Морозова Елена Германовна , кандидат химических наук Введение в естествознание (учебное пособие) Рецензент: кандидат геолого-минералогических наук, священник Константин Буфеев Учебное пособие представ

Страница 45 из 57

Независимо от решения вопроса расширяется вселенная в настоящее время или нет, нет осно­ваний отвергать предположение о том, что вселенная могла быть создана в том же виде, в каком она существует сегод­ня. Расширение вселенной не имеет прямого отношения к ее возрасту. Тем более необоснованна экстраполяция процесса рас­ширения вселенной с последующим выводом о возникнове­нии вселенной в результате Большого взрыва.

Результаты на­учных наблюдений за объектами мегамира свидетельствуют в пользу библейской модели сотворения. «Чем больше астро­номы узнают о происхождении и развитии Вселенной, тем больше они накапливают доказательств существования биб­лейского Бога. Интересно, что те ученые, которые с наиболь­шим усердием боролись против Бога Творца космоса, зачас­тую представляли наиболее весомые доказательства в Его пользу...

Хотя далеко не все, кто пишет об этих новых измере­ниях, принимают Иисуса Христа как Господа и Спасителя, но все они обычно утверждают, что единственное объяснение наблюдаемой нами Вселенной — это акт, совершенный сущ­ностью, находящейся за пределами пространственно-времен­ных измерений Вселенной, и эта сущность в состоянии плани­ровать и претворять в жизнь этот план.

Все эти ученые обыч­но не принимают теологическое толкование вещей, либо у них не хватает смелости признать, что в своих исследованиях они свидетельствуют не о ком ином, как о библейском Боге», — пишет Хью Росс [54]. Глава 3 ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ В СВЕТЕ СОВРЕМЕННЫХ НАУЧНЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ Понятия пространства и времени Понятия пространства и времени сформировались для количественного описания движения материи.

В физике дви­жение в самом общем виде рассматривается как измене­ние состояния системы. Для описания состояния вводится набор измеряемых параметров, к которым со времен Де­карта относятся пространственно-временные координаты. Время выражает порядок смены физических состоя­ний и является объективной характеристикой любого физи­ческого процесса или явления, оно универсально [44].

Ньютон различал абсолютное и относительное вре­мя. В «Математических началах натуральной философии» он писал: «Абсолютное или истинно математическое время само по себе и по своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью. Относительное, кажущееся или обыденное время есть или точная, или изменчивая, постигаемая чувствами внешняя, совершаемая при посредстве какого-либо движения, мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вме­сто истинного математического времени, как-то: час, день, месяц, год...

Течение абсолютного времени изменяться не может. Длительность или продолжительность существования ве­щей одна и та же, быстры ли движения (по которым изме­ряется время), медленны ли, или их совсем нет... Время и пространство составляют как бы вместилища самих себя и всего существующего». Абсолютное время не имеет физического смысла, оно лишь идеальное математическое представление, ибо в при­роде нет реального физического процесса, пригодного для измерения абсолютного времени.

Во-первых, в связи с тем, что течение времени зависит от скорости движения систе­мы отсчета. При достаточно большой скорости, близкой к скорости света, время замедляется, т. с. возникает реля­тивистское замедление времени. Во-вторых, поле тяготе­ния приводит к гравитационному замедлению времени и можно говорить только о локальном времени в некоторой системе отсчета.

В этой связи время не есть сущность, не зависящая от материи, и оно течет с различной скоростью в различных физических условиях, т. е. время всегда от­носительно. Существенная особенность времени выражена в посту­лате времени. Одинаковые во всех отношениях явления происхо­дят за одинаковое время. Иначе можно сказать, что дли­тельности повторяющихся периодов хороших часов при не­изменных условиях совершенно одинаковы.

Однако этот по­стулат справедлив лишь в пределах определенной точности. Его нельзя проверить на опыте даже с помощью совершен­ных, но реальных часов, так как: 1) любые часы не идеальны и характеризуются своей мерой точности; 2) нет абсолютной уверенности в возможности создания совершенно одинаковых условий в природе в разное время. Пространство выражает порядок сосуществования физических тел.

Подобное определение вытекает из тео­рии пространства, создателем которой явился Эвклид 2000 лет назад. Геометрия Эвклида оперирует идеальными математическими объектами, которые существуют как бы вне времени, и в этом смысле пространство в этой геомет­рии — идеальное математическое пространство. Вплоть до середины XIX в., когда были созданы неэвклидовы гео­метрии, никто из естествоиспытателей не сомневался в тождественности реального физического и Эвклидова про­странств.

По аналогии с абсолютным временем Ньютон ввел по­нятие абсолютного пространства, которое может быть совершенно пустым и существует независимо от наличия в нем физических тел, являясь как бы мировой сферой, где разыгрываются физические процессы. Свойства такого про­странства определяются Эвклидовой геометрией. Специальная теория относительности объединила пространство и время в единый континуум пространство-вре­мя.

Основанием для такого объединения послужил постулат о предельной скорости передачи взаимодействий материаль­ных тел — скорости света, равной в вакууме примерно 300000 км/сек, и принцип относительности. В целом теория относи­тельности основывалась на том, что — в отличие от меха­ники И. Ньютона — пространство и время не абсолютны. Они органически связаны с материей и между собой.

Из данной теории следует относительность одновременности двух событий, происшедших в различных точках простран­ства, а также относительность измерений длин и интерва­лов времени, произведенных в разных системах отсчета, дви­жущихся относительно друг друга. Вес это означает, что для реального мира пространство и время имеют не абсолют­ный, а относительный характер.

Общая теория относительности показала, что Эвклидо­ва геометрия не является абсолютной и единственно при­годной для описания явлений природы. В соответствии с данной теорией материя формирует свойства пространства и времени. Любая масса искривляет пространство и время. Количественной мерой искривленности служит безраз­мерное отношение гравитационного потенциала к квадрату скорости света. Если такое отношение равно нулю (массы отсутствуют)

, то пространство-время становится псевдоэв­клидовым, плоским, а истинное пространство (без време-ни) — Эвклидовым, которое представляет собой предель­ный случай — пустое пространство. В другом предельном случае, когда данное отношение стремится к единице (боль­ше оно быть не может), пространство-время искривляется и замыкается само на себя, образуя локальную простран­ственно- временную границу физического мира, который при этом разделяется на две несвязанные области.

Предпола­гается, что такая возможность создается на горизонте со­бытий черных дыр, реальное существование которых экспе­риментально не установлено. Многомерное пространство представить сложно, по­скольку мы живем и дейстсвуем в трехмерном простран­стве. Трехмерность доступного нам пространства являет­ся выражением антропного принципа, о котором мы уже упоминали в первой части книги.

Современная физическая теория пространства и времени В основе специальной теории относительности, иначе называемой релятивистской, лежат принципы относительно­сти и инвариантности, которые определяют современные представления о свойствах пространства и времени. Принцип относительности состоит в том, что ника­кие опыты (механические, электрические, оптические)

, про­веденные в данной инерциальной системе отсчета, не дают возможности обнаружить, покоится ли эта система или дви­жется равномерно и прямолинейно; все законы природы ин­вариантны по отношению к переходу от одной инерциальной системы к другой. Впервые принцип относительности сформулирован Га­лилеем для механического движения. Механическое движе­ние относительно, и его характер зависит от системы от­счета.

Та система, по отношению к которой выполняется первый закон Ньютона, называется инерциальной систе­мой отсчета. Это такая система, которая либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно относительно какой-то другой инерциальной системы. Первый закон Ньютона утверждает существование инерциальных систем отсчета. Механический принцип относительности Галилея означает, что уравнения динамики при переходе от одной инерциальной системы к другой не изменяются, т. е.

Претензии к содержанию