Written by: Posted on: 02.08.2014

Черные земли к. с. фридман

У нас вы можете скачать книгу черные земли к. с. фридман в fb2, txt, PDF, EPUB, doc, rtf, jar, djvu, lrf!

Динамическая теория — это теория, представляющая совокупность физических законов. Статистические законы — это такие законы, когда любое состояние представляет собой вероятностную характеристику системы.

Здесь действуют статистические распределения величин. Это означает, что в статистических теориях состояние определяется не значениями физических величин, а их распределениями. Нахождение средних значений физических величин — главная задача статистических теорий. Вероятностные характеристики состояния совершенно отличны от характеристик состояния в динамических теориях.

Статистические законы и теории являются более совершенной формой описания физических закономерностей , так как любой известный сегодня процесс в природе более точно описывается статистическими законами, чем динамическими. Различие между ними в одном — в способе описания состояния системы. Смена динамических теорий статистическими не означает, что старые теории отменены и сданы в архив. Практическая их ценность в определенных границах нисколько не умаляется.

При разговоре о смене теорий имеется в виду, в первую очередь, смена глубоких физических представлений более глубокими представлениями о сущности явлений, описание которых дается соответствующими теориями. Одновременно со сменой физических представлений расширяется область применения теории. Статистические теории расширяются на больший круг явлений, недоступных динамическим теориям. Принцип симметрии в физике — это свойство физических величин, детально описывающих поведение систем, оставаться неизменными инвариантными при определённых преобразованиях, которым могут быть подвергнуты входящие в них величины.

Сдвиг времени, то есть все моменты времени равноправны, то есть любой можно взять за начало отсчёта времени, то есть время однородно. Сдвиг системы отсчёта, то есть равноправие всех точек пространства, отсюда вытекает закон сохранения импульса. Поворот системы отсчёта, то есть свойства пространства одинаковы по всем направлениям пространство изотропно , отсюда вытекает закон сохранения момента импульса.

Также имеет место целый ряд симметрий, действующих в микромире. Они описывают различные аспекты взаимопревращений элементарных частиц и лежат в основе таких законов сохранения, как закон сохранения электрического заряда, барионного и лептонного зарядов и ряда других законов, открытых в последнее время. Таким образом, XX в. Принцип соответствия был сформулирован Н. Принцип соответствия утверждает преемственность физических теорий, в частности, то, что никакая новая теория не может быть справедливой, если она не содержит в качестве предельного случая старую теорию, относящуюся к тем же явлениям, поскольку старая теория уже оправдала себя в своей области.

Поэтому теории, справедливость которых была экспериментально установлена для определенной группы явлений, с построением новой теории не отбрасываются, но сохраняют свое значение для прежней области явлений как предельное выражение законов новых теорий. Выводы новых теорий в области, где справедлива старая теория, переходят в выводы старых теорий.

Каждая физическая теория как ступень познания является относительной истиной. Смена физических теорий — это процесс приближения к абсолютной истине, процесс, который не будет никогда полностью завершен из-за бесконечной сложности и разнообразия окружающего нас мира.

Таким образом, принцип соответствия отражает объективную ценность физических теорий. Принцип дополнительности является основополагающим в современной физике. Он был сформулирован в г. Бором для объяснения феномена корпускулярно-волнового дуализма. Прежде всего, Бор обратил внимание на то, что все предметы и явления, которые мы видим вокруг себя, и, конечно, измерительные приборы для регистрации элементарных частиц состоят из огромного множества микрочастиц.

Иными словами, они являются макроскопическими системами, ничем иным они быть не могут. Сам человек — существо макроскопическое. Поэтому наши органы чувств не воспринимают микропроцессов. Понятия, которыми мы пользуемся для описания предметов и явлений окружающего мира, — это макроскопические понятия. С их помощью можно легко описать любые физические процессы, проходящие в макромире. Вместе с тем применить эти понятия для описания микрообъектов полностью нельзя, так как они неадекватны процессам микромира.

Но других понятий у нас нет и быть не может. Поэтому, чтобы компенсировать неадекватность нашего восприятия и представлений об объектах микромира, нам приходится применять два дополняющих друг друга набора понятий, хотя с точки зрения классической науки они взаимно исключают друг друга, — это понятия частицы и волны. Только в совокупности они дают исчерпывающую информацию о квантовых явлениях. Частным выражением принципа дополнительности является соотношение неопределенностей, сформулированное В.

Этот принцип наглядно иллюстрирует отличие квантовой теории от классической механики. Если в классической механике мы допускаем, что можно абсолютно точно знать координаты, импульс и энергию частицы в любой момент времени, то в квантовой механике это невозможно. В соответствии с принципом неопределенности, чем точнее фиксирован импульс, тем большая неопределенность будет содержаться в значении координаты, и наоборот.

Также соотносятся энергия и время. Точность измерения энергии обратно пропорциональна длительности процесса измерения. Причина этого — во взаимодействии прибора с объектом измерения. Принцип суперпозиции наложения — это допущение, согласно которому результирующий эффект представляет собой сумму эффектов, вызываемых каждым воздействующим явлением в отдельности.

Одним из простых примеров принципа суперпозиции является правило параллелограмма, в соответствии с которым складываются две силы, воздействующие на тело. Этот принцип выполняется при условии, когда воздействующие явления не влияют друг на друга. Поэтому в ньютоновской физике он неуниверсален и во многих случаях справедлив лишь приближенно.

В микромире, наоборот, принцип суперпозиции — фундаментальный принцип, который наряду с принципом неопределенности составляет основу математического аппарата квантовой механики.

Но, к сожалению, в квантовой теории принцип суперпозиции лишен той наглядности, которая характерна для механики Ньютона. Иными словами, до измерения система находится в суперпозиции двух возможных состояний, то есть ее состояние неопределенно. Акт измерения переводит физическую систему скачком в одно из возможных состояний. Космологические модели Вселенной от геоцентризма, гелиоцентризма к модели Большого взрыва и расширяющейся Вселенной.

Космология космогония — область науки, изучающая происхождение и развитие вселенной. Космология Аристотеля — геоцентрическая система мира: Земля, имеющая форму шара, неподвижно пребывает в центре Вселенной.

Николай Коперник первая научная революция стал автором гелиоцентрического учения, согласно которому центром Вселенной является Солнце, вокруг которого по своим орбитам движутся планеты, в том числе и Земля.

Совершая обращение вокруг Солнца, Земля одновременно вращается и вокруг собственной оси, чем и объясняется смена дня и ночи. Космология познает мир таким, каким он существует сам по себе, безотносительно к условиям познания. Изменяться могут конкретные космические системы, но не мир в целом. Новая модель Вселенной была создана в г.

Ее основу составила релятивистская теория тяготения — общая теория относительности. Эйнштейн отказался от постулатов абсолютности и бесконечности пространства и времени, однако сохранил принцип стационарности, неизменности Вселенной во времени и ее конечности в пространстве. Свойства Вселенной, по мнению Эйнштейна, определяются распределением в ней гравитационных масс, Вселенная безгранична, но при этом замкнута в пространстве.

Согласно этой модели, пространство однородно и изотропно, то есть во всех направлениях имеет одинаковые свойства, материя распределена в нем равномерно, время бесконечно, а его течение не влияет на свойства Вселенной. На основании проведенных расчетов Эйнштейн сделал вывод, что мировое пространство представляет собой четырехмерную сферу.

При этом не следует представлять себе данную модель Вселенной в виде обычной сферы. Сферическое пространство есть сфера, но сфера четырехмерная, не поддающаяся наглядному представлению. По аналогии можно сделать вывод, что объем такого пространства конечен, как конечна поверхность любого шара, ее можно выразить конечным числом квадратных сантиметров. Поверхность всякой четырехмерной сферы также выражается конечным числом кубометров.

Такое сферическое пространство не имеет границ, и в этом смысле оно безгранично. Летя в таком пространстве в одном направлении, мы в конце концов вернемся в исходную точку. Но в то же время муха, ползущая по поверхности шара, нигде не найдет границ и преград, запрещающих ей двигаться в любом избранном направлении.

В этом смысле поверхность любого шара безгранична, хотя и конечна, то есть безграничность и бесконечность — это разные понятия. Итак, из расчетов Эйнштейна следовало, что наш мир является четырехмерной сферой. Объем такой Вселенной может быть выражен хотя и очень большим, но все же конечным числом кубометров. В принципе можно облететь всю замкнутую Вселенную, двигаясь все время в одном направлении.

Такое воображаемое путешествие подобно земным кругосветным путешествиям. Но конечная по объему Вселенная в то же время безгранична, как не имеет границ поверхность любой сферы. Вселенная Эйнштейна содержит хотя и большое, но все же конечное число звезд и звездных систем, а поэтому к ней неприменимы фотометрический и гравитационный парадоксы.

В то же время призрак тепловой смерти тяготеет и над Вселенной Эйнштейна. Такая Вселенная, конечная в пространстве, неизбежно идет к своему концу во времени. Вечность ей не присуща. Таким образом, несмотря на новизну и даже революционность идей, Эйнштейн в своей космологической теории ориентировался на привычную классическую мировоззренческую установку статичности мира. Его более привлекал гармоничный и устойчивый мир, нежели мир противоречивый и неустойчивый. Представление о развитии Вселенной закономерно привело постановке проблемы начала эволюции рождения Вселенной и ее конца смерти.

В настоящее время существует несколько космологических моделей, объясняющих отдельные аспекты возникновения материи во Вселенной, но они не объясняют причин и процесса рождения самой Вселенной. Из всей совокупности современных космологических теорий только теория Большого взрыва Г.

Гамова смогла к настоящему времени удовлетворительно объяснить почти все факты, связанные с этой проблемой. Основные черты модели Большого взрыва сохранились до сих пор, хотя и были позже дополнены теорией инфляции, или теорией раздувающейся Вселенной, разработанной американскими учеными А.

Стейнхардтом и дополненной советским физиком А. Гамов выдвинул предположение, что физическая Вселенная образовалась в результате гигантского взрыва, происшедшего примерно 15 млрд. Тогда все вещество и вся энергия Вселенной были сконцентрированы в одном крохотном сверхплотном сгустке. Если верить математическим расчетам, то в начале расширения радиус Вселенной был и вовсе равен нулю, а ее плотность равна бесконечности.

Это начальное состояние называется сингулярностью — точечный объем с бесконечной плотностью. Известные законы физики в сингулярности не работают. В этом состоянии теряют смысл понятия пространства и времени, поэтому бессмысленно спрашивать, где находилась эта точка.

Также современная наука ничего не может сказать о причинах появления такого состояния. Тем не менее, согласно принципу неопределенности Гейзенберга вещество невозможно стянуть в одну точку, поэтому считается, что Вселенная в начальном состоянии имела определенную плотность и размеры.

Ни в какой электронный микроскоп разглядеть ее было бы невозможно. Долгое время ничего нельзя было сказать о причинах Большого взрыва и переходе Вселенной к расширению. Но сегодня появились некоторые гипотезы, пытающиеся объяснить эти процессы. Они лежат в основе инфляционной модели развития Вселенной. Модель Вселенной Эйнштейна стала первой космологической моделью, базирующейся на выводах общей теории относительности.

Это связано с тем, что именно тяготение определяет взаимодействие масс на больших расстояниях. Поэтому теоретическим ядром современной космологии выступает теория тяготения — общая теория относительности. Фридман на основе строгих расчетов показал, что Вселенная Эйнштейна не может быть стационарной, неизменной.

При этом Фридман опирался на сформулированный им космологический принцип, который строится на двух предположениях: Изотропность Вселенной понимается как отсутствие выделенных направлений, одинаковость Вселенной по всем направлениям. Однородность Вселенной понимается как одинаковость всех точек Вселенной: Фридман на основе космологического принципа доказал, что уравнения Эйнштейна имеют и другие, нестационарные решения, согласно которым Вселенная может либо расширяться, либо сжиматься.

При этом речь шла о расширении самого пространства, то есть об увеличении всех расстояний мира. Вселенная Фридмана напоминала раздувающийся мыльный пузырь, у которого и радиус, и площадь поверхности непрерывно увеличиваются.

Первоначально модель расширяющейся Вселенной носила гипотетический характер и не имела эмпирического подтверждения. Это было истолковано как следствие эффекта Доплера — изменение частоты колебаний или длины волн из-за движения источника волн и наблюдателя по отношению друг к другу. В результате своих наблюдений Хаббл обосновал представление, что Вселенная — это мир галактик, что наша Галактика — не единственная в ней, что существует множество галактик, разделенных между собой огромными расстояниями.

Вместе с тем Хаббл пришел к выводу, что межгалактические расстояния не остаются постоянными, а увеличиваются. Все земные оболочки взаимосвязаны и проникают друг в друга. Гидросфера всегда присутствует в литосфере и атмосфере, атмосфера — в литосфере и гидросфере и т. С атмосферой, гидросферой и литосферой тесно связаны внутренние оболочки Земли.

Кроме того, во всех оболочках, кроме мантии и ядра, присутствует биосфера. Ядро занимает центральную область нашей планеты. Это самая глубокая геосфера. Средний радиус ядра составляет около км, располагается оно глубже км. Ядро состоит из двух частей — большого внешнего и малого внутреннего ядер. Природа внутреннего ядра Земли начиная с глубины км остается загадкой. Судя по геофизическим данным, внешнее ядро представляет собой жидкость — расплавленное железо с примесью никеля и серы.

Это связано с тем, что давление в этом слое меньше. Внешнее ядро представляет собой шаровой слой толщиной — км. С жидким состоянием внешнего ядра связывают представления о природе земного магнетизма. Магнитное поле Земли изменчиво, из года в год меняется положение магнитных полюсов. Палеомагнитные исследования показали, что, например, на протяжении последних 80 млн. В периоды смены полярности наступали моменты полного исчезновения магнитного поля.

Следовательно, земной магнетизм не может создаваться постоянным магнитом за счет стационарной намагниченности ядра или какой-либо его части. Предполагается, что магнитное поле создается процессом, названным эффектом динамо-машины с самовозбуждением.

Роль ротора подвижного элемента , или динамо, может играть масса жидкого ядра, перемещающаяся при вращении Земли вокруг своей оси, а система возбуждения образуется токами, создающими замкнутые петли внутри сферы ядра. Мантия Земли, расположенная от подошвы земной коры вплоть до поверхности ядра, находящегося на глубине км, главным образом состоит из окислов кремния, магния и железа.

Вещество мантии находится в жидком состоянии, но вязкость его очень высока. Для всей мантии характерны интенсивные конвективные движения, обуславливающие смещения литосферных плит и приводящие к извержению на поверхность Земли высокотемпературных ок.

Ближайшие к поверхности Земли слои мантии — это лито - и астеносфера. Литосфера состоит из плит, которые при отсутствии внешних воздействий длительное время сохраняют свою форму. Как правило, располагающееся под литосферными плитами вещество астеносферы частично размягчено и под давлением деформируется, течет.

Деформируемость астеносферы допускает скольжение по ней литосферных плит. Перемещения литосферных плит, крупнейшие из которых Тихоокеанская, Северо-Американская, Южно-Американская, Африканская, Евразиатская, Индо-Австралийская и Антарктическая, составляют единицы сантиметров ок. Соприкасаясь, литосферные плиты взаимодействуют друг с другом и приходят во вращение. Существуют весьма тщательно разработанные глобальные кинематические модели современного относительного движения литосферных плит.

Мощность толщина литосферных плит составляет от 2 до км. Гидросфера состоит из вод океанов, морей, озер, рек, подземных источников и материковых льдов, а также воды, содержащейся в связанном состоянии в гидросиликатах. Большая часть гидросферы ок. Средняя глубина океанов м, а наибольшая м Марианский желоб в Тихом океане. Внешняя оболочка Земли, толщиной менее 10 км под океанами, но более 25 км под материками.

Образуется за счет движения литосферных плит, разрушения и выветривания горных пород и осадконакоплений. Океаническая кора состоит в основном из базальтов — пород вулканического происхождения, в которых преобладают полевой шпат и пироксен.

Континентальная кора сложена главным образом из гранитов и магматических пород, содержащих преимущественно кварц, кальциевый полевой шпат, кислый плагиоклаз и слюду. Плотность океанической коры больше, чем плотность континентальной коры. Максимальная контрастность рельефа определяется тектонической активностью Земли и достигает 16—17 км. По этой причине перепады высот в таких древних горных поясах, как, например, Уральские горы, не превышают 2 км. Газовая воздушная оболочка Земли, распространяющаяся до высот более км.

Атмосфера вращается вместе с Землёй. Давление и плотность воздуха с высотой убывают. В высоте км находится слой озона, предохраняющий живые организмы на Земле от вредного для них коротковолнового излучения. В атмосфере часто выделяют пять слоев: Магнитосфера Земли простирается на десятки и даже сотни тысяч километров. Состояние магнитосферы определяется взаимодействием магнитного поля Земли с потоками космических, особенно высокоэнергетических, частиц. Конфигурация силовых линий магнитного поля Земли такова, что движущиеся по ним частицы попадают в так называемые ловушки, курсируя от Северного полушария в Южное и обратно.

Магнитные ловушки подобно озоновому слою защищают живые организмы Земли от вредных для них излучений. К сожалению, техническая деятельность человечества разрушает не только озоновый слой, но и магнитные ловушки.

Проблемы с озоновым слоем стали предельно актуальными уже в наши дни. Проблемы с магнитными ловушками ожидают человечество в будущем, возможно весьма недалеком. Интервалы геологического времени начала периодов и эпох в миллионах лет от настоящего времени.

В названиях геологических периодов от ранней их классификации сохранились только два выражения: Часть названий геологических периодов связаны либо с местностями, либо с характером вещественных отложений. Так, девонский период характеризует возраст отложений, впервые изученных в графстве Девоншир в Англии. Меловой период характеризует возрастные особенности геологических отложений, содержащих много мела. Рассмотрим в свете неклассической концепции глобальной эволюции Земли истории основных геосферных оболочек.

В наши дни масса ядра увеличивается, согласно расчетам, на млрд. Остывание Земли приведет к частичному или полному затвердеванию как ее мантии, так и ядра. По своему вещественному составу мантия планеты наиболее близка к составу первичного вещества Земли. Тем не менее, именно в ней процессы химико-плотностной дифференциации идут наиболее энергично: Тяжелое вещество уходит к центру планеты — в ее ядро. Легкие элементы перемещаются в лито-, атмо- и гидросферу.

Вместе с тем происходящая в мантии химико-плотностная дифференциация приводит к росту в процентном содержании окислов кремния SiO 2 и магния MgO.

Современная мантия вся охвачена мощными конвективными движениями, за счет которых тепловая энергия ядра и мантии передается другим геосферным оболочкам. Теплопотери Земли неминуемо приведут к ее остыванию и переходу мантии в твердое, литосферное состояние.

Переход Солнца в состояние белого карлика, видимо, будет связан с испарением значительной части литосферы, которая к тому времени будет составлять в фазовом отношении единое целое с затвердевшей мантией планеты. Литосфера образуется в процессе остывания и кристаллизации частично расплавленного вещества мантии Земли. Имеется в виду, что литосфера, состоящая в основном из силикатов, то есть солей кремниевых кислот, содержащих SiO 4 , формируется подобно образованию льда при замерзании воды.

Ее формирование началось ,5 млрд. Последующая тектоническая деятельность Земли приводит к раскалыванию Пангеи и образованию новых суперконтинентов. Современная история литосферы связана, прежде всего, с тектоникой океанических плит. При раздвижении литосферы вещество астеносферы внедряется в разломы рифтовых зон и, охлаждаясь, образует молодую океаническую литосферу.

Океаническая кора способна надвигаться на концы континентальных плит, в результате чего образуются складчатые структуры. Обломки океанических литосферных плит, увлекаясь мантийными потоками, опускаются вплоть до ядра Земли, перемешиваются с другим мантийным веществом и вновь поднимаются на поверхность.

Так осуществляются циклы тектонической деятельности Земли. В далеком будущем непременно произойдет их замедление вплоть до полной остановки. Молодая Земля была лишена гидросферы.

Последняя появилась благодаря дегазации Земли, инициируемой изливавшимися на ее изначальную поверхность мантийными расплавами, которые, попав в условия с минимальным давлением, вскипали как известно, температура кипения тем ниже, чем меньше давление и выделяли летучие вещества, в том числе пары воды. Изредка они происходят и теперь, когда быстрые частицы космических лучей влетают в нашу атмосферу: Уже первые оценки Гиддингса и Томаса показали, что космические лучи высокой энергии протоны или более тяжелые атомные ядра с энергиями до ТэВ могут рождать в атмосфере порядка черных дыр в год.

Shapere из Университета штата Кентукки доказали, что столкновения космических нейтрино могут быть даже более эффективны. Если это так, то новая Обсерватория космических лучей им. Однако такие исследования не отменяют необходимость в экспериментах на ускорителях, где при контролируемых условиях может формироваться множество дыр.

Например, если создавать на ускорителе дыры все большей массы, они станут проникать все глубже в дополнительные измерения и сравниваться по размеру с одним или несколькими из них, демонстрируя при этом характерные изменения зависимости своей температуры от массы. К тому же если черная дыра становится достаточно большой, чтобы пересечься с параллельной трехмерной Вселенной в дополнительных измерениях, характеристики ее распада должны неожиданно измениться.

В прошлом столетии физики упорно продвигались к границам микромира: Если они смогут создавать черные дыры, то достигнут масштаба Планка, который, как полагают, является пределом расстояния, меньше которого сами понятия пространства и длины, по-видимому, перестают существовать.

Все изменится завтра классный роман Танцы на стеклах Понравилась книга. When True Night Falls. Пособие для начинающего мага. КИЮ Хакеры, юбки, каблуки и неуместная влюбленность или я же предупреждал! Tata07 Отбор для Темной ведьмы Не то чтобы скучно Ритта Химия без прикрас СИ Книга понравилась Натали Все изменится завтра классный роман Наталья Лаптева Танцы на стеклах Понравилась книга. Холодный огонь 3 Язык: Топоров Виктор Леонидович Добавил: Admin 15 Апр 11 Проверил: Admin 15 Апр 11 События книги Формат: Другие книги автора Фридман Селия С.

Другие книги серии "Холодный огонь" Восход черного солнца Очарованный кровью Время истинной ночи.

About the Author: polifsi