Космологические представления

В античной культуре авторитет Аристотеля был столь велик, что на века утвердил предложенную им и математически оформленную Птолемеем следующую картину мироздания. В центре мира находится неподвижная шарообразная Земля. Вокруг нее вращаются сферы, к которым прикреплены небесные светила. Самая удаленная — сфера неподвижных звезд, которая является границей космоса. Ближайшая к Земле — сфера Луны, отделяющая надлунный мир совершенных круговых движений от несовершенного подлунного мира. Надлунные тела построены из вечного, неуничтожимого эфира, не подверженного никаким изменениям и превращениям. Вне сферы неподвижных звезд нет ни времени, ни пространства, ни пустоты, а есть только неподвижный вечный перводвигатель — в понимании Аристотеля, Бог. Устройство Вселенной в целом мыслилось статичным.

В механической картине мира также считалось, что Вселенная находится в стационарном состоянии, то есть с течением времени ее общие свойства не изменяются. Кроме того, она мыслилась бесконечной во времени и в пространстве.

Уже в XVIII–XIX веках появляются первые сомнения в справедливости такой картины. Так, астроном Ольберс в начале XIX в. сформулировал знаменитый парадокс, получивший название фотометрического. В бесконечной, вечной и неизменной Вселенной линия взгляда, устремленного в любую точку небесной сферы, должна рано или поздно упереться в поверхность какой-нибудь звезды. Поэтому во Вселенной, устроенной по Ньютону, всё ночное небо должно светиться, как поверхность Солнца, — в то время как непосредственное наблюдение обнаруживает лишь отдельные светящиеся точки ближайших звезд.

Гипотеза Канта-Лапласа о происхождении Солнечной системы стала первой попыткой описать на основе научных представлений направленное, поступательное развитие, по крайней мере, ограниченной части Вселенной. С другой стороны, открытие в середине XIX века второго закона термодинамики поставило на повестку дня проблему тепловой смерти Вселенной: можно ли считать, что мир неумолимо движется к некоторому конечному состоянию, однородному и бесструктурному? Однако средств для того, чтобы объективно описывать состояние Вселенной в целом, тогда еще не было.

Создание общей теории относительности положило начало развитию научной космологии. Уравнения ОТО позволяли создавать математические модели Вселенной, предсказания которых могли быть проверены наблюдениями. Из моделей вытекало, что Вселенная в принципе не может находиться в стационарном состоянии — и открытие Э. Хабблом разбегания галактик блестяще подтвердило этот теоретический вывод. Более того, из результатов Хаббла и теоретических соображений следовало, что Вселенная имела начало, отделенное от нашего времени несколькими миллиардами лет.

Дальнейший прогресс в развитии космологических представлений связан с развитием квантовой физики элементарных частиц, необходимой для понимания процессов, происходивших на заре существования Вселенной, и с успехами наблюдательной астрономии, позволившими отбросить множество разработанных теоретиками моделей эволюции Вселенной и тем самым укрепить доверие к немногим оставшимся, которые выдержали все проверки.

В современном представлении Вселенная — это эволюционирующая целостность, история которой включает несколько этапов. Каждый из этапов эволюции Вселенной отличается от других особым состоянием и динамикой ее вещества, излучения и пространства-вре­ме­ни, а также степенью сформированности космических структур (на­при­мер, галактик, звезд и планет). Удивительным образом, свойства мира как целого оказались зависящими от свойств элементарных частиц и взаимодействий между ними. Небольшое изменение любой из фундаментальных констант, таких как заряд и масса электрона, постоянная G в законе всемирного тяготения, постоянная Планка, скорость света, удельная энергия вакуума L и т.д., направило бы развитие Вселенной по совершенно иному пути.

6.3. Естественнонаучная информационная картина мира[84]

Как отмечалось в п. 1.9, современный этап развития науки отмечен выдвижением на ведущие роли наук полидисциплинарных — экологии и синергетики. В том же ряду стоит и информатика, однако ее обычно не относят к естественнонаучным дисциплинам.