Происхождение Вселенной, Солнечной системы и Земли. С точки зрения науки

Владимир Воронцов

Книга простым и доступным языком рассказывает о современных теориях происхождения Вселенной, Солнечной системы и Земли. Содержит большое количество цитат известных и авторитетных учёных в области астрофизики и космологии, их комментарии и суждения по тем или иным вопросам мироустройства.Издание будет полезно преподавателям и учащимся, а также всем тем, кто интересуется вопросами мироздания.Полный вариант книги размещён на научно-образовательном сайте «Мир глазами современной науки».

2. ЭВОЛЮЦИОННЫЕ ТЕОРИИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ВСЕЛЕННОЙ

Если происхождение космических тел во Вселенной стало объектом научных изысканий уже в XVIII в., то вопрос происхождения самой Вселенной оставался без внимания вплоть до ХХ в. Начиная со времён Аристотеля считалось, что Вселенная является статичной, однородной и бесконечной в пространстве и времени. Она существовала и будет существовать всегда. Некоторые философы полагали, что Вселенная существует независимо от Бога, Он её не творил, а лишь установил в ней порядок. В статичную и бесконечную Вселенную верили Декарт, Кант, Галилей, Ньютон. Интересно, что Ньютон обосновывал свою точку зрения, ссылаясь на им же открытый закон гравитации. Закон гравитации говорит, что все тела притягиваются друг к другу, следовательно, невозможно, чтобы звёзды во Вселенной оставались на месте: они должны стягиваться (коллапсировать) в одну точку. Но Ньютон рассуждал так: если бы Вселенная коллапсировала под действием собственной гравитации, каждая звезда «падала» бы в направлении центра скопления звёзд. Если же исходить из того, что Вселенная бесконечна и звёзды распределены в среднем равномерно по бесконечному пространству, то общего центра, по направлению к которому могли бы падать все звёзды, не должно быть вообще, ведь в бесконечной Вселенной все области идентичны. Любая звезда испытывала бы воздействие гравитационного притяжения всех своих соседей, но вследствие усреднения этих воздействий по различным направлениям не возникло бы никакой результирующей силы, стремящейся переместить данную звезду в определённое положение относительно всей совокупности звёзд. Такие рассуждения казались вполне логичными, и теория статичной Вселенной долгое время пользовалась заслуженным признанием (Девис, 1989; Хокинг, 2006а)⁴.

В 1916 г. немецкий физик Альберт Эйнштейн (1879—1955), разрабатывая теорию относительности, увидел, что модель статичной Вселенной Ньютона не соответствует законам физического мира. Уравнение общей теории относительности указывало на то, что Вселенная не может быть статичной: гравитационные силы непременно должны были бы приводить её в движение. Эйнштейн, однако, не решился опровергнуть устоявшееся мнение (о неподвижности Вселенной), поскольку не был до конца уверен в безошибочности своих выводов. Для того чтобы сохранить в своей формуле статичность Вселенной, он ввёл дополнительный член (так называемый λ-член), который и «обеспечил» Вселенной стабильность. Эйнштейн считал, что наряду с гравитационным притяжением в природе существует и отталкивание, которое компенсирует притяжение. С помощью несложных расчётов Эйнштейн оценил величину силы космического отталкивания, необходимую, чтобы уравновесить гравитацию во Вселенной, и показал, что отталкивание должно быть столь малым в пределах Солнечной системы (и даже в масштабах Галактики), что его невозможно обнаружить экспериментально. Наличие силы отталкивания делало возможным существование статичной Вселенной, которая не обязательно должна быть бесконечной, как у Ньютона, а могла быть конечной и замкнутой, каковой она и стала у Эйнштейна.

Конец ознакомительного фрагмента.

Примечания

4

Исаак Ньютон: что управляет мирозданием В своём эссе De gravitatione Ньютон обосновывал вечность и неизменную природу пространства тем, что «она порождается вечным и неизменным Существом». В 31-м параграфе «Оптики» Ньютон отверг идею, будто мир мог возникнуть из хаоса под действием одних лишь законов природы. Мир, указывал Ньютон, должен был быть создан Богом, который является личностью, «весьма сведущей в механике и геометрии». К такому выводу он пришёл на том основании, что гравитации, направленной к центру тела, было явно недостаточно, чтобы объяснить, как планеты оказались на орбитах. Тело, падающее к Солнцу, должно было приобрести поперечную компоненту движения, чтобы начать вращение по орбите, а не упасть на Солнце или пролететь мимо него. Поскольку параболические и гиперболические траектории соответствовали обратноквадратичному закону гравитации, то, чтобы попасть на замкнутую эллиптическую орбиту, планета должна испытать строго определённый «толчок» в строго определённый момент времени. Точно вычислить этот момент и силу толчка могло только Божество, которому следовало принять во внимание «несколько расстояний: от Солнца до основных планет, от Сатурна, Юпитера и Земли — до спутников, и скорости, с которыми эти планеты могли вращаться на заданной дистанции вокруг центральных тел, имеющих заданное количество материи». Кроме этого, Ньютон считал, что для существования и длительной работы систем требуется предохранение в форме Божественного провидения, без которого планеты сбились бы с пути или врезались в Солнце. Движение, согласно известному афоризму Ньютона, легче теряется, чем приобретается. Вторжение внешних тел вносит хаос в систему, поскольку те воздействуют на любые планеты, оказавшиеся поблизости. Да и Солнце может терять свою массу посредством испарения. Ньютон считал, что Бог, который «пребывал всюду с начала времён», непосредственно поддерживает Вселенную и управляет ей (Брук, 2004).