Система гуманитарного и социально-экономического знания. В. А. Соломатин
неограниченно расширяется от первоначального точечного состояния. Если плотность меньше критической, пространство описывается геометрией Лобачевского и также неограниченно расширяется. И, наконец, если плотность больше критической, пространство Вселенной оказывается римановым, а расширение на некотором этапе сменяется сжатием, которое продолжается вплоть до первоначального точечного состояния. По современным представлениям, критическая плотность ≈10-26 кг/м3. В настоящее время для средней плотности получено значение ≈10-28 кг/м3, что соответствует открытой модели.
В 1929 году американский астроном Э. Хаббл установил, что свет, идущий от далеких галактик, смещается в сторону красного конца спектра. Это явление, получившее название красного смещения, согласно принципу Доплера, свидетельствовало об удалении галактик от наблюдателя. Заметим, что в этом случае мы должны считать Вселенную не только безграничной, но и пространственно бесконечной. Но сменится ли расширение сжатием и когда это произойдет? Сейчас ответы на эти вопросы могут рассматриваться только как гипотезы.
Но если галактики разбегаются, то что было до их разбегания? На это отвечает теория «Большого взрыва», разработанная Г. Гамовым. Суть ее такова: 15–20 миллиардов лет назад все вещество Вселенной находилось в сверхплотном состоянии (r ≈ 10-33 см, ρ ≈ 1093 г/см3, Т ≈ 1034 К) – состоянии «сингулярности». Затем произошел взрыв, в итоге каждая частица материи устремилась прочь от другой. Вещество Вселенной пребывало в виде элементарных частиц, среди которых преобладали электроны, позитроны, нейтрино, фотоны, протоны и нейтроны. Спустя 100 с после взрыва протоны и нейтроны начали объединяться в ядра легких элементов (в основном тяжелого водорода и гелия, в меньшем числе лития и бериллия). Через несколько часов после Большого взрыва закончилось образование ядер элементов. Далее (по истечении нескольких сотен тысяч и более лет) образовались атомы и молекулы, химические элементы, планеты.
В 1964 году А. Пензиас и Р. Вильсон открыли во Вселенной новое радиоизлучение, названное И. Шкловским реликтовым, которое представляет собой излучение горячей плазмы. Открытое в известной мере случайно (хотя теоретически оно было предсказано в 1948 году Гамовым) при изучении радиопомех, оно явилось доказательством справедливости теории «Большого взрыва». Однако и данная теория требует дальнейшего уточнения.
Несмотря на подтверждение модели Большого взрыва, разрабатываются и новые модели, разрешающие некоторые ее трудности. Среди них – гипотеза Альфвена (считающего, что электромагнитные силы играли более существенную роль в формировании Вселенной, чем гравитация).
Тема 5
Пространство и время
Исторически сложились два основных подхода к пониманию пространства и времени. Первый подход – субстанциональный. Пространство и время понимаются в данном случае как нечто самостоятельно существующее наряду с материей, как ее «вместилища».