Радикальное изменение концепции стационарной вселенной

В большей части рассуждений исходили из следующих ограничений.


1. Во вселенной не должно быть привилегированного положения, не должно быть «центра», т. е. места, из которого она выглядела бы иначе, чем из любого другого места.
2. Из положения, в котором мы находимся, вселенная должна выглядеть во всех направлениях одинаково.

Мы считали, что эти ограничения справедливы в больших масштабах, т. е. в масштабах, много больших, чем галактики, которые рассматривались просто как «частицы» пространственной решетки. Мы занимались исключительно свойствами этой крупномасштабной решетки.

Очевидно, эти ограничения в малых масштабах неприменимы. Посмотрев на Солнце, мы убеждаемся, что в этом направлении вселенная выглядит совсем иначе, чем во всех остальных. Сразу же возникает два вопроса:
Как примирить крупномасштабную однородность и изотропность с мелкомасштабной неоднородностью и неизотропностью?

Каков смысл понятия «масштаб», в частности, что значит «крупномасштабный»?
Эти вопросы затрагивают еще более глубокие аспекты космологии, и ответы на них пока только предположительные. Даже попытки ответить на второй вопрос, опираясь на непосредственные наблюдения, не приводят к вполне четким выводам. 

«Крупномасштабный», несомненно, означает «много больший размеров галактики». Считается, что таким может быть расстояние порядка 100 миллионов световых лет, составляющее около 1% максимального доступного для современных наблюдений расстояния. Только в масштабах больше этого применимы представления об однородности и изотропности. Если говорить об объеме, то область, которую уже нельзя рассматривать как однородную и изотропную, составляет приблизительно одну миллионную полного объема наблюдаемой вселенной.

Ортодоксальные космологии, описанные в первых страницах нашего сайта, не дают удовлетворительного ответа на первый из поставленных выше вопросов. Однако космология Эйнштейна — де Ситтера, которую мы называли «космологией +1/2, обладает преимуществом в другом отношении. Небольшие первоначальные неоднородности со временем становятся менее заметными, и в этой теории утверждается, что наблюдаемые неоднородности — галактики и скопления галактик — представляют собой изначальные отклонения от однородности и изотропности. Вновь мы возвращаемся к первопричинам — вселенная такова, какая она есть, потому что она была такой, какой она была.

Как только мы отбрасываем ограничения (1) и (2), космология, включающая С-поле, больше не может быть строго стационарной. При переходе к неоднородности и неизотропности математические уравнения теории сохраняются без каких-либо изменений. Однако решения этих уравнений становятся более сложными, и разумнее изучить их свойства, рассматривая относительно простые случаи, чем искать их решение в самом общем виде. Естественно рассмотреть случай сферически симметричного тела, окруженного однородной и изотропной вселенной. Посмотрим теперь, как влияет присутствие этого тела на решение наших уравнений.

Рассмотрим сначала устойчивость тела в отсутствие С-поля. Тяготение стремится вызвать сжатие этого тела, т. е. коллапс, который непременно произойдет, если только гравитационные силы каким-то образом не уравновешены. Внутри звезды сила тяжести уравновешена силами давления. Внутри тела с массой, значительно больше звездной, порядка 106MQ, сила тяжести все еще может быть уравновешена давлением, при условии, что тело достаточно «рассредоточено», т. е. при достаточно большом радиусе. Однако по мере уменьшения радиуса достигается рубеж, когда тело становится неустойчивым по отношению к коллапсу. Этот критический радиус примерно в 300 раз больше «гравитационного радиуса» тела; смысл последнего термина я должен разъяснить более подробно.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все о космосе
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: