Este imposibil să vă imaginați cât de mult mai mică
ar fi omenirea,
Dacă nu ar fi văzut niciodată cerul înstelat.
Henri Poincaré.
Universul non-staționar Friedman
Deși Alexander A. Friedman de la începutul anilor 20 nu era deloc un om de știință începător necunoscut. El nu a studiat niciodată fizica teoretică, deoarece a fost un expert major în meteorologia teoretică, dinamica atmosferică și un matematician foarte cunoscut. El a fost distins prin incredibilă meticulozitate, abilitatea de a pătrunde adânc în esența subiectului studiat, pentru a intra în subtilitățile sale. Nu este întâmplător faptul că atunci când Friedman a devenit interesat de teoria relativității, prietenii lui au declarat: "Acum vom cunoaște teoria relativității".
Să ne amintim. Universul Newton era infinit și populat de un număr infinit de stele. Abordarea lui Newton este de înțeles; dacă numărul de stele a fost finit, atunci, potrivit calculelor, forța de atracție reciprocă le-ar atrage împreună într-un stargang gigant. În modelul Universului Newton există două paradoxuri, inexplicabile din punctul de vedere al teoriei sale. Judecă-te pentru tine: dacă numărul de stele este infinit, atunci trebuie să creeze o iluminare luminată și uniformă a cerului. Dar asta nu este.
În plus, în universul infinit, gravitația în sine trebuie să crească în mod nedefinit, și aceasta ar trebui să producă viteze enorme de mișcare a stelelor. Dar nimic asemănător nu a fost observat pe experiență.
Newton a descoperit aceste inconsecvențe în modelul său, dar a rezolvat această problemă pur și simplu, ajungând la concluzia că Dumnezeu este întotdeauna prezent în univers și corectează aceste incongruități [1].
Încercând să înțeleagă ce este universul, Einstein sa confruntat cu aceleași dificultăți pe care le creează infinitul. În „Considerații cosmologică privind teoria generală a relativității“, scrie el: „Am fost în imposibilitatea de a stabili condițiile limită pentru infinit spațială ... Dacă ai putea vedea lumea în măsura sa spațială ca închisă, atunci acest tip de condiții la limită ar fi nevoie“ [ 2].
Confruntat cu ideea unui univers finit, Einstein și-a concentrat toate forțele pe găsirea dovezilor corectitudinii - sau cel puțin a posibilității - existenței sale.
Pentru a scăpa de viciile infinitului, Einstein a înlocuit universul infinit "plat" Newtonian cu cel finit. Spațiul finit trebuie neapărat să fie închis și curbat, la fel cum orice suprafață închisă este neapărat curbată. Mai mult, Einstein a sugerat că densitatea medie a materiei în univers este constantă și atât de mare încât oferă o curbura pozitivă. Trebuie spus că doar cu curbura pozitivă spațiul este închis și finit.
Plecând de la viteza micului stelar, Einstein a sugerat că universul ar trebui să fie staționar, structura și curbura lui să nu se schimbe în timp. Cu toate acestea, o nouă problemă a apărut din teoria sa: sub influența forțelor gravitaționale, universul închis trebuie să se contracte. Sa dovedit că a scăpa de hassles asociate cu infinitatea universului, Einstein a venit la probleme cauzate de aceasta la nivelul membrelor Reticența lumii noastre.
Pentru a ieși din situația dificilă și pentru a menține stationaritatea universului, Einstein a fost forțat să introducă în ecuațiile sale câmpul gravitațional așa-numitul termen cosmologic. Cu alte cuvinte, el a introdus o nouă "forță antigravită", care păstrează stelele la o distanță una de alta și împiedică contracția universului. Sprijină stationaritatea universului.
"Nu dintr-o viață bună" a introdus această constantă. „Pentru a ajunge la această prezentare liberă de contradicții, am avut încă să intre în noua extensie a ecuațiilor câmpului gravitațional, care nu sunt justificate de cunoștințele noastre actuale gravitatiei“ [2].
Avea nevoie de stationaritatea universului. De aceea, el a susținut că spațiu-timp în sine este mereu în expansiune, iar această extindere este echilibrată de atracția restului materiei din univers, cu rezultatul că universul este static.
Cu mare greutate, depășind obstacole uriașe, Einstein a construit în sfârșit un model mondial care reflecta destul de bine lumea reală. În orice caz, în limitele cunoscute la acel moment.
Și acum unii Friedman afirmă că universul este instabil.
Și de ce, de fapt, a făcut Friedman? Se pare că a găsit o soluție generală a sistemului de ecuații gravitaționale și a ajuns la concluzia că universul este nestatornic, curbura sa variază. Soluția lui Einstein este doar un caz special. Soluția lui Friedman a deschis două posibilități: monotonă într-o direcție, de exemplu, extinderea continuă sau creșterea și scăderea periodică a curburii. În cel de-al doilea caz, universul, ca o inimă, trebuia să se extindă și să se contracteze.
Câteva luni mai târziu, în aceeași revistă apărea o altă notă mică. Aici este în întregime. "În lucrarea lui A. Fridman" Despre curbura spațiului ". În articolul precedent am criticat lucrarea menționată mai sus. Cu toate acestea, critica mea, așa cum am fost convinsă de scrisoarea lui Friedman, mi-a comunicat domnul Krutkov, sa bazat pe o greșeală în calcule. Consider că rezultatele lui Fridman sunt corecte și că prezintă o lumină nouă. Se pare. că ecuațiile câmpului admit, împreună cu cele statice, și dinamice (adică, variabile în raport cu timpul) soluții centrale simetrice pentru structura spațiului "[3].
Einstein nu ar fi Einstein, fără a apărea această recunoaștere publică a greșelilor lui.
Dar să ne întoarcem la universul non-staționar Friedman. În studiile sale, Friedman a făcut ipoteza inițială: universul este același în toate direcțiile și rămâne așa, oriunde o considerăm. Pentru o lungă perioadă de timp sa crezut că presupunerea aceluiași univers este o aproximare dificilă față de universul real. În modelul Friedman, toate galaxiile sunt îndepărtate unele de altele. Se pare că este ca o minge umflată, pe care sunt trase puncte și dacă este din ce în ce mai umflată, distanța dintre puncte crește. În același timp, niciunul dintre punctele nu poate fi numit un centru de expansiune.
Pe scurt, Friedman în 1922 a dovedit că universul nu ar trebui să fie static. Acest lucru sa întâmplat cu câțiva ani înainte de descoperirea lui Hubble.
În 1924, astronomul american Edwin Hubble a arătat că Galaxia noastră nu este singura. Există multe galaxii separate de zone vaste de spațiu gol. Dacă observatorul ne-a văzut galaxia din afară, ar găsi că arată ca o spirală și se rotește lent. Stelele din brațele sale spirlate fac aproximativ o revoluție în jurul centrului său la fiecare câteva sute de milioane de ani. Soarele nostru este o stea galbenă obișnuită, de dimensiuni medii, situată în interiorul uneia dintre brațele spirale.
Continuând cercetările sale, în 1929, Hubble, fotografiind spectrele unor galaxii îndepărtate, a primit dovezi incontestabile că universul se extinde. Această descoperire realizată de Hubble a fost un triumf al lui Friedman, la care Friedman nu a trăit, murind de holeră în 1925, la vârsta de 36 de ani. Astăzi se știe că universul se extinde cu o mie de milioane de ani cu 5-10%. Toate galaxiile se îndepărtează de noi și, cu cât este mai departe galaxia, cu atât mai repede este îndepărtată.
Descoperirea universului în expansiune a fost una dintre marile răsturnări intelectuale ale secolului al XX-lea. Nobelul laureat al fizicianului teoretic Stephen Hawking scrie: "Datele disponibile indică faptul că universul. probabil se va extinde pentru totdeauna. Singurul lucru cu care puteți fi absolut sigur este că, dacă compresia universului se întâmplă, nu se întâmplă mai devreme. decât în zece milioane de ani, pentru că cel puțin această dată se extinde deja. Dar acest lucru nu ar trebui să ne deranjeze: până în acel moment, dacă nu vom trece dincolo de limitele sistemului solar, nu va mai fi mult timp pentru omenire - se va estompa cu Soarele "[4].
Conform teoriei lui Friedman, care oferă o descriere extrem de exactă a universului nostru, spațiu-timp, plin de materie extrem de densă, a apărut ca urmare a exploziei monstruoasă a punctului și începe să crească incontrolabil.
Comentarii:
Produse semifinite: viermele de mătase și greierii
Deci, ce vindem în congelatoarele supermarketurilor thailandeze? Ah, acestea sunt produse semifinite, viermi de mătase și greieri! Despre găluștele Siberian "De la Palych", nimeni nu știe nimic.
Calendarul evenimentelor
Seminarii, cursuri, conferințe și întâlniri din această lună în Rusia și în lume
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: