Физическая природа времени гравитации и материи

Реферат на тему:

Физическая природа Времени, гравитации и материи.

Выполнил: Богачков М.Н.

Томск-2003 г.

СОДЕРЖАНИЕ.

Содержание 2

Введение 3

1. Развитие пространственно временных представлений. 4

2. Пространство и время в теории относительности. 7

3. Пространство и время в физике микромира. 8

4. Природа времени. 15

5. Природа гравитации. 18

6. Строение атома. 19

7. Заключение. 22

8. Приложение. Чем живут звёзды? 23

9. Используемая литература. 28

ВВЕДЕНИЕ.

Природа материи, пространства и времени интересовала людей с незапамятных времён. Наверное с того времени когда у людей появилась свободная минута от трудностей жизни, взглянуть на звёзды и мир вещей. Основные дискуссии об устройстве мира развернулись в античности, между двумя философскими школами идеализма ( Зенон, Платон) и материализма ( Демокрит, Аристотель). Накопленный опыт и знания в последствии вылилось в развитие пространственно временных представлений в современной науке физике. В данной работе попытаемся наглядно рассмотреть что же из себя представляет время, пространство, материя и гравитация. Начинать исследование целесообразно с представлений античной натур философии анализируя затем процесс развития пространственно временных представлений в плоть до наших дней.

1. РАЗВИТИЕ ПРОСТРАНСТВЕННО - ВРЕМЕННЫХ

ПРЕДСТАВЛЕНИЙ

В идеалистической доктрине античности развиваемой такими философами как Зенон и затем Платон, наряду с первичностью сознания перед материей, когда сознание определяет бытиё . На рассуждениях о соревновании Гермеса с черепахой. Когда Гермес не может догнать черепаху , пробегая большее расстояние чем уползающая от него черепаха, впервые вводятся понятие о причинно следственной связи дискретной материи во времени.

Атомистическая доктрина была развита материалистами

Древней Греции Левкиппом и Демокритом. Согласно этой доктрины, всё природное многообразие состоит из мельчайших частичек материи ( атомов ), которые двигаются, сталкиваются и сочетаются в пустом пространстве. Атомы ( бытие ) и пустота (

небытие ) являются первоначалами мира. Атомы не возникают и не

уничтожаются, их вечность проистекает из безначальности

времени. Атомы двигаются в пустоте бесконечное время.

Бесконечному пространству соответствует бесконечное время.

Характеризуя систему Демокрита как теорию структурных

уровней материи - физического ( атомы и пустота ) и

математического ( амеры ), мы сталкиваемся с двумя

пространствами: непрерывное физическое пространство как

вместилище и математическое пространство, основанное на амерах

как масштабных единицах протяжения материи.

В соответствии с атомистической концепцией пространства

Демокрит решал вопросы о природе времени и движения. В

дальнейшем они были развиты Эпикуром в систему. Эпикур

рассматривал свойства механического движения исходя из

дискретного характера пространства и времени. Например,

свойство изотахии заключается в том, что все атомы движутся с

одинаковой скоростью. На математическом уровне суть изотахии

состоит в том, что в процессе перемещения атомы проходят один

"атом" пространства за один "атом" времени.

Таким образом, древнегреческие атомисты различали два типа

пространства и времени.

Аристотель начинает анализ с общего вопроса о

существовании времени, затем трансформирует его в вопрос о

существовании делимого времени. Дальнейший анализ времени

ведётся Аристотелем уже на физическом уровне, где основное

внимание он уделяет взаимосвязи времени и движения. Аристотель

показывает. что время немыслимо, не существует без движения, но

оно не есть и само движение.

В такой модели времени реализована реляционная концепция.

Измерить время и выбрать единицы его измерения можно с помощью любого периодического движения, но, для того чтобы полученная величина была универсальной, необходимо использовать движение с максимальной скоростью. В современной физике это скорость света, в античной и средневековой философии - скорость движения небесной сферы.

Пространство для Аристотеля выступает в качестве некоего

отношения предметов материального мира, оно понимается как

объективная категория, как свойство природных вещей.

Механика Аристотеля функционировала лишь в его модели

мира. Она была построена на очевидных явлениях земного мира. Но

это лишь один из уровней космоса Аристотеля. Его

космологическая модель функционировала в конечном неоднородном пространстве, центр которого совпадал с центром Земли. Космос был разделен на земной и небесный уровни. Земной состоит из четырёх стихий - земли, воды, воздуха и огня; небесный - из эфирных тел, пребывающих в бесконечном круговом движении.

Эта модель просуществовала около двух тысячелетий.

Однако в системе Аристотеля были и другие положения,

которые оказались более жизнеспособными и во многом определили развитие науки вплоть до настоящего времени. Речь идёт о логическом учении Аристотеля на основе которого были разработаны первые научные теории, в частности геометрия Евклида.

Понятия пространства и времени вводятся Ньютоном на

начальном уровне изложения, а затем получают своё физическое

содержание с помощью аксиом через законы движения. Однако они предшествуют аксиомам, так как служат условием для реализации аксиом: законы движения классической механики справедливы в инерциальных системах отсчёта, которые определяются как системы, движущиеся инерциально по отношению к абсолютному пространству и времени. У Ньютона абсолютное пространство и время являются ареной движения физических объектов.

После того, как физики пришли к выводу о волновой природе

света возникло понятие эфира - среды в которой свет

распространяется. Каждая частица эфира могла быть представлена

как источник вторичных волн, и можно было объяснить огромную

скорость света огромной твёрдостью и упругостью частиц эфира.

Иными словами эфир был материализацией Ньютоновского

абсолютного пространства. Но это шло в разрез с основными

положениями доктрины Ньютона о пространстве.

Революция в физике началась открытием Рёмера - выяснилось,

что скорость света конечна и равна примерно 300'000 км/с. В

1728 году Брэдри открыл явление звёздной аберрации. На основе

этих открытий было установлено, что скорость света не зависит