В начале XX века Эйнштейном была сформулирована общая теория относительности, в значительной степени повлиявшая на механику Ньютона. Если раньше расчеты велись исходя из равномерного движения объектов, то с этого момента появились такие факторы, как ускоренное движение, сила тяготения, ограниченность трехмерного пространства Вселенной.
Четвертое измерение
Главная мысль заключалась в том, что трехмерное пространство может быть ограничено и замкнуто на себе в одном случае. Необходимо присутствие четвертого измерения, в данном случае – это время.
Идеи великого ученого прекрасно взаимодействовали с другой популярной теорией о «Большом взрыве». Единственная проблема, не дававшая проследить за изменением пространства в полной мере, – это неспособность вычислить все количество вещества, из которого состоит наша Вселенная.
Это было критически важно для космологических теорий, но настоящим прорывом для них стало наблюдение А.А. Фридмана.
Его вывод был прост и гениален – трехмерная Вселенная не может долго оставаться в одной и той же размерности, а постоянно раздувается, как это делает воздушный шар при закачивании в него воздуха.
Сам ученый не стал доказывать следствие, полученное из теории Эйнштейна. Он отошел в сторону и продолжил заниматься решением уравнений, считая их смыслом своей жизни.
Модель Фридмана
Эйнштейн начал использовать модель Фридмана в представлении Вселенной.
Наш мир так сильно искривлен, что, раздуваясь, он замыкается сам на себе. Представляя себе Вселенную в виде шара, ее можно продолжать надувать. Каждая часть станет больше в размере, но при этом сохранит пропорциональность между собой.
Пошли разговоры о возможном возврате Вселенной к первоначальному состоянию. Процесс расширения не может продолжаться вечно. Он закончится через 40 млрд. лет, а спустя 100 млрд. мир вернется к своему первозданному состоянию.
После этого космологические модели Вселенной начали строиться по двум принципам. Согласно общей теории относительности и на основе астрофизических явлений, наблюдаемых в реальности:
- Однородность космического пространства.
- Интенсивность светового потока.
- Красное смещение при наблюдении за звездами.
- Реликтовое излучение.
Идеи, в которых говорилось про бесконечность космоса, стали неактуальны. Конечный световой поток указывал на их противоречивость. Старые модели с неоднородным расположением звезд оказались неправильны. Они противоречили наблюдениям за однородностью объектов в космосе.
Актуальная модель Вселенной
В настоящий момент ученые продолжают использовать модель, полученную от Фридмана. Постоянно обсуждаются два варианта ее улучшения:
Замкнутый мир, где расширение постепенно затормаживается, а затем начинается сжатие и переход к первоначальному состоянию.
Открытая модель, ближайший аналог которой – «седло». В ней расширение может продолжаться бесконечно долго.
Многие эксперты предпочитают второй вариант. Их наблюдения до сих пор показывают, что гравитация не может удержать разбегающиеся небесные объекты. Но подобные оценки не обязательно верны, ведь в любой момент могут обнаружиться новые массы веществ, которые были незамечены из-за своей структуры.
Решающим моментом для релятивистской космологической модели стали данные, полученные от Хаббла. Этот ученый провел колоссальные измерения расстояний между галактиками, что позволило ему надежно установить – Вселенная расширяется. Статичность нашего мира была окончательно опровергнута. Звезды, находящиеся вдалеке, были гораздо ближе к нам.
Не знаете, где заказать написание статьи по естествознанию на заказ? Авторы Студворк к вашим услугам!
Комментарии