Конспект по естествознанию на тему "Пространство и время"

Пространство и время

Пространство и время основные категории естествознания, которые являются универсальными формами бытия материи.

Общие свойства пространства

1.     Протяженность, которая выражается в существовании и связи различных материальных объектов

2.     Связанность и непрерывность, которые проявляются в распространении воздействий через материальные поля

3.     Трехмерность

Общие свойства времени:

1.     Длительность – сменяющие друг друга состояния или моменты времени

2.     Необратимость времени – однонаправленность

3.     Одномерность проявляется в линейной связи событий

И пространство, и время обладают всеобщими свойствами и локальными. Первые проявляются на всех уровнях материи, вторые присущи определенным классам материи, к первым относят объективность и независимость нашего сознания, второе неразрывность друг с другом и с материей, бесконечность.

Локальные свойства:

- биологическое, социальное, психологическое пространство и время

- пространство и время обладает равноправностью всех точек и направлений – изотропность

 Большой вклад в развитие внесли Эвклид, Архимед, Платон и Пифагор.

Геоцентричная система Птолимея. В ее рамках пространство считалось конечным и было ограничено траекториями небесных самых удаленных объектов. Категория времени признавалась бесконечной. С XV в. эти представления изменились.

Создание коперником гелиоцентрической системы привело к мысли что пространство бесконечно.

Ж. Бруне заявил, что существуют бесчисленные миры.

Г. Галлилей сформулировал принцип относительности: «Все физические явления происходят одинаково во всех системах, покоящихся или равномерно движущихся с постоянной по направлению скоростью. Такие системы назвали инерционными системами.

Р. Декарт кардинально создал систему, в которой время было одной из осей.

Ньютон распространил на всю вселенную закон тяготения и пришел к выводу, что вселенная бесконечна. Он выделял два типа пространства и времени: абсолютные (истинные или математические), относительные (кажущиеся или обыденные). Абсолютное время протекает безотносительно к чему-то внешнему, равномерно его можно назвать длительностью – пространство всегда неподвижно, одинаково и безотносительно к чему-либо. Относительное пространство – ограничивает подвижную часть определенной относительности чувствами.

В механике пространства считается бесконечным, плоским и прямолинейным. Связь между пространством, материей, временем отсутствовала. Время принималось синхронным во всей вселенной, важным было открытие электромагнитных энергий.

Мировой эфир. В 1877 году А. Малькельсон, Генри Морли провели эксперимент с использованием оптического прибора в котором распыляется луч света. Вывод: эфира не существует. Отсюда следовал новый принцип относительности, он утверждал, что скорость света (т. е. электрон волн не зависит от движения его источника или приемника. Этот принцип привел Эймитейна к созданию специальной теории относительности в 1905 году.

Специальная теория относительности описывает законы всех физических процессов при скоростях движения близких к скорости света, но без учета поли тяготения. Специальная теория относительности связала свойства пространства и времени с материей, т. е. с тяготеющими массами.

Основные положения современной концепции:

1.     Пространство и время объективны и являются всеобщими формами существовавшей материи

2.     Пространство обратимо, а время необратимо и равномерно

3.     Пространство и время изменяется совместно в зависимости от концентрации масс и скорости перемещения

4.     Событие задается четырьмя координатами. 3 – число место события, 1 – число момент времени

В 1908 г. Герман Минковский смог изложить всю теорию относительности в виде простых геометрических схем – геометрического четырехмерного мира событий.

Согласно Эйнштейну, тяготеющие массы искривляют вокруг себя пространство-время. В сильном поле тяготения время течет медленнее.

В 1968 году Шапиро зафиксировал задержку замедления в четвертой поверхности солнца около десятичной доли секунды.

Черные дыры – явления гигантских сил тяготения. Они возникают, когда в ходе сжатия большой массы материи гравитационное поле становится настолько сильным, что не выпускает даже свет.

В 1939 году американские физики Р. Оппергеймер, Снайдер доказали, что если сферическая масса сожжется до размера гравитационного радиуса, то дальнейшее сжатие остановить невозможно – гравитационный коллапс.

Д. Уиллер в 1968 г. дал название «черная дыра».

Границы черной дыры называют горизонтом событий.

Теория утверждает, что в сингулярности вселенная изменчива настолько сильно, что распадается.

Эталон метра устанавливается на основе скорости света и эталона секунды, которая базируется на периоде электромагнитной волны.

Исторически измерение вселенной принято проводить на основе вращения земли вокруг солнца и вокруг своей оси. Чтобы отсчитывать большие промежутки времени пользовались календарем.

Солнечный календарь возник в Египте – 360 суток.

В 46 году до н. э. Цезарь по предложению Александрийского ввел календарь с выскосными годами – Юлианский. В 1582 году папа Римский Григорий XIII – Григорианский.