Структура Вселенной

Материя

Материализм исходит из того, что в основе всего мира лежит материя. Но какие смыслы этого понятия существуют в современной науке?

1.Если исходить из теории Большого взрыва, в результате которого возникла наша Вселенная, то материя как вещество сформировалась на определённом этапе эволюции. После самого этого Большого взрыва Вселенная представляла собой энергетически насыщенную среду, в которой царил хаос мощных энергетических процессов невероятно высоких скоростей. Затем скорости расширения Вселенной начали постепенно спадать, что и привело к остыванию этих энергий и формированию из них первых структур вещества. Это можно сравнить с процессом заморозки воды, когда при остывании происходит её кристаллизация, оформление в виде твёрдого вещества. Точно также и материя как вещество – это остывшая, структурировавшаяся в какой-либо вещественной форме энергия. Назовём такой смысл материи космологическим.

2.Однако такое вещество Вселенной изначально было двух видов, которые учёные называют материей и антиматерией или веществом и антивеществом. Отсюда второй, более узкий смысл понятия материи как противоположность антиматерии, антивеществу. Такая антиматерия на начальной этапе эволюции Вселенной аннигилировала, взаимно уничтожалась, взаимодействуя с материей. Тем не менее, в микромире, во внутриатомной реальности она сохранилась до сих пор. Антивещество состоит из антиатомов (экспериментально получен пока только антиводород), содержащих антипротоны, антинейтроны и позитроны (противоположность электронам). Антиатомы очень сложно получить путём экспериментов, поскольку они сразу аннигилируют (взаимоуничтожаются) с веществом.

Вещество в классическом понимании, как известно, состоит из атомов, содержащих протоны, нейтроны и электроны. Эта форма материи преобладает в Солнечной системе и в ближайших звёздных системах.

3.Третий смысл материи связан с её пониманием в марксизме. Её определение дал В.И. Ленин в условиях, когда на рубеже 19-20 веков физика переживала серьёзный кризис, связанный с новыми научными открытиями, ломающими научную картину, основанную на механике Ньютона и представлению о материи как веществе. Кризис понятия материи как вещества и привёл Ленина к её формулировке как противоположности сознанию: Материя – это объективная реальность данная нам в ощущениях. Объективное – это до, вне и независимое от сознания. Получается, что всё, что существует объективно, каким бы оно ни было, с точки зрения этого определения, является материальным. Таким образом, Ленин заранее перестраховался от будущих кризисов материализма, определив материю максимально широко и абстрактно. Однако здесь снова встаёт проблема как быть с тем, что мы не способны воспринимать даже с помощью приборов? Итак, по марксизму материя необязательно связана с веществом. Весь мир есть материя в её многообразных проявлениях. И даже сознание – свойство высокоорганизованной материи. Единственное отличное от материи содержание – содержание сознания, духовная реальность.

4. В современной науке содержание материи понимается как единство вещества, антивещества, поля и плазмы, порож­даемых флуктуациями (возмущениями) вакуума. Иногда к материи относят и энергию. Кроме того, в понятие материи иногда включается информационный аспект существо­вания всех материальных систем, который выражает по­рядок вещей и явлений в материальном мире.

Теперь более подробно разберём смысл понятия материи, сформулированный в рамках марксизма.

У всех предметов и процессов внешнего мира есть общий признак: они существуют вне и независимо от сознания, отражаясь прямо или косвенно в наших ощущениях. Другими словами, они объективны. Прежде всего по этому признаку философия объеди­няет и обобщает их в одном понятии материи. Когда говорится о том, что материя дана нам в ощущениях, то имеется в виду не только прямое восприятие предметов, но и косвенное. Мы не можем видеть, осязать, например, отдельные атомы. Но мы ощущаем действие тел, состоящих из атомов.

Материю саму по себе нельзя видеть, осязать, пробовать на вкус. То, что видят, осязают, есть определенный вид материи. Материя не есть одна из вещей, существующих наряду с другими. Все существующие конкретные материальные образования и есть материя в различных ее формах, видах, свойствах и отноше­ниях. Не существует «безликой» материи, она всегда есть что-то конкретное, пусть даже если очень причудливое и размытое для нашей логики.

Принцип ма­териального единства мира означает не сходство или тождество конкретных существующих систем, элементов и конкрет­ных свойств и закономерностей, а общность материи как субстанции, как носителя многообразных свойств и отношений, порождающего всё разнообразие мира.

В физических тео­риях последнего времени в качестве субстанции используется понятие физического ва­куума, флуктуации (возмущения, возбуждения) которого детерминируют (определяют) все известные нам виды физической реальности.

Структура материи

Материя имеет разнообразное строение, образуя структуры различных типов. Она состоит из частей различной величины, качест­венной определенности: элементарных частиц, атомов, молекул, ра­дикалов, ионов, комплексов, макромолекул, коллоидных частиц, планет, звезд и их систем, галактик и сверхгалактик. Обнаружено около 400 различных элементарных частиц, если их считать вместе с резонансами (частицами, живущими очень короткое время). Предпринимаются попытки найти глубокую внутреннюю связь между элементарными частицами и создать для них нечто вроде Периодической таблицы Д.И. Менделеева. Элементарные частицы раз­личаются по массе покоя и в соответствии с этим разделяются на лептоны (легкие частицы), мезоны (средние частицы) и барионы (тяжелые частицы). Наряду с этим существуют частицы, не обладающие массой покоя, например фотоны.

Атомы построены из положительно заряженных ядер и отрица­тельно заряженных электронных оболочек. Ядра состоят из прото­нов и нейтронов, вместе именуемых нуклонами. Сам атом на 99% пуст. Эффект твёрдости тела возникает поскольку от частиц исходит поле отталкивания (взаимодействие) и при этом они быстро движутся.

Классическое вещество может находиться в одном из нескольких агрегатных состояний: газообразном, жидком, твёрдом кристаллическом, твёрдом аморфном или в виде жидкого кристалла. Кроме того, выделяют высокоионизованное состояние вещества (чаще газообразного, но, в широком смысле, любого агрегатного состояния), называемое плазмой.

Особо можно выделить виртуальные частицы, которые рождаются и уничтожаются (поглощаются) в процессе взаимодействия и не присутствуют в эксперименте в начальном и конечном состоянии. Виртуальные частицы очень важны для пониманиясвойств физического вакуума.

Другие важные объекты – это струны (о них уже шла речь в теме о бытии) и суперструны. Это основные формы материи, предположительно существовавшие на ранней стадии эволюции Вселенной. Струноподобные объекты в современной физической теории претендуют на роль наиболее фундаментальных материальных образований, к ним можно свести все элементарные частицы, т. е. в конечном счёте, все известные формы материи. Они представляют собой одномерные образования, своеобразные вибрации.

От «прерывных» форм материи неотделимы «непрерывные» формы. Это разные виды полей — гравитационные, электромагнит­ные, ядерные. Они связывают частицы материи, позволяют им вза­имодействовать и тем самым существовать. Так, без полей тяготения ничто не объединяло бы звезды в галактики, а само вещество — в звезды. Не было бы ни Солнечной системы, ни самого Солнца, ни планет. Вообще все тела перестали бы существовать: без электри­ческих и магнитных полей ничто не связывало бы атомы в молекулы, а электроны и ядра — в атомы.

Структура Вселенной

Вселенная в целом практически однородна и представляет собой совокупность нитевидных скоплений галактик, разделённых областями, в которых практически нет светящейся материи. Её размеры 13 млрд 700 млн световых лет (радиус), точно столько же как и её возраст (каждый год она расширяется в размерах на один световой год, т.е. расширяется со скоростью света).По последним данным форма Вселенной очень близка к плоской.

Всё вещество Вселенной структурируется в виде скопления звёзд, галактик и сверх скопления галактик, но дальше распределено относительно равномерно (в виде нитей галактик).

Во Вселенной всего 4-5 % вещества обычной материи: это звёзды 0,4 %, Межгалактический газ 3,6 %, Тёмная материя 22-27 % (она неизвестной пока природы), Тёмная энергия 68-74% (также её природа неизвестна).

Всё, что можно сказать о тёмной энергии, так это то, что она связана с феноменом, объясняющим факт, что Вселенная расширяется с ускорением. Это неизвестного вида энергия с отрицательным давлением. Когда она сформировалась, а это примерно 5 млрд лет назад, она придала ускорение расширению нашей Вселенной.

Тёмная материя — форма материи, которая не испускает электромагнитного излучения и не взаимодействует с ним. Это свойство данной формы вещества делает невозможным её прямое наблюдение. Однако возможно обнаружить присутствие тёмной материи по создаваемым ею гравитационным эффектам.

Наша галактика – Млечный путь состоит из примерно 300 миллиардов звёзд.

Поиск по сайту: