Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Принцип, согласно которому люди не занимают привилегированного положения среди наблюдателей во Вселенной.
Principle that humans are not privileged observers of the universe
В физической космологии принцип Коперника утверждает, что люди на Земле или в Солнечной системе не являются привилегированными наблюдателями Вселенной, и наблюдения, сделанные с Земли, типичны для наблюдений из любой точки Вселенной. Названный в честь гелиоцентрической модели Коперника, этот принцип является рабочим предположением, вытекающим из космологического обобщения аргумента Коперника о движении Земли.
In physical cosmology, the Copernican principle states that humans, on the Earth or in the Solar System, are not privileged observers of the universe, that observations from the Earth are representative of observations from the average position in the universe. Named for Copernican heliocentrism, it is a working assumption that arises from a modified cosmological extension of Copernicus' argument of a moving Earth.
Происхождение и последствия
Герман Бонди назвал принцип в честь Коперника в середине XX века, хотя сам принцип восходит к XVI–XVII веку, к парадигмальному сдвигу от системы Птолемея, которая помещала Землю в центр Вселенной. Коперник предположил, что движение планет можно объяснить, исходя из допущения о центральном и неподвижном положении Солнца, в отличие от геоцентризма. Он утверждал, что видимое ретроградное движение планет – это иллюзия, вызванная движением Земли вокруг Солнца, которое в коперниканской модели помещено в центр Вселенной. Сам Коперник был мотивирован главным образом технической неудовлетворенностью предыдущей системой, а не поддержкой какого-либо принципа посредственности. Хотя гелиоцентрическая модель Коперника часто описывается как "лишение" Земли ее центральной роли в геоцентрической модели Птолемея, именно последователи Коперника, в частности Джордано Бруно XVI века, приняли эту новую точку зрения. Центральное положение Земли интерпретировалось как нахождение в "самых низких и грязных частях". Вместо этого, как сказал Галилей, Земля является частью "танца звезд", а не "стока, куда собираются космическая грязь и эфемерные вещи Вселенной". В конце XX века Карл Саган спросил: "Кто мы? Мы обнаруживаем, что живем на незначительной планете у непримечательной звезды, затерянной в галактике, спрятанной в каком-то забытом уголке Вселенной, в которой галактик намного больше, чем людей". В то время как принцип Коперника происходит из отрицания прошлых предположений, таких как геоцентризм, гелиоцентризм или галактикоцентризм, утверждающих, что человек находится в центре Вселенной, принцип Коперника сильнее, чем акцентризм, который лишь утверждает, что человек не находится в центре Вселенной. Принцип Коперника предполагает акцентризм и также утверждает, что человеческие наблюдатели или наблюдения с Земли являются репрезентативными для наблюдений со средней позиции во Вселенной. Майкл Роуэн Робинсон подчеркивает принцип Коперника как пороговый тест для современного мышления, утверждая: "Очевидно, что в посткоперниканскую эпоху человеческой истории ни один информированный и рациональный человек не может представить, что Земля занимает уникальное положение во Вселенной". Большая часть современной космологии основана на предположении, что космологический принцип почти, но не совсем, верен в самых больших масштабах. Принцип Коперника представляет собой фундаментальное философское предположение, необходимое для его обоснования, в сочетании с наблюдениями. Если принять принцип Коперника и наблюдать, что Вселенная выглядит изотропной, то есть одинаковой во всех направлениях с точки зрения Земли, то можно заключить, что Вселенная в целом однородна, то есть одинакова везде (в любой момент времени), и также изотропна относительно любой точки. Эти два условия составляют космологический принцип. Однако недавние данные, полученные из скоплений галактик, квазаров и сверхновых типа Ia, указывают на нарушение изотропии в больших масштабах. Кроме того, были обнаружены различные крупномасштабные структуры, такие как LQG Клоуза-Кампусано, Великая стена Слоана, U1.11, Огромная LQG, Великая стена Геркулеса-Корона Бореалис и Гигантская дуга, все из которых указывают на возможное нарушение однородности. В масштабах, сопоставимых с радиусом наблюдаемой Вселенной, мы наблюдаем систематические изменения с расстоянием от Земли. Например, на больших расстояниях галактики содержат больше молодых звезд и менее скоплены, а квазары встречаются чаще. Если принять принцип Коперника, то это свидетельствует об эволюции Вселенной во времени: этот далекий свет потребовал большую часть возраста Вселенной, чтобы достичь Земли, и показывает Вселенную в ее юности. Самый далекий из всех видов света, космическое микроволновое фоновое излучение, изотропен по крайней мере до одной части на тысячу. Бонди и Томас Голд использовали принцип Коперника для обоснования идеального космологического принципа, который утверждает, что Вселенная также однородна во времени и является основой для космологии стационарного состояния. Однако это сильно противоречит имеющимся доказательствам космологической эволюции: Вселенная прошла через чрезвычайно различные условия в Большом взрыве и будет продолжать эволюционировать к чрезвычайно различным условиям, особенно под растущим влиянием темной энергии, по-видимому, к Большому замерзанию или Большому разрыву. С 1990-х годов этот термин используется (взаимозаменяемо с "методом Коперника") для байесовского прогноза длительности продолжающихся событий, предложенного Дж. Ричардом Готтом, обобщенной версии аргумента о конце света.
Hermann Bondi named the principle after Copernicus in the mid 20th century, although the principle itself dates back to the 16th 17th century paradigm shift away from the Ptolemaic system, which placed Earth at the center of the universe. Copernicus proposed that the motion of the planets could be explained by reference to an assumption that the Sun is centrally located and stationary in contrast to the geocentrism. He argued that the apparent retrograde motion of the planets is an illusion caused by Earth's movement around the Sun, which the Copernican model placed at the centre of the universe. Copernicus himself was mainly motivated by technical dissatisfaction with the earlier system and not by support for any mediocrity principle. Although the Copernican heliocentric model is often described as "demoting" Earth from its central role it had in the Ptolemaic geocentric model, it was successors to Copernicus, notably the 16th century Giordano Bruno, who adopted this new perspective. The Earth's central position had been interpreted as being in the "lowest and filthiest parts". Instead, as Galileo said, the Earth is part of the "dance of the stars" rather than the "sump where the universe's filth and ephemera collect". In the late 20th Century, Carl Sagan asked, "Who are we? We find that we live on an insignificant planet of a humdrum star lost in a galaxy tucked away in some forgotten corner of a universe in which there are far more galaxies than people." While the Copernican principle is derived from the negation of past assumptions, such as geocentrism, heliocentrism, or galactocentrism which state that humans are at the center of the universe, the Copernican principle is stronger than acentrism, which merely states that humans are not at the center of the universe. The Copernican principle assumes acentrism and also states that human observers or observations from Earth are representative of observations from the average position in the universe. Michael Rowan Robinson emphasizes the Copernican principle as the threshold test for modern thought, asserting that: "It is evident that in the post Copernican era of human history, no well informed and rational person can imagine that the Earth occupies a unique position in the universe." Most modern cosmology is based on the assumption that the cosmological principle is almost, but not exactly, true on the largest scales. The Copernican principle represents the irreducible philosophical assumption needed to justify this, when combined with the observations. If one assumes the Copernican principle and observes that the universe appears isotropic or the same in all directions from the vantage point of Earth, then one can infer that the universe is generally homogeneous or the same everywhere (at any given time) and is also isotropic about any given point. These two conditions make up the cosmological principle. However, recent evidence from galaxy clusters, quasars, and type Ia supernovae suggests that isotropy is violated on large scales. Furthermore, various large scale structures have been discovered, such as the Clowes–Campusano LQG, the Sloan Great Wall, U1.11, the Huge LQG, the Hercules–Corona Borealis Great Wall, and the Giant Arc, all which indicate that homogeneity might be violated. On scales comparable to the radius of the observable universe, we see systematic changes with distance from Earth. For instance, at greater distances, galaxies contain more young stars and are less clustered, and quasars appear more numerous. If the Copernican principle is assumed, then it follows that this is evidence for the evolution of the universe with time: this distant light has taken most of the age of the universe to reach Earth and shows the universe when it was young. The most distant light of all, cosmic microwave background radiation, is isotropic to at least one part in a thousand. Bondi and Thomas Gold used the Copernican principle to argue for the perfect cosmological principle which maintains that the universe is also homogeneous in time, and is the basis for the steady state cosmology. However, this strongly conflicts with the evidence for cosmological evolution mentioned earlier: the universe has progressed from extremely different conditions at the Big Bang, and will continue to progress toward extremely different conditions, particularly under the rising influence of dark energy, apparently toward the Big Freeze or Big Rip. Since the 1990s the term has been used (interchangeably with "the Copernicus method") for J. Richard Gott's Bayesian inference based prediction of duration of ongoing events, a generalized version of the Doomsday argument.
Испытания принципа
Принцип Коперника никогда не был доказан и в самом общем смысле не может быть доказан, однако он неявно присутствует во многих современных физических теориях. Космологические модели часто строятся на основе космологического принципа, который является несколько более общим, чем принцип Коперника, и многие проверки этих моделей можно рассматривать как проверки принципа Коперника.
The Copernican principle has never been proven, and in the most general sense cannot be proven, but it is implicit in many modern theories of physics. Cosmological models are often derived with reference to the cosmological principle, slightly more general than the Copernican principle, and many tests of these models can be considered tests of the Copernican principle.
Исторические
До того, как даже был придуман термин «принцип Коперника», предыдущие представления, такие как геоцентризм, гелиоцентризм и галактикоцентризм, утверждавшие, что Земля, Солнечная система или Млечный Путь соответственно находятся в центре Вселенной, были признаны ошибочными. Коперниканская революция лишила Землю особого статуса, сделав её лишь одной из многих планет, вращающихся вокруг Солнца. Собственное движение звёзд упоминал Галлей. Уильям Гершель обнаружил, что Солнечная система движется в пространстве внутри нашей дискообразной галактики Млечный Путь. Эдвин Хаббл показал, что галактика Млечный Путь – лишь одна из множества галактик во Вселенной. Изучение положения и движения галактик во Вселенной привело к теории Большого взрыва и всей современной космологии.
Before the term Copernican principle was even coined, past assumptions, such as geocentrism, heliocentrism, and galactocentrism, which state that Earth, the Solar System, or the Milky Way respectively were located at the center of the universe, were shown to be false. The Copernican Revolution dethroned Earth to just one of many planets orbiting the Sun. Proper motion was mentioned by Halley. William Herschel found that the Solar System is moving through space within our disk shaped Milky Way galaxy. Edwin Hubble showed that the Milky Way galaxy is just one of many galaxies in the universe. Examination of the galaxy's position and motion in the universe led to the Big Bang theory and the whole of modern cosmology.
Физика без принципа
Стандартная модель космологии, модель ΛCDM, опирается на принцип Коперника и более общий космологический принцип. Некоторые космологи и физики-теоретики разработали модели, не использующие космологический или принцип Коперника, чтобы ограничить значения наблюдаемых величин, решить конкретные известные проблемы модели ΛCDM и предложить тесты для разграничения существующих и альтернативных моделей. Ярким примером является неоднородная космология, предназначенная для моделирования наблюдаемого ускоренного расширения Вселенной и космологической постоянной. Вместо общепринятой концепции тёмной энергии, эта модель предполагает, что Вселенная гораздо более неоднородна, чем принято считать, и мы находимся в центре огромной области с низкой плотностью. Для соответствия наблюдениям нам пришлось бы располагаться очень близко к центру этой области, что напрямую противоречит принципу Коперника. Хотя модель Большого взрыва в космологии иногда рассматривается как выводящаяся из принципа Коперника в сочетании с наблюдениями красного смещения, сама модель Большого взрыва остаётся обоснованной и без принципа Коперника, поскольку космический микроволновый фон, первобытные газовые облака, а также структура, эволюция и распределение галактик предоставляют независимые доказательства в пользу Большого взрыва. Однако ключевые положения модели Большого взрыва, такие как расширение Вселенной, сами становятся предположениями, аналогичными принципу Коперника, а не следствием этого принципа и наблюдений.
The standard model of cosmology, the Lambda CDM model, assumes the Copernican principle and the more general cosmological principle. Some cosmologists and theoretical physicists have created models without the cosmological or Copernican principles to constrain the values of observational results, to address specific known issues in the Lambda CDM model, and to propose tests to distinguish between current models and other possible models. A prominent example in this context is inhomogeneous cosmology, to model the observed accelerating universe and cosmological constant. Instead of using the current accepted idea of dark energy, this model proposes the universe is much more inhomogeneous than currently assumed, and instead, we are in an extremely large low density void. To match observations we would have to be very close to the centre of this void, immediately contradicting the Copernican principle. While the Big Bang model in cosmology is sometimes said to derive from the Copernican principle in conjunction with redshift observations, the Big Bang model can still be assumed to be valid in absence of the Copernican principle, because the cosmic microwave background, primordial gas clouds, and the structure, evolution, and distribution of galaxies all provide evidence, independent of the Copernican principle, in favor of the Big Bang. However, the key tenets of the Big Bang model, such as the expansion of the universe, become assumptions themselves akin to the Copernican principle, rather than derived from the Copernican principle and observations.