ПӘннің ОҚУ Әдістемелік кешені «Ғылым философиясы мен тарихы» Барлық мамандық магистранттарына арналған

Біздің көпшілігімізге мектептегі физикаға беріліетін анықтама есімізде болар: «физика – табиғат туралы ғылым», гректің «фюсзис» немесе «фюсис» - табиғат деген ұғымды білдіретін сөзінен алынған, бұрынырақта, ғылым әр түрлі тарауларға бөлінбеген кезде бұл анықтаманы дұрыс деп есептеуге болатын. Өркениеттілік жаңа дами бастағанда алғашқы алынатын біртұтас білім жиынтығын (оны ғылым деп атау киын болар) адамзат баласының қажеттілігіне сай бөліне бастады. Біреулерге от алу үшін тастардың қасиеттерін білу қажет болса, ал басқаларға ол аңшылық үшін немесе пышақ не басқа да; қарулар даярлау үшін қажет болды. Ас ретінде пайдалану үшін, не денсаулыққа зиянды, зиянды емес екендігін анықтау үшін өсімдіктер қасиеттерін зерттеу керек болды. Алғашқы бір тұтас «бәрін білу қажет» деген ойдан бара-бара жеке ерекше білімдерге талпыныстар туа бастады. Қазіргі кезде тірі табиғат жөніндегі ілімді ешкім физика деп атамайды. Олар – биология, ботоника, зоология т.б. аспан денелердің табиғатымен астрономия шұғылданды. Тастардың табиғаты мен қасиеттерін геологтар мен петрографтар зерттейді. Осы себептерден физиканың үлесіне аз нәрселерді зерттеу қалған секілді. Ол, іс жүзінде зерттелген заттардың қасиеттері тіпті көп, мысалы, салмақ, температура, денелері мен салыстырғандағы қозғалыс жылдамдығы және т.б. Қазіргі физиканы жалпы табиғат жөніндегі ғылым демей, оны ішіне тірі және аспан денелері де кіретін, кез- келген күрделі жүйелердің құрамында болатын материяның жалпы, алғашқы формалары туралы жәнеде осы формалардың өзара байланысу – әсерлесу жөніндегі ғылым деп есептейді. Физика, сонымен қатар, барлық денелердің әр түрлі қозғалыс түрлерін: қарапайым орын біріқ та түсіну тек осы жағдай үшін ғана қажет емес. Айта кететін болсақ, түсіндіру ылғида құбылыстың табиғатын толық ілуге әкеліп тіремейді, ол тек оның басты шарты ғана болып табылады. Білу, түсіну дегеніміз, философтардың дұрыс жазғанындай, «түсінуге жататын объектілер, құбылыстар, оқиғаларды түсіну дегеніміз олардың адам табиғи оқшаулығының рухани акциясы . Тағы да философияда ғылымның физикалық идеалы деген ұғым бар (математикалық және гуманитарлықта басқа). Физикалық идеалда ғылымдықтың негізгі шарты оны оқып, зерттеуде ғана емес, оның объективті өмірдің шындығына жетуде.

Түсіну, сонымен қатар, әрбір қарастылатын проблемалардағы жаңалықтарды ашумен қатар, басқа жаңадан зерттеу мәселесін алға тартуды керек етеді. Тек осылай, осындай жолмен, ғана ғылым дамуы мүмкін. Ақырында, бұл творчестволық өмірдегі ең қызықты нәрсе.Ақындардың айтатынындай: “Маған не керек?-Барлығы,толығымен! Мен бәрін білгім келеді, ерлік жасағым келеді, тағы да ес-түссіз сүйгім келеді...” (М.Ю.Лермонтов). Дегенмен де, бірінші орында-білімге құмарлық тұрады. «Жұмыста, ізденісте, жүректің алқынуында – барлық істерді түп-тамырына аты Табидейін , өзегіне дейін, негізіне дейін жетіп олардың себептерін білгім келеді» (Б.Л.Пастернак).

«Түбегейлі физиканың және бүкіл іргелі ғылымның, концепцияларын білу мен түсіну-рухани кемістікті басып өтіп жоюдың қажетті шартты,»-деп жазады Нобелъ сыйлығының атың лауреаты Табиғатты түсіну- міне, ойланатың адамның бүкіл ғұмырындағы, туғаннан бастап соңғы күніне дейінгі, тұрақты ойланатын басты мақсаты.

Физиканың негізгі міндеттері мен мақсаттары – материя объектілері мен қозғалыстың барлық, түрлерінің жалпы қасиеттерін зерттеу, олардың өзара әрекеттесу заңдылықтарын тағайындау, сонымен қатар осы заңдылықтардың себептерін анықтап шешу және түсіндіре білу.

Адамзаттың ең алғашқы ашқан қарапайым заңдылықтарының бірі ол күн мен түннің алмасуы болар. Бертін келе олардың ұзактықтары әртүрлі болатындығы байқалған. Алғашқы тіршілік пайда болған оңтүстік жарты шарда қыста түннің күннен екенін байқау күрделірек болған. ежелгі қауымда адамдар кейбір кездерін күннің тұтылуы болған жағдайда, «күн» кездейсоқ күндіз пайда болып бірнеше минутқа созылғаны байқалаған.

8.5 Астрономиянын философиялык мэселелері

Барлык галактикалар метагалактика системасын курайды.Галактика-деп жулдыздар мен олардын системасынын аса мол шогырланган жиынтыгы.

Элем жэне метагалактика угымдары бир-бирине оте жакын угымдар.Элем угымы букил материалдык дуниени билдиреди.Метагалактика да сол дуниени билдиреди.бирак ол онын курлысы тургысынан галактиканын реттелген системасы ретинде бейнелендиреди.Элемнин курлысы мен эволюциясын космология деген гылым зерттейди.

Әлемнің бірінші космологиялық моделін А.Эйнштейн 1917 ж.жасады.Эйнштейннің космологиялық моделінде әлем уакыт жагынан алганда шексиз кенистик жагынан шетсиз.1922 ж.орыс физиги А.Фридман кенистикте кенейе беретин элем моделин жасады.1929 ж.американдык астроном Е.Хаббл галактикалар системасынын кенейетин,ягни барлык галактикалар бизден алшактай беретин козгалысын ашты.

Элем моделдеринин кайсысы ен дурысы деп тужырым жасауга казирги гылымнын толык дэлели жок,бирак биздин элемимиз кенейетини,эволюцияга ушырайтыны анык.

Жаратылыс зерттеуши галыдар ушин ен киын мэселе-элемнин пайда болуы мен эволюциясы.Ол неден жэне кайдан пайда болды деген сурак бул мэселе жайлы 2 негизги концепция бар:

• 
  Материянын оздигинше уйымдасу концепциясы
  
• 
  Креоционизм (жаратушыны мойындау)концепциясы.
  

Кореацинизм ягни жаратушысы мойындау концепциясы әлемнің пайда болуы мен дамуы мен матерялдык дуниеден жогары турган бир куш белгтленген багдарламанын жузеге асуы мен байланысты деп тусиндирилдиреди

Казир теореттик физиктердин басым копшилиги алемнин пайда болуы мен эвалуцыясы проблемасында улкен копарылыс теориясын жактайды Бул теория бойынша копарылыстан кейн элементар болшектердин катты да емесс суйыкта емес орташа бир куйи – койыртпак плазмалар тузиледи Сол плазмалар копарылыс толкындарынын асеринен барган сайын кенейе берген Улкен копарылыс басталганнан кейин 0,01 с откен сон алемге женил ядролар коспасы садан кейин калган баска элеметтар пайда болады

Космология салыстырмалык теорияга суйене отырып шекти немесе шексиздиктин тек салыстырмалык магынасы бар екендигин корсетти,ойткени угымдардын оздери салыстырмалы.Мэселен,озиндик санак системасында микроэлем шексиз болып табылса,ал баска санак жуйесинде ол микроэлемнин тек бир болиги болып табылады.Сол модель бойынша эртурли «параллель» кенистиктерге тиисти обьектилер бир нуктеде табылуы мумкин.Ад реал физикалык омирде осы жаналык ертели-кеш орын табатына кумэн жок.

Элемнин ен алыс кашыктыкта орналаскан обьектилерин бакылай отырып, биз олардын кем дегенде,бирнеше мындаган жылдар бурынгы коринисин коремиз.Ойткени ен алыс жулдыздардан жарык он млрд.жылдардан астам «жол»журип келеди.Жулдыздарды бакылау аркылы элемнин тарихын зерттеу мумкиндигине ие боламыз.Метагалактика уакытында,оте тыгыз жэне ыстык болатын улкен эриппен реакцияларга катысушы болшектердин энергиясы казирги ен кушти деген элементар болшектердин удеткиштеринен элдекайда жогары болады. Аспан элеминдеги табиги лабораториядагы процестерди бакылау аркасында галамдардын материянын табигатын тусинуде жана деректер алу мумкиндиги пайда болады.

Зерттеу нэтижелери бойынша биздин Метагалактика кенейип барады.Сондыктан Совет галымы А.А.Фридман жэне Ж.Леметр усынган Метагалактиканын кенею модельи элемди зерттеуге ынгайлы болып шыкты.Метагалактиканын кенею фактиси эксперимент жузинде дэлелденди.Мэселен,дыбыс толкындары ушин Доплер эффектисинин орындалуын онай бакылауга болады.Дыбыс жилиги дыбыс козине жакындаганда артады,ал кашыктаган сайын дыбыс жилиги кеми туседи. Жарык толкындары ушин осы эффект орынды. Жарык козинен алыстаган толкындардын спектири толкын узындыгынын арту жагына карай озгереди.Бул кубылысты «кызыл ыгысу»деп атайды.»Кызыл ыгысу» барлык алыс галактикалардан келетин жарык ушин бакыланады жэне галактикалардан бирден алыстап токтайды.,тыгыздалады.

бара жатканығын көрсетеді осы ығысу арқасында галактикалар ара- қашықтығын да аңықтауға болады "Қызыл ығысу" жұлдыздарынан келетін рентген және басқа қатты сәулелердің жұмсаруына септігін тигізеді оның тіршіліктіңпайда болуына сақталуына және арықарай дамуына маңызы зор.

Әлемнің аса ұсақ атомішілік бөлшектерінен бастап аса зәулім гал- актикалық құрылымдарға дейін барлық структуралық байланыс тән.Әлемнің қазіргі құрылысы космос элолюциясынын нәтижесі сол эволюцияның барысында қалыптасты.Алғашқы галактикадан басқа галактикалар алғашқы жұлдыздардан қазіргі жұлдыздар алғашқы планеталық тозандар бұлтынан планеталар оның ішіндегі жер түілді қалыптасты.Астрономиялық бақылауға қарағанда галактикалар-дың ядроларынан үздіксіз сутегі бөлініп шығады сөйтіп галактика-лардың ядролары әлемді құратын негізгі материал болып табыла-тын сутегі өңдіреді.Сутегі жұлдыздарда үздіксіз жүріп жататын жүріп жататын атомдык реакциялардын нәтижесінде күрделі атомдардың түзілуі-нің негізі болып табылады.Біздің күніміз қатардағы бір жұл-дыз.Сутегіден тек гелийді ғана шығарады.Гелий галактикалар-дың ядросын құрайды.Аса улкен жұлдыздар тірі организмдерд іқұрай-тын көміртегін шығарады.Галактикалар миллиарттан саналады ал олардын әрқайсысының системасына кіретін миллиарттаған жұлдыз дар бар.Біздің галактикамыз "Құс жолы" деп аталады.Оның құрамында 200млрд тай жөлдыз бар.Біздің галактиканың жұлдыздары-ның көпшілігі калыңдығы 1500жарық жолындай болатын зәулім дискте шо-гырланған.Галактиканың орталығында мың жарық жылындай қашықтықта күн орналасқан.

Әлемнің қазіргі эволюциясы кезінде ондағы заттар жұлдыз күйінде өмірсүреді.Біздің галактикадағы заттарды 97-пайызы жұлдыздарда шоғырланған.Ал жұлдыздар дегеніміз мөлшері температура қозға-лыс сипаты түрліше аса зәулім плазмалық құрылымдар

Жұлдыздардың пайда болуы жайлы екі негізгі концепциясы бар. Күн системасының пайда болуының небулярлық (латынша небула-философы Кант және француз Лаплас барлық жұлдыздар мен пла-талар бүкіл әлемдік тұмандаған тозандардың айналмалы қозғалыс-қа келуін нәтижесінде біртіндеп қосылып қатты затқа айналуының нәтижесінде пайда болды дейді.

Үлкен қопарылыс және кенеюші әлем модлін мойындау аспан де-нелерінің түзілу моделін айтарлықтай өзгертті.Бұл моделді жақтау-шылар галактикалар жұлдыздар мен планеталар гиперон деп атала-тын ең ауыр элементтар бөлшектерден тұратын аса тығыз галактика-лардың ядросында болатын заттардан түзілген деген гипотезаға келді

Барлық аспан денелерінің жарық шыгаратындар жұлдыздар және жарық шығармайтындар планеталар,кометалар,метеоридтер деп екі топқа бөлуге болады.

Күн системасы-көлемі мен физикалық құрылысы түрліше аспан дене-лерінің тобы.Оған күннің өзімен бірге тоғыз планета және олардың серіктері,мыңдаған кіші планеталар(астероидтар)жүздеген каметалар және серіктері,мыңдаған метеоридтер кіреді.Бұл денелердің барлығы күннің тарту күшінің арқасында бір системаға біріккен.Күн системасы жер планетасының тобына жататын планеталар(Меркурий,Венера,Жер Марс)және зәулім планеталар(Юпитер,Сатурн,Уран,Плутон,Нептун) бо-лып екіге бөлінеді.

Жер тобының планеталары айтарлыктай кіші болады және қатты зат-тардан тұрады.Зәулім планеталар үлкен,бірақ олар жұмсақ заттардан Токтайды ,тыгыздалады.»Ак ергежейлиден» де ыстык, тыгыз (1018 кг,м3 дейин)жулдызга айналады.Кысымнын артатыны соншалыкты,типти электрондарды протон курамына «енгизип»оларды нейтронга,ал жулдызды нейтрондык жулдызга айналдырады.

Барлык жулдыздар оз осінің төңірегіне айналады. Ал жулдыздың радиусы бірнеше мын есе кішірейгенде,импульс моментінің сақталу заңы бойынша,онын бурыштық жылдамдыгы да сонша мың есе артады. Сондыктан нейтрондык жулдыздардын бұрыштық жылдамдыгы оте зор, демек айналу периоды оте аз.Кейбир нейтрондык жұлдыздардың айналу периоды секундтын жузден бір болігіне дейін жетеді. Нейтрондык жұлдыздардын тағы бір қасиеті онын магнит орірі оте күшти болады.бакылау нәтижелері олардын шамасы 100-1000 МТЛ дейин жететіндігін корсетеді. Салыстыратын болсақ жердің магниттік орісі бұдан шамамен,триллион есе кем. Мундай орісті жердегі лабораторияда туғызу мумкін емес. Сондыктан аса күшти магнит орісінің заттарга әсерин тек нейтрондык жулдыздарда,яғни табиғи лабораторияда, бакылауға болады. Мәселен.1000 МТЛ-га тен орістің куштілігі соншалыкты, бирлик колеміндегі энергиянын тыгыздыгы, Эйнштейннин Е=тс² формуласы бойынша 4500 г,см³-ке тең; ал бұл мән кәдімгі заттың кайсыбір тығыздыгы емес. Ескеретін жай, бул тек магнит орисінің тыгыздыгы.

Нейтрондык жулдыздардын тагы бир ерекшелиги,ол радио толкындарын шыгарады.Толкындар кушти магнит орисимен әсерлесип,тек еки багытта гана тарайды,ягни еки ушты фонарь тәризди. Жылдам айналу салдарынан кенистикти тилип жаткандай болады.Сондыктан»тилу»жилиги жулдыздын циклдик жилигинен еки есе артык болады.Осы себепти нейтрондык жулдыздарды пульсарлар деп атайды.Олар алгаш 1967 ж периодты (пульсацияланатын) жумбак сәуле шыгарушы денелер ретинде ашылды.

Сонымен ,массасы 1-1,4 Куннин массасынан коп,бирак та 2-3 Куннин массасынан аз болса,онда жулдыз койнауында ауыр атомдардын тузилуимен термоядролык реакциялар журеди,жулдыз кабыкшасы жарылыстан лактырыладыЮаскын жана жарк ету акырында оте тыгыз және оте тез айналатын нейтрондык жулдыз пайда болады.Онын сәулеленуи оте жогары магнит орисимен еки сәуле туринде сыгылады.

Пульсарлар айналу оси (географиялык полюстери)магнит осимен (магнит полюстарымен)сәйкес келмейтин тез айналыстагы нейтрондык жулдыздар сондыктан олардын жарык шыгару сәулелери космос кенистигин кесип оте айналады.

Нейтрондык жулдыздар «ак ергежейлилермен»катар жогарыда корсетилген жулдыздар типи әволюциясынын сонгы стадиясы болып табылады.Әрбир галактикада аскын жана жарк етулер 150-300 жылда бир рет болып турады. Биздин галактикада мундай жарк етулер 1054,1527,1604 жылы тиркелген,бурынгы жарк етулерден калган 10 тумандыктар және жасы 30 млн жылдарга жететин 200-ге жуык пульсарлар табылган;сонын биреуи 1054 жылгы Аскыш жана жулдыз болуы керек.Казирги кезде биздин Галактиканын,жарылуга оте жакын душар болайын деп турган,бир жулдызы бакылауга алынган.Бул әрине,оте сирек кездесетин аскын жана жарылысты бакылау болып табылады.

Коптеген жулдыздар озинин гумырын ерекше аяктайды.Массасы 2-3 кун массасына тен болатын жулдыздар,термоядролык,реакцияларга катынасатын сутеги және баска әлементтери таусылганнан кейин және центириндеги кысым томендеген сон сыгыла бастайды;олардын ядроларында ауыр атомдардын тузилуимен термоядролык реакциялар пайда болады. Және сонымен катар Аскын жана жулдыз жарк етип копарылыстан кабыкшасынан айырылады.Егер осы жагдайда массасынын коп болиги лактырылып тасталынса,онда нейтондык жулдыз тузиледи.калган масса жеткиликти турде улкен болса,онда гравитациясынын оте зор кушинин аркасында алып жулдыздардын калган болигинин әри карай сыгылуына карсы келетин куштер болмайды.Релятивистик коллапс деп аталатын осы кубылыстын нәтижесинде жулдыз озинин ен аз олшемине дейин сыгылады,»гравитациялык радиустын ишине енип кетеди»Биздин жердин массасы тым аз болгандыктан еш уакытта мундай коллапска ушырамайды.Дегенмен,есептеулер бойынша Жердин гравитациялык 4мм-ге тен болар еди.Мундай жагдайда заттын тыгыздыгы атом ядросынын тыгыздыгынан әлдекайда артык болатын озинин ен жогаргы мәнине дейин оседи.Осындай обьектинин жанындагы ауырдын кушинин улкендиги соншалыкты,ол типти жарык сәулесинин сыртка шыгуына да мумкиндик бермейди.Мундай обьектилерди «кара курдымдар»деп атайды.Шындыгында «кара курдымдарды»оларга келип тусетин газдын жаркырауы бойынша олардын баска денелер козгалысына тигизетин әсери бойынша және т.б әдистеримен аныктап табуга болады.Казирде «кара курымдар» биркатар жулдыздар жуйесинин орталык боликтеринде болуы мумкин.Жакында биздин Галактиканын центринде де «кара курдым»бар деген хабар келип тусти.

Ескеретин жай:уакыт журисинин гравитацияга тәуелдилигине байланысты «кара курдымдары»бетинде (окигалар горизонтында)уакыт журиси,ис жузинде токталуы керек және «Кара курдымдар»ишинде болып жаткан нәрселерди сырттан бакылауга акпарат алуга мумкиндик болмайды.

Сонымен биринши буындагы (текти)жулдыздардын әволюциясы «ак ергежейлилерге»және «кара курдымдарга»айналуымен,сонымен катар нейтрондык жулдыздардын тузилуимен аякталады.Сонгылары озинин калган сутегилери мен гелийлерин және койнауындагы жетилмеген химиялык әлементтерди,жарылу нәтижесинде космоска шыгарып жиберди.Бул заттар жана космостык денелердин курылуына негиз болады.Тура осылай биздин Кун және барлык кун жуйеси тузилген.Сондыктан да жасы 10-15 млрд.болатын ески жулдыздарга караганда,Кун-жас,онын жасы тұратындықтан тығыздығы кем болады.Күн системасының бір бөлігі барлық планеталар күнді айналғанда бір бағытта қозғалатыны айқын көрінеді.Планеталардың серіктерінің көпшілігі өз планеталарымен бір-ге бір бағытта айналады.Күннен бастап есептегенде әрбір планета өзінен бұрынғы планеталардан гөрі шамамен екі есе қашықтықта орналасқан.Мысалы, жер күннен 150000000 км қашықтықта,ал алыс планета Плутон 6 млрд км қашықтықта орналасқан.

Күн системасының пайда болуымен түзілуі жайлы бірыңғай ортақ тұ-жырым жоқ.Аса көне метеоридтердің құрамы бойынша жасалған есептеулерге қарағанда күн системасының жасы 5млрд.Жылдай күн системасының пайда болуы бірінші гепотезаны ұсынған неміс филосо-фы Кент пен француз математигі П.Лаплас болды.Бұл гипотеза бойын-ша планеталар системасы алғашқы әлемдік тозандар тұманың күннің төңірегінде айналмалы қозғалысқа келуі нәтижесінде тартылыс және тебу күшінің әрекетінен пайда болған.Қазіргі ғылымның топшылауын-ша күн системасының түзілуі кезінде әлектромагниттер шешуі роль ат-қарады деп есептелінеді.Күнмен планеталарың түзілуіне негіз болған алғашқы газ бұлттары әлектромагниттік күштердің әсерінен ионданған газдардан тұрған.Орасан үлкен газ бұлттарының бірігіп шоғырлануы салдарынан күн пайда болғаннан кейін одан әрі алыс қашықтықта газ бұлтарынын үлкен бөліктері бөлініп қалады.Гравитациялық күш ол бөлініп қалған бөліктерді күнге қарай тартады,бірақ күннің магниттік өрісі оларды кері теуіп тоқтатады.

Сөйтіп гравитациялық және магниттік күштерінің тарту және сыртқа тебінуін әсерінен газ қалдықтары шорғырлана бірігіп,нәтижесінде планеталар түзіледі.Ірі планеталар түзілгеннен кейін дәл сол жолмен олардың серіктері пайда болады.Күн әнергиясының қайнар көзі су-тегінің гелийге айналуының термоядролық реакциясында болуы керек деп есептейді ғалымдар,бірақ оның дәлелі жоқ.