Глава 6 Глобальная экология (Конспект лекций по Экологии часть 1, преподаватель Метечко Людмила Борисовна)

35

Глава 6

Глобальная экология

1. Уровни организации природных систем.

2. Теория возникновения вселенной.

3. Глобальная экология.

4. Воздушная оболочка Земли – атмосфера.

5. Водная оболочка земли – гидросфера (мировой океан).

6. Твердая оболочка земли (литосфера) – земная кора.

7. Природные ресурсы и их классификация.

8. Сателлитные макроэкономические показатели развития общества с точки зрения ущерба природным ресурсам.

Уровни организации природных систем.

С упермакромир

( космос)

Макромир

Микромир

В процессе развития цивилизации и научно-технического прогресса, понятие «ЭКОЛОГИЯ» данное Эрнестом Геккелем более ста лет тому назад значительно расширилось.

Беспрецедентный рост возможностей человека вооруженного достижениями НТР подняло на качественно новую ступень возможности его по преобразованию окружающей природной среды и расширило сферы его воздействия на нее, выходящие за рамки БИОСФЕРЫ.

Современная экология рассматривается как синтетическое научное направление или совокупность существующих направлений, изучающих проблему взаимоотношения человеческого общества со средой его обитания и называемых чаще уже - СОЦИАЛЬНОЙ ЭКОЛОГИЕЙ, ЭКОЛОГИЕЙ ЧЕЛОВЕКА, ГЛОБАЛЬНОЙ ЭКОЛОГИЕЙ и даже просто -

СОВРЕМЕННОЙ ЭКОЛОГИЕЙ, в отличие от традиционной экологии, животных и растений.

Глобальная экология

Вселенная

Вселенная - это весь окружающий нас огромный мир. Все необозримое космическое пространство, включающее галактики, планеты и звезды, нашу планету Земля, растения, животных и человека.

Вселенная – это бескрайняя материя, принимающая разнообразные формы своего существования.

Еще до середины ХХ века существовала следующая концепция об окружающей нас вселенной:

Вселенная бесконечна во времени и пространстве. Она всегда была и всегда будет.

Каждая частица вселенной имеет начало и конец, как в пространстве, так и во времени, а Вселенная вечна и бесконечна, так как является вечной самодвижущейся материей.

Эта концепция устраивала всех и отметала необходимость поиска теории возникновения вселенной. Зачем, если вселенная вечно была и вечно будет?

Однако что-то в таком представлении о вселенной было логически несостоятельным и вызывало сомнения пытливых людей.

К примеру:

• Если вселенная бесконечна, то следовательно в ней существует бесконечное количество объектов (звезд, планет и пр.) В этом случае ночное небо не должно быть темным. А в каждой его точке должен светиться какой-либо космический объект. Вся небесная сфера ночью должна сиять без исключений, но этого не происходит.

• Если вселенная вечна – значит, она никогда не исчезнет и не погибнет. Это позитивно и является успокаивающим для человечества фактором. Однако, если она существовала вечно и будет существовать вечно значит, и справа ( в будущем) от настоящего момента на оси времени бесконечность и слева ( в прошлом ) - тоже бесконечность. Если это так – то как же мы оказались в настоящем времени, если в прошлом бесконечность? Бесконечность не имеет конца по определению. Следовательно, она не могла закончиться и прийти в настоящий момент. Это явное логическое противоречие.

Следовательно, бесконечность вселенной оказалась под сомнением, а вечность нашей вселенной оказалась с изъяном – то есть, в прошлом ее уже нет. Но, это может означать только одно – был момент, когда вселенной не было, а потом она возникла и начала быть.

Вот поэтому, несмотря на научную концепцию, которая главенствовала до середины ХХ века, вопросы возникновения вселенной постоянно тревожили умы человечества.

Теория возникновения вселенной – любая теория, дающая описание и объяснение начальных процессов возникновения вселенной, а так же материального мира, нашей планеты и жизни.

Наука, занимающаяся вопросами возникновения вселенной называется – космогония.

Таких теорий множество, начиная от научных, до философски-религиозных. В связи с тем, что не существует достоверных способов их доказательства, каждая из них имеет право на существование.

Теории возникновения вселенной ( сотворения мира) могут быть оформлены в виде научных гипотез, философских размышлений, религиозных убеждений и фольклора.

Момент времени, когда появился мир ( вселенная, звезды, планеты, жизнь и тд.) также имеет множество различных систем датировок ( научных и религиозных) :

- В дохристианский период развития человечества такими вопросами занимались люди, которые имели на это достаточно свободного времени – жрецы. Они изучали закономерности, происходящие в природе и могли даже рассчитать точное время многих явлений. Все в мире происходило по циклическим законам. Жрецы могли рассчитать приход затмений солнца и луны, появление комет и циклы засушливых сезонов. Все вокруг, весь мир двигался и развивался в определенном циклическом порядке. «Что было то и будет, что делалось, то и будет делаться, и нет ничего нового под Солнцем».

- В индуизме время существования вселенной - Великая Манвантара или Век Брамы сменяется временем ее небытия Великой Вечностью Небытия - Маха Пралайя, такой же продолжительности ( великое дыхание вечности. ). Век Брахмы состоит из повторяющихся циклов ( дней Брахмы ) которые длятся 4,32 миллиона лет. После каждого дня наступает ночь, такой же продолжительности. Век Брахмы ограничен и составляет 100 лет ( 311 триллионов лет). Считается, что сейчас Брахма находится на 51 году своей жизни, что соответствует 155, 52 триллионов лет от начала века Брахмы. С точки зрения вечности, жизнь такой продолжительности тоже мгновенна, как вспышка молнии.

- Древняя цивилизация Майя считали, что наш мир циклически создается и уничтожается с периодом в 13 БАКТУНОВ ( 5120 лет). Текущий цикл начался 11 августа 3113 года до Н.Э., и завершится 21 декабря 2012 года н.э.. Майя считали, что в этот день наступит Конец Света, а затем наступит начало нового цикла и Начало НовогоМмира.

Вечное вращение жизни было остановлено появлением иудаизма и христианства.

- Возникновение монотеистических религий прервало циклическое вращение явлений материального мира. Время стало направленным отрезком. Мир теперь имел начало –Сотворение Мира и Конец света ( Страшный суд). А по обеим сторонам этого отрезка простиралась бесконечная бессобытийная вечность .

Слева от этого отрезка времени, лишь бесплотный Дух Элохим витал над бездной, а справа после наступления Страшного Суда и Конца Света – толпы грешников отправлялись страдать в Геенну Огненную, а толпы довольных праведников блаженствовать в Эдем.

Согласно библейским источникам, период времени от сотворения мира Богом, до рождества Христова насчитывал от 3483 до 6984 года. В дореволюционной России каждый школьник твердо знал и мог сообщить как дату сотворения мира, так и дату конца света. Это не было чем-то неочевидным и никого не удивляло и не смущало.

- Теория Большого Взрыва – главенствующая в современной физике, оценивает появление вселенной около 13-15 миллиардов лет назад. ( Самая ранняя эпоха в этой теории и возникновения материи – Планковское время ( 10-43 секунд после Большого Взрыва)).

Теория Большого взрыва возникла следующим образом. Альберт Энштейн создал нелинейное уравнение теории поля. Которое описывает взаимодействие тел в материальном мире. Однако, применяя известную Ньютоновскую гравитационную постоянную, он пришел к выводу, что объекты в пространстве расположены не равномерно и воздействие гравитации должно было-бы привести к их взаимному притяжению. Сгущения звезд неменуемо послужат концентраторами гравитации и вызовут сначала слабое, а потом все ускоряющееся движение остальных объектов в сторону этих сгущений.

Одним словом стационарная вселенная попросту неустойчива. Она должна была бы «схлопнуться» в один большой ком уже давным- давно ( если вселенная существует вечно, то эта катастрофа должна была уже произойти вечность назад).

Но так как этого не происходило, пришлось ввести в уравнение некоторую космологическую постоянную «расталкивания», которая уравновешивала бы силу притяжения массивных тел. ( а мы знаем, что каждое тело имеющее массу притягивает другое тело имеющее массу).

Эта лямбда очень сердила физиков, да и сам Энштейн очень ее не любил – понимал, что она «высосана из пальца». Гравитационное взаимодействие – ощутимо, а «расталкивания», никакого в природе пока никто не замечал.

Этот казус оставался на совести Энштейна, до тех пор, пока ленинградский физик Александр Фридман в 1923г. не нестационарное решение уравнения Энштейна. Он показал, что если Вселенная расширяется, то это расширение с успехом может заменить придуманную Энштейном «лямбду расталкивания».

Звездные скопления потому не сваливаются друг на друга, потому, что они разлетаются в разные стороны, словно вылетели из одного центра. После некоторого сверхмощного первотолчка. Позже это было подтверждено в 1930 году американским астроном Хабблом, который проанализировал данные астрономических наблюдений и обнаружил красное смещение,( указывающее, что космические объекты удаляются от наблюдателя, причем чем дальше. Тем быстрее.) Это блестяще подтвердило гениальную догадку Фридмана.

Кроме этого был обнаружен «тепловой шум» Вселенной равный - 270 градусов по Цельсию ( в какую сторону бы не направили радиотелескоп – отовсюду идет одинаковое излучение 3х10¹¹Гц не имеющее никакого конкретного источника. Это остатки великих температур бушевавших в момент рождения Вселенной. Так возникла теория Большого Взрыва.

Уравне́ния теории поля Эйнште́йна (иногда встречается название «уравнения Эйнштейна-Гильберта ») — уравнения гравитационного поля в общей теории относительности, связывающие между собой метрику искривлённого пространства-времени со свойствами заполняющей его материи. Термин используется и в единственном числе: «уравне́ние Эйнште́йна », так как в тензорной записи это одно уравнение, хотя в компонентах представляет собой систему уравнений.Выглядят уравнения следующим образом:

где R_ab — тензор Риччи, получающийся из тензора кривизны пространства-времени R_abcd посредством свёртки его по паре индексов, R — скалярная кривизна, то есть свёрнутый тензор Риччи, g_ab — метрический тензор, Λ — космологическая постоянная, а T_ab представляет собой тензор энергии-импульса материи, (π — число пи, c — скорость света в вакууме, G — гравитационная постоянная Ньютона). Так как все входящие в уравнения тензоры симметричны, то в четырёхмерном пространстве-времени эти уравнения равносильны 4·(4+1)/2=10 скалярным уравнениям.