Main menu:

О сайте

Этот сайт рассказывает о двух великих современных теориях пространства, времени и тяготения - теорияхКосмология Ньютона и Эйнштейна, а также об основанных на них теориях строения и эволюции Вселенной, их развитии и становлении. Подобно живым организмам, научные теории непрерывно видоизменяются и совершенствуются, и без учета этого обстоятельства невозможно их полное понимание.

На протяжении более двадцати веков конкретная космология сводилась к изучению Солнечной системы. С этой мыслью, казалось бы, трудно согласиться: ведь люди всегда видели звезды. Однако долгое время их рассматривали скорее как красивый фон, чем предмет изучения. И только совсем недавно - в начале прошлого столетия - благодаря бурному развитию средств наблюдения люди осознали, что они живут в разнообразном и неспокойном мире галактик.

Вспоминая о мыслителях прошлого, можно проследить две линии научного поиска. Первая - это линия Аристарха - Коперника - Кеплера, создателей модели Солнечной системы, главным итогом усилий которых был вывод (на основании результатов наблюдений) законов движения планет. Но наука отвечает не только на вопрос «как?», но и на вопрос «почему?». И вторая линия, Архимед - Галилей - Ньютон, иллюстрирует важнейшие достижения физической науки, построение классической механики и теории тяготения. Плодотворная научная теория должна быть «избыточной» - в том смысле, что число явлений и фактов, которые она способна объяснить, должно значительно превышать число свободных параметров в теории. Именно к такого рода теориям относится теория тяготения Ньютона, или, как ее еще называют, закон всемирного тяготения. Эта теория применима к обширному кругу физических явлений и астрономических систем: здесь и океанские приливы, и двойные звезды, и шаровые скопления, и галактики.

ВселеннаяОднако ньютоновской теории недостаточно для описания наблюдаемой Вселенной как целого, и современная космология должна быть релятивистской, т. е. опираться на релятивистскую теорию тяготения. Простейший критерий применимости теории тяготения Ньютона (малость гравитационного потенциала по сравнению с квадратом скорости света) не выполняется для огромной массы вещества, заключенного в объеме пространства, доступного ныне для наблюдений.

Современная релятивистская теория тяготения составляет суть общей теории относительности Эйнштейна. Построение релятивистской теории тяготения, ее применение к гравитирующим системам наибольших масштабов шли параллельно с изучением пространственного распределения галактик, доказательством нестационарности наблюдаемой системы галактик и их скоплений. Так возникло понятие расширяющейся Вселенной, так возник вопрос о ее прошлом и будущем.

Выводы релятивистской теории тяготения поражают воображение, но (по крайней мере пока) прекрасно согласуются с результатами наблюдений. Возможно, самое удивительное и захватывающее нас ждет впереди, когда удастся осуществить синтез релятивистской теории тяготения и квантовой теории. Такой синтез необходим для описания самых глубинных закономерностей в условиях очень ранней Вселенной. (Это состояние Вселенной, для описания которого потребуется еще не созданная квантовая теория тяготения, иногда условно называют «Большой взрыв»). Физические условия очень ранней Вселенной служат как бы исходными данными для более поздней эпохи, когда происходило образование структурных единиц типа галактик и скоплений галактик.Солнечная система

Один из самых острых вопросов современной космологии: как и почему образовались астрономические системы разных масштабов, каково направление космической эволюции - «скучивание» или «фрагментация»? Принятая ныне «теория горячей Вселенной» сопоставляется с одним из вариантов «теории холодной Вселенной».

Как видно из самого названия, теория горячей Вселенной исходит из того, что догалактическое вещество было плотным и горячим. Наблюдаемое фоновое микроволновое излучение с температурой примерно 3 К в этой теории просто и естественно интерпретируется как излучение той далекой эпохи, остывшее в результате расширения Вселенной. Напротив, в теории холодной Вселенной принимается, что начальная стадия расширения происходила при температуре, равной абсолютному нулю, а наблюдаемое фоновое излучение с температурой 3 К возникло позднее, в результате «переработки» света, излученного гипотетическими массивными звездами самого первого поколения.

В исторической ретроспективе по-иному относишься и к сегодняшней границе между «твердо установленным» и «гипотетическим». Не без удивления обнаруживаешь, как многие правильные идеи надолго забывались, а те, что впоследствии были отвергнуты, господствовали веками. Критический взгляд на эти проблемы, несомненно, поучителен и для современного исследователя.

Хочется надеяться, что этот сайт будет интересен школьникам и студентам, преподавателям и научным работникам, и всем, кто задумывается над вопросами, связанными со строением и эволюцией Вселенной.