Popular Science \ 27.03.2017 \ #8A
Горелик. Г. Вселенная и ее начало. (2)
Квантовая гравитация во Вселенной.
Спустя несколько месяцев после завершения своей теории гравитации Эйнштейн понял что она неверна. Изучая следствия новой теории, он обнаружил, что гравитация не только искривляет лучи света, - любая планетная система излучает гравитационную энергию. Первым делом он подумал о самых значительных планетных системах - об атомах, где вокруг звезды-ядра движутся планеты-электроны.
Двигаясь по орбите, электрический заряд должен излучать электромагнитные волны и терять свою энергию, притом очень быстро - за миллиардную долю секунды электрон должен врезаться в ядро. Чтобы предотвратить такой коллапс атома, Н. Бор (в 1913 г.) предположил, что помимо законов электродинамики действуют и другие - квантовые законы, запрещающие электрону излучать, пока он находится на одной и той же орбите и разрешающие излучить, если он переходит с одной орбиты на другую.
Эйнштейн не считал боровскую модель атома подлинной теорией, осознал также, что разработанная им теория гравитации требует доработки. Если в его общую формулу гравитационного излучения подставить параметры атомной планетной системы, то время гравитационной гибели атома измерялось бы не миллиардной долей секунды, а миллиардами миллиардов лет.
По сравнению с этим ничтожна даже нынешняя оценка возраста Вселенной (десяток миллиардов лет). Идея об эволюции Вселенной была тогда чуждой для Эйнштейна, а в неизменной Вселенной, существующей вечно, смертность атомов недопустима независимо от продолжительности их жизни.
А. Фридман: Вселенная не стоит на месте.
В 1922 г. В журнале "К физикам Германии" была помещена статья "О кривизне пространства". Автор - А. Фридман утверждал, что космология Эйнштейна - лишь весьма частное решение его уравнений, что плотность, постоянная по всему пространству, вовсе не обязана быть постоянной во времени. Именно в этой статье впервые сказано о "расширении Вселенной".
Познакомившись с космологией Эйнштейна, Фридман оценил грандиозность поставленной физической задачи, однако математическое ее решение вызвало у него сомнения. В своей статье Фридман показал как меняется сферическое пространство-время в соответствие с его упругостью, определяемой уравнением Эйнштейна.
В одном из возможных решений радиус Вселенной возрастал, начиная с нулевого значения до некоторой максимальной величины, а затем опять уменьшался до нуля. Для Эйнштейна результат оказался таким странным, что он ему не поверил, нашел мнимую ошибку в вычислениях, сообщив об этом в краткой заметке в том же журнале. Лишь получив письмо от Фридмана и проделав еще раз вычисления, Эйнштейн признал результаты коллеги.
Спустя семь лет после статьи Фридмана расширение Вселенной стало экспериментальным, астрономически зафиксированным фактом, вопрос о начале Вселенной приобрел особую остроту.
О сущности научных работ.
Сегодняшний студент может проделать выкладки Фридмана на двух страницах и подумать: "Ну что он, в сущности, сделал?!"
Формулы в физических работах живут собственной жизнью. Это и хорошо и не очень. Хорошо, потому что от формул легче отделяются научные предрассудки и необязательные интерпретации. С другой стороны, глядя на формулы, написанные много лет назад, трудно вникать в смысл, который в них вкладывали при их появлении.
Фридман открыл глубину космологической проблемы, обнаружив, что изменение - родовое свойство Вселенной. Понятие эволюции, таким образом, распространяется и на самый всеобъемлющий объект.
Знание - сила. Февраль. 2013. С. 98-105.
