Cosmologia
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Cosmologia é o estudo das origens e eventual destino do universo. cosmologia física é o estudo acadêmico e científico da origem, evolução, estrutura, dinâmica e destino final do universo , assim como as leis naturais que mantê-lo em ordem. Cosmologia religiosa (ou cosmologia mitológica) é um conjunto de crenças com base no histórico , mitológico , religioso , e literatura e tradições da esotérico e criação escatologia.
Cosmologia física é estudado por cientistas, como os astrônomos , e físicos teóricos; e acadêmicas filósofos , tais como metafísicos, filósofos da física, e filósofos de espaço e tempo. Cosmologia moderna é dominada pelo Big Bang teoria, que tenta reunir astronomia observacional e física de partículas .
Embora a palavra cosmologia é recente (usado pela primeira vez em 1730 em Christian Wolff Cosmologia Generalis), o estudo do universo tem uma longa história envolvendo a ciência , a filosofia , esoterismo e religião . Estudos relacionados incluem cosmogonia, que incide sobre a origem do Universo, e cosmografia, que mapeia os recursos do Universo. Cosmologia também está ligado a astronomia . No entanto, eles são contrastados em que, enquanto a primeira está preocupada com o universo como um todo, o último trata indivíduo objetos celestes.
Disciplinas
Em tempos antigos, física e astrofísica têm desempenhado um papel central na formação da compreensão do universo através da observação científica e experiência. O que é conhecido como a cosmologia física em forma através da matemática e de observação a análise de todo o universo. É geralmente aceite para começar com o Big Bang , seguido quase que instantaneamente pela inflação cósmica - um expansão do espaço a partir do qual o universo é pensado para ter emergido ~ 13,7 ± 0,2 × 10 9 (cerca de 13,5-13,9 bilhão de anos atrás).
Cosmólogos físicos propõem que a história do universo é governado inteiramente por leis físicas. Entre os domínios de religião e ciência está o filosófico perspectiva da cosmologia metafísico . Este campo antiga de estudo busca traçar conclusões intuitivas sobre a natureza do universo, o homem, um criador sobrenatural, e / ou seus relacionamentos com base na extensão de um conjunto de presunções emprestado de experiência e / ou observação espiritual.
Cosmologia metafísico também tem sido descrito como a colocação do homem no universo em relação a todas as outras entidades. Isto é exemplificado pela observação feita pelos Marco Aurélio de lugar de um homem nesse relacionamento: "Aquele que não sabe o que o mundo é não sei onde ele está, e quem não sabe para que finalidade o mundo existe, não sabe quem ele é, nem o que o mundo é. "
Mitos da criação religiosos explicar existência e natureza de realidade. Pontos de vista sobre a origem ( cosmogonia) e condição final ( escatologia) do universo são elementos fundamentais de uma compreensão religiosa do papel da humanidade no universo.
Cosmologia esotérico se distingue da religião em sua construção e menos dependência de "compreensão intelectual" moderna em vez de preso à tradição fé e da filosofia em sua ênfase na espiritualidade como um conceito de formação.
Cosmologias históricos
| Nome | Autor e data | Classificação | Observações |
|---|---|---|---|
| Cosmologia Hindu | Hindu Rigveda (2000 aC) | Cíclica ou oscilante, Infinito no tempo | Um ciclo de existência é de cerca de 311 trillion anos ea vida de um universo de cerca de 8 bilhões de anos. Este ciclo Universal é precedido por um número infinito de universos e de ser seguido por outro número infinito de universos. Inclui um número infinito de universos em um determinado momento. |
| Jain cosmologia | Jain Agamas (escrito por volta de 500 dC conforme os ensinamentos de Mahavira 599-527 aC) | Cíclica ou oscilante, eterno e finito | Jain cosmologia considera a loka, ou universo, como uma entidade incriado, existente desde o infinito, a forma do universo como semelhante a um homem de pé com as pernas afastadas e braço descansando em sua cintura. Este universo, de acordo com o jainismo, é estreito na parte superior, largo no meio e, mais uma vez torna-se ampla na parte inferior. |
| Cosmologia babilônica | Literatura babilônica (c. 3000 aC) | Terra plana flutuando em águas do "caos" infinitos | A Terra ea Heavens formam uma unidade dentro de infinito "águas do caos"; a terra é plana e circular, e uma cúpula sólido (o "firmamento") mantém o exterior -Ocean "caos". |
| Cosmologia bíblica | Genesis criação narrativa (c.500 aC) | Terra plana flutuando em águas do "caos" infinitos | Com base em cosmologia babilônica. A Terra ea Heavens formam uma unidade dentro de infinito "águas do caos"; a terra é plana e circular, e uma cúpula sólida (o " firmamento ") mantém o exterior" "-Ocean caos. |
| Universo atomista | Anaxágoras (500-428 aC) e depois Epicuro | Infinito em sua extensão | O universo contém apenas duas coisas: um número infinito de sementes minúsculas, ou átomos , eo vazio de extensão infinita. Todos os átomos são feitos da mesma substância, mas diferem em tamanho e forma. Os objectos são formadas a partir de agregados de átomos e decaimento de volta em átomos. Incorpora Leucipo princípio "de causalidade: "nada acontece ao acaso, tudo acontece fora da razão e necessidade." O universo não era governado por deuses . |
| Universo de Pitágoras | Philolaus (d. 390 aC) | A existência de uma "Central Fire" no centro do universo. | No centro do Universo é um fogo central, em torno do qual a Terra , Sol , Lua e planetas giram de maneira uniforme. O Sol gira ao redor do fogo central uma vez por ano, as estrelas são imóveis. A terra na proposta mantém a mesma face escondida para o fogo central, já que ele nunca é visto. Este é o modelo não-geocêntrico primeiro conhecido do Universo. |
| Universo estóico | Estóicos (300 aC - 200 dC) | Ilha universo | O cosmos é finito e cercado por um vazio infinito. Ele está em um estado de fluxo, uma vez que pulsa em tamanho e periodicamente passa por turbulências e conflagrações. |
| Universo aristotélico | Aristóteles (384-322 aC) | Geocêntrico,, o estado estacionário, medida finita, tempo infinito estático | Terra esférica é cercado por concêntrica esferas celestes. Universo existe inalterada por toda a eternidade. Contém um quinto elemento, chamado éter (mais tarde conhecido como quintessência), somado ao quatro Elementos clássicos. |
| Universo Aristarchean | Aristarco (circa 280 aC) | Heliocêntrico | Terra gira diariamente em seu eixo e gira anualmente em torno do Sol em uma órbita circular. Esfera das estrelas fixas está centrada sobre o sol. |
| Modelo ptolomaico (com base no universo aristotélico) | Ptolomeu (século 2 dC) | Geocêntrico | Universo órbitas sobre uma Terra estacionária. Planetas se movem em circular epiciclos, cada um com um centro que mudou-se em uma órbita circular maior (chamado um excêntrico ou um deferente) em torno de um ponto central perto da Terra. O uso de equants acrescentou outro nível de complexidade e astrônomos autorizados a prever as posições dos planetas. O modelo de universo mais bem sucedido de todos os tempos, usando o critério da longevidade. Almagesto (a Grande System). |
| Modelo Aryabhatan | Aryabhata (499) | Geocêntrico ou Heliocentric | O Terra gira e os planetas se movem em órbitas elípticas, possivelmente ao redor ou a Terra ou do Sol É incerto se o modelo é geocêntrico ou heliocêntrica devido a órbitas planetárias dadas com respeito tanto a Terra eo Sol |
| Universo medieval | Filósofos medievais (500-1200) | Finito no tempo | Um universo que é finito no tempo e tem um começo é proposto pelo Filósofo cristão John Philoponus, que argumenta contra a antiga noção grega de um passado infinito. Argumentos lógicos que suportam um universo finito são desenvolvidos pela filósofo muçulmano cedo Alkindus, o Filósofo judeu Saadia Gaon eo Teólogo muçulmano Algazel. |
| Multiversal cosmologia | Fakhr al-Din al-Razi (1149-1209) | Multiverse, múltiplos mundos e universos | Existe um espaço infinito para além do mundo conhecido, e Deus tem o poder para preencher o vácuo com um número infinito de universos. |
| Modelos Maragha | Escola Maragha (1259-1528) | Geocêntrico | Várias modificações a modelo ptolomaico e universo aristotélico, incluindo a rejeição de equant e excêntricos na Maragheh observatório, ea introdução de Tusi-casal por Al-Tusi. Modelos alternativos posteriormente proposto, incluindo o primeiro precisas lunar modelo por Ibn al-Shatir, rejeitando um modelo estacionário Terra em favor de A rotação da Terra por Ali Kuşçu e modelo incorporando planetária circular " inércia "pela Al-Birjandi. |
| Modelo Nilakanthan | Nilakantha Somayaji (1444-1544) | Geocêntrico e heliocêntrico | Um universo em que os planetas orbitam o Sol eo Sol orbita a Terra, semelhante à tarde Sistema Tychonic. |
| Universo de Copérnico | Nicolau Copérnico (1473-1543) | Heliocêntrica com órbitas planetárias circulares | Primeiro claramente descrito heliocêntrica modelo, em De Revolutionibus Orbium Coelestium. |
| Sistema Tychonic | Tycho Brahe (1546-1601) | Geocêntrico e heliocêntrico | Um universo em que os planetas orbitam o Sol eo Sol orbita a Terra, semelhante ao anterior Nilakanthan modelo. |
| Keplerian | Johann Kepler (1571-1630) | Heliocêntrica com órbitas planetárias elípticas | Descobertas de Kepler, casando matemática e física, desde a fundação para a nossa atual concepção do sistema solar, mas estrelas distantes ainda eram vistos como objetos, uma esfera celeste fixa fina. |
| Estática newtoniana | Sir Isaac Newton (1642-1727) | Static (em evolução), o estado estacionário, infinito | Cada partícula do universo atrai todas as outras partículas. A matéria em larga escala é uniformemente distribuída. Gravitacionalmente equilibrado, mas instável. |
| Cartesiano Vortex universo | René Descartes Do século 17 | Static (em evolução), o estado estacionário, infinito | Um sistema de enormes banheiras de hidromassagem de roda de matéria etéreo ou multa produz o que chamaríamos de efeitos gravitacionais. Sua vácuo não estava vazio. Todo o espaço foi preenchido com a matéria que giravam em torno de grandes e pequenos vórtices. |
| Universo hierárquica | Immanuel Kant , Johann Lambert século 18 | Static (em evolução), o estado estacionário, infinito | A matéria é agrupado em escalas cada vez maiores de hierarquia. A matéria é infinitamente sendo reciclado. |
| Einstein Universo com uma constante cosmológica | Albert Einstein 1917 | Static (nominalmente). Delimitada (finito) | "Matéria sem movimento." Contém matéria uniformemente distribuída. Espaço esférico uniformemente curvo; baseado em hiperesfera de Riemann. Curvatura é definida igual a Λ. Com efeito Λ é equivalente a uma força repulsiva que neutraliza a gravidade. Instável. |
| De Sitter universo | Willem de Sitter 1917 | Expansível espaço plano. O estado de equilíbrio. Λ> 0 | "Motion sem matéria." Apenas aparentemente estática. Com base em de Einstein da Relatividade Geral . Espaço expande com constante aceleração. Fator de escala (raio de universo) aumenta de forma exponencial, ou seja constante inflação . |
| MacMillan universo | 1920 William Duncan MacMillan | Estático e estado estacionário | Nova matéria é criada a partir de radiação. Starlight é perpetuamente reciclado em novos partículas de matéria. |
| Friedmann universo de espaço esférico | Alexander Friedmann 1922 | Espaço expansão esférica. k = 1; não Λ | Curvatura positiva. Curvatura constante k = 1 Expande seguida recollapses. Espacialmente fechada (finita). |
| Universo Friedmann de espaço hiperbólico | Alexander Friedmann 1924 | Espaço hiperbólico em expansão. k = 1; não Λ | Curvatura negativa. Disse ser infinito (mas ambígua). Unbounded. Expande para sempre. |
| Dirac hipótese grandes números | Paul Dirac 1930 | Expansível | Exige uma grande variação em G, que diminui com o tempo. A gravidade enfraquece como universo evolui. |
| Friedmann-curvatura zero, também conhecido como o universo de Einstein-DeSitter | Einstein & DeSitter 1932 | Expandindo espaço plano. k = 0; Λ = 0 densidade crítica | Curvatura constante k = 0. Dito ser infinito (mas ambígua). 'cosmos Unbounded de forma limitada.' Expande para sempre. 'Mais simples' de todos os universos conhecidos. Baptizado com o nome, mas não considerado por Friedmann. Tem um prazo desaceleração q = ½, o que significa que a sua taxa de expansão desacelera. |
| O original Big Bang . aka Friedmann-Lemaître Modelo | Georges Lemaître 1927-1929 | Expansão Λ> 0 Λ> | gravidade | | Λ é positiva e tem uma magnitude maior que a gravidade. Universo tem estado inicial de alta densidade ("átomo primordial"). Seguido por uma expansão de duas fases. Λ é usado para desestabilizar o universo. (Lemaître é considerado o pai do modelo do Big Bang.) |
| Universo oscilante (Aka Friedmann-Einstein; era primeira escolha deste último, depois de rejeitar o seu próprio modelo de 1917) | Favorecido por Friedmann 1920 | Expansão e contração em ciclos | O tempo é infinito e sem princípio; evita assim o paradoxo de início de época. Ciclos perpétuos de big bang seguido de big crunch. |
| Eddington | Arthur Eddington 1930 | Primeiro estática então se expande | Estática Einstein 1.917 universo com sua instabilidade perturbado em modo de expansão; com diluição assunto implacável se torna um universo DeSitter. Λ domina gravidade. |
| Milne universo da relatividade cinemática | Edward Milne, 1933, 1935; William H. McCrea, 1930 | Expansão cinemática com nenhuma expansão do espaço | Rejeita a relatividade geral eo paradigma espaço em expansão. A gravidade não incluídos como pressuposto inicial. Obedece princípio cosmológico & regras da relatividade especial . O universo em expansão Milne consiste em uma nuvem esférica finita de partículas (ou galáxias) que se expande dentro do espaço plano que é infinito e vazio. Ele tem um centro e uma borda cósmica (a superfície da nuvem de partículas), que se expande na velocidade da luz. Sua explicação de gravidade foi elaborado e convincente. Por exemplo, o universo tem um número infinito de partículas, em massa, portanto, infinito, dentro de um volume finito cósmica. |
| Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker classe de modelos | Howard Robertson, Arthur Walker, 1935 | Expansão uniforme | Classe de universos que são homogêneo e isotrópico. Spacetime separa o espaço uniformemente curva e tempo cósmico comum a todos os observadores Comoving. O sistema de formulação é agora conhecido como as métricas FLRW ou Robertson-Walker de tempo cósmico e espaço curvo. |
| O estado estacionário expansão (Bondi e Gold) | Herman Bondi, Thomas Gold 1948 | Expansão, o estado estacionário, infinito | Taxa de criação de matéria mantém densidade constante. Criação contínua a partir do nada do nada. Expansão exponencial. Desaceleração prazo q = -1. |
| O estado estacionário expansão (Hoyle) | Fred Hoyle 1948 | Expansão, o estado estacionário; mas instável | Taxa de criação de matéria mantém densidade constante. Mas desde que taxa de criação de matéria deve ser exatamente em relação com a taxa de expansão do espaço do sistema é instável. |
| Ambiplasma | Hannes Alfvén 1965 Oskar Klein | Universo celular, expansão por meio de aniquilação matéria-antimatéria | Com base no conceito de cosmologia plasma. O universo é visto como meta-galáxias dividido por camadas duplas -hence sua natureza bolha-like. Outros universos são formados a partir de outras bolhas. Matéria cósmica em curso antimatéria aniquilações manter as bolhas separadas e se movendo para além impedindo-os de interagir. |
| Brans-Dicke | Carl H. Brans; Robert H. Dicke | Expansível | Baseado em Princípio de Mach. G varia com o tempo como se expande universo. "Mas ninguém sabe ao certo o que o princípio de Mach realmente significa." |
| Inflação cósmica | Alan Guth 1980 | Big bang com modificação para resolver o problema do horizonte e problema da planura. | Com base no conceito de inflação quente. O universo é visto como um fluxo quântico múltiplo -hence sua natureza bolha-like. Outros universos são formados a partir de outras bolhas. Expansão cósmica contínua manteve as bolhas separadas e se movendo para além impedindo-os de interagir. |
| Inflação eterna (um modelo de universo múltiplo) | Andreï Linde 1983 | Big Bang com inflação cósmica | A multiuniverso, com base no conceito de enchimento a frio, em que os eventos de inflação ocorrer ao acaso, cada um com as condições iniciais independentes; alguns expandir em universos bolha supostamente como o nosso cosmos inteiro. Bolhas de nucleação numa espuma de espaço-tempo. |
| Modelo cíclico | Paul Steinhardt; Neil Turok 2002 | Expansão e contração em ciclos; M-teoria . | Dois paralelo orbifold aviões ou M-branas colidem periodicamente em um espaço de dimensão superior. Com quintessência ou energia escura. |
| Modelo cíclico | Lauris Baum; Paul Frampton 2007 | Solução de Problema entropia de Tolman | Fantasma fragmentos de energia escura universo em grande número de manchas desconectadas. Nossos contratos de patch contendo apenas a energia escura com zero de entropia . |
Notas de mesa: o termo "estática" simplesmente não significa expandir e não contratante. Símbolo G representa Newton constante gravitacional; Λ (lambda) é a constante cosmológica.
Cosmologia física
Cosmologia física é o ramo da física e astrofísica que lida com o estudo das origens físicas e evolução do Universo. Também inclui o estudo da natureza do universo nas suas escalas muito maiores. Em sua forma mais primitiva era o que é hoje conhecido como mecânica celeste, o estudo da céus. Os filósofos gregos Aristarco de Samos, Aristóteles e Ptolomeu propôs diferentes teorias cosmológicas. Em particular, o geocêntrico Sistema de Ptolomeu foi a teoria aceita para explicar o movimento dos céus até Nicolaus Copernicus e, posteriormente, Johannes Kepler e Galileu Galilei propôs um heliocêntrica do sistema no século 16. Isto é conhecido como um dos exemplos mais famosos de ruptura epistemológica em cosmologia física.
Com Isaac Newton e da publicação de 1687 Principia Mathematica , o problema do movimento dos céus foi finalmente resolvido. Newton forneceu um mecanismo físico para as leis de Kepler e sua lei da gravitação universal permitiu que as anomalias nos sistemas anteriores, causadas pela interação gravitacional entre os planetas, a serem resolvidos. A diferença fundamental entre a cosmologia de Newton e os anteriores foi o Princípio de Copérnico de que os organismos na Terra obedecem à mesma leis físicas como todos os corpos celestes. Este foi um avanço filosófica crucial na cosmologia física.
Cosmologia científica moderna é geralmente considerado como tendo começado em 1917 com Albert Einstein publicação de sua modificação final de 's relatividade geral no documento intitulado "Considerações cosmológicas da Teoria Geral da Relatividade," (embora este documento não foi amplamente disponível fora da Alemanha até o fim da Primeira Guerra Mundial ). A relatividade geral solicitado cosmogonists como Willem de Sitter, Karl Schwarzschild e Arthur Eddington para explorar as conseqüências astronômicas da teoria, o que aprimorou a capacidade crescente de astrônomos estudar objetos muito distantes. Antes disso (e por algum tempo depois), os físicos do princípio de que o Universo era estático e imutável.
Paralelamente a esta abordagem dinâmica à cosmologia, um longo debate sobre a estrutura do cosmos estava chegando a um clímax. Mount Wilson astrônomo Harlow Shapley defendeu o modelo de um cosmos constituídos da Via Láctea único sistema de estrela; enquanto Heber D. Curtis defendeu a idéia de que a espiral nebulosas eram sistemas estelares em seu próprio direito - universos-ilhas. Esta diferença de idéias chegou a um clímax com a organização de O grande debate na reunião do (US) Academia Nacional de Ciências, em Washington em 26 de Abril de 1920. A resolução deste debate veio com a detecção de novae na galáxia de Andrômeda por Edwin Hubble em 1923 e 1924. A distância estabelecida nebulosas espirais bem além da borda da Via Láctea e galáxias tem da sua própria.
Modelagem subsequente do universo explorada a possibilidade de que o constante cosmológica introduzida por Einstein em seu artigo de 1917 pode resultar em um universo de expansão, dependendo do seu valor. Assim, o big bang modelo foi proposto pelo belga padre Georges Lemaître em 1927, que foi posteriormente corroborado por A descoberta de Edwin Hubble do desvio para o vermelho em 1929 e, posteriormente, pela descoberta da radiação cósmica de fundo por Arno Penzias e Robert Woodrow Wilson em 1964. Estes resultados foram um primeiro passo para descartar alguns dos muitos cosmologias físicos alternativos.
Observações recentes feitas pelo COBE e WMAP satélites de observação esta radiação de fundo têm efetivamente, aos olhos de muitos cientistas, transformado a partir de uma cosmologia ciência altamente especulativa em uma ciência preditiva, como estas observações combinado previsões feitas por uma teoria chamada inflação cósmica , que é uma modificação do padrão do big bang modelo . Isso tem levado muitos a se referir aos tempos modernos como a "Idade de Ouro da cosmologia."
Cosmologia religiosa e mitológica
Religiosos e mitológicos cosmologia lida com o mundo como a totalidade de espaço, tempo e todos os fenômenos. Historicamente, tem tido um escopo bastante amplo, e em muitos casos foi fundada na religião. Os gregos antigos não estabelecer uma distinção entre essa utilização e seu modelo para o cosmos. No entanto, no uso moderno que aborda questões sobre o Universo que estão fora do âmbito da ciência. Distingue-se da cosmologia religiosa na medida em que se aproxima a essas perguntas usando métodos filosóficos (por exemplo, dialética). Modern cosmologia metafísico tenta abordar questões tais como:
- Qual é a origem do Universo? Qual é a sua primeira causa? É a sua existência necessária? (Veja monismo, panteísmo, emanationism e criacionismo )
- Quais são os componentes de material final do universo? (Veja mecanismo, dinamismo, hilomorfismo, atomismo)
- Qual é a razão fundamental para a existência do Universo? Será que o cosmos tem um propósito? (Veja teleologia)
- Será que a existência da consciência têm um propósito? Como é que sabemos o que sabemos sobre a totalidade do cosmos? O raciocínio cosmológico revelar verdades metafísicas? (Veja epistemologia)
