Хаос и космос. Системное устройство мира

Ха́ос (др.-греч. χάος от χαίνω — раскрываюсь, разверзаюсь) — категория космогонии, первичное состояние Вселенной, бесформенная совокупность материи и пространства (в противоположность порядку).

Основные сведения

В обыденном смысле хаос понимают как беспорядок, неразбериху, смешение. Понятие возникло от названия в древнегреческой мифологии изначального состояния мира, некой «разверзшейся бездны» (а не беспорядочного состояния), из которой возникли первые божества. Лишь в раннехристианские времена этому слову стали приписывать значение беспорядка.

В математике хаосом называется апериодическое детерминированное(определенное) поведение динамической системы, крайне чувствительное к начальным условиям. Бесконечно малое возмущение граничных условий для хаотической динамической системы приводит к конечному изменению траектории в фазовом пространстве. Изучается математическими средствами теории хаоса.

Понятие возникло от названия в древнегреческой мифологии изначального состояния мира, некой «разверзшейся бездны» (а не беспорядочного состояния), из которой возникли первые божества. Лишь в раннехристианские времена этому слову стали приписывать значение беспорядка.

Космос (философия)

Античное и средневековое представление Космоса изображенное в книге Петра Апиана «Космография» (Антверпен, 1539 год)

Космос (греч. κόσμος) — понятие древнегреческой философии и культуры, представление о природном мире как о пластически упорядоченном гармоническом целом[1]. Противопоставлялся хаосу. Греки соединяли в понятии «космос» две функции — упорядочивающую и эстетическую[2][3].

История

Термин «Космос» начинает употребляться в философском смысле уже в период становления первых философских школ Древней Греции. Согласно Диогену Лаэрцию, Пифагор был первым, кто назвал Вселенную «Космосом». Однако использование этого понятия зафиксировано ещё до Пифагора у Анаксимена и Анаксимандра. Он широко употребляется уГераклита, Парменида, Эмпедокла, Анаксагора, Демокрита и других досократиков.

Как отмечают, в поэмах Гомера общую картину мира можно рассматривать как первую – эпическую модель античного космоса: «это как бы огромное жилище, в котором живут, действуют и борются люди и боги»1.

Платон в диалоге «Тимей» рассматривает космос как живой, соразмерный организм, обладающий разумной душой, а человека — как часть космоса. Здесь же Платон формулирует трудность в объяснении устройства космоса: он божественен, значит, все небесные тела должны двигаться равномерно по круговым орбитам, однако движение планет противоречит этому требованию. Эту проблему пытались решить Евдокс и Каллипп в рамках теории гомоцентрических сфер.

Аристотель выступил с критикой пифагорейского и платоновского учения о строении космоса, в частности, отказался от учения о космической душе, заменив её космическим Умом.

 

Христианский космос. Иллюстрация изНюрнбергских хроник, 1493 год

В древнегреческой космологии Космос считался ограниченным, в его центре располагалась неподвижная Земля, вокруг которой вращались все небесные тела, включая Солнце. Звёзды располагались на периферии Космоса. Геоцентрическая система мира, доработанная в эллинистическую эпоху в рамках теории эпициклов (Гиппархом, Птолемеем и др.), господствовала до XVI в.

Стоики и неоплатоники в поздней античности, схоласты и христианские богословы в Средние века также включили в свои философские концепции учение о космосе. Философы и ученые эпохи Возрождения и раннего Нового времени (например,Коперник и Кеплер) обычно опирались на принципы античной космологии, однако в центре Космоса размещалось Солнце, а не Земля (см. Гелиоцентрическая система мира).

В Новое время понятие «космос» вытесняется из научного употребления, заменяясь понятием «Вселенная».

В некоторых славянских языках (русском, польском, болгарском, сербском) под космосом в настоящее время подразумевают пространство за пределами Земли («космическое пространство»).

Космогония

Космого́ния (греч. κοσμογονία, от κόσμος — мир, Вселенная и греч. γονή — рождение) — учение о происхождении или о сотворении Вселенной. Со времён Гесиода она служила сюжетом множества философских трактатов. Современная научная космогония опирается на астрофизику и изучает образование Вселенной, включая появление и развитие астрономических объектов.

Космогония (греч. kosmogonía, от kósmos — мир, Вселенная и gone, goneia — рождение) — область науки, в которой изучается происхождение и развитие космических тел и их систем: звёзд и звёздных скоплений, галактик, туманностей, Солнечной системы и всех входящих в неё тел — Солнца, планет (включая Землю), их спутников, астероидов (или малых планет), комет, метеоритов.— БСЭ(большая советская энциклопедия)

Изучение космогонических процессов является одной из главных задач астрофизики. Поскольку все небесные тела возникают и развиваются, идеи об их эволюции тесно связаны с представлениями о природе этих тел вообще. В современной космогонии широко используется методология физики и химии.

Космогония и космология

Космологией является изучение структуры и изменений в современной Вселенной, в то время как научные области космогонии касаются вопроса происхождения Вселенной. Наблюдения нашей нынешней Вселенной, возможно, не только позволит дать предсказания на будущее, но они также предоставляют ключ к событиям, которые происходили давно, когда … космос только зарождался. Так работа по космологии базируется на астрофизике текущих наблюдений и построение моделей эволюции — космогонии не дублирует, а дополняет астрофизику.

           — Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА)

Космогонию можно отличить от космологии, задача которой заключается в изучении Вселенной в целом на протяжении всего её существования. Существует некоторая неопределённость между этими двумя терминами, например, космологический аргумент из теологии о существовании Бога является обращением к космогонии, а не к космологическим идеям. На практике существует научное различие между космологическими и космогоническими идеями. Физическая космология — это наука, которая пытается объяснить все наблюдения, имеющие отношение к развитию и характеристике Вселенной в целом. Вопросы же о том, почему Вселенная ведёт себя таким образом, считаются экстра-научными, хотя и основываются, в том числе, на экстраполяции различных научных теорий на непроверенные или косвенно подтверждённые гипотезы, а также философские или религиозные идеи.

Научные космогонические гипотезы

Большой взрыв

Согласно теории Большого взрыва, Вселенная в момент образования была в чрезвычайно плотном и горячем состоянии, называемом космологической сингулярностью

Согласно теории Большого взрыва, Вселенная в момент образования была в чрезвычайно плотном и горячем состоянии, называемом космологической сингулярностью

Общепринятой современной космогонической и космологической гипотезой является теория Большого взрыва. Однако, различные её интерпретации могут давать разные ответы на вопрос об изначальном происхождении ранней вселенной. Обычно предполагается, что началом Вселенной (и времени вообще) является космологическая сингулярность; главным аргументом в её пользу считается теорема Пенроуза. Имеются и другие предположения, например циклическая модель.

Космологи́ческая сингуля́рность(единственный, особенный) — состояние Вселенной в начальный момент Большого Взрыва, характеризующееся бесконечной плотностью и температурой вещества. Космологическая сингулярность является одним из примеров гравитационных сингулярностей, предсказываемых общей теорией относительности (ОТО) и некоторыми другими теориями гравитации.

Возникновение этой сингулярности при продолжении назад во времени любого решения ОТО, описывающего динамику расширения Вселенной, было строго доказано в 1967 году Стивеном Хокингом. Также он писал:

Результаты наших наблюдений подтверждают предположение о том, что Вселенная возникла в определённый момент времени. Однако сам момент начала творения, сингулярность, не подчиняется ни одному из известных законов физики.

Например, не могут быть одновременно бесконечными плотность и температура, т. к. при бесконечной плотности мера хаоса стремится к нулю, что не может совмещаться с бесконечной температурой.

Проблема существования космологической сингулярности является одной из наиболее серьёзных проблем физической космологии. Дело в том, что никакие наши сведения о том, что произошло после Большого Взрыва, не могут дать нам никакой информации о том, что происходило до этого.

Попытки решения проблемы существования этой сингулярности идут в нескольких направлениях: во-первых, считается, что квантовая гравитация даст описание динамики гравитационного поля, свободного от сингулярностей,во-вторых, есть мнение, что учёт квантовых эффектов в негравитационных полях может нарушить условие энергодоминантности, на котором базируется доказательство Хокинга,в-третьих, предлагаются такие модифицированные теории гравитации, в которых сингулярность не возникает, так как предельно сжатое вещество начинает расталкиваться гравитационными силами (так называемое гравитационное отталкивание), а не притягиваться друг к другу.

Исторические гипотезы

Космогонические гипотезы имели целью объяснить однообразие движения и состава небесных тел. Они исходили из понятия о первоначальном состоянии материи, заполняющей всё пространство, которой присущи известные свойства, вызывающие все дальнейшие эволюции.

Гипотеза Канта

Гипотеза Лапласа — Роша

Гипотеза Фая

Гипотеза Джинса

Гипотезы Фесенкова

Теория стационарной Вселенной

Теория стационарной Вселенной

В космологии теория стационарной Вселенной — модель, разработанная в 1948 году Фредом Хойлом, Томасом Голдом, Германном Бонди и прочими в качестве альтернативы теории Большого взрыва. Согласно этой модели, по мере расширения Вселенной между разлетающимися галактиками постоянно создаётся новая материя. Таким образом космологический принцип соблюдается. Модель имела довольно большую поддержку среди космологов в 50-е и 60-е годы, но открытие реликтового излучения резко уменьшило количество её сторонников в конце 60-х годов. Сейчас сторонников у данной теории практически нет.

Возраст Вселенной

Возраст Вселенной — время, прошедшее с момента Большого взрыва. Согласно современным научным данным (результаты WMAP9), оно составляет 13,830 ± 0,075 млрд лет. Новые данные, полученные с помощью мощного телескопа-спутника «Планк», принадлежащего Европейскому космическому агентству, показывают, что возраст Вселенной составляет 13,798 ± 0,037 миллиарда лет (68%-й доверительный интервал)

Мифические космогонии

Миф о сотворении мира присутствовал во многих культурах Земли. Во многих из них сотворение приписывается воле высшего существа (Бога). Например, представления авраамических религий о сотворении мира известны как креационизм.

ЧС космического характера

В числе природных катастроф особое место принадлежит космогенным катастрофам, учитывая их крупные масштабы и возможность тяжелых экологических последствий. Различают два типа космических катастроф: ударно-столкновительная (УСК), когда не разрушенные в атмосфере части КО сталкиваются с поверхностью Земли, образуя на ней кратеры, и воздушно-взрывная (ВВК), при которой объект полностью разрушается в атмосфере. Возможны и комбинированные катастрофы. Примером УСК может служить Аризонский метеоритный кратер диаметром 1,2 км, образовавшийся около 50 тыс. лет назад вследствие падения железного метеорита массой 10 тыс. т, а ВВК - тунгусская катастрофа (метеорит диаметром 50 м полностью распылился в атмосфере).

Последствия катастроф, возникающих при воздействии на Землю космических объектов, могут быть следующие:

- природно-климатические - возникновение  эффекта ядерной зимы, нарушение климатического и экологического баланса, эрозия почвы, необратимые и обратимые воздействия на флору и фауну, загазованность атмосферы окислами азота, обильные кислотные дожди, разрушение озонного слоя атмосферы, массовые пожары; гибель и поражение людей;

- экономические - разрушение  объектов экономики, инженерных  сооружений и коммуникаций, в  том числе разрушение и повреждение  транспортных магистралей;

- культурно-исторические - разрушение  культурно-исторических ценностей;

- политические - возможное осложнение международной обстановки, связанной с миграцией населения из мест катастрофы, и ослабление отдельных государств.

Поражающие факторы в результате воздействия КО.

Поражающие факторы и их энергетика в каждом конкретном случае зависят от вида катастрофы, а также от места падения космического объекта, Они в значительной степени схожи с поражающими факторами, характерными для ядерного оружия (за исключением радиологических).

Таковыми являются:

·   Ударная волна:

- воздушная - вызывает разрушения зданий и сооружений, коммуникаций, линий связи, повреждения транспортных магистралей, поражения людей, флоры и фауны;

- в воде - разрушения и  повреждения гидросооружений, надводных  и подводных судов, частичные  поражения морской флоры и  фауны (в месте катастрофы), а также стихийные природные явления (цунами), приводящие к разрушениям в прибрежных районах;