Este imposibil să vă imaginați cât de mult mai mică
ar fi omenirea,
Dacă nu ar fi văzut niciodată cerul înstelat.
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 însăși 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 discrepanțe în model, dar a rezolvat problema pur și simplu prin venirea la concluzia că Dumnezeu este întotdeauna prezent în univers și a remedia aceste inconsecvențe. [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 infinitul univers "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 numai 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, scăpând de necazurile asociate cu infinitatea universului, Einstein a întâmpinat necazurile cauzate tocmai de finitatea, de închisoarea 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 în 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 al doilea caz, universul, ca o inimă, a trebuit să se extindă sau să se contracteze.
După ce a citit articolul lui Friedman, Einstein a reacționat imediat la el scriind un răspuns numit "Observații asupra lucrării lui A. Fridman". El a scris: "Rezultatele privind lumea non-staționară conținută în lucrarea menționată mai sus mi se par suspecte".
Câteva luni mai târziu, în aceeași revistă apărea o altă notă mică. Aici este în întregime. "Despre lucrarea lui A. Fridman" Despre curbura spatiului ". 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 de câmp permit, împreună cu static și dinamic, de asemenea, (m. E. Variabilele cu privire la timp) soluțiile central simetrice pentru structuri spațiale „[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, el ar descoperi 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 a lui 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.
Laureat al Premiului Nobel fizicianul Stephen Hawking scrie: „Dovezile sugerează că universul se va extinde, probabil pentru totdeauna. Singurul lucru pe care poate fi absolut sigur este că, dacă comprimarea Universului încă se întâmplă, nu mai devreme de zece milioane de ani, cel puțin la fel de mult timp ea a extins deja. Dar asta nu ne-ar trebui să deranjeze:. Până în acel moment, dacă nu ne mișcăm din sistemul solar, omenirea va fi plecat pentru o lungă perioadă de timp - se estompeze 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.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: