Шпаргалка по концепциям современного естествознания - А. Скорик

47. СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА

Проблема происхождения планет Солнечной системы в частности и вообще в космическом пространстве очень сложная и еще не совсем решенная на данном этапе времени.

Сегодня существуют следующие наиболее важные выводы планетной космогонии:

– планеты нашей системы сформировались в результате объединения твердых, холодных тел и частиц, входивших в состав туманности, которая когда-то окружала Солнце;

– формирование планет происходило под воздействием различных физических процессов. Следствием механических процессов стало сжатие – уплощение вращающейся туманности, ее удаление от «протосолнца», столкновение частиц, их укрупнение;

– спутники планет, в том числе и Луна, возникли из роя частиц, окружавших планеты, т. е. в конечном итоге тоже из вещества протопланетной туманности.

Таким образом, основная идея современной планетной космогонии сводится к тому, что планеты и их спутники образовались из холодных твердых тел и частиц.

По своим физическим характеристикам планеты Солнечной системы делятся на две группы – планеты земной группы и планеты-гиганты. Планеты земной группы Меркурий, Венера, Земля, Марс имеют небольшие размеры и массы, средняя плотность этих планет в несколько раз превосходит плотность воды; они медленно вращаются вокруг своих осей; у них мало спутников. У Марса два крохотных спутника, у Земли – один, а у Венеры и Меркурия их вообще нет. Сходство планет земной группы не исключает и значительного различия. Например, Венера в отличие от других планет вращается в направлении, обратном ее движению вокруг Солнца. Период обращения Меркурия, т. е. год этой планеты, только на 1/3 больше периода его вращения вокруг оси по отношению к звездам. Углы наклона осей к плоскости их орбит у Земли и у Марса примерно одинаковы, но совсем иные у Меркурия и Венеры. А это одна из причин, определяющая характер смены времени года. Такие же, как у Земли, времена года есть на Марсе, но каждое время года почти в два раза продолжительнее, чем на Земле. По ряду физических характеристик к планетам земной группы относится и далекий Плутон – самая маленькая из 9 планет.

В состав солнечной системы входят планеты-гиганты; Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Все эти планеты и особенно Юпитер, имеют большие размеры и массы. Например, по объему Юпитер превосходит Землю почти в 1320 раз, а по массе – в 318 раз. Эти планеты имеют низкую среднюю плотность, причем наименьшая она у Сатурна – 0,7 X 103кг/м3. Планеты-гиганты очень быстро вращаются вокруг своей оси. Планеты-гиганты находятся далеко от Солнца, и независимо от характера смены времени года на них всегда низкая температура. На Юпитере вообще нет смены времени года, поскольку ось этой планеты отличается наличием большого числа спутников: у Юпитера – 39, Сатурна – 30, Урана – 21 и только у Нептуна – 8. Имеется значительная особенность планет-гигантов – наличие колец, которые открыты не только у Сатурна, но и у Юпитера, Урана, Нептуна. Эти планеты не имеют твердых поверхностей. Они состоят в основном из водорода и гелия. Различия по химическому составу планет-гигантов от планет земной группы связаны с процессом образования планетной системы вокруг Солнца.

48. АНТРОПНЫЙ ПРИНЦИП В СОВРЕМЕННОЙ КОСМОЛОГИИ

Современная космология формулирует и обосновывает три принципа функционирования Вселенной и ее подсистем. Первый принцип – антропный (антропогенный). Антропный принцип утверждает, что мы живем не просто в наилучшей, а в единственно возможной для жизни Вселенной. Причем жизнь невозможна на уровне элементарных частиц, для ее возникновения нужны более сложные структуры – атомы, молекулы, планеты. Но для того чтобы существовал хотя бы простейший атом – атом водорода, необходимо, чтобы масса электрона была меньше, чем разность масс нейтрона и протона. Подобных соотношений в окружающем человека мире существует множество. Все это происходило в процессе эволюции материи и Вселенной. На определенном этапе эволюции материи при появлении подходящих условий во Вселенной возникает жизнь. Ее возникновение, существование и развитие обусловлены рядом свойств Вселенной, выражающихся в константах, характеризующих гравитационное, электромагнитное, слабое и сильное взаимодействия. Ученые считают, что при значениях этих констант, например гравитационной постоянной, отличающихся от наблюдаемых, жизнь во Вселенной просто бы не могла существовать. Ясно, что жизнь не могла возникнуть и на ранних стадиях расширения Метагалактики. Но именно в первые минуты расширения при температурах более 109"К вещество уже имело «стандартный химический состав». Если бы состав вещества был иным, то трудно сказать, какой стала бы дальнейшая химическая эволюция вещества Метагалактики. Образовавшиеся в поздних стадиях расширения Метагалактики звезды оказались не только источниками энергии, но и теми объектами Вселенной, в недрах которых синтезировались необходимые для возникновения жизни химические элементы. Для существования жизни небезразлично и то, что Метагалактика расширяется. Если бы по каким-либо причинам несколько миллиардов лет назад началось сжатие Метагалактики, то постепенное повышение температуры превысило бы значение, при котором возможно существование жизни.

Человечество живет на небольшой планете, движущейся вокруг одной из бесчисленного множества звезд Вселенной. Во Вселенной, как считают большинство современных астрономов и философов, возможно существование множества миров, в которых обитают цивилизации, аналогичные человеческой.

В настоящее время ученые ведут поиск внеземных цивилизаций с помощью мощного радиотелескопа, излучающего радиосигналы на определенных частотах.

Предположения ученых о существовании других цивилизаций во Вселенной опираются на имеющийся в наличии огромный банк исследовательских данных, полученных в результате массы наблюдений (наземных и с помощью космических аппаратов).

Эти данные дают основание ученым утверждать, что:

– в Метагалактике есть огромное число звезд, похожих на наше Солнце;

– планеты согласно современным данным должны существовать не только у нашего Солнца, но и других звезд;

– планетные системы есть, возможно, даже у некоторых из немногих ближайших к Солнцу звезд;

– жизнь на Земле появилась в результате сложной и длительной эволюции неживой материи. При соответствующих условиях жизнь могла возникнуть и на планетах других звезд.

49. ПРИНЦИП САМООРГАНИЗАЦИИ

Кроме антропного принципа, современная космоло гия рассматривает принцип самоорганизации. Это принцип рассматривает возникновение живого. В длив шейся многие миллиарды лет эволюции выделяютс несколько качественно различных этапов. Вначал имеют место только физические процессы, наприме возникновение элементарных частиц и синтез все бо лее сложных атомных ядер. Объединение атомо в молекулы – это уже химия, а большие молекулы предпосылка зарождения жизни.

Космологи представляют всю эволюцию Вселен ной, включая возникновение жизни, человека и об щества, как некий единый процесс самодвижени! самоорганизации и самоусложнения материи. В ре зультате многочисленных исследований в науке сей час уже есть эскиз, черновой набросок объяснени всей эволюции: от изначального вакуума и космо логического большого взрыва (20 млрд лет назад до таких необычайно сложных продуктов адаптаци как логическое мышление, совесть и любовь. В ко нечном счете все приходит в мир путем самоорга низации и самоусложнения.

Одной из основных догм витализма было утверждение о том, что органическое вещество не может возникнуть вне организма. Отсюда вытекала невозможность возникновения живого из неживого, и проблема естественного происхождения жизни вообще снималась. Как известно, в 1824 г. Ф. Велеру удалось получить в лаборатории (вне организма) щавелевую кислоту, а четыре года спустя и карбамид (мочевину). В настоящее время многие тысячи органических соединений вырабатываются тысячами и миллионами тонн; современным школьникам кажется даже странным, что между органическим и неорганическим когда-то могла лежать пропасть.

Теперь происхождение генетического кода – ключевая проблема происхождения жизни, тогда как возникновение органического из неорганического – почти банальность.

Третий принцип функционирования Вселенной, рассматриваемый современной космологией в комплексе с антропным, на профессиональном жаргоне часто называют «водоуглеродным шовинизмом». Это связано в первую очередь с нашим химическим составом, причем роль углерода исключительна. Как известно, этот элемент образует раз в тридцать больше различных химических соединений, чем все остальные элементы, вместе взятые. Среди этого богатейшего ассортимента природе легче найти подходящие «строительные материалы» для живого, чем среди каких бы то ни было других имеющихся наборов. Мало того, углерод наиболее способен к образованию таких соединений, молекулы которых имеют сложное цепное и циклическое строение и могут участвовать в очень разнообразных превращениях. Все работает словно по заказу для создания наиболее сложных и пластичных «конструкций».