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RESUMO DA AULA, CRIBS
Концепции современного естествознания. Теория относительности. Элементарные частицы. Горячая Вселенная. Происхождение Солнечной системы (конспект лекций)
Diretório / Notas de aula, folhas de dicas Índice (expandir) PALESTRA № 3. Teoria da relatividade. Partículas elementares. universo quente. Origem do sistema solar 1. A Teoria da Relatividade de Albert Einstein Antes de falar sobre a teoria da relatividade de Albert Einstein, você precisa estudar a experiência de outros físicos. Em 1881, um físico americano Michelson montar um experimento para esclarecer a participação do éter (um hipotético meio onipresente, que, de acordo com as idéias científicas dos séculos passados, foi creditado com o papel de portador de luz e interações eletromagnéticas em geral) no movimento dos corpos. Com a ajuda desse experimento, Michelson refutou a hipótese de um éter fixo que existia naquela época. O significado dessa hipótese era que quando a Terra se move através do éter, o chamado "vento de éter" pode ser observado. No entanto, a experiência de Michelson foi usada por Einstein apenas para confirmar sua teoria da relatividade. Einstein, ao criar a teoria, queria combinar a mecânica e a teoria do campo eletromagnético. Na mecânica clássica, foi formulado o princípio da relatividade física, segundo o qual todos os processos mecânicos em todos os sistemas inerciais ocorrem da mesma maneira. Einstein formulou o princípio físico generalizado da relatividade: todos os fenômenos físicos ocorrem da mesma maneira em relação a qualquer sistema inercial. De acordo com o princípio da constância da velocidade da luz e o princípio generalizado da relatividade, a relatividade é a simultaneidade de dois eventos ao referencial. Costumava-se pensar que a simultaneidade é um evento absoluto que não depende do observador. Mas em sua teoria da relatividade, Einstein provou que o tempo em um referencial em movimento passa muito mais lentamente em relação ao fluxo de tempo em um referencial estacionário. Quantidades físicas como extensão, tempo e massa perderam seu status absoluto na teoria da relatividade. Einstein, como uma quantidade que tem o status de uma constante, deixou apenas força (por exemplo, a força da gravidade). A teoria geral da relatividade contém uma interpretação geométrica do fenômeno da gravitação. Einstein argumentou que a força da gravidade do equivalente é igual à curvatura do espaço não-euclidiano. Ou seja, um objeto em movimento no espaço e preso no campo de gravidade altera a trajetória de seu movimento. Agora podemos concluir que na teoria da relatividade de Albert Einstein, espaço e tempo têm características físicas. E como possuem características físicas, portanto, fazem parte do mundo dos processos físicos, e a parte que forma toda a estrutura interna deste mundo, "que está ligado às leis do ser do mundo físico". 2. Partículas elementares. Origem do Universo De acordo com estudos realizados a partir de satélites, o espaço é permeado por radiação de micro-ondas. Essa radiação de micro-ondas é um "legado" de estágios anteriores do nosso universo. No início da década de 1930. sabia-se que a maioria das estrelas era feita de hélio. No entanto, permaneceu um mistério de onde vem o carbono. Na década de 1950 Astrofísico, escritor, administrador, dramaturgo inglês Fred Hoyle restaurou o curso das reações nas estrelas. Foram esses argumentos que permitiram a Hoyle, em 1953, prever o importante nível de energia do núcleo de carbono-12, e os experimentos dos físicos confirmaram sua previsão. Mais tarde físico americano William Fowler, tendo realizado experimentos apropriados, confirmou esta teoria. E só então foi preparada a base teórica adequada. Cientistas Ralph Alfer e Robert German a palavra bíblica "ilem" chamada de substância primária. Então, de acordo com Alfer e Herman, nosso Universo foi formado a partir dele. Essa substância primordial não passava de gás de nêutrons. Esses cientistas desenvolveram uma teoria segundo a qual núcleos pesados estavam ligados a nêutrons livres. Este processo terminou apenas quando os nêutrons livres acabaram. Hoyle, que não levou a sério a teoria de Alfer e Herman, chamou-a de "teoria do big bang" - ou seja, a teoria do grande algodão, mas na Rússia é mais conhecida como "teoria do Big Bang". Havia também uma teoria do universo frio. Seu autor, um físico, químico físico e astrofísico soviético, Yakov Borisovich Zel'dovich observou que os dados de radioastronomia não confirmavam a alta densidade e alta temperatura da radiação (que deveria estar com a versão da origem "quente" do Universo ). Zel'dovich chamou a substância inicial de gás de elétrons com uma mistura de neutrinos. Fases de desenvolvimento do Universo. O estágio inicial da existência do Universo é dividido em 4 eras: 1) a era dos hádrons; 2) a era dos léptons; 3) era do fóton; 4) a era da radiação. Durante a primeira era, a era dos hádrons, as partículas elementares foram divididas em hádrons e léptons. Os hádrons participaram de processos mais rápidos e os léptons - de processos mais lentos. Durante a segunda era, a era dos léptons, algumas das partículas estão desequilibradas com a radiação, e o Universo se torna transparente aos neutrinos do elétron. Durante o terceiro, fóton, era, os fótons começam a desempenhar o papel principal no desenvolvimento do Universo. No início desta era, o número de prótons e nêutrons era aproximadamente igual, mas depois eles começaram a se transformar. Durante a quarta era, a era da radiação, os prótons começam a capturar nêutrons; os núcleos de berílio e lítio são formados e a densidade do Universo diminui cerca de 5-6 vezes. Devido à diminuição da densidade do universo, os primeiros átomos começam a se formar. Após a quarta era (a era da radiação), outra era começou: a quinta era estelar. Durante a era estelar, começou o complexo processo de formação de protoestrelas e protogaláxias. 3. Universo "Quente" O fundador da teoria do Universo "quente" foi o físico americano Georgy Antonovich Gamov. Foi ele quem, em 1946, lançou as bases desta teoria e posteriormente a estudou. Como se sabe, de acordo com as leis da termodinâmica em altas densidades e temperaturas em uma substância aquecida, a radiação deve estar sempre em equilíbrio com ela. Gamow argumentou que, como resultado do processo de nucleossíntese, a radiação deveria permanecer até hoje. Apenas sua temperatura terá que "cair" devido à constante expansão. Por quase dez anos, Gamow consultou vários cientistas e desenvolveu fórmulas e esquemas. Como resultado de um trabalho meticuloso, A - B - G-theory apareceu pelos nomes de seus criadores: Alfer, Bethe, Gamow. O que a teoria do Universo "quente" deu? Ela deu as proporções necessárias de substâncias como hidrogênio e hélio no universo moderno. Elementos pesados nasceram, possivelmente, nas explosões de supernovas. Além disso, Gamow, em sua nota publicada em 1953, previu a radiação de fundo. A existência dessa radiação de fundo foi confirmada acidentalmente por cientistas americanos (futuros ganhadores do Prêmio Nobel): o radiofísico e astrofísico Arno Penzias e o radioastrônomo Robert Wilson. Eles estavam depurando a antena de chifre do novo radiotelescópio e não conseguiram se livrar da interferência. Só mais tarde perceberam que não se tratava de uma simples interferência, mas da radiação de fundo prevista por Gamow. A teoria do Universo "quente" teve uma influência tão poderosa na ciência que Hoyle, o autor da teoria do Universo eterno, admitiu o fracasso de sua teoria, embora mais tarde tenha tentado modernizá-la. 4. Origem do sistema solar A cosmogonia trata da questão da origem do nosso sistema solar. Uma das principais teorias da origem do sistema solar foi apresentada por Kant. Ele argumentou que o sistema solar foi formado a partir do caos. Disse ainda que todo o espaço mundial está repleto de uma certa matéria inerte, que está desordenada, mas “se esforça para se transformar em um espaço mais organizado através do desenvolvimento natural”. Kant também acreditava que Via Láctea para estrelas é o mesmo que o Zodíaco para o sistema solar. Como resultado da pesquisa e inúmeras observações, Kant apresentou sua estrutura do Universo: O universo nada mais é do que uma hierarquia de sistemas autogravitantes. Todos os sistemas, ele acreditava, deveriam ter uma estrutura semelhante. A teoria de Laplace. Laplace, com base nas ideias de Kant, criou sua própria teoria, que foi chamada de hipótese nebular de Kant-Laplace. A hipótese nebular de Kant não era conhecida por uma razão banal: a editora que imprimiu esta obra de Kant faliu, e seu depósito de livros em Koenigsberg foi lacrado. A teoria nebular de Kant-Laplace por muito tempo permaneceu a primeira hipótese rotacional sobre a origem do sistema solar. Essa teoria também tinha suas desvantagens: 1) não explicava o grande tamanho das órbitas dos planetas gigantes exteriores e a lentidão da rotação do Sol; 2) ela não respondeu à pergunta por que "o momento do número de planetas é quase vinte e nove vezes o momento do número do Sol, se o sistema solar é isolado". Havia também hipóteses catastróficas para a origem do sistema solar. Por exemplo, Jeans sugeriu que alguma outra estrela havia passado pelo nosso Sol nas proximidades e, como resultado, “saliências de maré” apareceram no Sol, que se transformaram em jatos gasosos, dos quais surgiram planetas mais tarde. Acadêmico Vasily Grigorievich Fesenkov Ele acreditava que os planetas foram formados como resultado de processos que ocorreram "dentro" do Sol. Como resultado de reações nucleares, massas foram ejetadas do Sol, das quais os planetas mais tarde se formaram. Essas emissões foram consistentes com os cálculos de George Darwin (filho de Charles Darwin) e AM Lyapunov. Autor: Filin S.P. << Voltar: Conhecimento e Cognição (Conhecimento científico e seus critérios. Cognição. Métodos de conhecimento. Meios de conhecimento científico) >> Encaminhar: Galáxias. Variedade de galáxias. "Cadáveres" de estrelas: anãs brancas, estrelas de nêutrons, buracos negros
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