одновременно знать, где находится частица, как быстро и в каком направлении

она движется. Если ставится эксперимент, который точно показывает, где

частица находится в данный момент, то движение нарушается в такой степени,

что частицу после этого невозможно найти. И наоборот, при точном измерении

скорости нельзя определить место расположения частицы.

С точки зрения классической механики, соотношение неопределенностей

представляется абсурдом. Чтобы лучше оценить создавшееся положение, нужно

иметь в виду, что мы, люди, живем в макромире и, в принципе, не можем

построить наглядную модель, которая была бы адекватна микромиру.

Соотношение неопределенностей есть выражение невозможности наблюдать

микромир, не нарушая его. Любая попытка дать четкую картину микрофизических

процессов должна опираться либо на корпускулярное, либо на волновое

толкование.

Фундаментальным принципом квантовой механики, наряду с соотношением

неопределенностей, является принцип дополнительности, которому Н.Бор дал

следующую формулировку "Понятие частицы и волны дополняют друг друга и в то

же время противоречат друг другу, они являются дополняющими картинами

происходящего".

С теоретической точки зрения, микрообъекты, для которых существенным

является квант действия М. Планка, не могут, рассматриваться так же, как

объекты макромира, ведь для них планковская константа h из-за ее малой

величины не имеет, значения. В микромире корпускулярная и волновая картин

сами по себе не являются достаточными, как в мире больших тел. Обе

"картины" законны, и противоречие между ними снять нельзя. Поэтому

корпускулярная и волновая картины должны дополнять одна другую, т.е. быть

комплементарными. Только при учете, обоих аспектов можно получить общую

картину микромира.

Согласно современным представлениям, структура элементарных частиц

описывается посредством непрерывно возникающих и снова распадающихся

"виртуальных" частиц. Например, мезон строится из виртуального нуклона и

антинуклона, которые в процессе аннигиляции (лат. annihilatio, букв,

уничтожение) непрерывно исчезают, а затем образуются снова.

Формальное привлечение виртуальных частиц означает, что внутреннюю

структуру элементарных частиц невозможно описать через другие частицы.

Удовлетворительной теории происхождения и структуры элементарных частиц

пока нет. Многие ученые считают, что такую теорию можно создать только при

учете космологических обстоятельств. Большое значение имеет исследование

рождения элементарных частиц из вакуума в сильных гравитационных и

электромагнитных полях, поскольку здесь устанавливается связь микро- и

мегамиров. Фундаментальные взаимодействия во Вселенной, в мегамире

определяют структуру элементарных частиц и их превращения. Очевидно,

потребуется выработка новых понятий для адекватного описания структуры

материального мира.

4.МЕГАМИР: современные астрофизические и космологические концепции.

Мегамир, или космос, современная наука рассматривает как взаимодействующую

и развивающуюся систему всех небесных тел. Мегамир имеет системную

организацию в форме планет и планетных систем, возникающих вокруг звезд,

звезд и звездных систем — галактик; системы галактик — Метагалактики.

Материя во Вселенной представлена сконденсировавшимися космическими телами

и диффузной материей. Диффузная материя существует в виде разобщенных

атомов и молекул, а также более плотных образований — гигантских облаков

пыли и газа — газово-пылевых туманностей. Значительную долю материи во

Вселенной, наряду с диффузными образованиями, занимает материя в виде

излучения. Следовательно, космическое межзвездное пространство никоим

образом не пусто.

1)Звездная форма бытия космической материи.

На современном этапе эволюции Вселенной вещество в ней находится

преимущественно в звездном состоянии. 97% вещества в нашей Галактике

сосредоточено в звездах, представляющих собой гигантские плазменные

образования различной величины, температуры, с разной характеристикой

движения. У многих, если не у большинства других галактик, "звездная

субстанция" составляет более чем 99,9% их массы.

В недрах звезд при температуре порядка 10 млн град, и при очень высокой

плотности атомы находятся в ионизированном состоянии: электроны почти

полностью или абсолютно все отделены от своих атомов. Оставшиеся ядра

вступают во взаимодействие друг с другом, благодаря чему водород, имеющийся

в изобилии в большинстве звезд, превращается при участии углерода в гелий.

Эти и подобные ядерные превращения являются источником колоссального

количества энергии, уносимой излучением звезд.

Звезды не существуют изолированно, а образуют системы. Простейшие

звездные системы — так называемые кратные системы, состоящие из двух, трех,

четырех, пяти и больше звезд, обращающихся вокруг общего центра тяжести.

Компоненты некоторых кратных систем окружены общей оболочкой диффузной

материи, источником которой, по-видимому, являются сами звезды,

выбрасывающие ее в пространство и виде мощного потока газа.

Звезды объединены также в еще большие группы - звездные

скопления, которые могут иметь "рассеянную" или "шаровую" структуру.

Рассеянные звездные скопления насчитывают несколько сотен отельных звезд,

шаровые скопления — многие сотни тысяч.

Перечисленные звездные системы являются частями более общей системы —

Галактики, включающей в себя помимо звезд и диффузную материю. По своей

форме галактики разделяются на три основных типа: эллиптические, спиральные

и неправильные. В неправильных галактиках наблюдаются вихревые движения

газов и тенденция к вращению, вероятно, ведущие к образованию спиральных

ветвей. В настоящее время астрономы насчитывают около 10 млрд галактик.

Большинство галактик имеет эллиптическую или спиралевидную форму.

Галактика, внутри которой расположена Солнечная система, является

спиральной системой, состоящей приблизительно из 120 млрд звезд. Она имеет

форму утолщенного диска. Наибольший диаметр равен 100 тыс. световых лет.

Наша Галактика состоит из звезд и диффузной материи. Ее звезды

разделяются различными способами на подсистемы. В ней насчитывается

приблизительно 20 тыс. рассеянных и около 100 шаровых скоплений звезд.

Кроме того, можно выделить звезды, концентрирующиеся в галактической

плоскости и образующие плоскую систему и сферическую форму

пространственного распределения звезд, образующую ядро галактики.

По радиоастрономическим наблюдениям сделано заключение, что наша

Галактика имеет четыре спиральные ветви. Ближайшей галактической системой

является туманность Андромеды, находящаяся от нас на расстоянии 2 700 000

световых лет. Нашу Галактику и туманность Андромеды можно причислить к

самым большим из известных в настоящее время галактик.

Галактики, как правило, встречаются в виде так называемых "облаков" или

"скоплений галактик". Эти "облака" содержат до нескольких тысяч отдельных

систем. Распределение галактик в пространстве указывает на существование

определенной упорядоченной системы — Метагалактики. Метагалактика, или

система галактик, включает в себя все известные космические объекты.

Для объяснения структуры мегамира наиболее важным является

гравитационное взаимодействие. Всякое тело притягивает другое тело, но сила

гравитации, согласно закону всемирного тяготения, быстро уменьшается с

увеличением расстояния между ними. В газово-пылевых туманностях под

действием сил гравитации происходит формирование неустойчивых

неоднородностей, благодаря чему диффузная материя распадается на ряд

сгущений. Если такие сгущения сохраняются достаточно долго, то с течением

времени они превращаются в звезды. Важно отметить, что происходит процесс

рождения не отдельной изолированной звезды, а звездных ассоциаций.

Образовавшиеся газовые тела притягиваются друг к другу, но не обязательно

объединяются в одно громадное тело. Вместо этого они, как правило, начинают

вращаться относительно друг друга, и центробежная сила этого движения

противодействует силе притяжения, ведущей к дальнейшей концентрации. Звезды

эволюционируют от протозвезд, гигантских газовых шаров, слабо светящихся и

с низкой температурой, к звездам — плотным плазменным телам с температурой

внутри в миллионы градусов. Затем начинается процесс ядерных превращений,

описываемый в ядерной физике. Основная эволюция вещества во Вселенной

происходила и происходит в недрах звезд. Именно там находится тот

"плавильный тигель", который обусловил химическую эволюцию вещества во

Вселенной.

Огромная энергия, излучаемая звездами, образуется в результате ядерных

процессов, происходящих внутри звезд.

Ассоциации, или скопления звезд, также не являются неизменно или вечно

существующими. Через определенное количество времени, исчисляемое

миллионами лет, они рассеиваются силами галактического вращения.

2)Планеты.

Особый теоретический, а также практическим интерес имеет для

обитателей Земли вопрос о возникновении космических объектов, имеющих

размеры планет.

Отличительной чертой планетоподобных несветящихся тел является

величина их массы. Все различия между звездами и планетами являются

следствием различия их масс. Особенности планет как объектов мегамира можно

понять в рамках общего космогонического процесса, в силу которого вблизи

определенных звезд возникает система планет — вращающихся вокруг них темных

небесных тел.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5