Alexander Friedman qısa tərcümeyi-halı və kəşfləri. Alexander Alexandrovich Fridman: tərcümeyi-halı

Aleksandr Fridman 1959-cu ildə Riqada anadan olub. Fridman təhsilini Riqa Politexnik İnstitutunda avtomatlaşdırma və kompüter texnologiyaları üzrə almışdır. Beləliklə, istismarçı mühəndis peşəsini alan İskəndər işləməyə başladı və 1988-ci ildən öz şirkətini quraraq qondarma kooperativ hərəkatına girdi.

Daha sonra müsahibələrinin birində Fridman heç vaxt konsaltinqlə xüsusi maraqlanmadığını, lakin işlədiyi şirkətdə çətinliklər yarandıqda, demək olar ki, həmişə düzgün qərar. Daha sonra İskəndər dostlarına və tanışlarına kömək etməyə başladı və tezliklə icad etdiyinə demək olar ki, əmin oldu. yeni görünüş fəaliyyətləri. Fridmanın bu sahənin - və konsaltinq olduğunu - hələ 19-cu əsrdə kəşf edildiyini biləndə təəccübünün həddi-hüdudu yox idi. Beləliklə, yeni bir iş açmaq üstünlüyündən asanlıqla imtina edən Fridman, buna baxmayaraq, yeni bir elm öyrənmək qərarına gəldi. Çox keçmədən o, ona ən yaxın istiqamətə qərar verdi - bu, böhran əleyhinə konsaltinq olduğu ortaya çıxdı. Maraqlıdır ki, hətta Fridman da əsas peşəsindən uzaqlaşmadı - tənzimləyici olmaqla, mahiyyətcə eyni fəaliyyəti davam etdirdi, indi bir az fərqli obyektləri "qurur". O, əslində 1993-cü ildə konsultasiyaya başlayıb.

Ümumiyyətlə, Fridman ardıcıl olaraq bir neçə təkmilləşdirmə kurslarını, o cümlədən Almaniya, Fransa və Polşada təhsil almışdır. Sonradan onun əsas məsləhət sahəsi Təşkilati İnkişaf İdarəetməsi oldu.

Bu günə qədər Alexander Friedman artıq 100-dən çox öz layihəsini təşkil etmişdir; İstehsal, Bankçılıq və Maliyyə, Zəncirli Pərakəndə satış və kimi biznes seqmentlərində fəaliyyət göstərir pərakəndə satış, Sığorta və bir sıra digər sahələrdə.

Fridmanın müştəriləri arasında Norilsk Nikel, ROSNO, Salym Petroleum, İlim Group ASC, Lukoil Overseas Service, SAVAGE, MIR KNIGI, ABAMET, UPS - Russia, " ASCON", "ACCORD POST", "YUGRANEFT Corporation", "AVTOVAZ", "Air" var. Sibirin Şimalında naviqasiya, "Cənubi Ural Texniki İdarəetmə Sistemləri", "Qəhvə Evi", "MUZTORG", "EXTROBANK", "MDM - Bank", "DIATEK", "CD COM" və bir çox başqaları.

"Mən özümü yenilikçi kimi göstərmirəm və bütün digər sistemləri, konsepsiyaları və işləri rədd etmirəm. Xoşbəxtlikdən, idarəetmədə hələ də vahid əlifba, Nyutonun üç qanunu və ya məsələn, dövri cədvəl yoxdur" dedi Aleksandr. “Məsləhətləşmələr, təlimlər və kouçinqlər vasitəsilə mən öz sistemimi inkişaf etdirdim, həm tələbələrin birbaşa reaksiyası, həm də korporativ idarəetmə sistemlərini optimallaşdırmaq üçün layihələrin həyata keçirilməsi məni həmişə maraqlandırdı. praktik tətbiq mənim formalaşdırdığım prinsiplərdir”.

Aleksandr Aleksandroviç Fridman 4 (16) iyun 1888-ci ildə Sankt-Peterburqda rəssam ailəsində anadan olmuşdur. 1897-1906-cı illərdə Aleksandr 2-ci Sankt-Peterburq gimnaziyasında, sonra 1910-cu ilə qədər Peterburq Universitetində oxuyub. 1913-cü ildə Fridman Aeroloji Rəsədxanaya daxil olur və burada dinamik meteorologiyanı öyrənir. Birinci Dünya Müharibəsi zamanı o, aviasiya dəstəsinə könüllü olaraq xidmət etmişdir. Bitirdikdən sonra Moskvada yeni Aviapribor zavoduna rəhbərlik edib. 1918–1920-ci illərdə Fridman Perm Universitetinin professoru olub, bundan sonra Sankt-Peterburqa qayıdıb Baş Fiziki Rəsədxanada (1924-cü ildən - A.İ.Voykov adına Baş Geofizika Rəsədxanası) işə düzəlib. 1923-cü ildə alim “Journal of Geophysics and Meteorology”nin baş redaktoru, 1925-ci ildə isə geofizika rəsədxanasının direktoru vəzifəsinə təyin edilir. Fridman 1925-ci il sentyabrın 16-da tif xəstəliyindən vəfat edib. Ölümündən sonra alim Lenin mükafatına layiq görülüb (1931). Bununla belə, 1937-ci ildə Fridman antisovet alim-diversiya dəstəsinin lideri kimi tanınır (bunun nəticəsində onun iki tələbəsi əziyyət çəkir). Yalnız ötən əsrin 60-cı illərində o, reabilitasiya olundu və alimin anadan olmasının yüz illiyi geniş miqyasda qeyd olundu.

1915-ci ildə ümumi nisbilik nəzəriyyəsi meydana çıxdı və 1917-ci ildə Eynşteyn onun əsasında özünün kosmoloji modelini yaratdı. Kainatın əbədi və dəyişməz olduğu, lakin bu nəticəyə nail olmaq üçün Eynşteyn kosmoloji sabit deyilən bir şeyi tətbiq etməli olduğu bildirilirdi. Alexander Fridman dünyada çox çətin bir riyazi aparatı mükəmməl mənimsəmiş ilk alimlərdən biridir. ümumi nəzəriyyə nisbilik. Bununla belə, o, nəzəriyyənin bütün düsturlarının necə əldə edildiyini anlamaqla yanaşı, bu düsturların Eynşteynin özünün onlara qoyduğundan daha dərin məna daşıdığını anladı. Fridman öz dövrünün böyük riyaziyyatçısı və fiziki idi və Eynşteynin statik kainat haqqında gəldiyi nəticə ilə razılaşmırdı. Fridman öz nöqteyi-nəzərini dəstəkləmək üçün 1922-ci ildə “Kosmosun əyriliyi haqqında” klassik əsərini nəşr etdi. Bu əsər elm aləmini heyran etdi. Orada alim inandırıcı şəkildə göstərdi ki, Kainatın bir neçə modeli nisbilik nəzəriyyəsinin düsturlarından götürülüb. Məlum oldu ki, Eynşteynin statik Kainatı yalnız xüsusi bir vəziyyətdir və bunda çox az ehtimal olunur. Bundan əlavə, Fridman Eynşteynin təqdim etdiyi kosmoloji sabiti tənqid edərək onun faydasızlığını sübut etdi.

Alexander Friedman əmin idi ki, Kainat statik deyil və genişlənir. Bununla belə, alim sonrakı dünyanı nə gözlədiyinə əmin deyildi və iki mümkün variantı proqnozlaşdırdı - ya Kainat həmişəlik genişlənəcək, ya da bir müddət sonra genişlənmə sıxılma ilə əvəzlənəcək. Ancaq hər halda, bir zamanlar Kainatın sonsuz kiçik həcmli bir nöqtə olduğu ortaya çıxdı. Başqa sözlə, Fridman indi Big Bang nəzəriyyəsi dediyimiz şeyi proqnozlaşdırdı. Bundan əlavə, alim hətta genişlənmənin nə vaxt başladığı ilə bağlı fərziyyə irəli sürdü və bu, təxminən 10 milyard il əvvələ aid bir zamana işarə etdi. İndi dünyanın təxminən 13,5 milyard yaşında olduğu düşünülür, ona görə də Fridman bu nöqtədə də haqlı idi.

Fridmanın fikirləri dünyanı heyrətə gətirdi, lakin Eynşteyn özü həmkarı ilə qəti şəkildə razılaşmadı - nisbilik nəzəriyyəsinin yaradıcısı stasionar olmayan Kainata inanmırdı! Elə buna görə də Fridmanın əsəri ortaya çıxdıqdan bir neçə həftə sonra Eynşteyn dünyamızın sabit olmadığı fikrini tənqid edən bir məqalə dərc etdi və Fridmana riyazi hesablamalarındakı səhvi göstərdi. Aleksandr Aleksandroviç itkisiz deyildi. Əksinə, nəzəriyyəsində və dildə Eynşteynə şəxsi məktubunda daha da fəallaşdı. riyazi düsturlar haqlı olduğunu aydın və məntiqlə sübut etdi. Və yalnız bundan sonra Eynşteyn səhv etdiyini və Kainatın sadəcə olaraq sabit ola bilməyəcəyini anladı!

Alman fiziki 1923-cü ildə səhv etdiyini açıq şəkildə etiraf edərək əlavə etdi ki, Fridmanın işi kosmologiya probleminə yeni işıq salır və Kainatın quruluşunun tamamilə qeyri-adi mənzərəsini ortaya qoyur. Fridmanın işi əslində burada təsvir ediləndən daha dərin və mürəkkəbdir. Onlar kosmosun əyriliyi, bu məkanın zamanla dəyişməsi və Kainatın digər xüsusiyyətləri ilə bağlı suallara müraciət edirlər. Amma ən əsası odur ki, sovet alimi Kainatın genişlənməsini nəinki proqnozlaşdırdı, hətta bu genişlənmənin dinamikasını riyazi şəkildə təsvir edə bildi. Hətta indi, demək olar ki, doqquz onillik sonra, Fridmanın hesablamaları doğru olaraq qalır və müşahidə məlumatları ilə yaxşı uyğunlaşır.

Təəssüf ki, Fridman öz fikirlərinin tam təsdiqini görmək üçün yaşamadı. Bu, 1929-cu ildə qalaktikaların tənəzzülünü göstərən eyni dərəcədə məşhur qırmızı sürüşməni kəşf edən amerikalı astronom Edvin Hubble tərəfindən edilmişdir. Hubble tərəfindən əldə edilən məlumatlar Fridmanın fərziyyələri ilə yaxşı uyğunlaşırdı. Müasir astronomik müşahidələr də Fridmanın gəldiyi nəticədə haqlı olduğunu deməyə əsas verir.

Alexander Alexandrovich Fridman, Kainatın genişlənməsinin mümkünlüyünə işarə edən və ümumi nisbilik nəzəriyyəsinə mühüm töhfə verən yeni kosmologiyanın tanınmış yaradıcısıdır. Fridmanın fikirləri müasir astronomların müşahidələri ilə də təsdiqlənir.

Fridman Alexander Alexandrovich - sovet alimi, müasir dinamik meteorologiyanın yaradıcılarından biri. 1888-ci il iyunun 17-də Sankt-Peterburqda anadan olub. 1906-cı ildə Aleksandr Fridman 2-ci Sankt-Peterburq gimnaziyasını qızıl medalla bitirərək Sankt-Peterburq Universitetinin fizika-riyaziyyat fakültəsinin riyaziyyat fakültəsinə daxil olur. Elə həmin il 18 yaşlı İskəndər Almaniyanın aparıcı elmi jurnallarından biri olan “Mathematische Annalen”də ilk riyazi əsərini çap etdirdi. 1910-cu ildə Sankt-Peterburq Universitetini bitirmiş və professor vəzifəsinə hazırlamaq üçün təmiz və tətbiqi riyaziyyat kafedrasında saxlanılmışdır.

1913-cü ilin yazına qədər Fridman riyaziyyatla məşğul idi - Dəmir Yolu Mühəndisləri İnstitutunda praktik dərslərə rəhbərlik etdi (1910-1914), Mədən İnstitutunda (1912-1914) mühazirələr oxudu. Və 1913-cü ilin yazında magistratura imtahanlarını verdikdən sonra o, Sankt-Peterburq yaxınlığındakı Pavlovskda, Rusiya Elmlər Akademiyasının Aeroloji Rəsədxanasında işləməyə getdi və atmosferin müşahidə üsullarını və dinamik meteorologiyanı öyrənməyə başladı.

Birincisi nə vaxt başladı? dünya müharibəsi, Alexander Alexandrovich könüllü aviasiya dəstəsinə qoşuldu. O, Şimal və Cənub-Qərb cəbhələrində aeroloji müşahidələrin təşkili və xüsusi aeroloji xidmətin yaradılması ilə məşğul olub, kəşfiyyat əməliyyatlarında şəxsən iştirak edib, təyyarəni idarə etməyi öyrənib. Daha sonra Fridman Kiyevdəki aviator məktəbinə dərs deməyə dəvət olunur. 1917-ci ildən Kiyev Universitetində mühazirə oxuyub, sonra Moskvaya, oradan da Petroqrada köçüb.

13 aprel 1918-ci ildə Aleksandr Aleksandroviç Perm Universitetinin mexanika kafedrasının fövqəladə professoru vəzifəsinə seçildi. Müəllim çatışmazlığı səbəbindən o, diferensial həndəsə və fizika kurslarını tədris etməli oldu. Bu fənlərin dərindən öyrənilməsi tezliklə Fridmana həyatının kəşfinə - Kainatın genişlənməsi nəzəriyyəsinə yaxınlaşmağa kömək etdi.

1920-ci ilin mayında Alexander Friedman aldı akademik məzuniyyət və Petroqrada yola düşür. 1920-1925-ci illərdə - böyük fizik, riyaziyyat bürosunun rəhbəri, Dövlət Rəsədxanasının direktoru (Sankt-Peterburq), Sankt-Peterburqun bir sıra ali məktəblərinin professoru (universitet, Dəmir Yolu Mühəndisləri İnstitutu, Politexnik İnstitutu, Dəniz Akademiyası).

Fridmanın elmi fəaliyyəti əsasən nəzəri meteorologiya və hidrodinamika sahəsində cəmlənmişdir. O, həmçinin atmosferdə baş verən fiziki proseslər nəzəriyyəsinin aeronavtikaya tətbiqi ilə də məşğul olmuşdur. Onlar yer atmosferində hava şəraitini yaradan proseslərin qanunauyğunluqlarını axtarmaq üçün çox səy sərf etdilər. Eynşteyn tənliklərinin 1922-1924-cü illərdə Kainatın relativistik modellərini öyrənərkən əldə etdiyi ilk qeyri-statik həlləri qeyri-stasionar Kainat nəzəriyyəsinin inkişafı üçün əsas qoydu. Alim toz kimi maddə ilə dolu (sıfır təzyiqlə) müsbət əyrilik boşluğuna malik qeyri-stasionar homogen izotrop modelləri tədqiq etmişdir. Fridman qravitasiya tənliklərinin icazə verdiyi bu cür modellərin davranış növlərini müəyyən etdi və Eynşteynin stasionar Kainat modeli xüsusi bir hal oldu. Ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin fəzanın sonluğu fərziyyəsini tələb etməsi fikrini təkzib etdi. Fridmanın nəticələri göstərdi ki, Eynşteynin tənlikləri kosmoloji sabitdən asılı olmayaraq, Kainatın tək bir modelinə səbəb olmur. Homojen izotrop kainatın modelindən belə çıxır ki, genişləndikcə məsafəyə mütənasib qırmızı sürüşmə müşahidə edilməlidir. Bu, 1929-cu ildə E.P. Hubb astronomik müşahidələrə əsaslanaraq: qalaktikaların spektrlərindəki spektral xətlərin spektrin qırmızı ucuna sürüşdüyü ortaya çıxdı.

FRIEDMAN, ALEXANDER ALEKSANDROVICH(1888-1925), rus və sovet riyaziyyatçısı və geofiziki, stasionar olmayan kainat nəzəriyyəsinin yaradıcısı. 16 iyun 1888-ci ildə Sankt-Peterburqda anadan olub. Məktəb və tələbəlik illərində astronomiya ilə maraqlanırdım. 1906-cı ildə ilk riyazi işini Almaniyanın aparıcı elmi jurnallarından biri olan "Mathematische Annalen"də çap etdirdi. 1906-cı ildə Sankt-Peterburq Universitetinin fizika-riyaziyyat fakültəsinin riyaziyyat fakültəsinə daxil olmuş, 1910-cu ildə oranı bitirmişdir. Professor vəzifəsinə hazırlamaq üçün təmiz və tətbiqi riyaziyyat kafedrasında saxlanılmışdır. 1913-cü ilin yazına qədər Fridman riyaziyyatı öyrəndi - Dəmir Yolu Mühəndisləri İnstitutunda praktiki dərslərə rəhbərlik etdi, Dağ-Mədən İnstitutunda mühazirələr oxudu. 1913-cü ildə Sankt-Peterburq yaxınlığındakı Pavlovskdakı Aeroloji Rəsədxanaya daxil olur və dinamik meteorologiyanı öyrənməyə başlayır (indi bu elm sahəsi geofiziki hidrodinamika adlanır). 1914-cü ilin yazında o, Leypsiqə ezamiyyətə göndərildi, burada o vaxtlar atmosferdə cəbhələr nəzəriyyəsinin yaradıcısı, məşhur norveçli meteoroloq Vilhelm Friman Koren Bjerknes (1862–1951) yaşayırdı. Elə həmin ilin yayında Fridman dirijabllarda uçdu, müşahidəyə hazırlıqda iştirak etdi. günəş tutulması 1914-cü ilin avqustunda.

Birinci Dünya Müharibəsinin başlaması ilə Fridman könüllü olaraq aviasiya dəstəsinə qoşuldu. 1914-1917-ci illərdə Şimal və digər cəbhələrdə aeronaviqasiya və aeroloji xidmətlərin təşkilində iştirak etmişdir. Döyüş tapşırıqlarında müşahidəçi kimi iştirak etmişdir.

1918-1920-ci illərdə Perm Universitetinin professoru. 1920-ci ildən Baş Fizika Rəsədxanasında (1924-cü ildən A.İ.Voeykov adına Baş Geofizika Rəsədxanası) işləmiş, eyni zamanda 1920-ci ildən müxtəlif elmlərdə dərs demişdir. təhsil müəssisələri Petroqrad. 1923-cü ildən - baş redaktor“Geofizika və Meteorologiya Jurnalı”. Ölümündən az əvvəl o, Baş Geofizika Rəsədxanasına direktor təyin edilib.

Fridmanın əsas əsərləri dinamik meteorologiya (atmosfer burulğanları və küləklər nəzəriyyəsi, atmosferdəki kəsiklər nəzəriyyəsi, atmosfer turbulentliyi), sıxılan mayenin hidrodinamikası, atmosfer fizikası və relativistik kosmologiya problemlərinə həsr edilmişdir. 1925-ci ilin iyulunda o, pilot P.F.Fedoseenko ilə birlikdə hava şarında uçdu, o zamanlar 7400 m yüksəkliyə çatdı və Eynşteynin cazibə nəzəriyyəsinin riyazi aparatını ilk mənimsəyənlərdən biri oldu. ümumi nisbilik nəzəriyyəsi kursuna giriş hissəsi kimi universitetdə tenzor hesablama kursu. Onun kitabı 1923-cü ildə nəşr edilmişdir Dünya məkan və zaman kimi(1965-ci ildə yenidən nəşr olundu), geniş ictimaiyyəti yeni fizika ilə tanış etdi.

Fridman Kainatın genişlənməsini proqnozlaşdırdı. Eynşteyn tənliklərinin 1922-1924-cü illərdə Kainatın relativistik modellərini öyrənərkən əldə etdiyi ilk qeyri-statik həlləri qeyri-stasionar Kainat nəzəriyyəsinin inkişafı üçün əsas qoydu. Alim toz kimi maddə ilə dolu (sıfır təzyiqlə) müsbət əyrilik boşluğuna malik qeyri-stasionar homogen izotrop modelləri tədqiq etmişdir. Baxılan modellərin qeyri-stasionarlığı əyrilik radiusunun və sıxlığın zamandan asılılığı ilə təsvir edilir və sıxlıq əyrilik radiusunun kubuna tərs mütənasib olaraq dəyişir. Fridman qravitasiya tənliklərinin icazə verdiyi bu cür modellərin davranış növlərini müəyyən etdi və Eynşteynin stasionar Kainat modeli xüsusi bir hal oldu. Ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin fəzanın sonluğu fərziyyəsini tələb etməsi fikrini təkzib etdi. Fridmanın nəticələri göstərdi ki, Eynşteynin tənlikləri kosmoloji sabitdən asılı olmayaraq, Kainatın tək bir modelinə səbəb olmur. Homojen izotrop kainatın modelindən belə çıxır ki, genişləndikcə məsafəyə mütənasib qırmızı sürüşmə müşahidə edilməlidir. Bunu 1929-cu ildə E.P.Hubb astronomik müşahidələrə əsaslanaraq təsdiqlədi: qalaktikaların spektrlərindəki spektral xətlər spektrin qırmızı sonuna doğru yerdəyişmişdir.

"Girdiyim suları heç kim keçməyib" Alexander Friedman və müasir kosmologiyanın mənşəyi

90 il əvvəl rus fizik Aleksandr Fridman Kainatın sürətlənən və ya yavaşlayan sürətlə genişlənə və ya büzülə biləcəyini və hətta “heç nədən” yarana biləcəyini proqnozlaşdırmışdı. Bu inqilabi elmi fikirlər əvvəlcə Albert Eynşteynin tənqidi və anlaşılmazlığı ilə qarşılaşdı və Fridmanın ölümündən cəmi altı il sonra nisbilik nəzəriyyəsinin yaradıcısı onun haqlı olduğunu etiraf etdi və onun qızğın tərəfdarı oldu.

Fridman erkən - 37 yaşında vəfat etdi. Bəlkə də buna görə genişlənən Kainatın kəşfçisi adı növbə ilə Georges Lemaître və Edwin Hubble-a verildi. Son astronomik müşahidələr Fridmanın proqnozlaşdırdığı Kainatın təkamülü ssenarilərindən birinin doğruluğunu təsdiqlədi, buna görə də bu gün həmvətənimizin bu böyük kəşfdə prioritetini xatırlatmaq çox vacibdir.

1922-ci ildə Petroqrad fiziki Aleksandr Fridman kəşf etdi ki, Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin tənlikləri təkcə statik deyil, həm də dinamik həllərə imkan verir. Nəticədə, o, Kainatın inkişafı üçün üç mümkün ssenarini təsvir edən iki diferensial tənlik (indiki Fridman tənlikləri) əldə edir. Onların fikrincə, Kainat büzüşə, genişləyə, çökə və hətta bir nöqtədən (fiziklərin dediyi kimi, təklikdən) çıxa bilər. 1924-cü ildə Fridman mənfi əyriliyə malik, buna görə də həcmcə sonsuz və məkanda qeyri-məhdud dinamik Kainatın mövcud olmasının mümkünlüyü haqqında başqa bir inqilabi ideya irəli sürdü.

Onilliklər sonra kosmik müşahidələr Fridmanın 1922-1924-cü illərdə təklif etdiyi kosmosun inkişafı ilə bağlı üç ssenaridən birinin doğru olduğunu təsdiqlədi. Kainatın sürətlə genişlənməsini kəşf edən üç amerikalı astronom 2011-ci il üçün Fizika üzrə Nobel Mükafatına layiq görülüb. İsveç Kral Elmlər Akademiyası bu kəşfin əhəmiyyətini əsaslandırarkən Fridmanın (Fizika üzrə Nobel Mükafatı üzrə Elmi Məlumat) əsərinə istinad edir. , 2011), lakin eyni zamanda verdiyi töhfənin mahiyyətini çox yanlış təqdim edir.

Təəssüf ki, lap əvvəldən yanlış anlaşılma və inkar Fridmanın riyazi baxımdan qüsursuz şəkildə formalaşdırdığı kosmoloji fikirlərini müşayiət edirdi. Amma zaman hər şeyi öz yerinə qoyur...

Ümumi Nisbilik: Eynşteyn De Sitterə qarşı

Ümumi nisbilik nəzəriyyəsi göstərir ki, fiziki cisimlər arasında cazibə qüvvəsinin qarşılıqlı təsiri orada yerləşən kütlələrin yaratdığı fəzanın əyriliyi nəticəsində yaranır. Onun əsas tənlikləri dördüncü dərəcəli tensor (üç fəza koordinatı və vaxt) tərəfindən təsvir edilən məkanın əyriliyini maddə kütləsinin paylanması və axını ilə əlaqələndirir. Riyazi olaraq ümumi nisbilik nəzəriyyəsi qeyri-xətti qismən diferensial tənliklər sistemidir və buna görə də onun analitik həlli yalnız bir sıra ən sadə hallar üçün tapıla bilər.

1916-cı ildə alman astronomu və fiziki Karl Şvartsşild tərəfindən tapılan bu həllərdən birincisi Günəş kimi nəhəng cisimlərin ətrafındakı cazibə sahəsini, xüsusən də planetlərin hərəkətini və günəş şüalarının yayılmasını təsvir edir. Bu həllin məhdudlaşdırıcı halı qara dəliklərin əmələ gəlməsinə səbəb olan qravitasiyanın çökməsidir.

Kosmosun içərisində yerləşən kütlələrə görə əyriliyi iki ölçülü hal üçün aydın şəkildə nümayiş etdirilə bilər. Kürə səthdir, müsbət əyriliyi olan iki ölçülü boşluqdur. Üzərindəki iki nöqtə arasındakı məsafə eyni fəza koordinatlarına malik müstəvidə iki nöqtə arasındakı məsafədən böyükdür və üçbucağın bucaqlarının cəmi 180 dərəcədən çoxdur. Aşağıda mənfi əyriliyi olan bir səth göstərilmişdir - bu vəziyyətdə üçbucağın bucaqlarının cəmi 180 ° -dən azdır, lakin nöqtələr arasındakı məsafə, birinci halda olduğu kimi, düz vəziyyətə nisbətən daha böyükdür. Kosmosun müsbət əyriliyi varsa, onun həcmi sonludur, öz üzərinə bağlıdır, lakin sərhədsizdir. Mənfidirsə, açıqdır və həcmi sonsuzdur.
Üç ölçülü məkanın əyriliyini vizuallaşdırmaq daha çətindir. Kosmosda bir koordinat şəbəkəsi çəksəniz, kütlənin təsiri onun təhrifinə səbəb olacaqdır. Şəbəkənin düz xətləri boyunca əyri boşluqda, əyri kosmosda hərəkət edən cisim də bu xətlər boyunca hərəkət edəcək, lakin indi onlar düz olmayacaqlar.

Tezliklə fiziklər bir sualla qarşılaşdılar: ümumi nisbilik nəzəriyyəsi Kainatın özünü təsvir edə bilərmi? Hesablamaları sadələşdirmək üçün aşağıdakı fundamental kosmoloji prinsip tərtib edilmişdir: Kainat homojendir (yəni hər hansı bir müşahidəçi oxşar mənzərəni görür) və izotropikdir (istənilən istiqamətdə Kainat eynidir). Daha az əhəmiyyət kəsb edən fərziyyələr də irəli sürülüb: maddənin sıxlığı kosmosun bütün nöqtələrində eynidir, hərəkət edən cisimlərin sürətləri işıq sürəti ilə müqayisədə əhəmiyyətsizdir və cisimlər arasında cazibə qüvvəsindən başqa qarşılıqlı təsir yoxdur.

Həqiqətən də astronomlar teleskoplarını hara yönəldirdilərsə, həmişə oxşar mənzərəni görürdülər. Bundan əlavə, o dövrdə məlum olan ulduzların Günəşə nisbətən ən yüksək sürəti 5 km/s-dən çox deyildi.

1917-ci ilin fevralında Eynşteyn bu kosmoloji həllərdən birincisini tapdı: onun modelində Kainat zamanla dəyişməyən sabit əyrilik radiusunun üçölçülü hipersferası kimi təqdim olunur. Kainatın öz cazibə qüvvəsinin təsiri altında dağılmasının qarşısını almaq üçün Eynşteyn öz tənliklərinə kosmoloji sabit adlanan Λ əmsallı başqa bir termin daxil edir. O dövrdə məlum olan astronomik məlumatlara əsaslanaraq, onun nəzəriyyəsi Kainatın radiusunu 800 milyon işıq ili olaraq qiymətləndirdi.

Eynşteynə elə gəlir ki, məqsədə nail olunub. Lakin holland astronomu Willem de Sitter tərəfindən cəmi bir ay sonra tapılan ikinci kosmoloji həll Eynşteynə soyuq duş kimi təsir edir. De Sitterin kainatı da statikdir, lakin onda hər bir müşahidəçi vaxtın yavaşladığı və hətta dayandığı bir növ “üfüq”lə əhatə olunmuşdur. Bundan əlavə, Kainatın bu modelində maddə və radiasiya kimi reallıqlar “təmin edilməmişdir”.

Sonuncu vəziyyətə görə Eynşteyn de Sitterin modelini qəbuledilməz elan edir, çünki o, Ernst Mach prinsipinə ziddir, yəni ətalət və ətalət (deməli, maddənin inert xassələrinə əsaslanan ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin prinsipləri) maddə olmadan mövcud ola bilməz. Bununla belə, de Sitterin modelinin bir mühüm üstünlüyü var idi: zaman yavaşladıqda “üfüqdə” psevdo-Doppler effekti yaranır ki, bu da uzaq qalaktikaların spektrində xətlərin qırmızı yerdəyişməsi faktını izah etmək üçün istifadə edilə bilər. 1914-cü ildə Amerika astronomu Vesto Slifer tərəfindən (Louell, Arizona rəsədxanası).

De Sitter Kainatın radiusunun 4,5 milyon işıq ili olduğunu təxmin etdi. Lakin bu rəqəm o vaxt da qeyri-mümkün qədər kiçik görünürdü, çünki o dövrdə mövcud olan Amerika Mount Wilson Rəsədxanasının teleskopu 150 milyon işıq ilinə qədər məsafədə yerləşən obyektləri ayırd edə bilirdi!

QISA, DOLU HƏYAT

Aleksandr Fridmanın həyatının çox hissəsi doğulub boya-başa çatdığı Sankt-Peterburqda keçib. Burada 1905-ci inqilab ilində orta məktəbi bitirmiş və 1906-cı ildə universitetin riyaziyyat fakültəsinə daxil olmuşdur. Onun dissertasiya işinə gələcək akademik Vladimir Andreeviç Steklov rəhbərlik edir. Fridman ömrünün sonuna kimi məktublarında ona belə müraciət edirdi: “Hörmətli və hörmətli Vladimir Andreeviç”. Fridman hələ sonuncu kurs tələbəsi olarkən və universiteti bitirdikdən sonra rus arvadı ilə 1907-ci ildə Sankt-Peterburqa köçən Vyanadan olan Pol Erenfestin ev seminarlarında iştirak edirdi. 1910-cu ildə universiteti bitirdikdən sonra Fridman riyazi fizikanı, əsasən aerodinamika və meteorologiyanın tətbiqlərini öyrəndi. Onun müəllimi məşhur meteoroloq Şahzadə B.B.Qolitsyndir. 1912-ci ildə Fridman 1924-cü ilə qədər bütün səyahətlərində onu müşayiət edən Yekaterina Dorofeyeva ilə evləndi.
1914-cü ilin avqustunda başlayan Birinci Dünya Müharibəsi onun elmi işlərinə ara verdi və Fridman könüllü olaraq Avstriya cəbhəsinə getdi və burada ballistika təlimatçısı kimi aviasiyada xidmət etdi. O, hədəfli bombardmanlar üçün cədvəllər tərtib edir və kəşfiyyat uçuşlarında iştirak edir. Döyüş əməliyyatları zamanı göstərdiyi şücaətə görə Fridman “Müqəddəs Corc Xaçı” ordeni ilə təltif edilmiş və zabit rütbəsinə yüksəlmişdir.
sonra Fevral inqilabı Rusiyada əyalətlərdə yeni universitetlər yaradıldı və Fridman 1918-ci ildə Steklovun tövsiyəsi ilə Permdə ilk professor adını aldı. Orada bir neçə tətbiqi fənni tədris edir. 1919-cu ildə Kolçakın geri çəkilən ordusu ilə birlikdə universitetin humanitar hissəsi ilə birlikdə təxliyə edildi, lakin tezliklə fikrini dəyişdi və Yekaterinburqa qayıtdı.
1920-ci ildə Fridman Petroqrada qayıtdı və geofizika rəsədxanasında işləməyə başladı və beş ildən sonra onun direktoru oldu. O dövrdə onun əsas marağı aerodinamika və turbulentlik nəzəriyyəsinə yönəlmişdi. Eyni zamanda o, Petroqrad Politexnik İnstitutunda mexanikadan dərs deyir və ümumi nisbilik nəzəriyyəsi və kvant nəzəriyyəsi. 1924-cü ildə Fridman Delftdə (Hollandiya) 1-ci Beynəlxalq Mexanika Konqresində məruzə ilə çıxış etdi, Levi-Civita, Courant və başqaları onun işi ilə maraqlandılar. ən yaxşı riyaziyyatçılar Avropa. Qəbul edir fəal iştirak bu yaxınlarda vəfat etmiş akademik A. M. Lyapunovun toplanmış əsərlərinin hazırlanmasında. Fridmanın elmi həvəsini və enerjisini 1925-ci ilin iyulunda yüksək hündürlüklərdə atmosferin vəziyyəti haqqında məlumat toplamaq üçün stratosferik hava şarında riskli uçuşda iştirak etməsi sübut edir. 7400 metr hündürlüyə çatan o, pilot Fedoseenko ilə birlikdə oksigen çatışmazlığından ölüm ayağındadır. Fridmanın ölümündən sonra “Mən hər şeyi bilmək istəyirəm” jurnalında dərc olunan bu uçuşla bağlı hər iki iştirakçının xatirələri olduqca maraqlıdır.
1905-ci ildə təqdim edilmişdir xüsusi nəzəriyyə Nisbilik Rusiyada yaxşı tanınırdı. Amma Eynşteynin 1915-ci ildə yazdığı və ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin prinsiplərini formalaşdırdığı məqaləsi Birinci Dünya Müharibəsi səbəbindən rus alimlərinə gec çatdı. Müharibə başa çatdıqdan az sonra bu nəzəriyyə və Artur Eddinqtonun 1919-cu ilin mayında Günəş tutulması ilə bağlı apardığı müşahidələri dəstəkləyən hesabatlar nəhayət Rusiyaya çatdı və elmi ictimaiyyət tərəfindən böyük həvəslə qarşılandı.
1921-ci ildən etibarən Avropa elmi nəşrlərinin Rusiyaya çatdırılması bərpa olunur və rus alimləri lazımi ədəbiyyatla tanış olurlar. Bundan əlavə, yeni nəzəriyyə haqqında qiymətli məlumatları Petroqrada əslində bu barədə birinci əldən bilən fizik Vsevolod Frederiks gətirdi. Müharibə illərində Almaniyada “mülki məhbus” kimi internasiya olunub. Alman hakimiyyət orqanlarının icazəsi ilə Frederik Göttingendə 1916-cı ilin əvvəlində Eynşteyndən asılı olmayaraq ümumi nisbilik tənliklərini tərtib edən David Hilbertin köməkçisi kimi çalışdı və onun prinsiplərinə çox bələd idi.
Frederikslə sıx əməkdaşlıqda Fridman özünün əsərini yaradır əsas əsərlərümumi nisbilik nəzəriyyəsinə görə.
Təəssüf ki, Aleksandr Fridmanın həyatı onun ortasında kəsildi - 1925-ci ilin sentyabrında Krımdan qayıdarkən tif xəstəliyinə tutuldu və iki həftəlik bu xəstəliklə mübarizə apardıqdan sonra 37 yaşında öldü.

Bununla belə, de Sitterin modeli uzun müddət kosmoloqların diqqət mərkəzində qaldı. Feliks Klein, Cornelius Lanczos və Georges Lemaitre əsərləri koordinat sisteminin seçimindən asılı olaraq onun variantlarını nəzərdən keçirdi: daimi müsbət əyriliyi olan sferik dünya (məkan - zaman) və ya hətta eksponent olaraq artan kosmik miqyaslı düz dünya şəklində. . Və 1923-1924-cü illərdə. de Sitter modelində spektral sürüşmənin qiymətləndirilməsi Hermann Weyl və Ludwik Silberstein tərəfindən təkmilləşdirilmişdir.

Bütün bu ideyalar 1930-cu ilə qədər geniş müzakirə olundu. Müzakirə iştirakçıları uzaq inqilabçı Petroqraddan kənar adamın gətirdiyi tamamilə yeni, inqilabi ideyanı praktiki olaraq hiss etmədilər.

Fridmanın Kainatı: üç təkamül ssenarisi

29 may 1922-ci il tarixli ilk məqaləsində Fridman Eynşteyn və de Sitterin yuxarıda təsvir edilən işlərinə istinad edir. Lakin o, iki statik model arasında seçim etmək əvəzinə, ümumi nisbilik tənliklərinin kosmoloji həllinin tapılması problemini daha ümumi prizmadan nəzərdən keçirir.

Eynşteyn kimi Fridman da kosmosu üçölçülü hipersfera kimi təsəvvür edirdi. Bununla belə, Eynşteyndən fərqli olaraq, o, homojen və izotrop Kainatın statik olmamalı olduğunu və R fəzasının əyrilik radiusunun zamanla dəyişə biləcəyini başa düşdü. Bu halda ümumi nisbilik tənliklərinin iki sinif həlli mövcuddur - statik və dinamik. Birincilərə Eynşteyn və de Sitter modelləri daxildir; ikinciyə - zaman funksiyası kimi əyrilik radiusu üçün iki adi diferensial tənliyə gələn Fridman.

Bu halda əyrilik radiusu bəzi elliptik inteqralı tərsinə çevirməklə, yəni R üçün tənliyi həll etməklə əldə edilir:

Bu ifadədə R 0 Kainatın cari radiusu, t 0 isə “dünyanın yaranmasından bəri keçən vaxt”dır (Fridmanın öz ifadəsi ilə).

Eynşteyninki kimi kosmoloji sabit Λ da Fridman tənliklərinə daxildir, lakin o, empirik olaraq müəyyən edilməli olan müstəqil parametr rolunu oynayır. Belə çıxır ki, Λ ilə Kainatdakı maddənin orta sıxlığı arasındakı əlaqədən asılı olaraq Kainatın təkamülü üçün üç əsas ssenari yaranır.

Əgər kosmoloji sabit Λ maddənin sıxlığından asılı olaraq müəyyən kritik dəyərdən böyükdürsə, onda Kainat ondan yaranır. təklik radiusunun sıfır olduğu (nöqtələr). Müəyyən bir müddətdən sonra sürətli ilkin genişlənmə yavaşlayır və müəyyən bir andan Kainatın R(t) radiusu zamanla eksponent olaraq böyüdükdə sürətlənmiş genişlənmə mərhələsi başlayır. Fridman bu ssenarini “birinci növ monoton dünya” adlandırır (M1). Onun xarakterik xüsusiyyət– yavaşlama mərhələsindən sürətlənmə mərhələsinə xüsusi keçid nöqtəsi.

Ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin riyazi formalaşdırılması Riman həndəsəsinə və ya ixtiyari metrikli fəzaların həndəsəsinə əsaslanır.
Kosmik metrik iki sonsuz yaxın nöqtə arasındakı məsafəni təyin etmək üçün istifadə edilə bilən bir funksiyadır. Məsələn, Evklid müstəvisi üçün belə müəyyən edilmişdir dr 2 =dx 2 +dy 2, və R radiuslu iki ölçülü sferanın səthi üçün - dr 2 =R 2 (dθ 2 +sin 2 θ dφ 2), Harada θ (enlem) və φ (uzunluq) – sferada bucaq koordinatları. Üç ölçülü sferanın metrikası eyni şəkildə müəyyən edilir: sferanın radiusu (R) fəzanın əyrilik radiusu kimi qəbul edilə bilər. Eynşteyn modelində R radiusu sabitdir, Fridman modelində isə zamandan asılıdır.

Əgər kosmoloji sabit eyni kritik dəyərdən azdırsa, onda iki ssenari mümkündür. Müsbət Λ dəyəri üçün Kainat əvvəlcə sonlu radiusa malikdir, sonra isə sürətlənmə ilə sonsuz genişlənir. Fridman bu ssenarini “ikinci növ monoton dünya” (M2) adlandırdı.

Başqa bir ssenari xüsusilə maraqlıdır: onu nə vaxt həyata keçirmək olar mənfi dəyər kosmoloji sabit. Bu halda Kainat təklikdən yaranır və sonra genişlənir. Genişlənmə sürəti daim azalır və bir müddət sonra yenidən təkliyə çökənə qədər daim artan sürətlə büzülməyə başlayır.

Belə bir dünyanın ömrü sonludur və onun mövcudluğu Böyük Partlayışla birbaşa əks bir hadisə - Böyük Çöküşlə başa çatır. Fridman belə bir dünyanı dövri adlandırdı, çünki genişlənmə və dağılma prosesi sonsuz sayda baş verə bilər. Fridman dövrün 10 milyard işıq ili olduğunu təxmin etdi ki, bu da Böyük Partlayışdan sonra keçən zamanın müasir hesablamalarına təəccüblü dərəcədə yaxındır.

Fridman həmçinin kosmoloji sabit Λ kritik qiymətə bərabər olduğu halda öz modelinin iki məhdudlaşdırıcı ssenarisini təsvir edir. Onlardan birində Kainat daha yavaş sürətlə genişlənir, asimptotik olaraq Eynşteynin statik modelinin ölçüsünə yaxınlaşır; digərində isə Eynşteynin statik modelinin ölçüsü ilə başlayır və sonra qeyri-müəyyən müddətə ondan “uzaqlaşır”, eksponent olaraq genişlənir.

Fridman və Eynşteyn

1923-cü ildə nəşr olunan “The World as Space and Time” kitabında Fridman öz nəticələrini ümumiləşdirərək Böyük Partlayışdan tamamilə danışdı. müasir dil: “Kainatın dəyişən tipi çox müxtəlif hallar təqdim edir; bu tip üçün dünyanın əyrilik radiusunun müəyyən bir dəyərdən başlayaraq zamanla daim artdığı hallar mümkündür; Sonrakı hallar əyrilik radiusu vaxtaşırı dəyişdikdə mümkündür: Kainat bir nöqtəyə (heçliyə) kiçilir, sonra yenidən bir nöqtədən öz radiusunu müəyyən bir dəyərə gətirir, sonra yenidən əyrilik radiusunu azaldaraq, o, bir nöqtəyə çevrilir. nöqtə və s.

İnsan istər-istəməz hindu mifologiyasının həyatın dövrləri haqqında əfsanəsini xatırladır və "dünyanın yoxdan yaradılması" haqqında danışmaq mümkün olur, lakin bütün bunlar hələ də kifayət qədər astronomik materialla etibarlı şəkildə təsdiqlənə bilməyən maraqlı faktlar kimi qəbul edilməlidir. . Etibarlı astronomik məlumatlar olmadıqda, dəyişən Kainatın “həyatını” xarakterizə edən hər hansı rəqəmlər vermək faydasızdır; Əgər maraq naminə Kainatın yarandığı andan indiki vəziyyətinə qədər keçən vaxtı saymağa və buna görə də dünyanın yaradılışından keçən vaxtı təyin etməyə başlasaq, adi illərimizdə on milyardlarla rəqəmlər əldə edəcəyik”.

1922-ci ilin iyununda Fridman əsərinin rusdilli versiyasını Leydenə, holland nəzəri fizik Paul Ehrenfestə göndərdi və o, onu Almaniyanın mərkəzi "Fizika jurnalı"na (Zeitschrift für Physik) nəşr üçün təqdim etdi. Eynşteynin özü 1922-ci ilin iyulunda dərc olunan məqaləyə diqqət çəkdi, lakin bu, təəccüblü deyil - axı, Erenfest ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin yaradıcısının yaxın dostu idi.

Eynşteynin Fridmanın nəzəriyyəsini "şübhəli" kimi qiymətləndirməsi, dəyişən kainat ideyasının o zaman ona nə qədər qəbuledilməz göründüyünü göstərdi. Düzgün nəzəriyyə, onun fikrincə, kosmosun "aşkar" sabitliyini təsdiq etməli idi.

1922-ci ilin sentyabrında Eynşteyn Zeitschrift für Physik-ə qısa bir qeyd göndərdi və orada Fridmanın riyazi səhv etdiyini irəli sürdü. 1922-ci il dekabr tarixli cavab məktubunda Fridman hesablamalarını daha ətraflı şəkildə verir. Lakin bu məktub yalnız növbəti ilin may ayında, Eynşteyn dünya üzrə mühazirə turundan qayıdan zaman ünvan sahibinin əlinə keçir.

Bir ay sonra Fridmanın həmkarı, sovet fiziki Yuri Aleksandroviç Krutkov Erenfestin Leydendəki evində Eynşteynlə görüşür və yekun dəqiqləşdirmələri verir. Bu görüşdən dərhal sonra Eynşteyn Zeitschrift für Physik-də Fridmanın riyazi hesablamalarını doğru hesab etdiyi başqa bir mesaj dərc etdi. Düzdür, layihədə o, hələ də qeyd edir ki, “həllin fiziki mənası yoxdur”, amma düşünəndən sonra diqqətsiz iradın üstündən xətt çəkir.

Bununla belə, Eynşteynin genişlənən kainat ideyası ilə razılaşana qədər daha səkkiz il olardı.

Sonsuz bir kainat axtarışında

Fridman lap əvvəldən başa düşürdü ki, həqiqi Kainatın həndəsəsini, topologiyasını və kinematikasını təkcə ümumi nisbi nəzəriyyənin tənliklərindən müəyyən etmək mümkün deyil və bir neçə mümkün kosmoloji həllərdən birinin seçimi astronomik müşahidələrə əsaslanmalıdır.

Bununla belə, ən çox onu Eynşteynin nüfuzu sayəsində o vaxta qədər fizika ictimaiyyətinin şüurunda möhkəm kök salmış Kainatın sonluğu ideyası maraqlandırırdı. Buna görə də onun 1922-23-cü illərdəki əsərlərində. Fridman təkid edir ki, kosmosun yerli metrikasının özü Kainatın qlobal xassələrini (və xüsusən də sonluğunu) unikal şəkildə müəyyən edə bilməz. Başlamaq üçün o, sferik metrik ilə sonsuz fəzanın kifayət qədər spekulyativ cəbri topoloji quruluşunu təklif edir.

Cəbri topologiyadan konstruksiya kosmologiyada ilk dəfə 1900-cü ildə alman astronomu Şvartsşild, daha sonra isə 1917-ci ildə de Sitter adı ilə istifadə edilmişdir. elliptik boşluq(indi daha yaxşı kimi tanınır real proyektiv məkan). İstənilən ölçüdə o, antipodal nöqtələrin müəyyən edildiyi hipersferanı təmsil edir. Başqa sözlə, bu, Evklid fəzasının istənilən nöqtəsindən bir ölçüdən böyük olan bütün mümkün istiqamətlərin məkanıdır.

Hipersferdə hər hansı bir işıq mənbəyi iki əks tərəfdən göründüyü üçün özünüzü sferanın yalnız bir yarısı ilə tamamilə məhdudlaşdıra bilərsiniz. Qəribə ölçülərdə real proyektiv fəza (xüsusən də üçüncü ölçüdə) təkcə hipersferanın metrikasını qoruyub saxlamır, həm də hipersferin özü ilə eyni şəkildə istiqamətləndirilir. Lakin onun həcmi hipersferinkindən iki dəfə az olacaq və belə bir Kainatın kütləsi eyni maddə sıxlığına malik sferik Kainatın kütləsindən müvafiq olaraq iki dəfə az olacaq.

Ehrenfestin seminarında Fridman 1900-cü illərin əvvəllərində Henri Puancare tərəfindən tərtib edilmiş Rieman manifoldlarının örtükləri nəzəriyyəsi ilə tanış oldu. Bu nəzəriyyədən ilhamlanaraq, Fridman sonsuz fəzanın sferik metrikli versiyasını təklif edir ki, bu da hipersferi eyni ölçülü sonsuz Evklid fəzası ilə “örtməklə” əldə edilə bilər. Birölçülü vəziyyətdə bu, dairənin sonsuz nazik və sonsuz uzun sarğı olan sonlu dairəni sonsuz düz xətt ilə “örtməyə” bərabərdir. Bu halda, dairə və sarım eyni metrikaya sahib olacaq, lakin dairənin hər bir nöqtəsi xətt üzərində sonsuz sayda nöqtə ilə "örtüləcək". Bununla belə, iki və üç ölçülü məkan vəziyyətində bu prosedur fiziki cəhətdən düzgün məkan əldə etməyə imkan vermir: hipersferin qütbləri “örtülənmir” və real Kainatda belə heterojenlik müşahidə edilmir.

Paralel olaraq, Fridman qapalı məkan ideyasına qarşı başqa bir arqument irəli sürür. Çoxdankı dostu, riyaziyyatçı Yakov Tamarkinin təklifi ilə o, sual verir: ümumi nisbi nəzəriyyənin tənliklərinin fəzanın hər nöqtəsində eyni mənfi əyriliyə malik sonsuz həcmli hiperboloid şəklində həlləri varmı?

Onun içində yeni məqalə, 1924-cü ilin yanvarında Zeitschrift für Physik-də dərc olunmuş məqaləsində o, iki belə həll təklif edir: statik və dinamik. Mənfi əyriliyi olan məkan üçün statik həll, de Sitter həlli kimi, Kainatdakı maddənin sıfır sıxlığını tələb edir və buna görə də fiziki maraq doğurmur. Dinamik həll vəziyyətində maddənin sıxlığı müsbət əyrilikli versiyada olduğu kimi olmalıdır. Buradan, məsələn, belə çıxır ki, yalnız maddənin sıxlığını ölçməklə fəzanın əyriliyinin əlamətini müəyyən etmək mümkün deyil.

Fridmanın bu məqaləsinə Eynşteyn də daxil olmaqla beynəlxalq fizika ictimaiyyəti də məhəl qoymadı.

Fridmanın izi ilə: Georges Lemaîtrenin kəşfləri

Fridmanın nəzəriyyəsinin sonrakı taleyi "xətti" olmaqdan uzaq oldu. Tezliklə yenidən kəşf edildi və "qaranlıq materiya" və "Habbl sabiti" ilə əlaqəli əsas olan yeni fikirlərlə zənginləşdirildi.

1927-ci ildə belçikalı fizik və keşiş Georges Lemaitre Fridman tənliklərini yenidən kəşf etdi və onları həll etdi. Sliferin qalaktikaların spektrində qırmızı sürüşmənin üstünlük təşkil etməsi ilə bağlı nəticələrini bilən o, Kainatın böyük ehtimalla genişləndiyini başa düşür. Buna görə də o, əsərini “Sabit kütlə və artan radiuslu homojen kainat haqqında” adlandırır. Lakin o, bütün mümkün ssenariləri nəzərdən keçirmək əvəzinə, monoton dünyanın məhdudlaşdırıcı halını - Fridmanın təsnifatına görə M2-ni seçir, bu halda Kainatın ölçüsü Eynşteyn radiusundan sonsuzluğa qədər loqarifmik olaraq yavaş-yavaş artır. Bu ssenari, sonradan məlum olduğu kimi, fiziki cəhətdən əlverişli deyil.

Lakin başqa bir məsələdə Lemaitre Fridmandan da irəli gedir, riyaziyyatı astronomiya ilə əlaqələndirir. Fridmanın Sliferin 1923-cü ildə nəşr etdirdiyi nəticələrdən xəbəri yox idi, Lemaitre isə onları, necə deyərlər, birinci əldən alırdı: 1925-ci ildə o, bütün astronomik rəsədxanalara baş çəkərək bütün Amerikanı gəzdi.

Lemaitre öz nəzəriyyəsindən "qırmızı yerdəyişmə"nin böyüklüyünü zərif bir şəkildə təxmin edir və əhəmiyyətli bir əlaqə yaradır:

Harada v- qalaktikanın sürəti, r- ona olan məsafə, R– fəzanın əyrilik radiusu və Ṙ – əyrilik radiusunun dəyişmə sürəti.

Lemaitre modelində radius zamanla demək olar ki, eksponent olaraq artdığından tənliyin sağ tərəfi sabit qiymətə yaxındır. Bu o deməkdir ki, qalaktikaların sürətləri onların məsafələri ilə eyni sabit faktorla mütənasib olmalıdır. Lemaitre, Slifer tərəfindən hesablanmış 42 spiral qalaktikanın sürətlərini amerikalı astronom Edvin Hubble tərəfindən müəyyən edilmiş məsafələrlə müqayisə edir və 625 km/san/Mpc-ə bərabər istənilən sabiti əldə edir.

Lemaitre Kainatın genişlənməsi üçün başqa bir ssenari seçsəydi - təklikdən, o, "dünyanın yaradılmasından bəri keçən vaxtı" təxmin edə bilərdi. Ancaq nəticədə o, yalnız nə edə biləcəyini, yəni Kainatın ilkin radiusunu qiymətləndirir.

Kəşflərini Belçika Elmlər Akademiyasının az tanınan jurnalında dərc etdirən Lemaitre Fridmanın taleyi ilə üzləşdi: korifeylərdən heç biri, hətta onun keçmiş müəllimi Artur Eddinqton belə onun ideyalarına maraq göstərmədi. 1927-ci ildə Solvay konfransında Eynşteyn Lemetrə Fridmanın bu həlləri daha əvvəl əldə etdiyini söylədi və genişlənən kainat ideyasını "iyrənc" (hərfi mənada: "iyrənc") adlandırdı.

Böyük fasilə: Edwin Hubble-ın Ən Yaxşı Saatı

1929-cu ildə Hubble 46 qalaktikaya qədər olan məsafəni təxmin etmək üçün xüsusi bir texnikadan istifadə etdi və Sliferin onlara olan məsafələrindən asılı olaraq onların sürətlərini qrafikdə çəkərək, nəticədə yaranan nöqtələrin düz xəttə olduqca yaxın olduğunu kəşf etdi. 530 km/san/Mpc (qrafikdə möhkəm düz xətt) hesablanan bu düz xəttin mailliyi Hubble sabiti adlanır.

1930-cu ilin yanvarında İngilis Astronomiya Cəmiyyətinin iclasında Eddinqton və de Sitter etiraf etdilər ki, de Sitterin modeli qalaktikalara olan məsafələr və onların sürətləri arasında aşkar edilmiş xətti əlaqəni izah edə bilmir. Sonra Lemaitre Eddinqtonun diqqətini 1927-ci ildəki işinə cəlb edir və o, genişlənən Kainat ideyasını bir vəhy kimi qəbul edir. Sonrakı De Sitter idi və "nəhayət, onun gözündən tərəzi düşdü" dedi.

Eynşteyn yeni nəzəriyyəyə ən uzun müddət müqavimət göstərir, lakin onun fikri getdikcə dəyişir, buna Hubble-ın nəticələrinin dərc edilməsi və eyni ildə Eddinqton tərəfindən Eynşteynin öz statik həllinin qeyri-sabitliyinin, hətta müsbət bir vəziyyətin mövcudluğunda tapdığı sübut kömək edir. kosmoloji sabit.

1931-ci ilin əvvəlində Eynşteyn Hubble ilə şəxsən danışmaq və onun nəticələrini müzakirə etmək üçün Kaliforniyadakı Mount Wilson Rəsədxanasına getdi. Berlinə qayıdaraq, o, Fridmanın prioritetini qeyd edərək Kainatın genişlənməsi nəzəriyyəsini tanıdığı bir məqalə yazır və uzun müddətdir ki, "düşmənini" - kosmoloji sabiti Λ - ümumi nisbilik nəzəriyyəsindən xaric etməyi təklif edir.

Kainatın genişlənməsinin sürətləndiyi faktının aşkarlanmasına təxminən yarım əsr vaxt qalıb. Təəccüblü deyil ki, Eynşteyn genişlənən Kainat modelinin, Fridmanın sıfır kosmoloji sabitdə nəzəriyyəsindən irəli gələn bir həllin Kainatın yeganə düzgün təsviri olduğuna inanırdı.

Eynşteyn özünün məşhur mühazirələr toplusunun "Nisbiliyin mənası"nın (1946) əsas mətninə əlavə edilən "Kosmoloji problem haqqında" əlavəsində qeyd edirdi: "...riyaziyyatçı Fridman bu problemi həll etməyin yolunu tapdı. kosmoloji sabit]. Onun nəticələri Hubble* tərəfindən kəşf edilən ulduz sisteminin genişlənməsinin gözlənilməz təsdiqini tapdı. Növbəti təqdimat Fridmanın ideyasının təqdimatından başqa bir şey deyil...” Və sonra 15 səhifədə Eynşteyn Fridmanın nəzəriyyəsini ətraflı izah edir.

1932-ci ildə Eynşteyn və de Sitter ümumi nisbilik nəzəriyyəsindən təkcə kosmoloji sabiti deyil, həm də əyri Kainat ideyasını çıxartmağı təklif edərək, yalnız düz bir modeli nəzərdən keçirməyi təklif edən birgə məqalə yazacaqlar. Məhz bu model gələcək onilliklər ərzində genişlənən Kainat nəzəriyyəsi üçün əsas olacaq və demək olar ki, əsrin sonuna qədər kosmologiya dərsliklərində qeydlərdə yalnız sıfırdan fərqli kosmoloji sabiti olan modellər müzakirə olunacaq.

Digər tərəfdən, astronomik müşahidələr hələ də kosmik miqyasda Kainatın əyilməmiş Evklid fəzasından fərqləndiyinə dair heç bir sübut aşkar edə bilməyib. Lakin ola bilsin ki, daha dəqiq ölçmələr onun Fridmanın proqnozlaşdırdığı müsbət və ya mənfi əyriliyini aşkar etsin.

Fridmanın ssenarisi əsasında

Fridman (1923) kitabının sonunda yazır: “Eynşteynin nəzəriyyəsi təcrübə ilə əsaslandırılır; köhnə, zahirən izaholunmaz kimi görünən hadisələri izah edir və yeni heyrətamiz münasibətləri proqnozlaşdırır. Eynşteynin nəzəriyyəsini, dünyanın həndəsəsini və Kainatımızın quruluşunu öyrənməyin ən doğru və ən dərin yolu bu nəzəriyyəni bütün dünyaya tətbiq etmək və astronomik tədqiqatlardan istifadə etməkdir. Hələlik bu üsul bizə çox az şey verə bilər, çünki riyazi analiz sualın çətinlikləri qarşısında silahını yerə qoyur və astronomik tədqiqatlar hələ Kainatımızın eksperimental tədqiqi üçün kifayət qədər etibarlı əsas vermir. Ancaq bu şəraitdə müvəqqəti çətinlikləri görməmək mümkün deyil; övladlarımız, şübhəsiz ki, yaşamağa məhkum olduğumuz Kainatın xarakterini tanıyacaqlar...”

Fridmanın özü də dövri dünyanı xüsusilə vurğulayırdı. Kainatın dövri doğulması və yoxa çıxması ona Hindistandan gələn reenkarnasiya haqqında fəlsəfi fikirləri xatırlatdı. Qədim Yunanıstan. Amma Eynşteynin 1930-cu illərdən bəri kosmoloqlar arasında nüfuzu sayəsində. Əsas favorit, yavaşlama ilə sonsuzluğa qədər genişlənən düz Kainat idi (çünki kosmoloji sabit olmadıqda, heç bir şey düz dünyanın sürətlənməsinə mane olan cazibə qüvvəsinə qarşı çıxmır).

Düzdür, 1980-ci illərdən. Nəzəriyyəçilər arasında kosmoloji sabit Λ nəzəriyyənin üzləşdiyi bir sıra çətinlikləri həll etməyə kömək etdiyini iddia edən Lemaitrenin yanaşmasının lehinə səslər eşidilməyə başladı. Və hələ 1998-1999-cu illərdə alınıb. astronomik müşahidələrin nəticələri elmi ictimaiyyət üçün əsl sürpriz oldu.

5 milyard işıq ili uzaqlıqdakı 1a sinif fövqəlnovalarının parlaqlığını tədqiq edərək, üç gələcək Nobel mükafatçıları Saul Perlmutter, Adam Riess və Brayan Şmidtin başçılıq etdiyi iki müstəqil astronom komandası bu dövrdə Kainatın sürətlənməsini kəşf etdi. Bu o demək idi ki, Fridmanın dövri dünyası rədd edilməli idi. Bundan əlavə, hər iki qrup kosmoloji sabitin kifayət qədər böyük olduğunu təsbit etdi və hazırkı Kainatdakı maddənin enerjisi (o cümlədən qaranlıq maddə) və qaranlıq enerjinin nisbətini müvafiq olaraq 30% və 70% təşkil etdi.

Bununla belə, bu nəticələr Fridmanın iki monoton ssenarisindən hansının - təkliklə və ya zamanın əvvəlində Kainatın sonlu radiusu ilə reallaşdığını dəqiq müəyyən etməyə hələ imkan verməmişdir.

Bu seçim birinci ssenarinin özəlliyi sayəsində edildi, yəni Kainatın genişlənməsinin sürətlənməsi əvvəlcə azalır, sonra isə artır. Əgər Kainatın yaşını Hubble sabitinin hazırkı dəyərindən və maddənin enerjisi ilə qaranlıq enerji arasındakı əlaqədən müəyyən edildiyi kimi 13,75 milyard il götürsək, onda belə çıxır ki, sürətlənmənin tərsinə çevrilmə nöqtəsi 5,5 milyarddır. işıq illəri bizdən uzaqdır.

2004-cü ildə Riessin komandası 8 milyard işıq ili uzaqlıqda olan Kainatın genişlənməsinin yavaşlaması zamanı püskürən fövqəlnovaya qədər olan məsafəni ölçə bildi. Bu nəticələr təxminən 5 ± 1 milyard işıq ili əvvəl Kainatın genişlənməsinin ləngiməsinin əslində öz yerini sürətlənməyə verdiyini göstərir.

Beləliklə, Fridmanın M1 monoton dünya ssenarisi finişə ilk çatan oldu.

Kim birincidir?

1998-1999-cu illərdə sensasiyalı astronomik nəticələrin dərcindən sonra. Elm tarixçiləri Böyük Partlayış nəzəriyyəsinin kəşfinin prioriteti barədə mübahisə etməyə başladılar. Qısa bir müzakirədən sonra Lemaitre və Hubble finala çıxdılar, sonuncusu favorit hesab edildi - genişlənən Kainat ideyası ilə tanınan tək o idi. Amma gözlənilmədən məlum oldu ki, Hubble özü heç vaxt bu nəzəriyyəyə inanmayıb.

Müzakirənin mərkəzinə sirli bir hekayə gəldi. Lemaitre-nin 1927-ci il məqaləsi 1931-ci ildə tərcümə edildi və İngilis Astronomiya Cəmiyyətinin Jurnalında nəşr olundu, lakin bu təkrar nəşrdə astronomik məlumatlardan Hubble sabitini çıxaran böyük bir səhifə ölçüsündə fraqment buraxıldı. Belə bir fikir yarandı ki, Lemaitrenin məqaləsinə senzura edən şəxs şəxsən və ya dostları vasitəsilə Hubble olub. Bununla belə, bu versiyanın bu yaxınlarda tamamilə qeyri-mümkün olduğu sübuta yetirildi: Lemaitredən ingilis jurnalının redaktoruna məktubu tapıldı, orada o, özü bu parçanı köhnəlmiş kimi silməyə razıdır (Livio, 2011).

Lakin tarixçilər artıq Lemaitreni Hubble sabitinin müəllifi və kəşfçi adı uğrunda mübahisənin qalibi elan ediblər. Doğrudan da, bu görkəmli alimin xidmətləri danılmazdır. Dörd illik tərəddüd və şübhədən sonra Lemaitre yenə də Fridmanın Kainatın doğulması ideyasını təklikdən qəbul etdi və 1934-cü ildə “ilkin atomun partlaması” haqqında daha sonra istehza ilə danışaraq ona fiziki məna verməyə çalışdı. F. Hoyl tərəfindən “Böyük partlayış” (hərfi mənada “Böyük partlayış”) kimi dublyaj edilmişdir.

Bundan əlavə, Eynşteynin nüfuzuna baxmayaraq, Lemaitre ömrünün sonuna qədər ümumi nisbilik nəzəriyyəsi üçün kosmoloji sabitin ehtiyacını ardıcıl olaraq müdafiə etdi və ona hələ tam aydın olmayan "qaranlıq enerji" və ya "vakuum enerjisi" statusunu verdi. .”

Lakin Lemaitre ilk məqaləsində Kainatın Böyük Partlayış ssenarisinə görə inkişafı variantını əslində gözdən qaçırmışdı. Fridmanın tənliklərini yenidən kəşf etdikdən sonra, o, Kainatın sonlu başlanğıc radiusu və cari radiusa sonsuz uzunluqda genişlənməsi ilə M2 dünyasının məhdudlaşdırıcı versiyasına diqqət yetirərək, yalnız onlardan birinə diqqət yetirərək, mümkün həllərin bütün siniflərini nəzərdən keçirmədi. Lakin o, hətta kosmoloji sabitin Kainatdakı maddənin sıxlığından asılı olaraq müəyyən kritik dəyərə malik olduğunu güman edərək bu həlli əldə etdi.

Ona görə də təəccüblüdür ki, elm tarixçiləri Harri Nussbaumer və Lidiya Bieri bu yaxınlarda “Lemaitrenin Fridmana heç bir borcu yoxdur” (Nussbaumer & Bieri, 2009, s. 111) qənaətinə gəldilər. Və həqiqətən də, kosmoloji sabitin müstəqil parametr olduğunu və Kainatın təklikdən doğulduğunu anlamaqdan başqa “heç nə”!

Təəssüf ki, Big Bang nəzəriyyəsi Eynşteyn tərəfindən tanındıqdan qısa müddət sonra bir ögey övlad oldu. elmi dünya Hubble sabitinin dəyərini təyin etmək üçün ilk cəhdlərin qeyri-dəqiqliyi ilə əlaqədardır. Uzaq qalaktikalara olan məsafələri bir neçə dəfə az qiymətləndirən Hubble Kainatın müvafiq olaraq daha aşağı yaşını əldə etdi. Hətta onun içində Eynşteyn son illər həyat bu paradoksdan çıxış yolu tapmaqdan ümidini kəsdi: geoloji məlumatlara görə Yerin yaşı 4 milyard il, kosmoloji məlumatlara görə isə Kainatın yaşı 1,7 milyard ildən çox deyildi.

Və yalnız 1950-ci illərdə, Hubble və Eynşteynin ölümündən sonra, Palomar Rəsədxanasından (Cənubi Kaliforniya, ABŞ) astronomlar Valter Baade və Allan Sandage, Hubble'ın müşahidələrinin nəticələrini yenidən emal edərək, Hubble sabitinin təxminini səkkiz azaldıblar. dəfə və onu Kainatın yaşı qədər artırdı. Big Bang nəzəriyyəsi yenidən elm aləminin sevimlisinə çevrildi.

Əlavə edək ki, Hubble-ın özünün genişlənən Kainat nəzəriyyəsinin empirik təsdiqinə verdiyi töhfə indi astronomlar tərəfindən yenidən qiymətləndirilir - Sliferin xeyrinə.

Tarixçilər Helge Kragh və Robert Smith (Kragh and Smith 2008) Fridmanı kəşflərinin fiziki mənasına çox əhəmiyyət verməyən saf bir riyaziyyatçı kimi təqdim edirlər. Lakin bu nöqteyi-nəzər onun aerodinamika və meteorologiya sahəsindəki mühüm nailiyyətləri ilə təkzib olunur. 1966-cı ildə seçilmiş əsərlərinin toplusu və orada həll etdiyi problemlərin geniş spektri Fridmanın həmişə öz nəzəriyyələrinin fiziki təsdiqini axtardığına şübhə yeri qoymur. Yalnız 37 yaşında vaxtından əvvəl ölümü onun kosmoloji nəzəriyyə ilə empirik məlumatları birləşdirən ilk şəxs olmasına mane oldu və müasir kosmologiyaya verdiyi töhfələrin sonradan düzgün qiymətləndirilməməsinə səbəb oldu.

Yekaterina Fridmanın xatirələrinə görə, əri Dantedən bir misra gətirməyi çox sevirdi: “Mənim girdiyim sulardan heç kim keçməyib”. Həqiqətən də, kosmologiya filosofu kimi Fridman 1920-ci illərin debatlarının bütün digər iştirakçılarından, o cümlədən Eynşteyndən üstün idi. Məlumdur ki, Eynşteyn həyatının sonunda Fridmanın fikrincə, genişlənən Kainat nəzəriyyəsinin, prinsipcə, onsuz da ola biləcəyinə istinad edərək, kosmoloji sabiti “özünün ən böyük səhvi” adlandırdı.

Sovet ədəbiyyatında Big Bang nəzəriyyəsi uzun müddətdir“Lemaitrenin mürtəce nəzəriyyəsi”ndən başqa bir şey deyildi. Belə şəraitdə sovet fizikləri Fridmanın prioritetini müdafiə etmək sadəcə olaraq təhlükəli idi: onlar Fridmanın nailiyyətlərini yalnız Stalinin ölümündən sonra açıq şəkildə müdafiə etməyə başladılar. Bu, həm Qərb alimləri tərəfindən, həm də 1970-ci illərdən onun nailiyyətlərinə münasibəti dəyişdi. kosmologiya dərsliklərində Fridmanın tənlikləri və metrikası onun adı ilə çağırılmağa başladı.

Fridmanın ən qızğın tərəfdarı, nəzəri fizik Ya Zeldoviç Fridmanın kəşflər etdiyi dövrün nə qədər çətin olduğunu vurğulayır: “Fridmanın əsərləri 1922-1924-cü illərdə, böyük çətinliklər dövründə nəşr olundu. “Qaranlıqdakı Rusiya” - bu, H.G.Uellsin 1921-ci ildə Moskva və Petroqrad haqqında təəssüratıdır. Fridmanın əsərinin dərc olunduğu [Almaniya] jurnalının eyni nömrəsində alman alimlərinə müraciət var idi: elmi ədəbiyyat toplamaq üçün Müharibə və inqilab zamanı onunla əlaqəsi kəsilmiş rus həmkarları. Bu şəraitdə çox böyük əhəmiyyətə malik bir nəzəriyyənin yaradılması təkcə elmi deyil, həm də ümumbəşəri bəşəri şücaət idi”.

* Təəssüf ki, Eynşteyn bu nailiyyəti yalnız E.Habblla əlaqələndirdi, baxmayaraq ki, əslində o, ən azı bir neçə alimə, əsasən də U.Sliferə məxsusdur.

L ədəbiyyat

Fridman A. A. Seçilmiş əsərlər / “Elm klassikləri” silsiləsi / SSRİ Elmlər Akademiyası, 1966.

Sürətlənən Kainat (2011-ci il Fizika üzrə Nobel Mükafatı üzrə Elmi Məlumat) / İsveç Kral Elmlər Akademiyasının Fizika Sinfi.

Belenkiy A. Alexander Friedmann və müasir kosmologiyanın mənşəyi // Fizika Bu gün. 2012. № 65(10). S. 38-43.

Eynşteyn A. Nisbiliyin mənası. Princeton University Press. Əlavə ilə üçüncü nəşr (1946), əlavə əlavə ilə dördüncü nəşr (1950), Beşinci nəşr (1951), Altı nəşr (2004).

Eddington A.S. Riyazi Nisbilik Nəzəriyyəsi. London: Cambridge U. Press, 1923.

Kragh H., Smith R. W. Genişlənən kainatı kim kəşf etdi? // Elm tarixi. 2003. No 41. S. 141-162.

Livio M. Tərcümədə itdi: İtkin mətnin sirri həll edildi // Təbiət. 2011. No 479. S. 171-173.

Nussbaumer H., Bieri L. Genişlənən Kainatın Kəşf edilməsi. Kubok, 2009.

Perlmutter S. Supernovalar, Qaranlıq Enerji və Sürətlənən Kainat // Fizika Bu gün. 2003. № 56(4). S. 53-60.

Tropp E. A. və başqaları. Alexander A. Friedmann: Kainatı genişləndirən insan. Cambridge University Press, 1993, 2006.

Tropp E.A. və başqaları Alexander Alexandrovich Friedman. Həyat və fəaliyyət. Kiyev: KomKniga, 2006. 304 s.

Müəllif məsələnin tarixi ilə bağlı müzakirələrə görə Aleksey Kojevnikova (UBC), Leyden Universitetindən Karlo Beenakkerə (Leyden Universiteti) Fridmanın Erenfestə məktublarının nəşrinə görə, Springer nəşriyyatından Sabine Lehrə (Springer DE) minnətdarlığını bildirir. dəqiq nəşr tarixləri üçün Fridman və Eynşteyn, mətnin nəşrə hazırlanmasında köməklik üçün Qalina Jitlina (Richmond BC)

Redaktorlar Liliane Moens-ə (George Lemaitre Arxivi, Louvain Katolik Universiteti, J. Lemaitre Yer və İqlim Tədqiqatları Mərkəzi, Louvain-la-Neuve, Belçika) fotoşəkillərin dərhal əldə edilməsində göstərdiyi köməyə və onları dərc etmək hüququna görə təşəkkür etmək istəyir; Carlo Beenakker (Lorenz İnstitutu, Leiden Universiteti, Leiden, Hollandiya), Lauren Amundson (Lowell Rəsədxanası Arxivi, Flagstaff, Arizona, ABŞ), V. M. Kattsov və E. L. Maxotkin (A. İ. Voeykov adına Baş Geofizika Rəsədxanası, Sankt-Peterburq)