo se transforma a partir de la energía liberada por el falso estado de vacío. Esta energía del vacío es sólo una forma especial de materia y energía y no se crea a partir de la "nada" absoluta. Si decimos además que esta energía del vacío proviene de "la nada", entonces todo el universo observado en última instancia proviene de la "nada", entonces esta "nada" sólo puede ser una forma desconocida de materia y energía. ②Epistemología y metodología. El concepto de universo involucrado en el modelo de inflación es el concepto de universo en las ciencias naturales. No importa cuán grande sea el universo, como sistema material limitado, también tiene una historia de creación, desarrollo y desaparición. El modelo inflacionario combina la cosmología tradicional del Big Bang y la gran teoría unificada, argumentando que las formas observadas de materia y energía en el universo no son eternas y sus orígenes deben estudiarse. Considera la "nada" como una forma desconocida de materia y energía, considera la "nada" y la "existencia" como un par de categorías lógicas y analiza cómo nuestro universo evolucionó a partir de la "nada", una sustancia y una forma de energía desconocidas, que se convierte en un "ser". " - una forma conocida de materia y energía, que tiene cierto significado epistemológico y metodológico.
El origen del espacio y el tiempo Algunas personas creen que el espacio y el tiempo no son eternos, sino que surgen de un estado sin espacio ni tiempo. Según la teoría física existente, en el rango de menos de 10 a 43 segundos y de 10 a 33 centímetros, no hay "reloj" ni "regla" para medir, por lo que los conceptos de tiempo y espacio no son válidos y no hay tiempo. y el espacio. Esta opinión de que las formas conocidas del espacio-tiempo tienen sus límites aplicables es completamente correcta. Así como la visión de Newton del tiempo y el espacio se convirtió en una visión relativista del tiempo y el espacio en la historia, hoy, con el desarrollo de la práctica científica, es inevitable establecer una nueva visión del tiempo y el espacio. Dado que la teoría general de la relatividad falla entre 10 y 43 segundos después del Big Bang, se debe considerar el efecto cuántico de la gravedad, por lo que algunas personas intentan explorar el origen de la forma conocida del espacio-tiempo mediante la cuantificación del espacio-tiempo. Todos estos trabajos son beneficiosos, pero no se debe negar la existencia objetiva del espacio-tiempo como forma de existencia material simplemente porque el desarrollo de los conceptos humanos del espacio-tiempo o el nivel actual de la ciencia y la tecnología no pueden medir nuevas formas de espacio-tiempo.
Desde la década de 1960, debido a la propuesta y discusión del principio antrópico, surge la relación entre la existencia humana y el universo. Según el principio antrópico, puede haber muchos universos con diferentes parámetros físicos y condiciones iniciales, pero solo los universos con parámetros físicos y condiciones iniciales específicos pueden evolucionar hacia humanos, por lo que solo podemos ver un universo que permite que los humanos existan. El principio antrópico utiliza la existencia de los seres humanos para limitar las condiciones iniciales y las leyes físicas que pudieron haber existido en el pasado, reducir su arbitrariedad y explicar algunos fenómenos cósmicos, lo que tiene cierta importancia en la metodología científica. Pero se ha sugerido que la creación del universo dependió de la existencia de los humanos como observadores. Esta visión es cuestionable. Ahora bien, según el modelo inflacionario, aquellos estados que el modelo tradicional del big bang toma como condiciones iniciales pueden haber surgido de la evolución muy temprana del universo, y la evolución del universo se ha vuelto casi independiente de algunos detalles de las condiciones iniciales. . De esta manera, la visión antes mencionada de utilizar la dificultad de las condiciones iniciales para negar la realidad objetiva del universo pierde su fundamento. Pero algunas personas creen que debido a la enorme escala de distancias provocada por la inflación, es imposible observar la estructura general del universo. Hay motivos para esta preocupación, pero si el modelo de inflación es correcto, con el desarrollo de la práctica científica será posible superar las dificultades de la comprensión humana.