V * -
даже те, кто интересуется достижениями и развитием науки,
эти основы понимают порой превратно. Повседневный быто-
вой опыт не позволяет правильно понять реальное устройство
мира. Попробуем все-таки разобраться — что такое Большой
Взрыв в современном понимании. Мы попытаемся не отвле-
каться от этой цели, обойтись без многочисленных деталей
и не использовать сложные и специфичные специальные тер-
мины.
Стоит начать с доэйнштейновских представлений. Для
построения космологической теории прежде всего необхо-
дима теория гравитации, определяющая характер основного
физического взаимодействия в космическом пространстве.
Такой теорией в 19 веке был закон всемирного тяготения
Ньютона, на котором основывалась тогдашняя космология.
Хотя эти взгляды приводили к нескольким парадоксам (их
обсуждение выходит за пределы нашей темы) они в основ-
ном пользовались доверием. В их рамках Вселенная была
вечна, бесконечна, безгранична и статична. С построе-
нием Альбертом Эйнштейном общей теории относитель-
ности (ОТО) в 1915 году и ее блестящим подтверждением
в наблюдениях за смещением перигелия Меркурия и откло-
нением лучей света гравитационным полем Солнца стало
ясно, что представления о Вселенной тоже должны формиро-
ваться в рамках ОТО. Потребовалось найти космологические
решения в рамках новой теории. Надежным результатом
наблюдений тех лет был факт, что Вселенная однородна.
То есть с очень большой относительной точностью было
известно, что плотность вещества в доступной наблюдениям
части Вселенной одинакова в каждой точке. На этом был
основан поиск космологических решений ОТО, найденных
нашим соотечественником, замечательным математиком
Александром Фридманом в 1922-1924 годах.
Однако, к великому удивлению современников, включая
Эйнштейна, космологические модели, соответствующие этим
решениям, не были статичными! Вселенная могла расширять-
ся, сжиматься, но не хотела покоиться. Эйнштейн, пытаясь
«спасти» ситуацию, ввел в ОТО так называемую космологиче-
скую постоянную. Решения модернизированной ОТО могли
быть статичными, но они были неустойчивы. Любая незначи-
тельная флуктуация (частая в природе) должна была вывести
Вселенную из состояния покоя, и та снова должна была бы
или сжиматься, или расширяться. Решающим аргументом
стали наблюдения блистательного американского ученого
Эдвина Хаббла в 1929 году. Наблюдая удаленные галактики,
он установил, что они разлетаются во всех направлениях.
Кроме того, чем дальше галактика, тем ее скорость относи-
тельно нас больше. Это открытие заставило раз и навсегда
отказаться от понятия статичной Вселенной. Кроме того,
предсказанное в решениях Фридмана, оно стало еще одним
подтверждением правильности новой гравитационной тео-
рии. После открытия Хаббла ученые обратили повышенное
внимание на распределение скоростей и обнаружили, что
оно изотропно. Это означает, что наблюдатели, помещенные
в различные точки пространства, будут наблюдать одинако-
вую картину распределения скоростей разбегающихся галак-
тик.
Но если Вселенная сейчас расширяется, это означает,
что раньше она находилась в более сжатом состоянии. Если
57
11
ноябрь 2009
провести экстраполяцию назад по времени в соответствии
с решениями Фридмана, то исследователь неминуемо достиг-
нет состояния, где все физические и геометрические харак-
теристики обращаются в бесконечность. Само это состояние
обычно называют космологической сингулярностью, которая
мыслится как некая «точка», где сами понятия пространства
и времени не имеют смысла. Ему можно приписать момент
времени t=0. Часто именно этот момент называют Большим
Взрывом, поскольку начальные скорости частиц чрезвычайно
велики.
бо л ь ш о й
взр ы в
ассоциируется
со
взры во м
о б ы ч н ы м
,
но
это
неверн о
. в начале времен не существовало
вы д е лен н о го
«центра вселенной», из которого
разлеталас ь
бы
о бразо вавш ая с я
м атери я
.
Научный термин «Большой Взрыв» сразу ассоциируется
с представлением об обычном взрыве. Но это совершенно
неверное сравнение. Что такое взрыв гранаты или бомбы?
Возгорание взрывчатки создает внутренне давление, кото-
рое значительно превышает внешнее давление атмосферы.
За счет этого вещество снаряда разлетается во все стороны.
В такой модели есть выделенный центр, а поэтому чрезвы-
чайно неоднородны и давление, и распределение вещества.
Кроме того, нет изотропии — детекторы, расположенные
в разных точках пространства зарегистрируют различную
картину распределения скоростей разлетающихся частиц,
как по направлениям, так и по величине. Высокая степень
однородности и изотропии в нынешней картине расширения
Представим себе, что наше пространство ограничено поверхностью этой
сферы - вне ее ничего нет
предыдущая страница 51 Что нового в науке и технике 2009 11 читать онлайн следующая страница 53 Что нового в науке и технике 2009 11 читать онлайн Домой Выключить/включить текст