Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Научное исследование происхождения, эволюции и конечной судьбы Вселенной.
Scientific study of the origin, evolution, and eventual fate of the universe
Космология – это раздел физики и метафизики, изучающий природу Вселенной, космоса. Термин «космология» впервые был использован на английском языке в 1656 году в «Глосографии» Томаса Блунта, а в 1731 году немецкий философ Кристиан Вольф использовал его на латыни в «Cosmologia Generalis». Религиозная или мифологическая космология представляет собой совокупность верований, основанных на мифологической, религиозной и эзотерической литературе и традициях, связанных с мифами о творении и эсхатологией. В астрономии космология занимается изучением хронологии Вселенной. Физическая космология – это изучение происхождения наблюдаемой Вселенной, ее крупномасштабной структуры и динамики, а также конечной судьбы Вселенной, включая законы науки, управляющие этими областями. Ее исследуют ученые, включая астрономов и физиков, а также философы, такие как метафизики, философы физики и философы пространства и времени. В силу этой общности с философией, теории в физической космологии могут включать как научные, так и ненаучные положения и могут основываться на предположениях, которые невозможно проверить. Физическая космология является подразделом астрономии, изучающим Вселенную в целом. Современная физическая космология доминируется теорией Большого взрыва, которая стремится объединить наблюдательную астрономию и физику частиц; в частности, стандартная параметризация Большого взрыва с темной материей и темной энергией, известная как ΛCDM-модель. Теоретический астрофизик Дэвид Н. Спергель описал космологию как «историческую науку», поскольку «когда мы смотрим в космос, мы смотрим в прошлое» из-за конечной скорости света.
Cosmology is a branch of physics and metaphysics dealing with the nature of the universe, the cosmos. The term cosmology was first used in English in 1656 in Thomas Blount's Glossographia, and in 1731 taken up in Latin by German philosopher Christian Wolff, in Cosmologia Generalis. Religious or mythological cosmology is a body of beliefs based on mythological, religious, and esoteric literature and traditions of creation myths and eschatology. In the science of astronomy, cosmology is concerned with the study of the chronology of the universe. Physical cosmology is the study of the observable universe's origin, its large scale structures and dynamics, and the ultimate fate of the universe, including the laws of science that govern these areas. It is investigated by scientists, including astronomers and physicists, as well as philosophers, such as metaphysicians, philosophers of physics, and philosophers of space and time. Because of this shared scope with philosophy, theories in physical cosmology may include both scientific and non scientific propositions and may depend upon assumptions that cannot be tested. Physical cosmology is a sub branch of astronomy that is concerned with the universe as a whole. Modern physical cosmology is dominated by the Big Bang Theory which attempts to bring together observational astronomy and particle physics; more specifically, a standard parameterization of the Big Bang with dark matter and dark energy, known as the Lambda CDM model. Theoretical astrophysicist David N. Spergel has described cosmology as a "historical science" because "when we look out in space, we look back in time" due to the finite nature of the speed of light.
Дисциплины
Физика и астрофизика сыграли центральную роль в формировании нашего понимания Вселенной посредством научных наблюдений и экспериментов. Физическая космология формировалась как с помощью математики, так и наблюдений при анализе Вселенной в целом. Вселенная, как общепринято считать, возникла в результате Большого взрыва, за которым почти мгновенно последовала космическая инфляция – расширение пространства, из которого, по мнению ученых, Вселенная появилась 13,799 ± 0,021 миллиарда лет назад. Космогония изучает происхождение Вселенной, а космография – её структуру и особенности. В "Энциклопедии Дидро" космология разделена на уранологию (науку о небесах), аэрологию (науку о воздухе), геологию (науку о континентах) и гидрологию (науку о водах). Метафизическая космология также определяется как определение места человека во Вселенной по отношению ко всем другим сущностям. Это иллюстрируется наблюдением Марка Аврелия о месте человека в этой взаимосвязи: "Тот, кто не знает, что такое мир, не знает, где он находится, и тот, кто не знает, для чего мир существует, не знает, кто он есть, и что такое мир".
Physics and astrophysics have played central roles in shaping our understanding of the universe through scientific observation and experiment. Physical cosmology was shaped through both mathematics and observation in an analysis of the whole universe. The universe is generally understood to have begun with the Big Bang, followed almost instantaneously by cosmic inflation, an expansion of space from which the universe is thought to have emerged 13.799 ± 0.021 billion years ago. Cosmogony studies the origin of the universe, and cosmography maps the features of the universe. In Diderot's Encyclopédie, cosmology is broken down into uranology (the science of the heavens), aerology (the science of the air), geology (the science of the continents), and hydrology (the science of waters). Metaphysical cosmology has also been described as the placing of humans in the universe in relationship to all other entities. This is exemplified by Marcus Aurelius's observation that a man's place in that relationship: "He who does not know what the world is does not know where he is, and he who does not know for what purpose the world exists, does not know who he is, nor what the world is."
Физическая космология
Физическая космология — это раздел физики и астрофизики, который занимается изучением физического происхождения и эволюции Вселенной. Она также включает в себя изучение природы Вселенной в крупном масштабе. В самом начале она представляла собой то, что сейчас известно как "небесная механика", изучение небесных тел. Греческие философы Аристарх Самосский, Аристотель и Птолемей предложили различные космологические теории. Геоцентрическая система Птолемея была господствующей теорией до XVI века, когда Николаус Коперник, а затем Иоганн Кеплер и Галилео Галилей предложили гелиоцентрическую систему. Это один из самых известных примеров эпистемологического разрыва в физической космологии. "Математические начала натуральной философии" Исаака Ньютона, опубликованные в 1687 году, стали первым описанием закона всемирного тяготения. Они предоставили физический механизм для законов Кеплера и позволили разрешить аномалии в предыдущих системах, вызванные гравитационным взаимодействием между планетами. Фундаментальным отличием космологии Ньютона от предшествующих ей теорий был принцип Коперника — утверждение, что тела на Земле подчиняются тем же физическим законам, что и все небесные тела. Это было важным философским достижением в физической космологии. Современная научная космология обычно считается начавшейся в 1917 году с публикации Альбертом Эйнштейном его окончательной модификации общей теории относительности в статье "Космологические соображения общей теории относительности" (хотя эта статья не была широко доступна за пределами Германии до конца Первой мировой войны). Общая теория относительности побудила космогонов, таких как Виллем де Ситтер, Карл Шварцшильд и Артур Эддингтон, исследовать ее астрономические последствия, что расширило возможности астрономов в изучении очень далеких объектов. Физики начали отказываться от предположения о статической и неизменной Вселенной. В 1922 году Александр Фридман выдвинул идею расширяющейся Вселенной, содержащей движущуюся материю. Параллельно с этим динамическим подходом к космологии, один из давних споров о структуре космоса достиг апогея — Великие дебаты (1917–1922 гг.), в ходе которых ранние космологи, такие как Хебер Кертис и Эрнст Эпик, установили, что некоторые туманности, видимые в телескопы, являются отдельными галактиками, расположенными на огромном расстоянии от нашей. В то время как Хебер Кертис отстаивал идею о том, что спиральные туманности являются самостоятельными звездными системами, как островные вселенные, астроном Маунт-Уилсон Харлоу Шепли поддерживал модель космоса, состоящего только из звездной системы Млечный Путь. Это разногласие во мнениях достигло кульминации в организации Великих дебатов 26 апреля 1920 года на заседании Национальной академии наук США в Вашингтоне, округ Колумбия. Дебаты были разрешены, когда Эдвин Хаббл обнаружил цефеиды в галактике Андромеды в 1923 и 1924 годах. Их расстояние поместило спиральные туманности далеко за пределы Млечного Пути. Последующее моделирование Вселенной исследовало возможность того, что космологическая постоянная, введенная Эйнштейном в его статье 1917 года, может привести к расширению Вселенной в зависимости от ее значения. Таким образом, модель Большого взрыва была предложена бельгийским священником Жоржем Леметром в 1927 году, что впоследствии было подтверждено открытием Эдвином Хабблом красного смещения в 1929 году и позже открытием космического микроволнового фонового излучения Арно Пензиасом и Робертом Вудро Вильсоном в 1964 году. Эти открытия стали первым шагом к исключению многих альтернативных космологий. С примерно 1990 года ряд значительных достижений в наблюдательной космологии превратили космологию из преимущественно спекулятивной науки в предсказательную науку с точным соответствием между теорией и наблюдениями. Эти достижения включают наблюдения микроволнового фона со спутников COBE, WMAP и Planck, масштабные обзоры галактик, такие как 2dfGRS и SDSS, а также наблюдения за далекими сверхновыми и гравитационным линзированием. Эти наблюдения соответствовали предсказаниям теории космической инфляции, модифицированной теории Большого взрыва, и конкретной версии, известной как модель ΛCDM. Это побудило многих назвать современное время "золотым веком космологии". В 2014 году коллаборация BICEP2 заявила, что обнаружила отпечаток гравитационных волн в космическом микроволновом фоне. Однако позже этот результат оказался ошибочным: предполагаемые доказательства гравитационных волн на самом деле были вызваны межзвездной пылью. 1 декабря 2014 года на встрече Planck 2014 в Ферраре, Италия, астрономы сообщили, что возраст Вселенной составляет 13,8 миллиарда лет и состоит из 4,9% атомной материи, 26,6% темной материи и 68,5% темной энергии.
Physical cosmology is the branch of physics and astrophysics that deals with the study of the physical origins and evolution of the universe. It also includes the study of the nature of the universe on a large scale. In its earliest form, it was what is now known as "celestial mechanics", the study of the heavens. Greek philosophers Aristarchus of Samos, Aristotle, and Ptolemy proposed different cosmological theories. The geocentric Ptolemaic system was the prevailing theory until the 16th century when Nicolaus Copernicus, and subsequently Johannes Kepler and Galileo Galilei, proposed a heliocentric system. This is one of the most famous examples of epistemological rupture in physical cosmology. Isaac Newton's Principia Mathematica, published in 1687, was the first description of the law of universal gravitation. It provided a physical mechanism for Kepler's laws and also allowed the anomalies in previous systems, caused by gravitational interaction between the planets, to be resolved. A fundamental difference between Newton's cosmology and those preceding it was the Copernican principle—that the bodies on Earth obey the same physical laws as all celestial bodies. This was a crucial philosophical advance in physical cosmology. Modern scientific cosmology is widely considered to have begun in 1917 with Albert Einstein's publication of his final modification of general relativity in the paper "Cosmological Considerations of the General Theory of Relativity" (although this paper was not widely available outside of Germany until the end of World War I). General relativity prompted cosmogonists such as Willem de Sitter, Karl Schwarzschild, and Arthur Eddington to explore its astronomical ramifications, which enhanced the ability of astronomers to study very distant objects. Physicists began changing the assumption that the universe was static and unchanging. In 1922, Alexander Friedmann introduced the idea of an expanding universe that contained moving matter. In parallel to this dynamic approach to cosmology, one long standing debate about the structure of the cosmos was coming to a climax – the Great Debate (1917 to 1922) – with early cosmologists such as Heber Curtis and Ernst Öpik determining that some nebulae seen in telescopes were separate galaxies far distant from our own. While Heber Curtis argued for the idea that spiral nebulae were star systems in their own right as island universes, Mount Wilson astronomer Harlow Shapley championed the model of a cosmos made up of the Milky Way star system only. This difference of ideas came to a climax with the organization of the Great Debate on 26 April 1920 at the meeting of the U. S. National Academy of Sciences in Washington, D. C. The debate was resolved when Edwin Hubble detected Cepheid Variables in the Andromeda Galaxy in 1923 and 1924. Their distance established spiral nebulae well beyond the edge of the Milky Way. Subsequent modelling of the universe explored the possibility that the cosmological constant, introduced by Einstein in his 1917 paper, may result in an expanding universe, depending on its value. Thus the Big Bang model was proposed by the Belgian priest Georges Lemaître in 1927 which was subsequently corroborated by Edwin Hubble's discovery of the redshift in 1929 and later by the discovery of the cosmic microwave background radiation by Arno Penzias and Robert Woodrow Wilson in 1964. These findings were a first step to rule out some of many alternative cosmologies. Since around 1990, several dramatic advances in observational cosmology have transformed cosmology from a largely speculative science into a predictive science with precise agreement between theory and observation. These advances include observations of the microwave background from the COBE, WMAP and Planck satellites, large new galaxy redshift surveys including 2dfGRS and SDSS, and observations of distant supernovae and gravitational lensing. These observations matched the predictions of the cosmic inflation theory, a modified Big Bang theory, and the specific version known as the Lambda CDM model. This has led many to refer to modern times as the "golden age of cosmology". In 2014, the BICEP2 collaboration claimed that they had detected the imprint of gravitational waves in the cosmic microwave background. However, this result was later found to be spurious: the supposed evidence of gravitational waves was in fact due to interstellar dust. On 1 December 2014, at the Planck 2014 meeting in Ferrara, Italy, astronomers reported that the universe is 13.8 billion years old and composed of 4.9% atomic matter, 26.6% dark matter and 68.5% dark energy.