Космология. Философия. Богословие.
СЛОВО О МИРЕ.
Simplex sigilum veri
(простота - признак истинности)
Cтаринная латинская пословица.
Космология. Глава 1.
Модель мира Эйнштейна ("Вопросы космологии и общая теория относительности", 1917г.), созданная на основе общей теории относительности, отличается от системы Коперника тем, что геометрия в ней неевклидова, а сам мир представлен как трехмерная сфера конечного объёма - "гиперсфера", но бесконечная во времени.
По определению А. Д. Сахарова: "гиперсфера - трехмерный аналог двумерной поверхности сферы, гиперсферу можно представить себе "вложенной" в четырехмерное евклидовское пространство, также как двумерная сфера "вкладывается" в трёхмерное пространство".
Академик А.Д. Сахаров "Воспоминания" гл. 29
"Вселенная представляет собой замкнутое в себе трёхмерное пространство (трёхмерную сферу), объём которого конечен и не изменяется во времени".
Однако уже попытки Эйнштейна с помощью уравнений связать радиус кривизны вселенной и среднюю плотность вещества в мире оказались неудачными - уравнения не имели соответствующего решения. Тогда Эйнштейн ввёл в уравнения новую постоянную, так называемый лямбда-член или космологическая постоянная. Это позволило произвести вычисления, главное же, модель Эйнштейна оставалась стационарной. Сферический мир Эйнштейна органически связан с предположением о конечности объёма вселенной, но во времени этот мир неизменен, его возраст бесконечен.
"Создав теорию относительности, Эйнштейн пытался применить свои уравнения к миру в целом. При этом он упорно искал стационарные, не изменяющиеся во времени решения. Для этого он даже модифицировал свои первоначальные уравнения, приписав вакууму свойство "самоотталкивания" (так называемая космологическая постоянная Эйнштейна ). Но это изобретение тоже не спасло от больших теоретических трудностей, казавшихся непреодолимыми.
Простой и гениальный выход был найден Фридманом в 1922-1924 годах. Он впервые рассмотрел нестационарные решения, открыв таким образом "на кончике пера" самое грандиозное явление из всех известных сейчас людям"
А. А. Фридман 
показал, что уравнения общей теории относительности имеют решения,
отвечающие однородному пространству, причём расстояния между галактиками изменяются во времени, соответственно изменяется и средняя плотность вещества. Фридман не отбросил лямбда-член, но и без него (то есть если лямбда-член или космологическая постоянная Эйнштейна = 0) существуют нестационарные решения трёх типов.
Модели на основе этих решений однородны и изотропны, различаются они тем, как оценивать среднюю плотность вещества.
Важнейшим вопросом, касающимся эволюции вселенной, является вопрос о том, будет ли вечно продолжаться её расширение.
Ответ зависит от того, чему равна средняя плотность материи во вселенной, если плотность материи больше некоторого значения, то тяготение через какое-то время затормозит расширение и заставит галактики сближаться друг с другом - вселенная сменит расширение на сжатие. См. рис. 1. Если же плотность меньше критического значения, то тяготение материи недостаточно для того, чтобы остановить расширение, и вселенная будет расширяться вечно. См. рис. 2.
При плотности равной критической расширение будет также вечным, но более медленным. См. рис. 3. Критическая плотность, по современным данным равна 10-29 г/см3.
Данные взяты из статьи доктора ф. м. н. И. Новикова "Гравитация, нейтрино и вселенная" - "Наука и жизнь №10 1980"
"Еще недавно считалось, что основную долю плотности
во вселенной составляет обычное вещество, для которого плотность равна 3 x 10-31 г/см3 степени. Это означает, что плотность вещества меньше критической плотности и вселенная должна расширяться вечно. Теперь же есть веские основания считать, что плотность только реликтовых электронных нейтрино примерно равна критической. Следует вспомнить, что помимо реликтовых электронных нейтрино, есть ещё и мюонные и тау-нейтрино. Причём, вероятно массы покоя других сортов нейтрино не меньше массы покоя электронных нейтрино. Если мы учтём это, то средняя плотность материи во вселенной окажется больше критической. А это значит, что в далёком будущем расширение вселенной сменится сжатием" И. Новиков "Гравитация, нейтрино и вселенная".
Дальнейшие астрономические наблюдения показали несостоятельность стационарной модели вселенной. Во-первых, наблюдения Слейфера и Хаббла доказали красное смещение спектральных линий звёзд (закон Хаббла), что на основе интерпретации эффекта Доплера (изменение длины волны в зависимости от скорости движущегося источника) свидетельствуют об удалении галактик друг от друга. Это возможно лишь, если вселенная не стационарна, а расширяется.
"В конце 20-х годов, когда американский астроном Э. Хаббл обнаружил так называемое красное смещение света далёких галактик, представление о вселенной, расширяющейся из сверхплотного первоначального состояния, превратилось из смелой гипотезы в достаточно обоснованную теорию.
Красное смещение, то есть сдвиг в длинноволновую (красную) сторону спектра спектральных линий быстро удаляющихся от нас звёзд, объясняется обычным эффектом
Доплера. Если вселенная расширяется однородно, то чем дальше от нас находится объект, тем с большей скоростью он от нас удаляется и тем сильнее красное смещение его света".
Комментарий к "Воспоминаниям" А.Д. Сахарова "Наука и жизнь №4 1991".
Для объяснения эффекта Доплера обычно ссылаются на изменение тона гудка, когда паровоз проходит мимо наблюдателя; при приближении паровоза высота (частота) звука увеличивается, а при удалении она уменьшается. На рис. 4 (объекты А и Б движутся относительно наблюдателя с разными скоростями) видно изменение частоты излучения в зависимости от скорости объекта. Чем быстрее движется объект, тем ниже частота его излучения и, соответственно, больше длина волны. Объект Б движется быстрее объекта А, и длина волны его излучения больше, что, соответственно, приведёт к смещению спектральных линий в красную часть спектра.
Добавить в избранное.
