Современные космологические модели Вселенной
В классической науке существовала так называемая теория стационарного состояния Вселенной, согласно которой Вселенная всегда была почти такой же, как сейчас. Астрономия была статичной: изучались движения планет и комет, описывались звезды, создавались их классификации, что было, конечно, очень важно. Но вопрос об эволюции Вселенной не ставился.
Классическая ньютоновская космология явно или неявно принимала следующие постулаты:
· Вселенная — это всесуществующая, «мир в целом». Космология познает мир таким, как он существует сам по себе, безотносительно к условиям познания.
· Пространство и время Вселенной абсолютны, они не зависят от материальных объектов и процессов.
· Пространство и время метрически бесконечны.
· Пространство и время однородны и изотропны.
· Вселенная стационарна, не претерпевает эволюции. Изменяться могут конкретные космические системы, но не мир в целом.
Современные космологические модели Вселенной основываются на общей теории относительности А. Эйнштейна, согласно которой метрика пространства и времени определяется распределением гравитационных масс во Вселенной. Ее свойства как целого обусловлены средней плотностью материи и другими конкретно-физическими факторами. Современная релятивистская космология строит модели Вселенной, отталкиваясь от основного уравнения тяготения, введенного А. Эйнштейном в общей теории относительности. Уравнение тяготения Эйнштейна имеет не одно, а множество решений, чем и обусловлено наличие многих космологических моделей Вселенной. Первая модель была разработана самим Л. Эйнштейном в 1917 г. Он отбросил постулаты ньютоновской космологии об абсолютности и бесконечности пространства и времени. В соответствии с космологической моде лью Вселенной А. Эйнштейна мировое пространство однородно и изотропно, материя в среднем распределена в ней равномерно, гравитационное притяжение масс компенсируется универсальным космологическим отталкиванием.
Эта модель казалась в то время вполне удовлетворительной, поскольку она согласовывалась со всеми известными фактами. Но новые идеи, выдвинутые А. Эйнштейном, стимулировали дальнейшее исследование, и вскоре подход к проблеме решительно изменился.
В том же 1917 г. голландский астроном В. де Ситтер предложил другую модель, представляющую собой также решение уравнений тяготения. Это решение имело то свойство, что оно существовало бы даже в случае «пустой» Вселенной, свободной oт материи. Если же в такой Вселенной появлялись массы, то решение переставало быть стационарным: возникало некоторого рода космическое отталкивание между массами, стремящееся удалить их друг от друга и растворить всю систему. Тенденция к расширению, по В. де Ситтеру, становилась заметной лишь на очень больших расстояниях.
В 1922 г. российский математик и геофизик Л. А. Фридман о (бросил постулат классической космологии о стационарности Вселенной и дал принятое в настоящее время решение космологической проблемы.
Решение уравнений А. А. Фридмана, допускает три возможности. Если средняя плотность вещества и излучения во Вселенной равна некоторой критической величине, мировое пространство оказывается евклидовым и Вселенная неограниченно расширяется от первоначального точечного состояния. Если плотность меньше критической, пространство обладает геометрией Лобачевского и так же неограниченно расширяется. И, наконец, если плотность больше критической, пространство Вселенной оказывается римановым, расширение на некотором этапе сменяется сжатием, которое продолжается вплоть до первоначального точечного состояния. По современным данным, средняя плотность материи во Вселенной меньше критической, так что более вероятной считается модель Лобачевского, т. е. пространственно бесконечная расширяющаяся Вселенная. Не исключено, что некоторые виды материи, которые имеют большое значение для величины средней плотности, пока остаются неучтенными. В связи с этим делать окончательные выводы о конечности или бесконечности Вселенной пока преждевременно.
Расширение Вселенной считается научно установленным фактом. Первым к поискам данных о движении спиральных галактик обратился В. де Ситтер. Обнаружение эффекта Доплера, свидетельствовавшего об удалении галактик, дало толчок дальнейшим теоретическим исследованиям и новым улучшенным измерениям расстояний и скоростей спиральных туманностей.
В 1929 г. американский астроном Э. П. Хаббл обнаружил существование странной зависимости между расстоянием и скоростью галактик: все галактики движутся от нас, причем со скоростью, которая возрастает пропорционально расстоянию,— система галактик расширяется.
Но то, что в настоящее время Вселенная расширяется, еще не позволяет однозначно решить вопрос в пользу той или иной модели.
Всякая наука описывает
Некую область реальнос
ТИ. Однако, Сама реаль
Ность - ШИРЕ, Нежели вся
Кая наука, Которой всег
Да предшествует ненауч
Ное воззрение, Содержа
Щее в себе идею подхода
К реальности, В плане
Опосредования оной, ЯВ
Ляющейся до тех пор пол
Ной для нас неизвестностью
Фридман рассматривает различные варианты Вселенных переменного типа, в том числе: радиус кривизны мира, начиная с некоторого значения, постоянно возрастает с течением времени; радиус кривизны меняется периодически, Вселенная сжимается в точку (в ничто), затем, снова из точки, доводит радиус свой до некоторого значения, далее опять, уменьшая радиус своей кривизны, обращается в точку и т. Д. Идеи автора основаны на двух упрощающих предположениях. Первое - относительные скорости тяготеющих масс считаются равными нулю, тяготеющие массы считаются неподвижными. Второе - геометрия мира обладает свойством давать пространства (гиперповерхности), в которых кривизна в любой их точке одинакова и меняется лишь с течением времени. Математическое доказательство построено на координате времени, которое принимает различные значения, в том числе и равное нулю, что обращает в нуль (в точку) радиус мира и гравитационные потенциалы. По существу Фридман рассматривал лишь возможные модели изменения Вселенной за счет времени. Акцент в работе ставился на пульсирующую Вселенную. Он не создавал и не обосновывал гипотезы расширяющейся Вселенной, что иногда пытаются приписать ему.
Предполагая поверхность с постоянным радиусом кривизны, легкомысленно убеждать остальных, что это будет не замкнутая поверхность, что одной метрики не достаточно для доказательства. И рассмотренный им пример - не факт для подобного утверждения.
Слабость изложенной идеи (увеличение /уменьшение объема Вселенной) в том, что Фридман не назвал физическую природу того, что претерпевает изменение и почему должен происходить этот процесс.
Он постулирует скорости тяготеющих масс равными нулю, после чего стягивает материю в точку, а затем разворачивает из точки до размеров не имеющих границ, противореча данному постулату.
Автор произвольно трактует время, суть которого не установили ни ранее, ни он в своей работе или кто-либо позднее.
Он без доказательства направил его в обратное направление (к нулю); отнял индивидуальность у материи, отделив ее от пространства, поставив существование в прямую зависимость от наличия времени. Фридман признает слабость своих аргументов: «... предположение не имеет, как мне кажется, в основе своей каких-либо физических или философских соображений и вводится исключительно в целях упрощения вычислений».
Попытка следовать сказанию индусской мифологии и «сотворить мир из ничего» не состоялась. Прежде чем поставить «ничто» в начале всего, нужно знать как оно творит из «ничего». Главный недостаток современных представлений - отсутствие философского наполнения идей. Возражать существующим космологическим гипотезам можно долго, но это было бы утомительно. А если коротко, то авторы изобретений не знают свойств первичной материи, как происходит эволюционный процесс и образование форм; руководствуются постулатами, которые не подтверждены опытом; шарахаются между беспредельной и ограниченной Вселенной. От не имеющих знания об архитектуре строения, ожидать создания работоспособной конструкции, - наивно. Все, что ранее они предположили, можно сказать, было гаданием на кофейной гуще и не больше того.