Проблема пространства и времени в общей теории относительности А. ЭйнштейнаСтраница 3
Дальнейшее развитие космологии оказалось связанным не со статической моделью Вселенной. Впервые нестационарная модель была развита А.А. Фридманом. Метрические свойства пространства оказались изменяющимися во времени. Выяснилось, что Вселенная расширяется. Подтверждение этого было обнаружено в 1929 году Э. Хабблом, который наблюдал красное смещение спектра. Оказалось, что скорость разбегания галактик возрастает, причем, этот процесс продолжается и в настоящее время.
В связи с этим перед наукой встают две важные проблемы: проблема расширения пространства и проблема существования начала времени. Сформировалась гипотеза, согласно которой так называние "разбегание галактик" есть определенное обозначение именно нестационарности пространственной метрики. Таким образом, не галактики разлетаются в неизменном пространстве, а расширяется само пространство.
Вторая из обозначенных здесь проблем связана с представлением о начале времени. Истоки истории Вселенной относятся к моменту времени (t = 0), когда произошёл так называемый "Большой взрыв". Согласно этой точке зрения, Вселенная в прошлом находилась в особом состоянии, которое отвечает началу времени, понятие времени до этого начала лишено физического, да и любого другого смысла.
В релятивистской космологии была показана относительность конечности и бесконечности времени в различных системах отсчёта. Это положение особо чётко отразилось в представлениях о "чёрных дырах". Речь идет об одном из наиболее проблемных явлений современной космологии – так называемом гравитационном коллапсе.
Как "начало" Вселенной, так и процессы в "чёрных дырах" связаны со сверхплотным состоянием материи. Таким свойством обладают космические тела после пересечения сферы Шварцшильда (условная сфера с радиусом r = 2GM/c, где G - гравитационная постоянная, М - масса). Независимо от того, в каком состоянии тело находится, далее оно стремительно переходит в сверхплотное состояние в процессе указанного гравитационного коллапса. После этого, например, от звезды невозможно получить никакой информации, так как ничто не может вырваться из этой сферы в окружающее пространство - время: звезда "потухает" для удалённого наблюдателя, и в пространстве образуется "чёрная дыра".
Между коллапсирующей звездой и наблюдателем в обычном мире пролегает бесконечность, так как такая звезда находится за бесконечностью во времени. Таким образом, оказалось, что пространство-время в общей теории относительности содержит сингулярности, наличие которых заставляет пересмотреть концепцию пространственно – временного континуума как некоего дифференцируемого "гладкого" многообразия.
Возникает проблема, связанная с представлением о конечной стадии гравитационного коллапса, когда вся масса звезды спрессовывается в точку (r→0), когда бесконечна плотность материи, бесконечна кривизна пространства и т.д.
Но именно эти обстоятельства не могут не вызывать обоснованных сомнений. Так, Дж. Уиллер считает, что в заключительной стадии гравитационного коллапса вообще не существует пространства - времени. А С. Хокинг полагает, что сингулярность есть такое место, где разрушается классическая концепция пространства и времени так же, как и все известные законы физики, поскольку все они формулируются на основе классического пространства - времени (С. Хокинг. От большого взрыва до черных дыр. Краткая история времени. – М., 1990. С. 79.). Именно таких представлений и придерживается в настоящее время большинство современных космологов.
Также смотрите:
Биотехнические мероприятия для косули
Основная причина отхода косуль в зимнее время – простудные заболевания.
Поскольку косули и олени в непогоду обычно укрываются в густых зарослях молодых елок, следует создавать в качестве примитивных убежищ в лесу островки елового молодняка загущенной посадки и сохран ...
Гипоксия и окислительный стресс
Известно, что гипоксические, нейродегенеративные и возрастные нарушения в мозге характеризуются одними и теми же особенностями, в частности, накоплением активных форм кислорода (АФК). Выяснены тонкие молекулярные механизмы окислительного стресса в мозге и показана защ ...
Гербарий (лат. herbarium, от herba - трава, растение)
Гербарий (лат. herbarium, от herba - трава, растение):
1) коллекция специально собранных засушенных растений, предназначенных для научной обработки. Более или менее полный Гербарий, собранный на определённой территории, делает возможным её планомерное флористическое ...