Современные космологические модели Вселенной
Современные космологические модели Вселенной
В традиционной науке была так именуемая теория стационарного состояния Вселенной, согласно которой Вселенная всегда была практически таковой же, как на данный момент. Астрономия была статичной: изучались движения планет и комет, описывались звезды, создавались их систематизации, что было, естественно, очень принципиально. Но вопрос об эволюции Вселенной не ставился.
Традиционная ньютоновская космология очевидно либо неявно воспринимала последующие постулаты:
· Вселенная — это всесуществующая, «мир в целом». Космология узнает мир таким, как он существует сам по для себя, безотносительно к условиям зания.
· Место и время Вселенной абсолютны, они не зависят от вещественных объектов и процессов.
· Место и время метрически нескончаемы.
· Место и время однородны и изотропны.
· Вселенная стационарна, не претерпевает эволюции. Изменяться могут определенные галлактические системы, но не мир в целом.
Современные космологические модели Вселенной основываются на общей теории относительности А. Эйнштейна, согласно которой метрика места и времени определяется рассредотачиванием гравитационных масс во Вселенной. Ее характеристики как целого обоснованы 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 огромное количество решений, чем и обосновано наличие многих космологических моделей Вселенной. 1-ая модель была разработана самим Л. Эйнштейном в 1917 г. Он откинул постулаты ньютоновской космологии об абсолютности и бесконечности места и времени. В согласовании с космологической моде лью Вселенной А. Эйнштейна мировое место однородно и изотропно, материя в среднем распределена в ней умеренно, гравитационное притяжение масс компенсируется универсальным космологическим отталкиванием.
Эта модель казалась в то время полностью удовлетворительной, так как она согласовывалась со всеми известными фактами. Но новые идеи, выдвинутые А. Эйнштейном, стимулировали предстоящее исследование, и скоро подход к дилемме решительно поменялся.
В том же 1917 г. голландский астролог В. де Ситтер предложил другую модель, представляющую собой также решение уравнений тяготения. Это решение имело то свойство, что оно было бы даже в случае «пустой» Вселенной, свободной oт материи. Если же в таковой Вселенной появлялись массы, то решение переставало быть стационарным: появлялось некого рода галлактическое отталкивание меж массами, стремящееся удалить их друг от друга и растворить всю систему. Тенденция к расширению, по В. де Ситтеру, становилась приметной только на очень огромных расстояниях.
В 1922 г. русский математик и геофизик Л. А. Фридман о (бросил постулат традиционной космологии о стационарности Вселенной и отдал принятое в текущее время решение космологической трудности.
Решение уравнений А. А. Фридмана, допускает три способности. Если средняя плотность вещества и излучения во Вселенной равна некой критичной величине, мировое место оказывается евклидовым и Вселенная неограниченно расширяется от начального точечного состояния. Если плотность меньше критичной, место обладает геометрией Лобачевского и так же неограниченно расширяется. И, в конце концов, если плотность больше критичной, место Вселенной оказывается римановым, расширение на неком шаге сменяется сжатием, которое длится прямо до начального точечного состояния. По современным данным, средняя плотность материи во Вселенной меньше критичной, так что более возможной считается модель Лобачевского, т. е. пространственно нескончаемая расширяющаяся Вселенная. Не исключено, что некие виды материи, которые имеют огромное значение для величины средней плотности, пока остаются неучтенными. В связи с этим делать окончательные выводы о конечности либо бесконечности Вселенной пока заблаговременно.
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, отдало толчок предстоящим теоретическим исследованиям и новым усовершенствованным измерениям расстояний и скоростей спиральных туманностей.
В 1929 г. южноамериканский астролог Э. П. Хаббл нашел существование необычной зависимости меж расстоянием и скоростью галактик: все галактики движутся от нас, при этом со скоростью, которая растет пропорционально расстоянию,— система галактик расширяется.
Но то, что в текущее время Вселенная расширяется, еще не позволяет совершенно точно решить вопрос в пользу той либо другой модели.