Расширение вселенной фридман хаббл

Кто открыл расширение Вселенной: Хаббл или Леметр

Обнаружение расширения Вселенной стало действительно прорывным открытием, которое даже сумели подтвердить экспериментально. И благодарить за это стоит Эдвина Хаббла! Или нет?

Эйнштейн махнул рукой

Вы можете совершенно не разбираться в физике, но все равно должны были слышать об Альберте Эйнштейне и его общей теории относительности. Если говорить самым простым языком, то в центре теории находится принцип «относительности». То есть, все природные законы остаются одинаковыми относительно статичного или перемещающегося с неизменной скоростью тела.

Эта теория позволила избавиться от проблем в физике XX века, спрогнозировала существование черных дыр, показала, что световые лучи искривляются возле массивных тел, а также позволила совершенно по-новому взглянуть на пространство-время и подтолкнула ученых к новым важным открытиям.

Но в 1917 году Эйнштейн стал догадываться, что его теория предлагает два варианта для Вселенной: сжатие или расширение. Возможно, ученый был просто не готов развивать столь глобальную тему или не поверил в выводы собственных уравнений, но решил аккуратно обойти эту проблему. По сути, он создал искусственную космологическую постоянную. Впоследствии, Эйнштейн назовет этот поступок крупнейшей ошибкой.

Эдвин Хаббл и разбегающиеся галактики

Графическое представление сингулярности Вселенной

Многие прорывные открытия возникают в качестве суммирования и доказывания уже известных теорий или предположений. Можно сказать, что Эдвин Хаббл не придумал что-то с нуля, а внимательно изучил и объединил различные известные показатели. Например, богатую научную базу удалось получить от Генриетты Левитт, изучавшей переменные звезды – цефеиды.

Слайфер и Хьюмасон сумели измерить показатель красного смещения для галактик (сдвиг спектральных линий в красную сторону). Внимательность Хаббла позволила зафиксировать связь, а если говорить точнее, то зависимость, между дистанциями к объектам и значением красного смещения. Эта тенденция просматривалась для 46 галактик.

Таким образом, удалось вычислить постоянную Хабба (из-за ранних ошибок это значение намного выше современного) и закон Хаббла – Вселенная расширяется, а галактики разбегаются. Это произошло в 1929 году. Эти выводы подкрепляли уравнения Эйнштейна и вписывались в общую теорию относительности, поэтому были приняты научным сообществом и закрепились за Хабблом. Но стоит ли считать его первым?

Вклад Жоржа Леметра

Перед нами весьма необычный человек, так как был не только математиком и астрономом, но и священником. Можно сказать, что это один из первопроходцев в применении общей теории относительности. В 1927 году вышла его статья, где были представлены расчеты, приближенные к «постоянной Хаббла», появившейся лишь спустя 2 года.

Кроме того, Леметр был первым, кто четко утверждал, что далекие объекты представлены не звездами, а целыми системами, хотя слово «галактика» пока не употреблялось, но автор подразумевал именно его. Однако интересно, что в своих расчетах Леметр все же использовал данные Хаббла, с которым успел познакомиться еще в 1926 году.

Леметр был знаком с Альбертом Эйнштейном, поэтому последний читал его работу. Напомним, что еще в 1922 году советский математик А. Фридман предсказал вселенское расширение. Эйнштейн также читал эту работу и раскритиковал (он все еще не верил). При первом ознакомлении он повторил это и со статьей Леметра, но в более легкой форме.

Почему Хаббл, а не Леметр?

Если Леметр на 2 года опередил Хаббла, то почему большая часть почестей досталась второму? В некоторых источниках ссылаются на скромность Леметра, который не хотел добиваться справедливости и что-то доказывать. Но все не совсем так.

Начнем с фактора географии. Распространение работы Леметра и известность о нем касались только Европы. Его статью не переводили на другие языки и говорят, что сначала она затерялась и не произвела особого впечатления. То есть, он не обзавелся внушительной базой исследователей, которые бы распространили эту идею.

Хаббл жил в США, писал на английском и довольно быстро обзавелся сторонникам. Важно отметить, что Эйнштейн вспомнил о работе Леметра уже после ознакомления с доказательной базой Хаббла и начал активно продвигать первую статью (Леметра), так как наконец-то поверил в правдивость выводов.

Постскриптум

Всегда сложно определить первенство в научной среде. Многие ученые долгие годы работают, выдвигают теории и находят новые данные. Затем появляется тот, кому удается сделать прорыв за счет суммирования и доказательной базы. Большинство экспертов считают, что в конкретном случае Леметр был одним из тех, кто догадывался о расширении, но доказать его сумел именно Хаббл.

Однако в новостях все чаще поговаривают о необходимости переименовать закон. И это не просто слухи, а предварительное решение Международного астрономического союза. Возможно, в скором будущем появится закон Хаббла-Леметра. Суть не меняется, но это дань работе ученых. Но может тогда следует добавить еще и Фридмана?

Источник

А. Фридман – Э. Хаббл. Расширяющаяся Вселенная. «Разбегание галактик»

Предположения и основания современных космологических концепций о расширяющейся Вселенной как едином целом и обо всей охваченной астрономическими наблюдениями ее области. Эффект «красного смещения» и «разбегания галактик» нестационарной Вселенной.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ ПРАВОСУДИЯ

факультет подготовки специалистов для судебной системы

По дисциплине: «Концепции современного естествознания»

Тема: «А. ФРИДМАН — Э. ХАББЛ. РАСШИРЯЮЩАЯСЯ ВСЕЛЕННАЯ. «РАЗБЕГАНИЕ ГАЛАКТИК»»

Студент 1 курса

1 группы выходного дня

заочной формы обучения

(второе высшее образование)

Зав. кафедры Правовой информатики,

информационного права и математики

Д.т.н., профессор Ловцов Д.А.

Дата представления работы: 27.12.2008

Одной из основных концепций современного естествознания является учение о Вселенной как едином целом и о всей охваченной астрономическими наблюдениями области Вселенной (Метагалактике) как части целого — космология.

Выводы космологии основываются и на законах физики, и на данных наблюдательной астрономии. Как любая наука, космология в своей структуре кроме эмпирического и теоретического уровней имеет также уровень философских предпосылок, философских оснований.

Так, в основании современной космологии лежит предположение о том, что законы природы, установленные на основе изучения весьма ограниченной части Вселенной, чаще всего на основе опытов на планете Земля, могут быть экстраполированы на значительно большие области, в конечном счете — на всю Вселенную. Это предположение об устойчивости законов природы в пространстве и времени относится к уровню философских оснований современной космологии.

Возникновение современной космологии связано с созданием релятивистской теории тяготения — общей теории относительности Эйнштейном (1916). Из уравнений Эйнштейна общей теории относительности следует кривизна пространства-времени и связь кривизны с плотностью массы (энергии).

Применив общую теорию относительности ко Вселенной в целом, Эйнштейн обнаружил, что такого решения уравнений, которому бы соответствовала не меняющаяся со временем Вселенная, не существует. Однако Эйнштейн представлял себе Вселенную как стационарную. Поэтому он ввел в полученные уравнения дополнительное слагаемое, обеспечивающее стационарность Вселенной.

В начале 20-х годов советский математик А.А. Фридман впервые решил уравнения общей теории относительности применительно ко всей Вселенной, не накладывая условия стационарности.

Он показал, что Вселенная, заполненная тяготеющим веществом, должна расширяться или сжиматься. Полученные Фридманом уравнения лежат в основе современной космологии.

В 1929 году американский астроном Э. Хаббл опубликовал статью «Связь между расстоянием и лучевой скоростью внегалактических туманностей», в которой пришел к выводу: «Далекие галактики уходят от нас со скоростью, пропорциональной удаленности от нас. Чем дальше галактика, тем больше ее скорость» (коэффициент пропорциональности получил название постоянной Хаббла).

Этот вывод Хаббл получил на основе эмпирического установления определенного физического эффекта — красного смещения, т.е. увеличения длин волн линий в спектре источника (смещения линий в сторону красной части спектра) по сравнению с линиями эталонных спектров, обусловленного эффектом Допплера, в спектрах галактик.

Открытие Хабблом эффекта красного смещения, разбегания галактик лежит в основе концепции расширяющейся Вселенной.

В соответствии с современными космологическими концепциями, Вселенная расширяется, но центр расширения отсутствует: из любой точки Вселенной картина расширения будет представляться той же самой, а именно, все галактики будут иметь красное смещение, пропорциональные расстоянию до них. Само пространство как бы раздувается.

Если на воздушном шарике нарисовать галактики и начать надувать его, то расстояния между ними будут возрастать, причем тем быстрее, чем дальше они расположены друг от друга. Разница лишь в том, что нарисованные на шарике галактики и сами увеличиваются в размерах, реальные же звездные системы повсюду во Вселенной сохраняют свой объем из-за сил гравитации. расширяющая вселенная смещение галактика

Факт установлен для всех известных и достаточно удалённых от нашей галактики галактик. Установлен рост скорости убегания с расстоянием (так называемый закон Хаббла). Закон Хаббла качественно соответствует модели вселенной Эйнштейна-де Ситтера (модель пространства-времени с постоянной кривизной). Метод определения относительной скорости убегания галактик основан на эффекте Доплера, широко применяется в современной технике, в частности, постовая служба ГАИ использует именно его для выявления нарушителей скоростного режима на дорогах. Для поиска объяснения закона Хаббла, в науке описываются все возникавшие сомнения в правильности принятой в науке интерпретации «красного смещения».

Да, действительно наука проверяла возможности «старения кванта света», рассеяние фотонов на межгалактических скоплениях материи и др. Но… отвергла эти возможности. Однако, основываясь только на этих сомнениях, сделан вывод о том, что «…сегодня уже можно утверждать определённо, что красное смещение не связано с расширением Вселенной». Демонстрируя тем самым другую особенность метода доказательства истины, — использование сомнения в качестве орудия «по зачистке» научных пространств, и для провозглашения «самоочевидных» и «философски верных» истин. Нужно сказать, что подобный метод, со времен Рене Декарта, его провозгласившего, в современной науке признанием больше не пользуется.

Опровержение других фактов (процентное содержание водорода и гелия во Вселенной, реликтовое излучение, пространственное расположение квазаров, эволюция галактик, присутствие урана и других актиноидов в земной коре), их интерпретация в интересах apriori принятой концепции о «вечной и бесконечной» Вселенной демонстрируют применение того же картезианского метода.

В заключение считаю необходимым упомянуть о «зашедшей в тупик» современной космологии и, соответственно, ОТО. Что здесь имеется в виду? Если в данном утверждении присутствует неудовлетворенность от множественности моделей Вселенной, то подобная же неудовлетворенность присутствует и среди специалистов в квантовой физике — по той же самой причине (открытие новых элементарных частиц чуть ли не каждый день).

Если же в качестве доказательства «зашедшей в тупик» физики указывается на сложность её понимания, без применения самых абстрактных разделов математического знания, или на ограниченную возможность какого-либо наглядного представления физической реальности (что является результатом применения той же математики в физике), то всё это верно.

Можно согласиться, также с тем, что цена такого «понимания» вряд ли является приемлемой даже для многих и многих специалистов. Но — опять-таки — и это обстоятельство не служит признаком «тупика». Большое количество физиков ропщут и ностальгируют об ушедшем «золотом веке» физики, когда открытия делались с помощью мотка медной проволоки и с использованием — в качестве электрической изоляции — шнурка из ботинок. Но, к сожалению, возврат к старым (простым) физическим представлениям об окружающей нас реальности уже невозможен.

1. Интернет: www.yandex.ru

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Космология — учение о Вселенной как едином целом и об охваченной астрономическими наблюдениями области Вселенной как части целого, раздел астрономии. Идеи Вернадского о биосфере и ноосфере пронизаны духом космизма, относясь к русской космической мысли.

доклад [14,5 K], добавлен 07.01.2009

Теория Большого Взрыва. Понятие реликтового излучения. Инфляционная теория физического вакуума. Основы модели однородной изотропной нестационарной расширяющейся Вселенной. Сущность моделей Леметра, де Ситтера, Милна, Фридмана, Эйнштейна-де Ситтера.

реферат [27,5 K], добавлен 24.01.2011

Вселенная как понятие и объект познания. Начало космологии, фридмановские космологические модели, разбегание галактик и расширение Вселенной. Гипотеза «большого взрыва». Космологический горизонт и крупномасштабная (ячеистая) структура Вселенной.

реферат [340,5 K], добавлен 07.01.2010

Основные гипотезы мироздания: от Ньютона до Эйнштейна. Теория «большого взрыва» (модель расширяющейся Вселенной) как величайшее достижение современной космологии. Представления А. Фридмана о расширении Вселенной. Модель Г.А. Гамова, образование элементов.

реферат [45,1 K], добавлен 24.02.2012

Революция в естествознании, возникновение и дальнейшее развитие учения о строении атома. Состав, строение и время мегамира. Кварковая модель адронов. Эволюция Метагалактики, галактик и отдельных звезд. Современная картина происхождения Вселенной.

курсовая работа [39,3 K], добавлен 16.07.2011

Представление о Большом Взрыве и расширяющейся Вселенной. Теория горячей Вселенной. Особенности современного этапа в развитии космологии. Квантовый вакуум в основе теории инфляции. Экспериментальные основания для представления о физическом вакууме.

презентация [2,7 M], добавлен 20.05.2012

Представление об открытых системах, введенное неклассической термодинамикой. Теории, гипотезы и модели происхождения галактик. Допущения для объяснения расширения Вселенной. «Большой взрыв»: его причины и хронология. Стадии и следствия эволюции.

реферат [30,8 K], добавлен 10.04.2015

Источник