Войти
Экстремальное глубокое поле Хаббла (XDF) был завершен в сентябре 2012 года и показывает самые далекие галактики из когда-либо сфотографированных. За исключением нескольких звезд на переднем плане (которые яркие и легко узнаваемые, потому что только у них есть дифракционные всплески ), каждое пятнышко на фотографии - это отдельная галактика, возраст некоторых из них составляет 13,2 миллиарда лет. ; наблюдаемая Вселенная, по оценкам, содержит более 2 триллионов галактик. Космология (от греческого κόσμος, kosmos «мир» и -λογία, -logia «изучение») является отраслью из астрономии, посвященной исследованиям происхождения и эволюции вселенной, от Большого взрыва до сегодняшнего дня и далее в будущем. Это научное исследование происхождения, эволюции и возможной судьбы вселенной. Физическая космология - это научное исследование происхождения Вселенной, ее крупномасштабных структур и динамики, ее окончательной судьбы, а также законов науки, которые
Термин космология впервые был использован на английском языке в 1656 г. в «Глоссографии» Томаса Блаунта, а в 1731 г. был использован на латыни немецким философом Кристиан Вольф, в Cosmologia Generalis.
Религиозная или мифологическая космология - это совокупность верований, основанных на мифологическом, религиозном и эзотерическом литература и традиции мифов о сотворении и эсхатологии.
Физическая космология изучается учеными, такими как астрономы и физики, а также как философы, такие как метафизики, философы физики и философы пространства и времени. Из-за этой общей области действия с философией, теории в физической космологии могут включать как научные, так и ненаучные предположения, и могут зависеть от предположений, которые не могут быть проверено. Космология отличается от астрономии тем, что первая касается Вселенной в целом, а вторая - отдельных небесных объектов. В современной физической космологии доминирует теория Большого взрыва, которая пытается объединить наблюдательную астрономию и физику элементарных частиц ; более конкретно, стандартная параметризация Большого взрыва с помощью темной материи и темной энергии, известная как модель Lambda-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 скорость света.
Физика и астрофизика сыграли центральную роль в формировании понимания Вселенной посредством научных наблюдений и экспериментов.. Физическая космология сформировалась как с помощью математики, так и наблюдений при анализе всей Вселенной. Обычно считается, что Вселенная началась с Большого взрыва, за которым почти мгновенно последовала космическая инфляция ; расширение пространства, из которого, как считается, возникла Вселенная 13,799 ± 0,021 миллиард лет назад. Космогония изучает происхождение Вселенная, а космография отображает особенности Вселенной.
В Энциклопедии Дидро космология подразделяется на уранологию (науку о небесах), аэрологию (науку о воздухе), геологию ( наука о континентах) и гидрология (наука о водах).
Метафизическая космология также описывалась как место людей во вселенной по отношению ко всем другим сущностям. Примером этого может служить наблюдение Марка Аврелия о том, что место мужчины в этих отношениях: «Тот, кто не знает, что такое мир, не знает, где он находится, и тот, кто не знает, с какой целью мир существует, он не знает, кто он, и что такое мир ».
Физическая космология - это раздел физики и астрофизики, который занимается изучение физического происхождения и эволюции Вселенной. Он также включает изучение природы Вселенной в больших масштабах. В своей самой ранней форме это было то, что сейчас известно как «небесная механика », исследование небес. Греческие философы Аристарх Самосский, Аристотель и Птолемей предложили разные космологические теории. геоцентрическая система Птолемея была преобладающей теорией до 16 века, когда Николай Коперник, а впоследствии Иоганн Кеплер и Галилео Галилей, предложил гелиоцентрическую систему. Это один из самых известных примеров эпистемологического разрыва в физической космологии.
Свидетельства гравитационных волн в младенческой вселенной могли быть обнаружены при микроскопическом исследовании фокальной плоскости BICEP2 Радиотелескоп.Исаак Ньютон Principia Mathematica, опубликованный в 1687 году, был первым описанием закона всемирного тяготения. Он предоставил физический механизм для законов Кеплера, а также позволил разрешить аномалии в предыдущих системах, вызванные гравитационным взаимодействием между планетами. Фундаментальным отличием космологии Ньютона от предшествующих ему был принцип Коперника - что тела на Земле подчиняются тем же физическим законам, что и все небесные тела. Это был решающий философский прорыв в физической космологии.
Считается, что современная научная космология началась в 1917 году с публикации Альбертом Эйнштейном его последней модификации общей теории относительности в статье «Космологические соображения Общая теория относительности »(хотя эта статья не была широко доступна за пределами Германии до конца Первой мировой войны ). Общая теория относительности подтолкнула космогонистов, таких как Виллем де Ситтер, Карл Шварцшильд и Артур Эддингтон, исследовать ее астрономические разветвления, которые расширили возможности астрономов для изучения очень далеких объектов. Физики начали менять представление о том, что Вселенная статична и неизменна. В 1922 году Александр Фридман представил идею расширяющейся Вселенной, содержащей движущееся вещество. Примерно в то же время (с 1917 по 1922 год) произошли Великие дебаты, в ходе которых ранние космологи, такие как Хебер Кертис и Эрнст Эпик, определили, что некоторые туманности в телескопы были видны отдельные галактики, далекие от нашей.
Параллельно с этим динамичным подходом к космологии, одна давняя дискуссия о структуре космоса приближалась к кульминации. Астроном Маунт Вильсон Харлоу Шепли отстаивал модель космоса, состоящего только из Млечного Пути звездной системы ; в то время как Хибер Д. Кертис отстаивал идею о том, что спиральные туманности являются звездными системами сами по себе как островные вселенные. Это различие во взглядах достигло апогея с организацией Великой дискуссии 26 апреля 1920 года на заседании Национальной академии наук США в Вашингтоне, округ Колумбия Спор был разрешен, когда Эдвин Хаббл обнаружил переменные цефеид в галактике Андромеды в 1923 и 1924 годах. На их расстоянии были установлены спиральные туманности далеко за краем Млечного. Путь.
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.. Так, модель Большого взрыва была предложена бельгийским священником Жоржем Лемэтром в 1927 году, что впоследствии было подтверждено открытием Эдвином Хабблом красное смещение в 1929 году, а затем открытие космического микроволнового фонового излучения Арно Пензиасом и Робертом Вудро Вильсоном в 1964 году. открытия были первым шагом к исключению некоторых из многих альтернативных космологий.
Примерно с 1990 года несколько драматических достижений в наблюдательной космологии превратили космологию из в основном спекулятивной науки в науку предсказания с точным согласием между теорией и наблюдением. Эти достижения включают наблюдения микроволнового фона со спутников COBE, WMAP и Planck, а также обзоры красных смещений большой новой галактики , включая 2dfGRS и SDSS, а также наблюдения далеких сверхновых и гравитационного линзирования. Эти наблюдения соответствовали предсказаниям теории космической инфляции, модифицированной теории Большого взрыва и конкретной версии, известной как модель Lambda-CDM. Это привело к тому, что многие стали называть современность «золотым веком космологии».
17 марта 2014 года астрономы из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики объявили об обнаружении гравитационные волны, дающие убедительные доказательства инфляции и Большого взрыва. Однако 19 июня 2014 года было сообщено о снижении уверенности в подтверждении результатов космической инфляции.
1 декабря 2014 года на встрече Planck 2014 в Ферраре, Италия, астрономы сообщили, что вселенная имеет возраст 13,8 миллиарда лет и состоит из 4,9% атомной материи, 26,6% темной материя и 68,5% темная энергия.
Религиозная или мифологическая космология - это совокупность верований, основанных на мифологическом, религиозном и эзотерическая литература и традиции сотворения и эсхатология.
Представление наблюдаемой вселенной в логарифмической шкале. Космология имеет дело с миром как совокупностью пространства, времени и всех явлений. Исторически она имела довольно широкий размах и во многих случаях была основана на религии. В современном использовании метафизическая космология обращается к вопросам о Вселенной, которые выходят за рамки науки. Она отличается от религиозной космологии тем, что подходит к этим вопросам, используя философские методы, такие как диалектика. Современная метафизическая космология пытается ответить на такие вопросы, как:
| Имя | Автор и дата | Классификация | Примечания |
|---|---|---|---|
| Индусская космология | Ригведа (ок. 1700–1100 до н.э.) | Циклический или колеблющаяся, Бесконечная во времени | Первичная материя остается проявленной в течение 311,04 триллиона лет и непроявленной равной продолжительности. Вселенная остается проявленной в течение 4,32 миллиарда лет и unmanifest для равной длины. Бесчисленные вселенные существуют т одновременно. Эти циклы были и будут длиться вечно, движимые желаниями. |
| джайнская космология | джайнский агамас (написано около 500 года нашей эры согласно учениям Махавиры 599–527 до нашей эры) | Циклический или колеблющийся, вечный и конечный | Джайнская космология рассматривает лока, или вселенную, как несотворенное существо, существующее с бесконечности, форма вселенной похожа на человека, стоящего с расставленными ногами и рукой на талии. Эта Вселенная, согласно джайнизму, широкая вверху, узкая в середине и снова становится широкой внизу. |
| Вавилонская космология | Вавилонская литература (ок. 3000 г. до н.э.) | Плоская Земля, плывущая в бесконечных «водах хаоса» | Земля и Небеса образуют единое целое в бесконечных «водах хаоса»; Земля плоская и круглая, а твердый купол («небосвод») защищает внешний «хаос» - океан. |
| Элеатская космология | Парменид (ок. 515 г. до н.э.) | Конечная и сферическая по протяженности | Вселенная неизменна, однородна, совершенна, необходима, вне времени, и ни то, ни другое генерируется и не портится. Пустота невозможна. Множественность и изменения - продукты эпистемического невежества, порожденные чувственным опытом. Временные и пространственные ограничения произвольны и относятся к парменидовому целому. |
| Библейская космология | Повествование о сотворении мира | Земля, плавающая в бесконечных «водах хаоса» | Земля и Небеса образуют единое целое в бесконечных «водах хаоса» ; «небосвод » удерживает внешний «хаос» -океан. |
| Атомистическая вселенная | Анаксагор (500–428 г. до н.э.) и позже Эпикур | Бесконечная протяженность | Вселенная содержит только две вещи: бесконечное количество крошечных семян ( атомов ) и бесконечной пустоты. Все атомы состоят из одного и того же вещества, но различаются по размеру и форме. Объекты образуются из скоплений атомов и снова распадаются на атомы. Включает принцип Левкиппа 'о причинности : «ничего не происходит случайно; все происходит по причине и необходимости». Вселенной не правили боги. |
| пифагорейская вселенная | Филолай (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 обращается вокруг центрального огня раз в год, звезды неподвижны. Земля в своем движении сохраняет то же скрытое лицо к центральному огню, поэтому ее никогда не видно. Первая известная негеоцентрическая модель Вселенной. |
| Де Мундо | Псевдо-Аристотель (ум. 250 г. до н.э. или между 350 и 200 г. до н.э.) | Тогда Вселенная представляет собой систему, состоящую из неба и земли и элементов, которые в них содержатся. | Есть «пять элементов, расположенных в сферах в пяти областях, причем меньший в каждом случае окружен большим, а именно: земля окружена водой, вода - воздухом, воздух - огнем, и огонь - эфиром - составляют всю Вселенную ». |
| Стоическая вселенная | Стоики (300 г. до н.э. - 200 г. н.э.) | Островная вселенная | космос конечен и окружен бесконечной пустотой. Он находится в постоянном движении, пульсирует в размерах и подвергается периодическим потрясениям и пожарам. |
| Аристотелевская вселенная | Аристотель (384–322 до н.э.) | Геоцентрический, статический, устойчивый, конечный размер, бесконечное время | Сферическая Земля окружена концентрическими небесные сферы. Вселенная существует неизменной на протяжении вечности. Содержит пятый элемент, называемый эфир, который был добавлен к четырем классическим элементам. |
| Аристархейская вселенная | Аристарх (около 280 г. до н.э.) | Гелиоцентрическая | Земля ежедневно вращается вокруг своей оси и ежегодно обращается вокруг Солнца по круговой орбите. Сфера неподвижных звезд сосредоточена вокруг Солнца. |
| Модель Птолемея | Птолемей (2 век нашей эры) | Геоцентрическая (на основе аристотелевской вселенной) | Вселенная вращается вокруг неподвижной Земли. Планеты движутся по круговым эпициклам, каждый из которых имеет центр, который перемещается по большей круговой орбите (называемой эксцентриком или отклонением) вокруг центральной точки около Земли. Использование эквантов добавило еще один уровень сложности и позволило астрономам предсказывать положения планет. Самая успешная модель вселенной всех времен, основанная на критерии долголетия. Альмагест (Великая Система). |
| Модель Арьябхата | Арьябхата (499) | Геоцентрическая или гелиоцентрическая | Земля вращается, а планеты движутся по эллиптическим орбитам вокруг Земли или Солнца; не уверен, является ли модель геоцентрической или гелиоцентрической из-за планетных орбит, заданных относительно Земли и Солнца. |
| Средневековая вселенная | Средневековые философы (500–1200) | Конечная во времени | Вселенная, конечная во времени и имеющая начало, предлагается Христианский философ Иоанн Филопон, который выступает против древнегреческого представления о бесконечном прошлом. Логические аргументы в пользу конечной вселенной разработаны ранним мусульманским философом Алкиндом, еврейским философом Саадией Гаоном и Мусульманский теолог Альгазель. |
| Мультивселенная космология | Фахр ад-Дин ар-Рази (1149–1209) | Мультивселенная, множественные миры и вселенные | За пределами известного мира существует бесконечное внешнее пространство, и Бог имеет власть заполнить вакуум бесконечным количеством вселенных. |
| Модели Мараги | Школа Мараги (1259–1528) | Геоцентрическая | Различные модификации модели Птолемея и аристотелевской вселенной, включая отказ от экванта и эксцентрики в обсерватории Мараге, а также введение пары Туси от Аль-Туси. Позднее были предложены альтернативные модели, включая первую точную лунную модель Ибн аль-Шатира, модель, отвергающую неподвижную Землю в пользу вращения Земли Али Кушу, и модель планеты, включающая «круговую инерцию » Аль-Бирджанди. |
| модель Нилакантана | Нилаканта Сомаяджи (1444–1544) | Геоцентрический и гелиоцентрический | Вселенная, в которой планеты вращаются вокруг Солнца, которое вращается вокруг Земли; похожа на более позднюю систему Тихона |
| Вселенная Коперника | Николай Коперник (1473–1543) | Гелиоцентрический с круговыми планетными орбитами | Впервые описан в De Revolutionibus orbium coelestium. |
| Тихоническая система | Тихо Браге (1546–1601) | Геоцентрический и гелиоцентрический | Вселенная, в которой планеты вращаются вокруг Солнца, а Солнце - вокруг орбиты Земля, подобная более ранней модели Нилакантана. |
| космологии Бруно | Джордано Бруно (1548–1600) | Бесконечная протяженность, бесконечное время, однородная, изотропная, неиерархическая | Отвергает 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 (воды, земли, огня и воздуха) и является атомистической, анимистической и разумной. |
| Кеплериан | Иоганн Кеплер (1571–1630) | Гелиоцентрический с эллиптическими планетными орбитами | Открытия Кеплера, объединяющие математику и физику, заложили основу нашей нынешней концепции Солнечной системы, но далекие звезды все еще рассматривались как объекты в тонкой неподвижной небесной сфере. |
| Статический Ньютон | Исаак Ньютон (1642–1727) | Статический (развивающийся), устойчивое состояние, бесконечность | Каждая частица во Вселенной притягивает каждую другую частицу. Материя в больших масштабах распределена равномерно. Гравитационно сбалансированный, но нестабильный. |
| Декартов вихрь Вселенная | Рене Декарт, 17 век | Статический (эволюционирующий), устойчивый, бесконечный | Система огромных кружащихся водоворотов эфирного или тонкого материя производит то, что мы бы назвали гравитационными эффектами. Но его вакуум не был пустым; все пространство было заполнено материей. |
| Иерархическая вселенная | Иммануил Кант, Иоганн Ламберт, 18 век | Статическое (развивающееся), устойчивое состояние, бесконечность | Материя сгруппирована на все большие масштабы иерархии. Материя бесконечно перерабатывается. |
| Вселенная Эйнштейна с космологической постоянной | Альберт Эйнштейн, 1917 г. | Статическая (номинально). Ограниченное (конечное) | «Материя без движения». Содержит равномерно распределенное вещество. Равномерно искривленное сферическое пространство; на основе гиперсферы Римана. Кривизна принимается равной Λ. По сути, Λ эквивалентно силе отталкивания, которая противодействует гравитации. Нестабильно. |
| Вселенная Де Ситтера | Виллем де Ситтер, 1917 | Расширяющееся плоское пространство. Устойчивое состояние. Λ>0 | «Движение без материи». Только внешне статичный. Основано на общей теории относительности Эйнштейна. Пространство расширяется с постоянным ускорением. Масштабный коэффициент увеличивается экспоненциально (постоянная инфляция ). |
| Вселенная Макмиллана | Уильям Дункан Макмиллан 1920-е годы | Статическое и устойчивое состояние | Новая материя создается из излучения ; звездный свет постоянно перерабатывается в новые частицы материи. |
| Вселенная Фридмана, сферическое пространство | Александр Фридман 1922 | Сферическое расширяющееся пространство. k = +1; нет Λ | Положительная кривизна. Константа кривизны k = +1 Расширяет, затем повторно сжимает. Пространственно замкнутый (конечный). |
| Вселенная Фридмана, гиперболическое пространство | Александр Фридман, 1924 | Гиперболическое расширяющееся пространство. k = -1; нет Λ | Отрицательная кривизна. Считается бесконечным (но неоднозначным). Безграничный. Расширяется навсегда. |
| Гипотеза больших чисел Дирака | Поль Дирак 1930-е годы | Расширение | требует большого изменения G, которое со временем уменьшается. Гравитация ослабевает по мере развития Вселенной. |
| Нулевая кривизна Фридмана | Эйнштейн и Де Ситтер, 1932 | Расширяющееся плоское пространство k = 0; Λ = 0 Критическая плотность | Константа кривизны k = 0. Говорят, что она бесконечна (но неоднозначна). «Безграничный космос ограниченного размера». Расширяется навсегда. «Самая простая» из всех известных вселенных. Назван в честь Фридмана, но не рассматривается им. Имеет член замедления q = 1/2, что означает, что скорость его расширения замедляется. |
| Оригинальный Большой взрыв (Фридман-Лемэтр) | Жорж Леметр 1927–29 | Расширение Λ>0; Λ>| Гравитация | | Λ положительна и имеет величину больше силы тяжести. Вселенная имеет начальное состояние с высокой плотностью («первобытный атом»). Далее следует двухступенчатое расширение. Λ используется для дестабилизации Вселенной. (Лемэтр считается отцом модели Большого взрыва.) |
| Осциллирующая вселенная (Фридман-Эйнштейн) | Благоприятный для Фридман, 1920-е годы | Расширяющийся и сужение циклично | Время бесконечно и безначально; таким образом избегает парадокса начала времен. Бесконечные циклы Большого взрыва, за которым следует Большой хруст. (Первый выбор Эйнштейна после того, как он отверг модель 1917 года.) |
| Вселенная Эддингтона | Артур Эддингтон 1930 | Сначала статика, затем расширяется | Статическая Вселенная Эйнштейна 1917 года с нарушенной нестабильностью в режим расширения; с неумолимым растворением материи становится вселенной Де Ситтера. Λ доминирует над гравитацией. |
| Вселенная Милна кинематической теории относительности | Эдвард Милн, 1933, 1935; Уильям Х. МакКри, 1930-е годы | Кинематическое расширение без расширения пространства | Отвергает общую теорию относительности и парадигму расширяющегося пространства. Гравитация не включена в исходное предположение Подчиняется космологическому принципу и специальной теории относительности ; состоит из конечного сферического облака частиц (или галактик), которое расширяется в бесконечном или пустом плоском пространстве. У него есть центр и космический край (поверхность облака частиц), который расширяется со скоростью света. Объяснение гравитации было тщательно продуманным и неубедительным. |
| Фридман-Лемэтр-Робертсон-Уокер класс моделей | Говард Робертсон, Артур Уокер, 1935 | Равномерно расширяющийся | Класс вселенных, которые однородны и изотропны. Пространство-время разделяется на равномерно искривленное пространство и космическое время, общее для всех сопутствующих наблюдателей. Система формулировок теперь известна как метрика FLRW или Робертсона-Уокера космического времени и искривленного пространства. |
| Устойчивое состояние | Герман Бонди, Томас Голд, 1948 | Расширяющееся, устойчивое состояние, бесконечное | Скорость создания материи поддерживает постоянную плотность. Непрерывное создание из ничего из ниоткуда. Экспоненциальное расширение. Член замедления q = −1. |
| Устойчивое состояние | Фред Хойл 1948 г. | Расширяющееся, устойчивое состояние; но нестабильно | Скорость создания материи поддерживает постоянную плотность. Но поскольку скорость создания материи должна быть точно сбалансирована со скоростью расширения пространства, система нестабильна. |
| Амбиплазма | Ханнес Альфвен 1965 Оскар Кляйн | Клеточная вселенная, расширяющаяся за счет аннигиляции вещества и антивещества | Основано на концепции космологии плазмы. Вселенная рассматривается как «метагалактики», разделенные двойными слоями и, таким образом, имеют пузырьковидную природу. Другие вселенные образуются из других пузырей. Продолжающаяся космическая материя - аннигиляция аннигиляции удерживает пузыри разделенными и раздвигающимися, предотвращая их взаимодействие. |
| Теория Бранса – Дикке | Карл Х. Бранс, Роберт Х. Дикке | Расширение | На основе принципа Маха. G меняется со временем по мере расширения Вселенной. «Но никто не совсем уверен, что на самом деле означает принцип Маха». |
| Космическая инфляция | Алан Гут 1980 | Большой взрыв модифицирован для решения горизонта и плоскостности задачи | На основе концепции горячей инфляции. Вселенная рассматривается как множественный квантовый поток - отсюда ее пузырьковая природа. Другие вселенные образуются из других пузырей. Продолжающееся космическое расширение удерживало пузыри разделенными и раздвигающимися. |
| Вечная инфляция (модель множественной вселенной) | Андрей Линде, 1983 | Большой взрыв с космической инфляцией | Мультивселенная на основе концепции холодная инфляция, при которой инфляционные события происходят случайно, каждое с независимыми начальными условиями; некоторые расширяются в пузырьковые вселенные, предположительно как весь наш космос. Пузыри зарождаются в пене пространства-времени. |
| Циклическая модель | Пол Стейнхардт ; Нил Турок 2002 | Циклическое расширение и сокращение; M-теория. | Две параллельные орбифолд плоскости или M-браны периодически сталкиваются в пространстве более высоких измерений. С квинтэссенцией или темной энергией. |
| Циклическая модель | Лаурис Баум; Пол Фрэмптон 2007 | Решение проблемы энтропии Толмена | Фантомная темная энергия фрагментирует вселенную на большое количество разрозненных участков. Наш патч сжимается, содержащий только темную энергию с нулевой энтропией. |
Примечания к таблице: термин «статический» просто означает не расширяться и не сжиматься. Символ G представляет гравитационную постоянную Ньютона; Λ (Лямбда) - космологическая постоянная.
 | В Викицитаторе есть цитаты, связанные с: Космологией |
 | Найдите космологию в Викисловаре, бесплатном словаре. |
