კოსმოლოგიური პარადოქსები

სირთულეები (წინააღმდეგობები), რომლებიც წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც ფიზიკის კანონები ვრცელდება მთელ სამყაროზე. კლასიკური კვანტური პარადოქსი არის ფოტომეტრული (ან სეზო-ოლბერსის პარადოქსი) და გრავიტაციული (სხვაგვარად, ზელიგერის პარადოქსი ან ნეიმან-ზელიგერი).

ბუნებრივია ვივარაუდოთ, რომ სამყაროს უსასრულო სივრცეში ყველგან არის ყოველთვის ასხივებენ ვარსკვლავებსდა რა არის მათი საშუალო სივრცეები. სიმკვრივე (ვარსკვლავების რაოდენობა სივრცის მოცემულ მოცულობაში) ზოგადად არ არის ნულის ტოლი. თუმცა, ამ შემთხვევაში, ცის მთელი ზედაპირი კაშკაშა კაშკაშა უნდა იყოს, მაგალითად, მზის ზედაპირი; სინამდვილეში, ღამის ცის ზედაპირის სიკაშკაშე მილიონჯერ დაბალია. ვარაუდები სინათლის შთანთქმის შესახებ ვარსკვლავთშორისი საშუალოდა სხვები არ აცილებენ ფოტომეტრულს. პარადოქსია და შეიძლება გააძლიეროს კიდეც.

ზე მსგავსი პირობებიასევე არსებობს გრავიტაციული პარადოქსი. თუ ყველგან უსასრულო სამყაროარის გრავიტაციული მასები და მათი განაწილების საშუალო სიმკვრივე არ იკლებს ნულს საკმარისად სწრაფად სივრცის უფრო დიდ რეგიონებში გადაადგილებისას, მაშინ ამ მასებიდან ნიუტონის გრავიტაციულ პოტენციალს არ აქვს გარკვეული მნიშვნელობა. საბოლოო ღირებულება; აბს. ნიუტონის თეორიის საფუძველზე გამოთვლილი სხეულების მოძრაობის აჩქარებები შეიძლება მივიღოთ განუსაზღვრელად ან განუსაზღვრელად დიდი და ა.შ.

ამ პარადოქსების არსებობიდან ხშირად გამოდიოდა დასკვნები სამყაროში ჩვენთვის ცნობილი ფიზიკის კანონების გამოყენების მიტოვების აუცილებლობის შესახებ, ან თუნდაც სამყაროს უსასრულობის იდეის მიტოვების აუცილებლობის შესახებ. თუმცა, ორივე პარადოქსი შეიძლება დაიძლიოს თუნდაც კლასიკურ ჩარჩოებში. ფიზიკა, თუ მხოლოდ ჩვენ გავითვალისწინებთ უსასრულობის სპეციფიკას. სივრცის სასრული რეგიონისთვის, მატერიის საშუალო სიმკვრივე, ნული, ნიშნავს სიცარიელეს, მატერიის არარსებობას. უსასრულო რეგიონისთვის ასეთი განაწილება შესაძლებელია, როდესაც საშუალო სიმკვრივე ზოგიერთ, თვითნებურად დიდ, მაგრამ სასრულ რეგიონში თვითნებურად დიდია (მაგრამ სასრული) და ამავე დროს მთელი უსასრულო სივრცისთვის ნულის ტოლია. ასეთი განაწილების სქემის იდეა წამოაყენეს ჯერ კიდევ მე-18 საუკუნეში.

ლამბერტმა და მათემატიკურად შეიმუშავა ჩარლიემ 1908–22 წლებში.

კლასიკოსებს შორის K. p. ასევე შეიძლება მივაწეროთ თერმოდინამიკურს. პარადოქსი - დასკვნა სამყაროს სითბური სიკვდილის გარდაუვალობის შესახებ (იხ. აგრეთვე ენტროპია).

ამ პარადოქსებს, რომლებიც წარმოიქმნება პრერელატივისტური იდეების ფარგლებში, ადგილი არა აქვს რელატივისტურ კოსმოლოგიაში. გრავიტაციული პარადოქსი მათემატიკასთან. t.sp., როგორც ჩანს, თავისი წარმოშობის დამსახურებაა ნიუტონის გრავიტაციის თეორიის ველის განტოლებების ბუნებით (მათი წრფივი და ელიფტიურობა). ფიზიკურთან ერთად ტ.სპ. ეს ნიშნავს, რომ ნიუტონის თეორია არ ითვალისწინებს გარკვეულ არსებებს. აინშტაინის თეორიით გამოვლენილი გრავიტაციული ველის მახასიათებლები (კერძოდ, საბოლოო სიჩქარეურთიერთქმედების განაწილება). ფოტომეტრული პარადოქსი, პრინციპში, უკვე დაძლეულია იმის გამო, რომ სამყარო, t.sp. ფარდობითობის თეორია არ შეიძლება იყოს სტატიკური - მისი ყველა კომპონენტი საკმარისია დიდი ზომებიუნდა განიცადოს დეფორმაცია (იხ. Redshift). თერმოდინამიკის დაძლევაზე პარადოქსი, იხ სითბოს სიკვდილისამყარო.

C. p., უპირველეს ყოვლისა, ფიზიკური მნიშვნელოვანი განსაკუთრებული შემთხვევაა. პარადოქსები, მაგრამ ისინი, რა თქმა უნდა, ასევე თანდაყოლილია ლოგიკური ბუნებით. პარადოქსები, ვინაიდან ისინი წარმოიქმნება შენობების, განსჯებისა და დასკვნების გამოყენების შედეგად, კორესპონდენციაზე გამოყენების საზღვრები. მეცნიერების განვითარების სტადია ჯერ არ არის გასაგები. მოძრავი მატერიის თვისებები უსაზღვროდ მრავალფეროვანია, მაგრამ თითოეულზე ამ ეტაპზემეცნიერების განვითარება, ჩვენ გამოვდივართ მხოლოდ იმ თვისებებიდან და ფენომენებიდან, რომლებიც უკვე ცნობილია. გარკვეული არსებების იგნორირება. თვისებები ცნობილი ფენომენები (მაგალითად, ურთიერთქმედების გავრცელების სასრული სიჩქარე გრავიტაციის ფენომენებში) ან ის ფენომენები, რომლებიც გამოვლენილია მხოლოდ დიდ მასშტაბებზე გადაადგილებისას (მაგალითად, გალაქტიკების „უკან დახევის“ ფენომენები), როგორც ჩანს გრავიტაციული ძალების მაგალითი. და ფოტომეტრული პარადოქსებს და ქმნის პარადოქსების გაჩენის წინაპირობებს. საბოლოო ანალიზში, კვანტური ფენომენის გაჩენის საფუძველი კოსმოლოგიის თვით ობიექტის, სამყაროს სპეციფიკაში უნდა ვეძებოთ. ის უსასრულოა სივრცე-დროში და, შესაბამისად, სამყაროს, როგორც მთლიანზე, რაიმე კანონის ან პირობის გამოყენებისას, უნდა გავითვალისწინოთ უსასრულობის წინააღმდეგობები, კერძოდ, აქსიომის დარღვევის შესაძლებლობა: „მთელი მეტია. [მისი სწორი] ნაწილი“ (იხ. აგრეთვე უსასრულობა, სამყარო, კოსმოლოგია, პარადოქსი).

კვანტური თეორიის მნიშვნელობა კოსმოლოგიისთვის უპირველეს ყოვლისა ევრისტიკულია. K. p. მნიშვნელოვნად ვიწრო წრე შესაძლო გადაწყვეტილებებიკოსმოლოგიური პრობლემები. ფაქტობრივად, აქედან მარტივი ფაქტირომ ღამე ბნელა, აქედან გამომდინარეობს, რომ სამყარო არანაირად არ შეიძლება განლაგდეს: სამყაროს სტრუქტურის ყველა შესაძლო სქემიდან შეიძლება ჩაითვალოს მხოლოდ ის, ვინც თავისუფალია ფოტომეტრული და სხვა კვანტური მექანიკისგან. განვითარების მსვლელობისას. კოსმოლოგიის ზოგიერთი პარადოქსი და სხვა წარმოიქმნება; თითოეული მათგანის გადალახვა ნიშნავს წინ გადადგმულ ნაბიჯს ცოდნაში ზოგადი ნიმუშებისამყაროს სტრუქტურები.

ნათ.: Fesenkov V.G., თანამედროვე. იდეები სამყაროს შესახებ, M.–L., 1949, ch. 4; Parenago P. P., Kurs ვარსკვლავური ასტრონომია, 3rd ed., M., 1954, §§ 36, 56; ზელმანოვი ა.ლ., არარელატივისტი. გრავიტაციული პარადოქსი და ზოგადი თეორიაფარდობითობა, "ფიზიკური და მათემატიკური მეცნიერებები" (სამეცნიერო ანგარიშები. უმაღლესი სკოლა), 1958, 2; საკუთარი, ფოტომეტრული. პარადოქსი, TSB, მე-2 გამოცემა, ტ. 45; საკუთარი, გრავიტაცია. პარადოქსი, ფიზიკა. ენციკლოპედიური. ლექსიკონი, ტ. 1; Ηaan G.I., თანამედროვეობის შესახებ. კოსმოლოგიის მდგომარეობა. მეცნიერებები, § 2, კრებულში: კოსმოგონიის კითხვები, ტ. 6, მ., 1958; კიპერ ა. მე, გრავიტაციის შესახებ. პარადოქსი, იქვე, ტ.8, მ., 1962. აგრეთვე იხ. ხელოვნებაში. კოსმოლოგია.

გ.ჰაანი. ტალინი.

ასტრონომიის გაკვეთილის მონახაზი
ამ თემაზე:
"სამყაროს სასრულობა და უსასრულობა - კოსმიური კოსმოლოგიის პარადოქსები"
რამ
ასტრონომია
Კლასი
1011 წ
საერთო ნაწილი
გაკვეთილის თემა
სამყაროს სასრულობა და უსასრულობა კოსმოსური კოსმოლოგიის პარადოქსები
გაკვეთილის მიზანი და ამოცანები
 მიზანი, როგორც გაკვეთილის საბოლოო შედეგის ფორმულირება: უნიკალური ობიექტის წარმოდგენა -
სამყარო მთლიანად, ისწავლეთ როგორ წყდება საკითხი სამყაროს სასრულობის ან უსასრულობის, სტრუქტურისა და მასშტაბის შესახებ
სამყარო კოსმოსური კოსმოლოგიის კონცეფციის შესახებ, დაკვირვების თავისებურებები, სამყაროს სტრუქტურისა და ევოლუციის შესწავლა, როგორც
მთლიანობაში, განიხილოს ტელესკოპის გარჩევადობის, გადიდებისა და დიაფრაგმის თანაფარდობის პოვნის პრობლემების გადაჭრა, დაახლოებით
ამასთან დაკავშირებული პარადოქსები თეორიული დებულებებიფარდობითობის ზოგადი თეორიის საფუძველი
სამყაროს კოსმოლოგიური მოდელების აგება.
 ამოცანები, როგორც გაკვეთილის მიზნის მიღწევის გზა:
საგანმანათლებლო: გააცნოს ასტრონომიის ცნებები, როგორც მეცნიერება და ასტრონომიის ძირითადი სექციები, ცოდნის ობიექტები.
ასტრონომია: კოსმოსური ობიექტები, პროცესები და მოვლენები; ასტრონომიული კვლევის მეთოდები და მათი თავისებურებები;
გაიმეორეთ კანონის ფორმულირება გრავიტაცია, დაიმახსოვრე რა ობიექტებისგან შედგება სამყარო;
განმარტეთ, როგორ ამტკიცებს მეცნიერება უნივერსალური მიზიდულობის კანონსა და სასრულობის ცნებებს შორის კავშირს და
სამყაროს უსასრულობა; ფოტომეტრული პარადოქსის წინააღმდეგობების შესწავლა; აუხსენით საჭიროება
ფარდობითობის ზოგადი თეორია სამყაროს მოდელის შესაქმნელად.
აღზრდა: ისტორიული როლიასტრონომია ადამიანის იდეის ჩამოყალიბებაში სამყაროს შესახებ და
სხვა მეცნიერებათა განვითარება, სტუდენტების მეცნიერული მსოფლმხედველობის ჩამოყალიბება ზოგიერთი ფილოსოფიური და გაცნობის პროცესში.
ზოგადი სამეცნიერო იდეები და ცნებები (მატერიალურობა, სამყაროს ერთიანობა და შემეცნება, სივრცე-დროითი
სამყაროს მასშტაბები და თვისებები, მოქმედების უნივერსალურობა ფიზიკური კანონებისამყაროში), კანონის დახმარებით
ჰაბლმა სტუდენტებთან ერთად გამოთვალოს მეტაგალაქტიკის რადიუსი და გაარკვიოს სამყარო ფართოვდება თუ იკუმშება;
პატრიოტული განათლება როლის შესავალში რუსული მეცნიერებადა ტექნოლოგია ასტრონომიის განვითარებაში და
ასტრონავტიკა. პოლიტექნიკური განათლება და შრომითი განათლებაპრაქტიკული ინფორმაციის წარდგენისას
ასტრონომიისა და ასტრონავტიკის გამოყენება.
განმავითარებელი: განვითარება შემეცნებითი ინტერესებისაგანს, დაკვირვებას, ლოგიკური აზროვნებამეშვეობით
ფაქტების სისტემატიზაცია, მსოფლმხედველობის ჩამოყალიბება, დასკვნების გამოტანის უნარი, მიღებული ცოდნის გამოყენება
ფენომენების ახსნა. იმის ჩვენება, რომ ადამიანური აზროვნება ყოველთვის მიისწრაფვის უცნობის ცოდნისკენ. უნარების ჩამოყალიბება

ინფორმაციის გაანალიზება, კლასიფიკაციის სქემების შედგენა.
 გაკვეთილისთვის საჭირო აღჭურვილობა, ასევე საჭირო დამატებითი მასალები: პრეზენტაცია, ილუსტრაციები,
მაგიდები და ა.შ.:
კომპიუტერი პროექტორით, ინტერაქტიული დაფა, დამატებითი მასალები: თანმხლები პრეზენტაცია
გაკვეთილის თემატური მასალა, ვიდეო რგოლები გაკვეთილისთვის;
ასტრონომიის სახელმძღვანელოების ნაკრები, დამატებითი ლიტერატურა;
ცხრილები: მეტაგალაქტიკა (ჩვენი სამყარო), სამყაროს ევოლუცია;
­ ბუშტისამყაროს გაფართოების ილუსტრირება;
სახელმძღვანელო სტუდენტებისთვის: გადამოწმების ტესტიამ თემაზე.
 გაკვეთილის სტრუქტურა (გაკვეთილის ეტაპების ამსახველი გეგმა):
ორგანიზაციული ეტაპი;
სამოტივაციო ეტაპი: აბზაცის დასაწყისი (პრობლემის გამოთქმა);
ახალი მასალის შესწავლის ეტაპი: სახელმძღვანელოში წარმოდგენილი მასალა + დამატებითი მასალადა ხედი
საგანმანათლებლო ვიდეოფილმი;
შესწავლილი მასალის კონსოლიდაცია;
რეფლექსია;
Საშინაო დავალება.
 გაკვეთილის ეტაპების შინაარსის გამჟღავნება:
სტუდენტების მომზადება კლასისთვის.
მარკ არყოფნის.
გაკვეთილების დროს.
ორგანიზაციული ეტაპი
ასტრონომია - ბედნიერი მეცნიერება: მას, ფრანგი მეცნიერის არაგოს სიტყვებით, დეკორაციები არ სჭირდება.
მისი მიღწევები იმდენად ამაღელვებელია, რომ მათზე ყურადღების მიქცევისთვის განსაკუთრებული ძალისხმევა არ არის საჭირო.
თუმცა, ცის მეცნიერება შედგება არა მხოლოდ საოცარი გამოცხადებებისა და თამამი თეორიებისგან. ამ მეცნიერებაში, როგორც ნებისმიერ სხვაში,
აქვს თავისი წინააღმდეგობები. მათ დღეს გავიცნობთ. გავიხსენოთ როგორ არის ჩამოყალიბებული უნივერსალური მიზიდულობის კანონი?
რა ობიექტებისგან შედგება სამყარო? (პასუხობს მოსწავლე).
მოსწავლეები მოწვეულნი არიან წაიკითხონ სამუილ მარშაკის ლექსი და გააანალიზონ მისი სტრიქონები.
ცოდნის განახლება

მხოლოდ ღამით ხედავ სამყაროს...
მხოლოდ ღამით ხედავ სამყაროს.
სიჩუმე და სიბნელეა საჭირო
ასე რომ, ეს საიდუმლო შეხვედრა,
სახეზე დაფარვის გარეშე მოვიდა.
კითხვები ლექსის გასაანალიზებლად:
რაზე ფიქრობდა ის, ვინც ამ სტრიქონებს წერდა? (რატომ ხედავ სამყაროს მხოლოდ ღამით? როგორ შეიძლება
სამყარო "სახე დაფაროს"?)
 დაასახელეთ სამყაროს სახის უკეთ დათვალიერების გზები
რა გიჩნდება თვალწინ ამ სტრიქონების წაკითხვისას?
გესმით მუსიკა, როდესაც კითხულობთ ამ სტრიქონებს? Რა მუსიკა?
რა სიტუაციაში გსურთ ამ სტრიქონების წაკითხვა?

მოტივაციური ეტაპი.
პრობლემის განცხადება (გვ. 126, გვ. 34)
„ასტრონომია სწავლობს არა მხოლოდ ცალკეულ ციურ სხეულებს და მათ ჯგუფებს: ვარსკვლავებს, პლანეტებს, ვარსკვლავთა გროვებს,
გალაქტიკები და მათი გროვები, მისი შესწავლის ობიექტია მთლიანი სამყარო. სწავლისას ციური სხეულებიჩვენ
ჩვენ შეგვიძლია შევადაროთ ისინი ერთმანეთს, მივყვეთ მათ ევოლუციას. სამყაროს შესწავლისას ამას ვერ გავაკეთებთ, რადგან
სამყარო უნიკალურია, ჩვენ არ შეგვიძლია შევხედოთ მას გარედან და შევადაროთ სხვა სამყაროს.
ახალი მასალის სწავლა.
ბიჭებო, დღეს ჩვენ ვმუშაობთ ჩვენი სახელმძღვანელოს 34-ე პუნქტთან.
რა არის დღევანდელი გაკვეთილის თემა? (სამყაროს სასრულობა და უსასრულობა პარადოქსებია კლასიკური კოსმოლოგია).
რა გამოწვევების წინაშე ვდგავართ დღეს? (გაეცანით როგორ არის დაკავშირებული უნივერსალური მიზიდულობის კანონი იდეებთან
სამყაროს სასრულობა და უსასრულობა, რა წინააღმდეგობებს ავლენს ფოტომეტრული პარადოქსი, რატომ არის ეს აუცილებელი
ფარდობითობის ზოგადი თეორიის მიზიდულობა სამყაროს მოდელის შესაქმნელად?)
ჩვენ ყურადღებით ვკითხულობთ აბზაცს, წაკითხვის შემდეგ შევავსებთ ცხრილებს:
(კითხვის დრო 15 წუთი, ამ დროს გამომავალი მდე ინტერაქტიული დაფაცარიელი ცხრილები შევსებისთვის).
შეადგინეთ თქვენი სამყარო თქვენი შეხედულებებისა და შემოთავაზებული თვისებების გამოყენებით
სამყაროს თვისებები
არგუმენტები
Რა თქმა უნდა
დაუსრულებელი
№
პ/პ
1.

2.
3.
შეზღუდული
სტატიკური
უსაზღვრო
არასტაციონარული
განსაზღვრეთ სამყაროს ძირითადი თვისებები
სასრული (შეზღუდულია ფიქსირებული ვარსკვლავების სფეროთი)
დაუსრულებელი
სამყარო
ნ.კოპერნიკი
თ.ბრაიჯი
გრავიტაციის კანონის მიხედვით
ი.ნიუტონი
ა.აინშტაინი
მთელი მატერია სამყაროში შეზღუდული დროის განმავლობაში
უნდა გადაიზარდოს ერთში დახურვის სისტემა.
სამყაროს მატერია გრავიტაციის გავლენის ქვეშ გროვდება
ზოგიერთ შეზღუდულ ტომში - "კუნძულები",
თანაბრად ავსებს სამყაროს.
ახალი მასალის შესწავლის ეტაპი:
ფილმის კლიპის ნახვა 100 უდიდესი აღმოჩენები: ასტრონომია (მე-5 სერია) ფარდობითობის ზოგადი თეორიის შესახებ და
სამყაროს გაფართოება. მასწავლებლის ამბის ახსნა მულტიმედიური პრეზენტაციის გამოყენებით (მასალაზე დაყრდნობით,
მითითებულია სახელმძღვანელოში, პუნქტი 34). უყურეთ ვიდეოს https://www.youtube.com/watch?v=k5vbxdbTpQ, წაიკითხეთ სტატია
ინტერნეტი: (გამოიყენება მობილური კომპიუტერული კლასი)
https://hinews.ru/science/konechnailibeskonechna
vselennaya.html
შევსებული ცხრილები, აბზაცის შესწავლის შემდეგ (მოსწავლის ხმა (დახრილი შრიფტით დაწერილი) მასწავლებელი ავსებს
კომპიუტერზე):
ახალი კონცეფცია
კოსმოლოგია
ფოტომეტრული
პარადოქსი
ცნების განმარტება, გამჟღავნება.
ასტრონომიის ფილიალი, რომელიც სწავლობს მთლიანი სამყაროს სტრუქტურას და განვითარებას (ევოლუციას). (ბერძნულიდან
კოსმოსი - სამყარო, სამყარო და ლოგოსი - დოქტრინა). განმარტავს გალაქტიკების განაწილებას და მათ მოძრაობას
(გაიქეცი).
წინააღმდეგობა სამყაროს სასრულობისა და უსასრულობის შესახებ ვარაუდებს შორის.
იგი ჩამოყალიბებულია როგორც კითხვა: რატომ არის ცა ბნელი ღამით? თუ სამყარო უსასრულოა, მაშინ
მასში უსასრულო რიცხვივარსკვლავები და თუ ვარსკვლავები მზეს ჰგავს, მაშინ ცის ნებისმიერი ნაწილი უნდა იყოს
იყოს მზესავით კაშკაშა, მაგრამ ეს ასე არ არის. თუ სამყარო სასრულია, მაშინ ის იქნებოდა
ვარსკვლავების სასრული რაოდენობა და ცა არც ისე კაშკაშა იქნებოდა. მაგრამ სასრულობის ვარაუდი
სამყარო ეწინააღმდეგება ვარსკვლავების ერთგვაროვან განაწილებას. გრავიტაციის თეორიის მიხედვით
ნიუტონ, შეზღუდულ სამყაროში ყველა ვარსკვლავი ადრე თუ გვიან ერთ ადგილას შეიკრიბებოდა, მაგრამ
ეს არ ხდება.

მოსწავლეები ასრულებენ მცირე შეტყობინებები"კოსმოლოგია" და ფოტომეტრული პარადოქსი".
მასწავლებელი (პრეზენტაცია სიცხადისთვის). მატერიის საშუალო სიმკვრივედან გამომდინარე, სამყარო ან უნდა
გაფართოება ან შეკუმშვა. სამყაროს გაფართოებასთან ერთად, გალაქტიკების რეცესიის სიჩქარე პროპორციული უნდა იყოს
მათთან მანძილი - დასკვნა, რომელიც დაადასტურა ე.ჰაბლმა გალაქტიკების სპექტრებში წითელ გადაადგილების აღმოჩენით. პერსონაჟი
მოძრაობა და სამყაროს გეომეტრია განისაზღვრება მატერიის სიმკვრივის კრიტიკული მნიშვნელობით: ρcr= , სადაც G არის გრავიტაცია
მუდმივი, H=75 km/s*Mpc – ჰაბლის მუდმივი.
სამყაროს მცირე მასშტაბზე, ნიუტონის გრავიტაციის თეორია გამოიყენება. განვიხილოთ შორეული გალაქტიკა
მანძილი R ჩვენგან (სლაიდი). მხოლოდ მატერია ამ რადიუსის სფეროს შიგნით ავლენს მიზიდულობას მის მოძრაობაზე. წონა
π 3. გალაქტიკა მოძრაობს ჰაბლის კანონის მიხედვით
მატერია R რადიუსისა და სიმკვრივის სფეროს შიგნით
სიჩქარე \u003d H * R. თუ ეს სიჩქარე წამზე ნაკლებისივრცე, მაშინ გალაქტიკის ამოღება ჩანაცვლდება მიახლოებით, ე.ი.
სამყაროს გაფართოება შეიცვლება შეკუმშვით. თუ მეტი ან ტოლია - სამყაროს გაფართოება შეუზღუდავია
პერსონაჟი.
, უდრის M= *(4/3)R
υ
ρ
ρ
უნივერსალური მიზიდულობის კანონის მიხედვით: სამყაროს მთელი მატერია შეზღუდული დროის განმავლობაში უნდა
გაიყვანეთ ერთად ერთ მჭიდრო სისტემაში. ზოგში თავმოყრილია სამყაროს მატერია გრავიტაციის გავლენის ქვეშ
შეზღუდული მოცულობები - "კუნძულები", თანაბრად ავსებს სამყაროს.
შესწავლილი მასალის კონსოლიდაცია:
ახლა ბიჭებო, მოდით გადავხედოთ ჩვენს ცხრილებს და დავალებებს გაკვეთილისთვის და ვუპასუხოთ, დასრულებულია თუ არა ყველა დავალება? (არა,
Ყველა არა. რჩება პასუხის გაცემა კითხვაზე - რატომ არის საჭირო კონსტრუქციისთვის ფარდობითობის ზოგადი თეორიის გამოყენება
სამყაროს მოდელები? რა არის ფოტომეტრული პარადოქსი? რა არის ფარდობითობის ზოგადი თეორია და
რა არის მისი მნიშვნელობა ასტრონომიისთვის?
პასუხი: ა. აინშტაინის ფარდობითობის ზოგადი თეორია აზოგადებს ნიუტონის გრავიტაციის თეორიას მასიური სხეულებისთვის და
მატერიის სიჩქარე, რომელიც შედარებულია სინათლის სიჩქარესთან, აწესებს გარკვეულ შეზღუდვებს გეომეტრიულზე
სივრცის თვისებები, რომელიც აღარ შეიძლება ჩაითვალოს ევკლიდესად. ა.აინშტაინის თეორიის მიხედვით დროს არ აქვს აბსოლუტური
ბუნება და მატერიის მოძრაობა და განაწილება სივრცეში არ შეიძლება განიხილებოდეს გეომეტრიული თვისებებისგან იზოლირებულად
სივრცე და დრო. ეს ცოდნა მომდევნო გაკვეთილზე დაგვჭირდება კოსმოლოგიური მოდელის ასაგებად
სამყარო.
ასახვა:
შეგიძლიათ მოიწვიოთ სტუდენტები, რომ შეაფასონ თავიანთი აქტივობები გაკვეთილზე ხუთსაფეხურიანი სკალით (სკალა გამოსახულია
ეკრანი):
1) გაკვეთილზე ვერაფერს მივაღწიე;
2) ყველაფერი ვერ გავიგე, დაფიქრება, მასალის დამოუკიდებლად შესწავლა მჭირდება;
3) ზოგადად ყველაფერი მესმოდა, მაგრამ გამიჭირდა;

4) ყველაფერი გავიგე, მაგრამ ყველაფრის ჩაწერა ვერ მოვახერხე;
5) ყველაფერი მესმოდა, ყველაფერი მოვახერხე.
პასუხი იწერება პატარა ფურცლებზე და გადაეცემა მასწავლებელს.
Საშინაო დავალება
§ 34, გადაჭრით სახელმძღვანელოს No33, გვერდი 131, კლასიკური კოსმოლოგიის პარადოქსის კიდევ 23 მაგალითი, გარდა
ფოტომეტრული პარადოქსი, სხვა წყაროების გამოყენებით.

დამატებითი მასალა

:
Პრობლემის გადაჭრა:
1. ჰაბლის მუდმივის პირველმა უხეშმა შეფასებებმა გამოიწვია არასწორი ღირებულება H = 530 კმ/(s×Mpc). რამდენი ხანი უნდა
სამყაროს გაფართოება ასეთი მნიშვნელობით უნდა დაიწყოს?
2. ჰაბლის მუდმივი მართლაც მუდმივია დროთა განმავლობაში? ვივარაუდოთ, რომ გალაქტიკების სიჩქარე ერთმანეთთან შედარებითია
მეგობარი არ შეიცვალოს, იპოვე რა იქნება H-ის ტოლი 6 მილიარდ წელიწადში. თანამედროვე მნიშვნელობა H აღებულია 75 კმ/(s×Mpc) ტოლი.
3. დავალება ნომერი 32 სახელმძღვანელოს გვერდი 130.
4. მატერიის საშუალო სიმკვრივე სამყაროში
= 3×1028 კგ/მ3. გამოთვალეთ კრიტიკული სიმკვრივის მნიშვნელობა
მატერია და შეადარე სამყაროს მატერიის საშუალო სიმკვრივეს. გააანალიზეთ შედეგი და
გაარკვიეთ სამყარო ფართოვდება თუ იკუმშება.
კითხვები:
1. განსაზღვრეთ თემის ისეთი ცნებები, როგორიცაა კოსმოლოგია, სამყარო, მეტაგალაქტიკა;
2. კოსმოლოგიური პრინციპის, ფოტომეტრული პარადოქსის, გრავიტაციული პარადოქსის შინაარსის დადგენა;
3. კავშირის დამყარება უნივერსალური მიზიდულობის კანონსა და სამყაროს სასრულობისა და უსასრულობის შესახებ იდეებს შორის;
4. აღწერეთ „ცხელი სამყაროს“ კოსმოლოგიური მოდელი.
5. როგორ კლასიფიცირდება გალაქტიკები?
6. ჩამოთვალეთ ჰაბლის კანონი. რა არის ჰაბლის მუდმივი?
7. ჩამოაყალიბეთ უნივერსალური მიზიდულობის კანონი. რა არის გრავიტაციული მუდმივი?
8. რა ერთეულებით იზომება მანძილი სამყაროს შორეულ ობიექტებამდე. რა კავშირია კომპიუტერს, კმ-ს და სვ.გ.-ს შორის?
დოპლერის ეფექტი - მიმღების მიერ ჩაწერილი ტალღების სიხშირისა და სიგრძის ცვლილება, მათი მოძრაობით გამოწვეული
წყაროს და/ან მიმღების მოძრაობა.

დოპლერის ეფექტისთვის ხმის ტალღები
დოპლერის ეფექტი მსუბუქი ტალღებისთვის
მაგალითი
შედეგები
დაკვირვებები

მანქანის მოძრაობა ჩართული სირენით
როცა მანქანა არ არის
მოძრაობს შედარებით
დამკვირვებელი, მერე ზუსტად ისმის ტონი
რომელიც გამოსცემს სირენას. მაგრამ თუ მანქანა არის
მიუახლოვდით დამკვირვებელს, შემდეგ ბგერების სიხშირეს
ტალღები გაიზრდება და დამკვირვებელი მოისმენს
უფრო მაღალი ტონი, ვიდრე რეალურად გამოსცემს si
ჭიები. და როცა მანქანა გადის და იქნება
უკვე შორდებიან და არ უახლოვდებიან, მერე დააკვირდებიან
ნაძვი უფრო დაბალ ტონს მოისმენს
(ან წითელი ცვლა)
შორეული გალაქტიკების მოძრაობა
აღმოჩენილია გალაქტიკებისთვის წითელი გადანაცვლება
ამერიკელი ასტრონომი W. Slifer 1912 წ.
1914 წელი; 1929 წელს ე.ჰაბლმა აღმოაჩინა, რომ წითელი გადანაცვლება
ამისთვის შორეული გალაქტიკებიუფრო მეტი ვიდრე ნათესავებისთვის და
იზრდება დაახლოებით პროპორციულად
მანძილი (კ. ს. კანონი ან ჰაბლის კანონი). AT
წითელი გადაადგილების შედეგად ხდება
შემომავალი ფოტონების ენერგიის შემცირება.
განსახილველი საკითხები:
1. შესაძლებელია თუ არა დოპლერის ეფექტის „მოსმენა“ და „დანახვა“? მიეცით მაგალითები.
2. რატომ არის შორეული გალაქტიკების სპექტრის ხაზები წითლად გადატანილი?
3. რატომ არის განსაზღვრული წითელი ცვლა დიდი რიცხვიგალაქტიკები იზრდება მანძილით ნაბიჯებით?
4. რატომ არის რამდენიმე ახლომდებარე გალაქტიკა ცისფერთვალება?
პასუხები:
1. აკუსტიკური დოპლერის ეფექტი შეიძლება მოისმინოს, როგორც პლატფორმაზე გავლის სასტვენის ხმის ტონის ცვლილება.
მატარებლები. ეფექტის „ხილვა“ შეგიძლიათ, სულ მცირე, აბანოში ან აუზში. პერიოდულად ჩაყარეთ თითი წყალში ისე, რომ ზედაპირზე
წარმოიქმნება ტალღები, გადაიტანეთ იგი თანაბრად ერთი მიმართულებით. ერთმანეთის მიყოლებით, ტალღების მწვერვალები მიმართულებით
თითის მოძრაობა გასქელდება, ანუ ტალღის სიგრძე ჩვეულებრივზე ნაკლები გახდება, უკანა მიმართულებით - მეტი.
2. ამ ფენომენს "მეტაგალაქტიკური წითელ გადანაცვლება" უწოდეს. იგი განმარტებულია პრინციპის მიხედვით
დოპლერი, როგორც გალაქტიკებს შორის საშუალო მანძილის ზრდა. ამის მიზეზი, თანამედროვე შეხედულებებით, არის
უზარმაზარი აფეთქება, რომელიც მოხდა 10-20 მილიარდი წლის წინ და გამოიწვია გალაქტიკების რეცესია.
3. ეს დაკვირვების ფაქტი ადასტურებს მეტაგალაქტიკის უჯრედულ სტრუქტურას.
4. ამ გალაქტიკების თავისებური სიჩქარეები მეტი სიჩქარეგალაქტიკების რეცესია.
ჩამოაყალიბეთ კითხვაზე პასუხი ფოტომეტრული და გრავიტაციული პარადოქსების შინაარსის განხილვის შემდეგ
(მუშაობა კეთდება ჯგუფურად; თითოეული ჯგუფი სწავლობს ერთ-ერთ პარადოქსს, შემდეგ ერთ-ერთ წარმომადგენელს
ჯგუფი იმეორებს მის არსს, ამოხსნას და ასევე პასუხობს დასმულ კითხვებს).
ფოტომეტრული პარადოქსი (დაწვრილებით ახსნა გერმანელმა მეცნიერი ჰაინრიხიოლბრესი 1826 წელს): გაუთავებელში

სამყარო, ვარსკვლავებით სავსე ქაოტური სახით, დედამიწიდან დამკვირვებელი მუდმივად უნდა დაბრკოლდეს და შეხედოს
ვარსკვლავის ზედაპირი (ობიექტის სიკაშკაშე არ არის დამოკიდებული მასთან დაშორებაზე). სინამდვილეში ეს ასე არ არის.
პარადოქსის ასახსნელად ოლბერსმა თქვა, რომ ვარსკვლავთშორის სივრცეში არის გაფანტული მატერია.
რომელიც შთანთქავს შორეული ვარსკვლავების შუქს.
განსახილველი საკითხები:
1. ახსენით ფოტომეტრული პარადოქსის ახსნის შეუძლებლობა
ბნელი მატერიის შთანთქმის არსებობა სამყაროში.
2. შესაძლებელია თუ არა პარადოქსის ახსნა წითელცვლის არსებობის საფუძველზე?
თუ ასეა, როგორ?
3. განმარტეთ საბჭოთა კოსმოლოგის ა.ლ.
ზელმანოვი, რომელიც ამტკიცებდა, რომ სამყაროს შეკუმშვა მოხდება მის გარეშე
მოწმეები.
პასუხები:
1.
მიუხედავად იმისა, რომ ერთი საუკუნის შემდეგ, ვარსკვლავთშორისი სინათლის შთანთქმა ნამდვილად არის
აღმოჩნდა, მან ვერ გადაჭრა ფოტომეტრიული პარადოქსი, ვინაიდან საკუთარ თავს
მტვრის ნაწილაკები უსაზღვრო და მარადიული სამყაროერთნაირად სავსე ვარსკვლავებით,
დათბებოდა ვარსკვლავური ზედაპირის ტემპერატურამდე და ვარსკვლავებივით ანათებდა.
ფოტომეტრული პარადოქსი არსებობს მხოლოდ ერთგვაროვან და
გაფართოებული სამყარო,
იზოტროპული სტატიკური სამყარო. Თეორიულად
შემუშავებული ალექსანდრე ფრიდმანისა და ედვინ ჰაბლის მიერ, ფოტომეტრული
პარადოქსი არ წარმოიქმნება წითელცვლის არსებობით. წითელცვლის შედეგად ხდება კლება
შემომავალი ფოტონების ენერგია.
2.
3. იისფერი ცვლის შედეგად ხდება შემომავალი ფოტონების ენერგიის მატება და შედეგად,
კაცობრიობის სითბური სიკვდილი.
გრავიტაციული პარადოქსი (1895 წელს ჩამოყალიბებული გერმანელი ასტრონომის ჰ. ზელიგერის მიერ): კანონის გამოყენება
ნიუტონი, უსასრულო სამყაროში, რომელიც ერთნაირად სავსეა მატერიით, შეუძლებელია ცალსახად გამოთვალოთ გრავიტაციული ძალა
მოცემული წერტილი. თუ იგი გამოითვლება m მასის მქონე წერტილზე მოქმედი ძალების შეჯამებით, რომლებიც იქმნება
ერთსა და იმავე წერტილზე ორიენტირებული კონცენტრირებული ფენები, მაშინ მიიღება ნული. თუ გამოთვლას განვახორციელებთ კონცენტრირებისთვის
ფენები ორიენტირებული სხვა წერტილზე, დისტანციურად r დაშორებით მოცემული ფენისგან, მაშინ გრავიტაციული ძალა იქნება თანაბარი სიძლიერე, რომლითაც
r რადიუსის ბურთი იზიდავს მის ზედაპირზე მდებარე წერტილს.
განსახილველი საკითხები:
1. რა წინააღმდეგობას ითვალისწინებს გრავიტაციული პარადოქსი?
2. თუ გრავიტაციული პარადოქსი ხდება, მაშინ მოქმედებს თუ არა უნივერსალური მიზიდულობის კანონი? ახსენი პასუხი.
3. გამოთქვით თქვენი აზრი პარადოქსის შესაძლო ორ გამოსავალზე.
რამდენიმე წინადადება პრობლემის გადასაჭრელად:

ნივთიერების საბოლოო მასა. ყველაზე ადვილია ვივარაუდოთ, რომ სამყაროში მხოლოდ სასრული რაოდენობაა.
სტვა. ეს ჰიპოთეზა განიხილა ისააკ ნიუტონმა რიჩარდ ბენტლისადმი მიწერილ წერილში. ანალიზმა აჩვენა, რომ ასეთი „ვარსკვლავური
თხრილი“ დროთა განმავლობაში, ვარსკვლავების ურთიერთგავლენის გავლენით, ან ერთიანდებიან ერთ სხეულში, ან იშლება გაუთავებელ სიცარიელეში.
თანამედროვე ინტერპრეტაცია. ნიუტონის გრავიტაციის თეორია, როგორც მე-20 საუკუნის დასაწყისში გაირკვა, არ გამოიყენება გამოთვლებისთვის.
და ძლიერი გრავიტაციული ველები. ფარდობითობის ზოგად თეორიაში გრავიტაციული პარადოქსი არ არსებობს, რადგან გრავიტაციული ძალა
ზოგად ფარდობითობაში დაძაბულობა არაევკლიდური გეომეტრიის ლოკალური შედეგია, ამიტომ ძალა ყოველთვის ცალსახად განსაზღვრული და სასრულია.
ამ თეორიას საფუძველი ჩაუყარა ა. აინშტაინმა 1916 წელს (სტატიკური სამყაროს განსაკუთრებული შემთხვევისთვის). Ზოგადად
კოსმოლოგიური გადაწყვეტილებები აღმოაჩინა ა.ა. ფრიდმენმა 1922 წელს, რომელმაც აჩვენა, რომ ერთგვაროვანი იზოტროპული სამყარო
უნდა იყოს არასტაციონარული.
არასტაციონარული სამყაროს (მეტაგალაქტიკის) თვისებები წინადადებაში არსებული ხარვეზების შევსებით (მომზადებული ტექსტი
თითოეულ მოსწავლეზე გაცემული სახელმძღვანელოს ტექსტთან მუშაობისას მოსწავლე ავსებს ხარვეზებს):
 არასტაციონარული სამყაროს მოდელი დაფუძნებულია შორეული გალაქტიკებისთვის წითელი გადაადგილების აღმოჩენაზე.
 მეტაგალაქტიკის გაფართოება: შორეული ობიექტების მოცილების სიჩქარე განისაზღვრება ჰაბლის კანონით:
, სადაც H=72
rH 
. ჰაბლის კანონის გამოყენება საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ მანძილი შორეულ ობიექტებამდე და მეტაგალაქტიკის ასაკი:
კმ

Mps
თან
,
ტ მ
რ


ჰ

13
910
1
ჰ
. გაფართოებული მეტაგალაქტიკის თეორია იძლევა ტემპერატურისა და სიმკვრივის ცვლილებების კანონებს:
წლები
თ

10

102,1
ტ

კ
,

5105,4

2
ტ
გ
3
სმ
, t – დრო გამოხატული წამებით.
 Ქიმიური შემადგენლობამეტაგალაქტიკები: წყალბადი დაახლოებით 75%, ჰელიუმი - დაახლოებით 25%.
 ანთროპოგენური პრინციპის შესრულება, რომლის მიხედვითაც მეტაგალაქტიკის ევოლუცია მიდის მიმართულებით
რაც იწვევს გონიერი არსებების გაჩენას.
ρ
მატერიის სიმკვრივე (
ეს დამოკიდებულება განისაზღვრება მნიშვნელობით კრიტიკული სიმკვრივე
 მეტაგალაქტიკის შემდგომი ქცევა განისაზღვრება მისი საშუალო სიმკვრივით: საშუალო სიდიდის მიხედვით
) გაფართოება შეიძლება მოხდეს განუსაზღვრელი დროით, ან დროთა განმავლობაში ის შეიცვლება შეკუმშვით.
. მეტაგალაქტიკის ქცევა მომავალში

3 2
ჰ
cr 
გ
8

გაურკვეველია ხელმისაწვდომობის გამო ბნელი მატერია, რომლის არსებობა ძნელად შესამჩნევია მისი გამოსხივებით და
მათ შორის მატერიის 95%-მდე - შავი ხვრელები, დაბალი მასის დაბალი სიკაშკაშის ვარსკვლავები, ნეიტრინოები და ა.შ.

4. შეიძლება იყოს სამყაროს უსასრულო გაფართოება?
5.რა ქიმიური ელემენტებიუმეტესობა სამყაროში და როდის ჩამოყალიბდა ისინი?

პასუხები:

„ცხელი სამყაროს“ მოდელი: წარსულში რადიაცია და მატერია ეფექტურად ურთიერთქმედებდნენ ერთმანეთთან,
მათ ჰქონდათ თერმოდინამიკური ურთიერთქმედება. მატერიისა და გამოსხივების ტემპერატურა იგივე და მაღალი იყო -
სამყარო იყო "ცხელი".
კითხვები ფრონტალური დისკუსიისთვის:
1. რატომ იფანტებიან გალაქტიკები, თუმცა იმ დროს, როცა Დიდი აფეთქებაჯერ არ არსებობდა?
2. რატომ არის სამყარო არასტაციონარული?
3. მოქმედებს თუ არა მეტაგალაქტიკის კოსმოლოგიური გაფართოება დედამიწასა და: ა) მთვარეს შორის მანძილს; ბ) ცენტრი
გალაქტიკები; გ) M31 გალაქტიკა ანდრომედას თანავარსკვლავედში; დ) გალაქტიკათა ადგილობრივი სუპერგროვის ცენტრი?
1. გალაქტიკები წარმოიქმნება მატერიის გაფართოებისგან და ინარჩუნებს იმპულსს.
2. სივრცეში მთავარი ძალა არის გრავიტაცია, რომელიც მიდრეკილია შეაგროვოს ყველა მატერია. ბალანსი მოქმედებაში
მარტო გრავიტაცია შეუძლებელია. ზომის მიხედვით საწყისი სიჩქარენივთიერება შეიძლება იყოს შეუზღუდავი
გაფართოება ან გაფართოება შენელებით
3. კოსმოლოგიური გაფართოება არ მოიცავს გრავიტაციულად შეკრულ სისტემებს ( მზის სისტემა, გალაქტიკა,
გალაქტიკათა გროვები). ამიტომ, ამ შემთხვევებში, კოსმოლოგიური გაფართოება არ ახდენს გავლენას დედამიწასა და დისტანციებზე
მითითებული ობიექტები.
4. თუ სამყაროს მატერიის საშუალო სიმკვრივე ნაკლებია კრიტიკულ სიმკვრივეზე pcr = 3  1027 კგ/მ3, მაშინ სამყარო
გაფართოვდება განუსაზღვრელი ვადით. თანამედროვე შეფასებებიხილული ნივთიერების საშუალო სიმკვრივე იძლევა მნიშვნელობას p = 3 1028
კგ/მ3. ფარული მასის აღრიცხვამ შეიძლება გაზარდოს ეს მნიშვნელობა. ამრიგად, სამყაროს მომავლის საკითხი ჯერ კიდევ არ არის გადაწყვეტილი.
5. მასის მიხედვით სამყარო შეიცავს ყველაზე მეტ წყალბადს (77,4%) და ჰელიუმს (20,8%). წყალბადი და ჰელიუმი წარმოიქმნება 5 წუთში
დიდი აფეთქების დაწყების შემდეგ.
ცხრილის სავარაუდო შინაარსი "სამყაროს ევოლუციის ეტაპები"
ეპოქები
დრო ეხლა
"დასაწყისით".
ევოლუციის ეტაპები
ტემპერატურა, K სიმკვრივე, გ/სმ3
პლანკოვსკაია
რელიქტური გრავიტონების დაბადება
?
?

ანდრონაია
10-მდე
5
რელატივისტური თეორიის გამოყენების ლიმიტი
გრავიტაცია
მუხტის ასიმეტრიის წარმოქმნა
ნუკლეონებისა და ანტინუკლეონების განადგურება
ლეპტონი
10
4
ექსპერიმენტულად შემოწმებული გამოყენების ლიმიტი
ფიზიკის კანონები
მეზონის განადგურება
რელიქტური ნეიტრინოს ფორმირება
რადიაცია
ნივთიერებები
10

3
10
10
2
10
10
6
9
10
10
ელექტრონების და პოზიტრონების განადგურება
პირველადი ჰელიუმის ფორმირება
CMB გამოყოფა
ვარსკვლავებისა და გალაქტიკების წარმოშობა
თანამედროვე ეპოქა
10
10
32
28
3*10
12
10
12
3*10
2*10
11
10
10
10
10
9
4*10
3
30
2,7
10
10
10
10
94
78
16
14
10
12
10
10
10
7
4
2
10
21
10
27
10
30

კოსმოლოგიური პარადოქსები

სირთულეები (წინააღმდეგობები), რომლებიც წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც ფიზიკის კანონები ვრცელდება მთელ სამყაროზე. კლასიკური კვანტური პარადოქსი არის ფოტომეტრული (ან სეზო-ოლბერსის პარადოქსი) და გრავიტაციული (სხვაგვარად, ზელიგერის პარადოქსი ან ნეიმან-ზელიგერი).

ბუნებრივია ვივარაუდოთ, რომ სამყაროს უსასრულო სივრცეში ყველგან არის ვარსკვლავები, რომლებიც ასხივებენ და მათი საშუალო სივრცე. სიმკვრივე (ვარსკვლავების რაოდენობა სივრცის მოცემულ მოცულობაში) ზოგადად არ არის ნულის ტოლი. თუმცა, ამ შემთხვევაში, ცის მთელი ზედაპირი კაშკაშა კაშკაშა უნდა იყოს, მაგალითად, მზის ზედაპირი; სინამდვილეში, ღამის ცის ზედაპირის სიკაშკაშე მილიონჯერ დაბალია. ვარაუდები ვარსკვლავთშორისი გარემოს მიერ სინათლის შთანთქმის შესახებ და ა.შ. არ გამორიცხავს ფოტომეტრულს. პარადოქსია და შეიძლება გააძლიეროს კიდეც.

მსგავს პირობებში წარმოიქმნება გრავიტაციული პარადოქსი. თუ უსასრულო სამყაროში ყველგან არის გრავიტაციული მასები და მათი საშუალო განაწილების სიმკვრივე არ მიისწრაფვის ნულამდე საკმარისად სწრაფად, როდესაც გადაადგილდება სივრცის უფრო დიდ რეგიონებში, მაშინ ამ მასებიდან ნიუტონის გრავიტაციულ პოტენციალს არ აქვს განმარტება. საბოლოო ღირებულება; აბს. ნიუტონის თეორიის საფუძველზე გამოთვლილი სხეულების მოძრაობის აჩქარებები შეიძლება მივიღოთ განუსაზღვრელად ან განუსაზღვრელად დიდი და ა.შ.

ამ პარადოქსების არსებობიდან ხშირად გამოდიოდა დასკვნები სამყაროში ჩვენთვის ცნობილი ფიზიკის კანონების გამოყენების მიტოვების აუცილებლობის შესახებ, ან თუნდაც სამყაროს უსასრულობის იდეის მიტოვების აუცილებლობის შესახებ. თუმცა, ორივე პარადოქსი შეიძლება დაიძლიოს თუნდაც კლასიკურ ჩარჩოებში. ფიზიკა, თუ მხოლოდ ჩვენ გავითვალისწინებთ უსასრულობის სპეციფიკას. სივრცის სასრული რეგიონისთვის მატერიის საშუალო სიმკვრივე, ნულის ტოლი, ნიშნავს სიცარიელეს, მატერიის არარსებობას. უსასრულო რეგიონისთვის ასეთი განაწილება შესაძლებელია, როდესაც საშუალო სიმკვრივე ზოგიერთ, თვითნებურად დიდ, მაგრამ სასრულ რეგიონში თვითნებურად დიდია (მაგრამ სასრული) და ამავე დროს მთელი უსასრულო სივრცისთვის ნულის ტოლია. ასეთი განაწილების სქემის იდეა წამოაყენეს ჯერ კიდევ მე-18 საუკუნეში.

ლამბერტმა და მათემატიკურად შეიმუშავა ჩარლიემ 1908–22 წლებში.

კლასიკოსებს შორის K. p. ასევე შეიძლება მივაწეროთ თერმოდინამიკურს. პარადოქსი - დასკვნა სამყაროს სითბური სიკვდილის გარდაუვალობის შესახებ (იხ. აგრეთვე ენტროპია).

ამ პარადოქსებს, რომლებიც წარმოიქმნება პრერელატივისტური იდეების ფარგლებში, ადგილი არა აქვს რელატივისტურ კოსმოლოგიაში. გრავიტაციული პარადოქსი მათემატიკასთან. t.sp., როგორც ჩანს, თავისი წარმოშობის დამსახურებაა ნიუტონის გრავიტაციის თეორიის ველის განტოლებების ბუნებით (მათი წრფივი და ელიფტიურობა). ფიზიკურთან ერთად ტ.სპ. ეს ნიშნავს, რომ ნიუტონის თეორია არ ითვალისწინებს გარკვეულ არსებებს. აინშტაინის თეორიით გამოვლენილი გრავიტაციული ველის მახასიათებლები (კერძოდ, ურთიერთქმედების გავრცელების სასრული სიჩქარე). ფოტომეტრული პარადოქსი, პრინციპში, უკვე დაძლეულია იმის გამო, რომ სამყარო, t.sp. ფარდობითობის თეორია არ შეიძლება იყოს სტატიკური - საკმარისად დიდი ზომის მისმა ყველა კომპონენტმა უნდა განიცადოს დეფორმაცია (იხ. Redshift). თერმოდინამიკის დაძლევაზე პარადოქსი, იხილეთ სამყაროს სითბური სიკვდილი.

C. p., უპირველეს ყოვლისა, ფიზიკური მნიშვნელოვანი განსაკუთრებული შემთხვევაა. პარადოქსები, მაგრამ ისინი, რა თქმა უნდა, ასევე თანდაყოლილია ლოგიკური ბუნებით. პარადოქსები, ვინაიდან ისინი წარმოიქმნება შენობების, განსჯებისა და დასკვნების გამოყენების შედეგად, კორესპონდენციაზე გამოყენების საზღვრები. მეცნიერების განვითარების სტადია ჯერ არ არის გასაგები. მოძრავი მატერიის თვისებები უსასრულოდ მრავალფეროვანია, მაგრამ მეცნიერების განვითარების თითოეულ მოცემულ ეტაპზე ჩვენ გამოვდივართ მხოლოდ იმ თვისებებიდან და ფენომენებიდან, რომლებიც უკვე ცნობილია. გარკვეული არსებების იგნორირება. თვისებები ცნობილი ფენომენები (მაგალითად, ურთიერთქმედების გავრცელების სასრული სიჩქარე გრავიტაციის ფენომენებში) ან ის ფენომენები, რომლებიც გამოვლენილია მხოლოდ დიდ მასშტაბებზე გადაადგილებისას (მაგალითად, გალაქტიკების „უკან დახევის“ ფენომენები), როგორც ჩანს გრავიტაციული ძალების მაგალითი. და ფოტომეტრული პარადოქსებს და ქმნის პარადოქსების გაჩენის წინაპირობებს. საბოლოო ანალიზში, კვანტური ფენომენის გაჩენის საფუძველი კოსმოლოგიის თვით ობიექტის, სამყაროს სპეციფიკაში უნდა ვეძებოთ. ის უსასრულოა სივრცე-დროში და, შესაბამისად, სამყაროს, როგორც მთლიანზე, რაიმე კანონის ან პირობის გამოყენებისას, უნდა გავითვალისწინოთ უსასრულობის წინააღმდეგობები, კერძოდ, აქსიომის დარღვევის შესაძლებლობა: „მთელი მეტია. [მისი სწორი] ნაწილი“ (იხ. აგრეთვე უსასრულობა, სამყარო, კოსმოლოგია, პარადოქსი).

კვანტური თეორიის მნიშვნელობა კოსმოლოგიისთვის უპირველეს ყოვლისა ევრისტიკულია. C. p. მნიშვნელოვნად ავიწროებს კოსმოლოგიური პრობლემების შესაძლო გადაწყვეტის წრეს. პრობლემები. არსებითად, უბრალო ფაქტიდანაც კი, რომ ღამით ბნელა, გამოდის, რომ სამყაროს თვითნებურად მოწყობა შეუძლებელია: სამყაროს სტრუქტურის ყველა შესაძლო სქემიდან მხოლოდ ის, რაც თავისუფალია ფოტომეტრიისგან და ა.შ. მხედველობაში მიიღება, რომ კოსმოლოგიის განვითარების პროცესში ზოგიერთი პარადოქსი დაძლეულია და სხვა ჩნდება; თითოეული მათგანის გადალახვა ნიშნავს წინ გადადგმულ ნაბიჯს სამყაროს სტრუქტურის ზოგადი ნიმუშების ცოდნაში.

ნათ.: Fesenkov V.G., თანამედროვე. იდეები სამყაროს შესახებ, M.–L., 1949, ch. 4; Parenago P. P., Course of ვარსკვლავური ასტრონომია, 3rd ed., M., 1954, §§ 36, 56; ზელმანოვი ა.ლ., არარელატივისტი. გრავიტაციული პარადოქსი და ფარდობითობის ზოგადი თეორია, „ფიზიკურ-მათემატიკური მეცნიერებები“ (უმაღლესი სკოლის სამეცნიერო მოხსენებები), 1958, 2; საკუთარი, ფოტომეტრული. პარადოქსი, TSB, მე-2 გამოცემა, ტ. 45; საკუთარი, გრავიტაცია. პარადოქსი, ფიზიკა. ენციკლოპედიური. ლექსიკონი, ტ. 1; Ηaan G.I., თანამედროვეობის შესახებ. კოსმოლოგიის მდგომარეობა. მეცნიერებები, § 2, კრებულში: კოსმოგონიის კითხვები, ტ. 6, მ., 1958; კიპერ ა. მე, გრავიტაციის შესახებ. პარადოქსი, იქვე, ტ.8, მ., 1962. აგრეთვე იხ. ხელოვნებაში. კოსმოლოგია.

გ.ჰაანი. ტალინი.

ფილოსოფიური ენციკლოპედია. 5 ტომად - მ. საბჭოთა ენციკლოპედია . რედაქტორი F.V. კონსტანტინოვი. 1960-1970 .

კოსმოლოგიური პარადოქსები, სირთულეები (წინააღმდეგობები), რომლებიც წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც ფიზიკის კანონები გამოიყენება მთლიან სამყაროზე ან მის საკმარისად დიდ ტერიტორიებზე. ჩვეულებრივ, ტერმინი „კოსმოლოგიური პარადოქსები“ აერთიანებს ფოტომეტრულ, თერმოდინამიკურ და გრავიტაციულ პარადოქსებს. პირველი კოსმოლოგიური პარადოქსი - ფოტომეტრული პარადოქსი (შეზო-ოლბერსის პარადოქსი) - დამოუკიდებლად განიხილეს შვეიცარიელმა ასტრონომმა ჯ. დე ჩეზომმა მე-18 საუკუნეში და გ. ოლბერსმა მე-19 საუკუნის დასაწყისში. მისი არსი მდგომარეობს იმაში, რომ მარადიული და უსასრულო სამყაროს დაშვება ეწინააღმდეგება ცის აშკარა სიკაშკაშეს. მარტივი მსჯელობა გვიჩვენებს, რომ ვარაუდი კოსმოსში ვარსკვლავების ერთგვაროვანი განაწილების შესახებ, ისევე როგორც მათი არსებობის უსასრულო დროის დაშვება, მივყავართ დასკვნამდე, რომ დამკვირვებლის მხრიდან თვითნებური მიმართულებით გამომავალი სხივი ადრე თუ გვიან "გავარდება". "რაღაც ვარსკვლავის ზედაპირი. ამ მსჯელობიდან გამომდინარეობს, რომ ცის ნებისმიერი ნაწილის სიკაშკაშე სიკაშკაშესთან ახლოს უნდა იყოს მზის ზედაპირი, რაც აშკარად ეწინააღმდეგება დაკვირვებებს. ამ პარადოქსის ახსნა არის ის, რომ ჰომოგენურ იზოტროპულ გაფართოებულ სამყაროში დამკვირვებელი იღებს გამოსხივებას ნაწილაკების ჰორიზონტზე არაუმეტეს დისტანციიდან, სპექტრის წითელ რეგიონში გადატანილი და გაფართოების დაწყების შემდეგ დაბადებული ობიექტებიდან. ამიტომ, თანამედროვე კოსმოლოგიაში, სეზო-ოლბერსის პარადოქსი არ არსებობს.

ერთ-ერთი ყველაზე განხილული თანამედროვე კოსმოლოგიაში არის თერმოდინამიკური პარადოქსი. ეს პარადოქსი დაკავშირებულია თერმოდინამიკის კანონების გამოყენებასთან კოსმოლოგიაში. თერმოდინამიკის მეორე კანონი ამბობს, რომ ნებისმიერ შემთხვევაში დახურული სისტემაუნდა გაიზარდოს ენტროპია, შემცირდეს სამყაროს სტრუქტურების რაოდენობა და მასში არსებული მატერია ერთგვაროვან მდგომარეობამდე მიიყვანოს. შემდეგ ჩნდება კითხვა: რატომ არის დაკვირვებული მდგომარეობა ასე განსხვავებული თერმოდინამიკის მეორე კანონის მიერ მოთხოვნილი მდგომარეობისგან. Ერთ - ერთი შესაძლო განმარტებები- ვარაუდი, რომ სამყაროს ჩვენი ნაწილი არის მერყეობა სრული სამყარო, რომელსაც აქვს დიდი ღირებულებაენტროპია. თანამედროვე კოსმოლოგიაში ეს თეორია განვითარდა რუსი ფიზიკოსი A. D. Linde (ე.წ. ქაოტური სამყაროს თეორია). ლინდას აზრით, ჩვენი სამყარო არის "დომენი" დიდი სამყარო, უფრო მეტიც მიზეზობრივიცალკეულ დომენებს შორის შეიძლება არ იყოს. ის, რომ ჩვენს დომენს აქვს დაკვირვებადი თვისებები, აიხსნება ანთროპული პრინციპით, რომელიც ყველაზე ელეგანტურად ჩამოაყალიბა რუსმა მეცნიერმა ა. გარკვეული ტიპის, ვინაიდან სხვა სახის პროცესები მიმდინარეობს მოწმეების გარეშე.

მესამე კოსმოლოგიური პარადოქსი არის გრავიტაციული პარადოქსი (ნეიმან-სელიგერის პარადოქსი); არის ის, რომ ნიუტონის კანონი უნივერსალური მიზიდულობის შესახებ, რომელიც გამოიყენება უსასრულო, ერთგვაროვანი და იზოტროპული სამყაროს მიმართ, არ იძლევა გონივრულ პასუხს საკითხზე შექმნილი გრავიტაციული ველის შესახებ. გაუთავებელი სისტემავტ. კოსმოლოგიურ სკალებზე პასუხს იძლევა ა.აინშტაინის თეორია, რომელშიც დახვეწილია უნივერსალური მიზიდულობის კანონი ძლიერი გრავიტაციული ველების შემთხვევაში.

განათებული იხილეთ ქ. კოსმოლოგია.

სამყაროს კოსმოლოგიური პარადოქსები

კოსმოლოგიური პარადოქსები- სირთულეები (წინააღმდეგობები), რომლებიც წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც ფიზიკის კანონები ვრცელდება მთელ სამყაროზე ან მის საკმარისად დიდ ტერიტორიებზე. მე-19 საუკუნის სამყაროს კლასიკური სურათი საკმაოდ დაუცველი აღმოჩნდა სამყაროს კოსმოლოგიის სფეროში, 3 პარადოქსის ახსნის საჭიროების გამო: ფოტომეტრული, თერმოდინამიკური და გრავიტაციული. მოწვეული ხართ ამ პარადოქსების ასახსნელად თანამედროვე მეცნიერების თვალსაზრისით.

ფოტომეტრული პარადოქსი (J. Shezo, 1744; G. Olbers, 1823) აეხსნა კითხვა "რატომ ბნელა ღამე?".
თუ სამყარო უსასრულოა, მაშინ მასში უთვალავი ვარსკვლავია. თან შედარებით ერთგვაროვანი განაწილებავარსკვლავები სივრცეში, მოცემულ მანძილზე ვარსკვლავების რაოდენობა იზრდება მათი მანძილის კვადრატის პროპორციულად. ვინაიდან ვარსკვლავის სიკაშკაშე მცირდება მასთან მანძილის კვადრატის პროპორციულად, ვარსკვლავების მთლიანი სინათლის შემცირება მათი მანძილის გამო ზუსტად უნდა იყოს კომპენსირებული ვარსკვლავების რაოდენობის ზრდით და ყველა ციური სფეროუნდა ანათებდეს თანაბრად და ნათლად. ამ წინააღმდეგობას რეალურად დაფიქსირებულთან ფოტომეტრული პარადოქსი ეწოდება.
პირველად ეს პარადოქსი მთლიანად ჩამოაყალიბა შვეიცარიელმა ასტრონომმა ჟან-ფილიპ ლუი დე ჩეზომმა (1718-1751) 1744 წელს, თუმცა მსგავსი აზრები ადრე გამოთქვეს სხვა მეცნიერებმა, კერძოდ, იოჰანეს კეპლერმა, ოტო ფონ გერიკემ და ედმუნდმა. ჰალი. ხანდახან ფოტომეტრულ პარადოქსს ოლბერსის პარადოქსს უწოდებენ, ასტრონომის სახელით, რომელმაც მე-19 საუკუნეში გაამახვილა ყურადღება.
ფოტომეტრული პარადოქსის სწორი ახსნა შემოგვთავაზა ცნობილმა ამერიკელი მწერალიედგარ პო კოსმოლოგიურ პოემაში „ევრიკა“ (1848); ამ ამოხსნის დეტალური მათემატიკური დამუშავება მისცა უილიამ ტომსონმა (ლორდ კელვინი) 1901 წელს. იგი ეფუძნება სამყაროს ასაკის სასრულობას. ვინაიდან (თანამედროვე მონაცემებით) 13 მილიარდ წელზე მეტი ხნის წინ სამყაროში არ არსებობდა გალაქტიკები და კვაზარები, ყველაზე შორეული ვარსკვლავები, რომლებსაც ჩვენ შეგვიძლია დავაკვირდეთ, განლაგებულია 13 მილიარდი სინათლის წლის მანძილზე. წლები. ეს გამორიცხავს ფოტომეტრული პარადოქსის მთავარ წინაპირობას - რომ ვარსკვლავები მდებარეობენ ჩვენგან ნებისმიერ, თვითნებურად დიდ მანძილზე. სამყარო, რომელიც დიდ დისტანციებზეა დაკვირვებული, იმდენად ახალგაზრდაა, რომ ვარსკვლავებს ჯერ კიდევ არ ჰქონდათ მასში ჩამოყალიბების დრო. გაითვალისწინეთ, რომ ეს სულაც არ ეწინააღმდეგება კოსმოლოგიურ პრინციპს, საიდანაც სამყაროს უსასრულობა გამომდინარეობს: სამყარო არ არის შეზღუდული, არამედ მხოლოდ ის ნაწილი, სადაც პირველ ვარსკვლავებს ჰქონდათ დრო დაბადებულიყვნენ იმ დროს, როდესაც სინათლე მოვიდა ჩვენთან.
ღამის ცის სიკაშკაშის შემცირებაში გარკვეული (მნიშვნელოვნად უფრო მცირე) წვლილი შეტანილია გალაქტიკების წითელ გადაადგილებასაც. მართლაც, შორეულ გალაქტიკებს აქვთ (1+ ზ) რადიაციის უფრო გრძელი ტალღის სიგრძე, ვიდრე გალაქტიკები ახლო მანძილზე. მაგრამ ტალღის სიგრძე დაკავშირებულია სინათლის ენერგიასთან ε= ფორმულით ჰკ/λ. მაშასადამე, ჩვენს მიერ შორეული გალაქტიკებიდან მიღებული ფოტონების ენერგია, (1+ ზ) ჯერ ნაკლები. გარდა ამისა, თუ წითელცვლის გალაქტიკიდან ზორი ფოტონი გაფრინდება დროის ინტერვალით δ ტ, მაშინ დედამიწაზე ამ ორი ფოტონის მიღებას შორის ინტერვალი იქნება (1+ ზ) ჯერ მეტი, შესაბამისად, მიღებული სინათლის ინტენსივობა რამდენჯერ ნაკლებია. შედეგად, ჩვენ ვიღებთ, რომ მთლიანი ენერგია, რომელიც ჩვენამდე მოდის შორეული გალაქტიკებიდან, (1+ ზ)²-ჯერ ნაკლები, ვიდრე ეს გალაქტიკა არ მოშორებოდა ჩვენგან კოსმოლოგიური გაფართოების გამო.

თერმოდინამიკური პარადოქსი (კლაუსიუსი, 1850) დაკავშირებულია თერმოდინამიკის მეორე კანონსა და სამყაროს მარადისობის ცნებას შორის წინააღმდეგობაში. თერმული პროცესების შეუქცევადობის მიხედვით, სამყაროს ყველა სხეული მიდრეკილია თერმული წონასწორობისკენ. თუ სამყარო უსასრულოდ არსებობს, მაშინ რატომ თერმული წონასწორობაბუნებაში ჯერ არ მომხდარა, მაგრამ თერმული პროცესებიჯერ კიდევ გრძელდება?

გრავიტაციული პარადოქსი

გონებრივად აირჩიე რადიუსის სფერო რ 0 ისე, რომ სფეროს შიგნით მატერიის განაწილებისას არაჰომოგენურობის უჯრედები უმნიშვნელოა და საშუალო სიმკვრივე უდრის სამყაროს საშუალო სიმკვრივეს r. დაე იყოს მასის სხეული სფეროს ზედაპირზე მმაგალითად, Galaxy. გაუსის თეორემის მიხედვით ცენტრალიზებულ სიმეტრიულ ველზე, მიზიდულობის ძალა ნივთიერების მასის მხრიდან. მსფეროს შიგნით ჩასმული, იმოქმედებს სხეულზე ისე, თითქოს მთელი მატერია კონცენტრირებული იყოს სფეროს ცენტრში მდებარე ერთ წერტილში. ამავდროულად, სამყაროს დანარჩენ მატერიას არანაირი წვლილი არ მიუძღვის ამ ძალაში.

გამოვხატოთ მასა მნიშვნელობით საშუალო სიმკვრივე r : . მოდით შემდეგ - აჩქარება თავისუფალი ვარდნასფეროს ცენტრამდე სხეული დამოკიდებულია მხოლოდ სფეროს რადიუსზე რ 0 . ვინაიდან სფეროს რადიუსი და სფეროს ცენტრის პოზიცია თვითნებურად არის არჩეული, არსებობს გაურკვევლობა საცდელ მასაზე ძალის მოქმედებაში. მდა მისი მოძრაობის მიმართულება.

(ნეიმან-სელიგერის პარადოქსი, სახელწოდებით გერმანელი მეცნიერები K. Neumann და H. Zeliger, 1895 წ.) დაფუძნებულია სამყაროს უსასრულობის, ჰომოგენურობისა და იზოტროპიის პოზიციებზე, აქვს ნაკლებად აშკარა ხასიათი და მდგომარეობს იმაში, რომ ნიუტონის კანონი უნივერსალური გრავიტაცია არ იძლევა რაიმე გონივრულ პასუხს მასების უსასრულო სისტემის მიერ შექმნილი გრავიტაციული ველის შესახებ (თუ არ აკეთებთ განსაკუთრებულ ვარაუდებს ბუნების შესახებ სივრცითი განაწილებაეს მასები). კოსმოლოგიურ მასშტაბებზე პასუხს გვაძლევს ა.აინშტაინის თეორია, რომელშიც დახვეწილია უნივერსალური მიზიდულობის კანონი ძალიან ძლიერი გრავიტაციული ველების შემთხვევაში.