Модель Фридмана. Часть 3

Хотя первая модель расширяющейся метагалактики была построена на основе теории относительности, основные выводы модели могут быть получены в рамках Ньютоновской теории тяготения. Это несколько парадоксальное с исторической точки зрения обстоятельство было продемонстрировано английскими астрофизиками Миллном и Маккри в 1934 г., более чем через 10 лет после публикаций работ Фридмана. При количественном анализе эволюции Метагалактики на основе ньютоновской теории тяготения считается, что судьба Метагалактики в целом определяется только гравитационным взаимодействием, а постулаты однородности и изотропии Метагалактики соответствуют образу однородного и изотропного шара. Однако надо учитывать, что ньютоновское приближение не вполне последовательно, так как на границе рассматриваемого шара никакой однородности и изотропии нет, эти свойства выполняются приближенно только для внутренних областей шара, а в теории относительности свойства всего пространства в целом зависят от плотности и уравнения состояния заполняю щего его вещества и возможно рассмотрение таких конфигураций, как трехмерный замкнутый объем без границ (закрытые космологические модели), некоторое упрощенное представление о котором может

дать поверхность сферы — двумерный конечный объем, в котором отсутствуют границы, свойственные шару в ньютоновской модели. К сожалению, дать наглядный пример конечной, но безграничной трехмерной конструкции невозможно.

Собственно модель Миллна—Маккри мы рассмотрим в § 5 главы 2, а далее кратко остановимся на том факте, что нестационарность Метегалактики следует из простых, можно сказать, очевидных соображений. И если бы не застилающий логическое мышление и воображение предрассудок о вечно неизменной метагалактике, то модель, аналогичную модели Фридмана, мог придумать еще Ньютон. Поясним эту мысль простым примером. Хорошо известно, что предмету, брошенному с Земли (для определенности будем говорить о запущенной ракете), уготована одна из трех возможностей: улететь в бесконечность, если его скорость превышает вторую космическую скорость ~ 11 км/с — в данном случае эта бесконечность окажется в пределах Солнечной системы (межпланетному зонду, чтобы покинуть ее пределы, необходимо превысить третью космическую скорость ~ 16 км/с), упасть обратно, если его скорость не превышает первую космическую (~ 8,7 км/с) либо стать спутником Земли (если его скорость находится в пределах от первой космической скорости до второй), т. е. начать вокруг нее вращаться, а Земля будет центром этого вращения. Однако в однородной и изотропной Метагалактике такой центр отсутствует, в ней просто нет той избранной точки, вокруг которой могло бы что-нибудь вращаться! Следовательно, отсутствуют замкнутые орбиты, а существование более или менее стационарных космических систем (звезды, галактики и т.д.) не опровергает этого заключения, поскольку сами космологические постулаты носят приближенный характер и проявляются лишь при масштабах, сравнимых с размерами самой Метагалактики, а в малых масштабах (размеры галактик и т. д.) Метагалактика неоднородна. Таким образом, в процессе эволюции Метагалактики в указанных предположениях возможны лишь два исхода — аналогии возвращению брошенного предмета либо его ухода на бесконечность. И оба случая означают нестационарность Метагалактики.

 

Другие части:

Модель Фридмана. Часть 1

Модель Фридмана. Часть 2

Модель Фридмана. Часть 3

Модель Фридмана. Часть 4