Номер 2, страница 302 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

2. На каких постулатах основывалась ньютоновская классическая космология?

Решение

Ньютоновская классическая космология — это первая научная модель Вселенной, основанная на законах классической механики и законе всемирного тяготения, сформулированных Исааком Ньютоном в XVII веке. Эта модель пыталась описать Вселенную в целом, её структуру и динамику. Она основывалась на нескольких ключевых постулатах:

1. Универсальность законов физики, в частности закона всемирного тяготения. Ньютон предположил, что открытый им закон тяготения, описывающий движение планет в Солнечной системе и падение тел на Землю, действует абсолютно везде во Вселенной и одинаково для всех тел. Сила гравитационного притяжения между двумя телами пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними: $F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}$. Это был революционный шаг, так как он распространял земные законы на весь космос.

2. Абсолютное пространство и абсолютное время. В модели Ньютона пространство представлялось как бесконечное трёхмерное евклидово вместилище, неподвижное и неизменное, не зависящее от материи, которая его наполняет. Время также считалось абсолютным — оно текло равномерно и одинаково во всех точках Вселенной, независимо от движения наблюдателей или каких-либо физических процессов.

3. Бесконечность и статичность Вселенной. Чтобы объяснить, почему Вселенная под действием сил всемирного тяготения не сжимается в единый комок, Ньютон был вынужден предположить, что она бесконечна в пространстве и заполнена веществом (звёздами) более или менее равномерно. В такой модели на любое тело действует гравитационное притяжение со стороны бесконечного числа других тел во всех направлениях. Ньютон считал, что эти силы взаимно компенсируются, и в результате Вселенная в целом остаётся неподвижной, то есть статичной.

4. Евклидова геометрия пространства. Предполагалось, что геометрия Вселенной соответствует аксиомам Евклида. Это означает, что пространство "плоское": сумма углов в треугольнике равна $180^{\circ}$, параллельные прямые не пересекаются и т.д.

Эти постулаты, несмотря на их логичность для того времени, привели к серьёзным проблемам, известным как космологические парадоксы.

Гравитационный парадокс (парадокс Зеелигера): в бесконечной Вселенной с равномерно распределённым веществом гравитационный потенциал в любой точке оказывается бесконечным, а сила тяготения — неопределённой. Простое рассуждение Ньютона о компенсации сил оказалось математически некорректным.

Фотометрический парадокс (парадокс Ольберса): если Вселенная бесконечна, статична и равномерно заполнена звёздами, то в любом направлении взгляд наблюдателя должен упираться в поверхность какой-нибудь звезды. Следовательно, всё небо должно быть таким же ярким, как поверхность Солнца, что противоречит наблюдаемой темноте ночного неба.

Эти парадоксы показали внутреннюю противоречивость ньютоновской модели и послужили толчком к развитию новых космологических теорий в XX веке, в частности, общей теории относительности Эйнштейна, которая легла в основу современной космологии.

Ответ: Ньютоновская классическая космология основывалась на следующих постулатах:
1. Универсальность закона всемирного тяготения.
2. Существование абсолютного, бесконечного и евклидова пространства, а также абсолютного времени.
3. Бесконечность Вселенной в пространстве и её статичность (неизменность во времени).
4. В среднем равномерное распределение вещества (звёзд) в пространстве.