Космология
Научное исследование происхождения, эволюции и дальнейшей судьбы Вселенной.

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

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

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

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

Дисциплины

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

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

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

Открытия

Физическая космология

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

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

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

Part of a series on
Physical cosmology
Full-sky image derived from nine years' WMAP data
Early universe
Backgrounds
Expansion · Future
Components · Structure
Components
Structure
Experiments
Scientists
Subject history

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

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

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

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

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

Религиозная или мифологическая космология

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

  • Типы мифов о сотворении мира, основанные на схожих мотивах:
    • Творение ex nihilo , при котором творение происходит посредством мысли, слова, сна или телесных выделений божественного существа.
    • Создание земного водолаза , в котором водолаз, обычно птица или земноводное, посланное создателем, погружается на морское дно через первозданный океан , чтобы поднять песок или ил, которые развиваются в земной мир.
    • Мифы о возникновении, в которых прародители проходят через ряд миров и метаморфоз, пока не достигают нынешнего мира.
    • Создание путем расчленения изначального существа.
    • Создание посредством разделения или упорядочения изначального единства, например, разбивание космического яйца или наведение порядка из хаоса . [27]

Философия

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

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

  • Каково происхождение вселенной? Какова ее первопричина (если таковая имеется)? Необходимо ли ее существование? (см. монизм , пантеизм , эманизм и креационизм )
  • Каковы основные материальные компоненты Вселенной? (см. механизм , динамизм , гилеморфизм , атомизм )
  • Какова конечная причина (если таковая имеется) существования вселенной? Имеет ли космос цель? (см. телеология )
  • Играет ли существование сознания роль в существовании реальности? Откуда мы знаем, что мы знаем о совокупности космоса? Раскрывают ли космологические рассуждения метафизические истины? (см. эпистемология )

Исторические космологии

ИмяАвтор и датаКлассификацияЗамечания
индуистская космологияРигведа ( ок.  1700–1100 гг . до н.э. )Циклический или колебательный, бесконечный во времениПервичная материя остается проявленной в течение 311,04 триллиона лет и непроявленной в течение такого же периода времени. Вселенная остается проявленной в течение 4,32 миллиарда лет и непроявленной в течение такого же периода времени. Бесчисленные вселенные существуют одновременно. Эти циклы были и будут длиться вечно, движимые желаниями.
Зороастрийская космологияАвеста ( ок.  1500–600 гг. до н.э.)Дуалистическая космологияСогласно зороастрийской космологии, вселенная является проявлением вечного конфликта между Бытием и небытием, Добром и злом, светом и тьмой. Вселенная будет оставаться в этом состоянии в течение 12000 лет; во время воскрешения эти два элемента снова будут разделены.
Джайнская космологияДжайнские агамы (написаны около 500 г. н. э. в соответствии с учением Махавиры 599–527 гг. до н. э.)Циклический или колеблющийся, вечный и конечныйДжайнская космология рассматривает локу , или вселенную, как несотворенную сущность, существующую с бесконечности, форма вселенной похожа на человека, стоящего с расставленными ногами и руками, лежащими на талии. Эта вселенная, согласно джайнизму , широкая вверху, узкая в середине и снова становится широкой внизу.
Вавилонская космологияВавилонская литература ( ок.  2300–500 гг. до н.э.)Плоская Земля, плавающая в бесконечных «водах хаоса»Земля и Небеса образуют единое целое в бесконечных «водах хаоса»; Земля плоская и круглая, а сплошной купол («твердь») защищает ее от внешнего «хаоса» — океана.
Элеатская космологияПарменид ( ок.  515 г. до н.э. )Конечный и сферический по протяженностиВселенная неизменна, однородна, совершенна, необходима, вечна, не порождена и не тленна. Пустота невозможна. Множественность и изменение являются продуктами эпистемического невежества, выведенного из чувственного опыта. Временные и пространственные ограничения произвольны и относительны к парменидовскому целому.
Санкхья Космическая ЭволюцияКапила (VI в. до н.э.), ученик АсуриСвязь Пракрити (Материи) и Пуруши (Сознания)Пракрити (Материя) является источником мира становления. Это чистая потенциальность, которая последовательно развивается в двадцать четыре таттвы или принципа. Сама эволюция возможна, потому что Пракрити всегда находится в состоянии напряжения среди своих составляющих нитей, известных как гуны ( Саттва (легкость или чистота), Раджас (страсть или активность) и Тамас (инерция или тяжесть)). Теория причины и следствия Санкхьи называется Саткаарья-ваада (теория существующих причин) и утверждает, что ничто на самом деле не может быть создано из ничего или разрушено в ничто — вся эволюция является просто трансформацией первичной Природы из одной формы в другую. [ требуется цитата ]
Библейская космологияПовествование о сотворении мира в Книге БытияЗемля плавает в бесконечных «водах хаоса»Земля и Небеса образуют единое целое внутри бесконечных «вод хаоса»; « твердь » удерживает внешний «хаос»-океан.
Модель АнаксимандраАнаксимандр ( ок.  560 г. до н.э. )Геоцентрическая , цилиндрическая Земля, бесконечная по протяженности, конечная по времени; первая чисто механическая модельЗемля плавает очень неподвижно в центре бесконечности, ничем не поддерживаемая. [32] В начале, после разделения тепла и холода, появился шар пламени, который окружил Землю, как кора на дереве. Этот шар распался, чтобы сформировать остальную часть Вселенной. Он напоминал систему полых концентрических колес, наполненных огнем, с ободами, пронизанными отверстиями, как у флейты; никаких небесных тел как таковых, только свет через отверстия. Три колеса, в порядке от Земли: звезды (включая планеты ), Луна и большое Солнце. [33]
Вселенная атомистаАнаксагор (500–428 до н.э.), а затем Эпикур.Бесконечный по протяженностиВселенная содержит только две вещи: бесконечное число крошечных семян ( атомов ) и пустоту бесконечной протяженности. Все атомы состоят из одного и того же вещества, но различаются по размеру и форме. Объекты образуются из атомных скоплений и распадаются обратно на атомы. Включает принцип причинности Левкиппа : «ничто не происходит случайно; все происходит из причины и необходимости». Вселенная не управлялась богами . [ требуется цитата ]
пифагорейская вселеннаяФилолай (ум. 390 г. до н.э.)Существование «Центрального Огня» в центре Вселенной.В центре Вселенной находится центральный огонь, вокруг которого равномерно вращаются Земля, Солнце, Луна и планеты . Солнце совершает оборот вокруг центрального огня один раз в год, звезды неподвижны. Земля в своем движении сохраняет ту же скрытую сторону к центральному огню, поэтому ее никогда не видно. Первая известная негеоцентрическая модель Вселенной. [34]
Де МундоПсевдо-Аристотель (ум. 250 г. до н.э. или между 350 и 200 гг. до н.э.)Вселенная — это система, состоящая из неба и Земли, а также содержащихся в них элементов.Существует «пять элементов, расположенных в сферах в пяти областях, причем меньший из них окружен большим, а именно: земля окружена водой, вода – воздухом, воздух – огнем, а огонь – эфиром, – которые составляют всю Вселенную» [35] .
Стоическая вселеннаяСтоики (300 г. до н.э. – 200 г. н.э.)Островная вселеннаяКосмос конечен и окружен бесконечной пустотой . Он находится в состоянии потока, пульсирует в размерах и претерпевает периодические потрясения и пожары.
Платоновская вселеннаяПлатон ( ок.  360 г. до н.э. )Геоцентрический , сложная космогония , конечная протяженность, подразумеваемое конечное время, циклическийСтатичная Земля в центре, окруженная небесными телами, которые движутся по идеальным кругам , расположенными по воле Демиурга [ 36] в следующем порядке: Луна, Солнце, планеты и неподвижные звезды . [37] [38] Сложные движения повторяются каждый «совершенный» год . [39]
Модель ЕвдоксаЕвдокс Книдский ( ок.  340 г. до н. э. ), а позже КаллиппГеоцентрическая , первая геометро-математическая модельНебесные тела движутся так, как будто прикреплены к нескольким концентрическим, невидимым сферам с центром на Земле , каждая из которых вращается вокруг своей собственной и другой оси и с разной скоростью. [40] Существует двадцать семь гомоцентрических сфер, каждая из которых объясняет тип наблюдаемого движения для каждого небесного объекта. Евдокс подчеркивал, что это чисто математическая конструкция модели в том смысле, что сферы каждого небесного тела не существуют, она просто показывает возможные положения тел. [41]
Аристотелевская вселеннаяАристотель (384–322 до н.э.)Геоцентрический (основанный на модели Евдокса), статический, устойчивое состояние, конечная протяженность, бесконечное времяСтатичная и сферическая Земля окружена 43-55 концентрическими небесными сферами , которые являются материальными и кристаллическими. [42] Вселенная существует неизменной на протяжении вечности. Содержит пятый элемент, называемый эфиром , который был добавлен к четырем классическим элементам . [43]
Аристархеева вселеннаяАристарх ( ок.  280 г. до н.э. )ГелиоцентрическийЗемля ежедневно вращается вокруг своей оси и ежегодно вращается вокруг Солнца по круговой орбите. Сфера неподвижных звезд центрирована вокруг Солнца. [44]
Птолемеевская модельПтолемей (II в. н.э.)Геоцентрический (основанный на Аристотелевской Вселенной)Вселенная вращается вокруг неподвижной Земли. Планеты движутся по круговым эпициклам , каждый из которых имеет центр, движущийся по большей круговой орбите (называемой эксцентрической или деферентной) вокруг центральной точки вблизи Земли. Использование эквантов добавило еще один уровень сложности и позволило астрономам предсказывать положения планет. Самая успешная модель вселенной всех времен, использующая критерий долговечности. Альмагест ( Великая система).
Модель КапеллыМарциан Капелла ( ок.  420 г. )Геоцентрический и гелиоцентрическийЗемля покоится в центре Вселенной и вращается вокруг Луны, Солнца, трех планет и звезд, в то время как Меркурий и Венера вращаются вокруг Солнца. [45]
Модель АриабхатанаАрьябхата (499)Геоцентрический или гелиоцентрическийЗемля вращается , а планеты движутся по эллиптическим орбитам вокруг Земли или Солнца; неясно, является ли модель геоцентрической или гелиоцентрической, поскольку планетарные орбиты даны относительно как Земли, так и Солнца.
Кораническая космологияКоран (610–632 гг. н.э.)плоская земляВселенная состоит из наложенных друг на друга плоских слоев, включая семь уровней небес и, в некоторых интерпретациях, семь уровней земли (включая ад).
Средневековая вселеннаяСредневековые философы (500–1200)Конечное во времениВселенная, которая конечна во времени и имеет начало, предложена христианским философом Иоанном Филопоном , который выступает против древнегреческого понятия бесконечного прошлого. Логические аргументы в поддержку конечной вселенной разрабатываются ранним мусульманским философом Аль-Кинди , еврейским философом Саадией Гаоном и мусульманским теологом Аль-Газали .
Непараллельная МультивселеннаяБхагавата Пурана (800–1000)Мультивселенная , непараллельнаяБесчисленные вселенные сопоставимы с теорией мультивселенной , за исключением непараллельности, где каждая вселенная отличается, и индивидуальные джива-атмы (воплощенные души) существуют только в одной вселенной в одно и то же время. Все вселенные проявляются из одной и той же материи, и поэтому все они следуют параллельным временным циклам, проявляясь и не проявляясь в одно и то же время. [46]
Мультиверсальная космологияФахр ад-Дин ар-Рази (1149–1209)Мультивселенная , множественные миры и вселенныеЗа пределами известного мира существует бесконечное внешнее пространство, и Бог обладает силой заполнить этот вакуум бесконечным числом вселенных.
Модели МарагиШкола Мараги (1259–1528)ГеоцентрическийРазличные модификации модели Птолемея и аристотелевской вселенной, включая отказ от эквантов и эксцентриков в обсерватории Мараге , а также введение пары Туси Аль -Туси . Позднее были предложены альтернативные модели, включая первую точную лунную модель Ибн аль-Шатира , модель, отвергающую неподвижную Землю в пользу вращения Земли Али Кушчу , и планетарная модель, включающая «круговую инерцию » Аль-Бирджанди .
модель НилакантанаНилаканта Сомаяджи (1444–1544)Геоцентрический и гелиоцентрическийВселенная, в которой планеты вращаются вокруг Солнца, которое вращается вокруг Земли; похоже на более позднюю систему Тихона .
Вселенная КоперникаНиколай Коперник (1473–1543)Гелиоцентрическая с круговыми планетарными орбитами, конечная протяженностьВпервые описано в De revolutionibus orbium coelestium . Солнце находится в центре Вселенной, планеты, включая Землю, вращаются вокруг Солнца, но Луна вращается вокруг Земли. Вселенная ограничена сферой неподвижных звезд .
Тихоническая системаТихо Браге (1546–1601)Геоцентрический и гелиоцентрическийВселенная, в которой планеты вращаются вокруг Солнца, а Солнце вращается вокруг Земли, что похоже на более раннюю модель Нилакантана .
космология БруноДжордано Бруно (1548–1600)Бесконечная протяженность, бесконечное время, однородный, изотропный, неиерархическийОтвергает идею иерархической вселенной. Земля и Солнце не имеют особых свойств по сравнению с другими небесными телами. Пустота между звездами заполнена эфиром , а материя состоит из тех же четырех элементов (вода, земля, огонь и воздух), и является атомистической, анимистической и разумной.
Де МагнетеУильям Гилберт (1544–1603)Гелиоцентрическая, бесконечно протяженнаяГелиоцентризм Коперника , однако он отвергает идею предельной сферы неподвижных звезд , для которой не было представлено никаких доказательств. [47]
КеплеровскийИоганн Кеплер (1571–1630)Гелиоцентрическая с эллиптическими планетарными орбитамиОткрытия Кеплера, объединившие математику и физику, легли в основу современной концепции Солнечной системы , однако далекие звезды по-прежнему рассматривались как объекты на тонкой неподвижной небесной сфере.
Статический НьютоновскийИсаак Ньютон (1642–1727)Статичный (развивающийся), устойчивый, бесконечныйКаждая частица во вселенной притягивает каждую другую частицу. Материя в больших масштабах распределена равномерно. Гравитационно сбалансирована, но нестабильна.
Декартов Вихревой мирРене Декарт 17 векСтатичный (развивающийся), устойчивый, бесконечныйСистема огромных закрученных водоворотов эфирной или тонкой материи производит гравитационные эффекты. Но его вакуум не был пустым; все пространство было заполнено материей.
Иерархическая вселеннаяИммануил Кант , Иоганн Ламберт 18 векСтатичный (развивающийся), устойчивый, бесконечныйМатерия группируется на все более крупных масштабах иерархии. Материя бесконечно перерабатывается.
Вселенная Эйнштейна с космологической постояннойАльберт Эйнштейн 1917Статичный (номинально). Ограниченный (конечный)«Материя без движения». Содержит равномерно распределенную материю. Равномерно искривленное сферическое пространство; основано на гиперсфере Римана . Кривизна установлена ​​равной Λ. По сути, Λ эквивалентна отталкивающей силе, которая противодействует гравитации. Нестабильно.
Вселенная Де СиттераВиллем де Ситтер 1917Расширение плоского пространства .

Устойчивое состояние. Λ > 0

«Движение без материи». Только кажущаяся статика. Основано на общей теории относительности Эйнштейна . Пространство расширяется с постоянным ускорением . Масштабный фактор увеличивается экспоненциально (постоянная инфляция ).
Вселенная МакмилланаУильям Дункан Макмиллан 1920-е гг.Статическое и устойчивое состояниеНовая материя создается из излучения ; звездный свет постоянно перерабатывается в новые частицы материи.
Вселенная Фридмана , сферическое пространствоАлександр Фридман 1922Сферическое расширяющееся пространство. k = +1; нет ΛПоложительная кривизна. Константа кривизны k = +1

Расширяется , а затем снова сжимается . Пространственно замкнут (конечен).

Вселенная Фридмана , гиперболическое пространствоАлександр Фридман 1924Гиперболическое расширяющееся пространство. k = −1; нет ΛОтрицательная кривизна . Говорят, что она бесконечна (но неоднозначно). Неограниченная. Расширяется вечно.
Гипотеза больших чисел ДиракаПоль Дирак 1930-е годыРасширяющийсяТребует большого изменения G , которое уменьшается со временем. Гравитация ослабевает по мере эволюции вселенной.
Фридман нулевой кривизныЭйнштейн и Де Ситтер 1932Расширение плоского пространства

k = 0 ; Λ = 0 Критическая плотность

Константа кривизны k = 0. Говорят, что она бесконечна (но неоднозначно). «Безграничный космос ограниченных размеров». Расширяется вечно. «Простейшая» из всех известных вселенных. Названа в честь Фридмана, но не рассматривалась им. Имеет замедление q = 1/2, что означает, что скорость ее расширения замедляется.
Первоначальный Большой взрыв (Фридман-Леметр)Жорж Леметр 1927–1929Расширение

Λ > 0 ; Λ > |Гравитация|

Λ положительна и имеет величину, превышающую гравитацию. Вселенная имеет начальное состояние высокой плотности («первичный атом»). За которым следует двухэтапное расширение. Λ используется для дестабилизации Вселенной. (Леметр считается отцом модели Большого взрыва.)
Осциллирующая вселенная (Фридман-Эйнштейн)Предпочтение Фридману 1920-х гг.Расширение и сжатие в циклахВремя бесконечно и не имеет начала; таким образом избегается парадокс начала времени. Вечные циклы Большого взрыва, за которым следует Большое сжатие. (Первый выбор Эйнштейна после того, как он отверг свою модель 1917 года.)
вселенная ЭддингтонаАртур Эддингтон 1930Сначала статичен, затем расширяетсяСтатическая вселенная Эйнштейна 1917 года с ее нестабильностью, нарушенной в режиме расширения; с неумолимым разбавлением материи становится вселенной Де Ситтера. Λ доминирует над гравитацией.
Вселенная Милна кинематической теории относительностиЭдвард Милн 1933, 1935;

Уильям Х. МакКри, 1930-е гг.

Кинематическое расширение без расширения пространстваОтвергает общую теорию относительности и парадигму расширяющегося пространства. Гравитация не включена в качестве начального предположения. Подчиняется космологическому принципу и специальной теории относительности ; состоит из конечного сферического облака частиц (или галактик), которое расширяется в бесконечном и в остальном пустом плоском пространстве. Имеет центр и космический край (поверхность облака частиц), который расширяется со скоростью света. Объяснение гравитации было сложным и неубедительным.
Класс моделей Фридмана–Лемэтра–Робертсона–УокераГовард Робертсон , Артур Уокер 1935Равномерно расширяющийсяКласс вселенных, которые являются однородными и изотропными. Пространство-время разделяется на равномерно искривленное пространство и космическое время, общее для всех сопутствующих наблюдателей. Система формулировок теперь известна как FLRW или метрики Робертсона-Уокера космического времени и искривленного пространства.
Устойчивое состояниеГерман Бонди , Томас Голд 1948Расширяющийся, устойчивый, бесконечныйСкорость создания материи поддерживает постоянную плотность. Непрерывное создание из ничего и ниоткуда. Экспоненциальное расширение. Член замедления q = −1.
Устойчивое состояниеФред Хойл 1948Расширяющееся, устойчивое состояние; но нестабильноеСкорость создания материи поддерживает постоянную плотность. Но поскольку скорость создания материи должна быть точно сбалансирована со скоростью расширения пространства, система нестабильна.
АмбиплазмаХаннес Альфвен 1965 Оскар КляйнЯчеистая вселенная, расширяющаяся посредством аннигиляции материи и антиматерииНа основе концепции плазменной космологии . Вселенная рассматривается как «метагалактики», разделенные двойными слоями и, таким образом, имеющие пузыреобразную природу. Другие вселенные формируются из других пузырей. Продолжающиеся аннигиляции космической материи и антиматерии удерживают пузыри разделенными и раздвигающимися, не давая им взаимодействовать.
Теория Бранса–ДиккеКарл Х. Бранс , Роберт Х. ДикеРасширяющийсяНа основе принципа Маха . G меняется со временем по мере расширения Вселенной. «Но никто не уверен, что на самом деле означает принцип Маха». [ требуется цитата ]
Космическая инфляцияАлан Гут 1980Большой взрыв модифицирован для решения проблем горизонта и плоскостиНа основе концепции горячей инфляции. Вселенная рассматривается как множественный квантовый поток – отсюда ее пузыреобразная природа. Другие вселенные формируются из других пузырей. Продолжающееся космическое расширение удерживало пузыри разделенными и раздвигающимися.
Вечная инфляция (модель множественной вселенной)Андрей Линде 1983Большой взрыв с космической инфляциейМультивселенная основана на концепции холодной инфляции, в которой инфляционные события происходят случайным образом, каждое с независимыми начальными условиями; некоторые расширяются в пузырьковые вселенные, предположительно, как весь космос. Пузыри зарождаются в пене пространства-времени .
Циклическая модельПол Стейнхардт ; Нил Турок, 2002 г.Расширение и сжатие в циклах; М-теорияДве параллельные плоскости орбифолда или М-браны периодически сталкиваются в пространстве более высокого измерения. С квинтэссенцией или темной энергией .
Циклическая модельЛаурис Баум; Пол Фрэмптон, 2007 г.Решение проблемы энтропии ТолменаФантомная темная энергия фрагментирует вселенную на большое количество разрозненных участков. Наблюдаемый участок сжимается, содержащий только темную энергию с нулевой энтропией .

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

Смотрите также

Ссылки

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

Источники

  • Брэгг, Мелвин (2023). «Форма Вселенной». bbc.co.uk . BBC . Получено 23 мая 2023 г. Мелвин Брэгг обсуждает форму, размер и топологию Вселенной и рассматривает теории о ее расширении. Если она уже бесконечна, как она может становиться еще больше? И действительно ли она только одна?
  • «Космическое путешествие: история научной космологии». history.aip.org . Американский институт физики. 2023 . Получено 23 мая 2023 г. История космологии — это грандиозная история открытий, от древнегреческой астрономии до космических телескопов.
  • Додельсон, Скотт; Шмидт, Фабиан (2020). Современная космология 2-е издание . Academic Press. ISBN 978-0128159484.Загрузить полный текст: Додельсон, Скотт; Шмидт, Фабиан (2020). "Скотт Додельсон - Фабиан Шмидт - Современная космология (2021) PDF" (PDF) . scribd.com . Academic Press . Получено 23 мая 2023 г. .
  • Чарльз Кан. 1994. Анаксимандр и истоки греческой космологии . Индианаполис: Hackett.
  • "Genesis, Search for Origins. End of mission wrap up". genesismission.jpl.nasa.gov . NASA, Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology . Получено 23 мая 2023 г. . Около 4,6 миллиарда лет назад солнечная туманность трансформировалась в нынешнюю солнечную систему. Чтобы химически смоделировать процессы, которые привели к этой трансформации, в идеале нам хотелось бы иметь образец этой изначальной туманности, чтобы использовать его в качестве исходной точки, с помощью которой мы могли бы отслеживать изменения.
  • Леонард, Скотт А.; МакКлур, Майкл (2004). Миф и знание . McGraw-Hill. ISBN 978-0-7674-1957-4.
  • Лит, Дэвид (12 декабря 1993 г.). "Введение в космологию". arXiv : astro-ph/9312022 . Эти заметки представляют собой введение в космологию с особым акцентом на крупномасштабную структуру, анизотропию реликтового излучения и инфляцию.Лекции, прочитанные на Летней школе по физике высоких энергий и космологии, МЦТФ (Триест), 1993 г.) 60 страниц, плюс 5 рисунков.
  • "NASA/IPAC Extragalactic Database (NED)". ned.ipac.caltech.edu . NASA. 2023 . Получено 23 мая 2023 г. . Основные моменты выпуска за апрель 2023 г. Обновления базы данных
    • "NASA/IPAC Extragalactic Database (NED)". ned.ipac.caltech.edu . NASA. 2020 . Получено 23 мая 2023 г. NED -D: Основной список внегалактических расстояний, не зависящих от красного смещения
  • Центр Софии . Центр Софии по изучению космологии в культуре, Уэльский университет Тринити-Сент-Дэвид.
В Викицитатнике есть цитаты, связанные с космологией .
Найдите информацию о космологии в Викисловаре, бесплатном словаре.
Библиотечные ресурсы по
космологии
  • Онлайн книги
  • Ресурсы в вашей библиотеке
  • Ресурсы в других библиотеках


Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cosmology&oldid=1250936489"