Этапы развития астрономии и космонавтики, хронология событий и достижений  
 

| на главную страницу сайта | к оглавлению раздела |

Космологические парадоксы

Слово «парадокс» в переводе с греческого означает «неожиданный», «странный». Под парадоксом в науке понимается непривычное, неожиданное, расходящееся с законами утверждение или вывод. В конце XIX века возникли три парадокса: фотометрический, гравитационный и парадокс «тепловой смерти» Вселенной.

Фотометрический парадокс впервые был сформулирован швейцарским астрономом Х. Шезо в 1744 году. Однако более подробно он был изложен немецким ученым В. Ольбресом в 1826 году. В наши дни было обнаружено, что о нем говорил еще Галлей - openaxiom.ru. Суть фотометрического парадокса заключается в том, что в бесконечной и даже в конечной, но имеющей большую протяженность Вселенной, заполненной звездами в хаотичном порядке, наблюдатель с Земли должен постоянно натыкаться взглядом на поверхность звезды. Таким образом, все необъятное космическое пространство должно выглядеть, как поверхность Солнца, однако в действительности этого не происходит.

В течение долгого времени объяснением этого парадокса считали наличие во Вселенной темной поглощающей материи.

В 30-х годах XX столетия академик В. Г. Фесенков высказал предположение, что даже если темная поглощающая материя и существует, то она лишь частично рассеивает энергию излучения звезд и переводит ее в другой спектральный интервал. Полного поглощения, по мнению ученого, все же может и не происходить.

Немного раньше другой способ объяснения фотометрического парадокса был предложен шведским астрономом К. В. Л. Шарлье (1862–1934). Он сформулировал его при разработке своей модели бесконечной иерархической Вселенной. Однако вскоре ученые отказались от нее в пользу новой теории расширяющейся Вселенной, разработанной Фридманом, Леметом и Хабблом - openaxiom.ru. Согласно этой теории, фотометрический парадокс вообще не возникает из-за существования такого явления, как красное смещение. В результате красного смещения происходит уменьшение энергии приходящих фотонов.

Красное смещение
Красное смещение

В итоге ученые пришли к выводу, что при определенных условиях о фотометрическом парадоксе можно забыть даже согласно ньютоновской картине Вселенной.

В 1874 году немецкий математик К. Нейман, а через двадцать один год независимо от него Г. Зелигер пришли к выводу, что, если исходить из законов Ньютона, в бесконечной Вселенной в каждой точке на материальное тело должны действовать силы очень большой, «бесконечной» величины. Таким образом, возник гравитационный парадокс - openaxiom.ru. Для преодоления этого парадокса ученые предложили изменить формулировку закона всемирного тяготения, несмотря на то что он на протяжении многих лет был неоднократно подтвержден многими учеными. Другое решение проблемы предложил К. Шварцшильд. Он изложил свою модель Вселенной со сферической геометрией и высказал идею, что в этом случае на материальные тела уже не влияют бесконечные силы.

В 1908 году Шарлье изложил свои представления о строении Вселенной, в которых не возникало ни фотометрического, ни гравитационного парадокса. Он исходил из того, что иерархия Вселенной бесконечна, и расстояние между различными уровнями иерархии растет достаточно быстро. В этом случае, согласно законам Ньютона, расходящийся пучок света и гравитация ослабевают при увеличении расстояния.

Однако неизбежно возникали другие проблемы. Например, строго должны выполняться условия, описанные Шарлье, иначе парадоксы вновь будут иметь место. Кроме того, астрономы всегда предполагали бесконечность во Вселенной полной массы, а согласно модели Шарлье, средняя плотность материи равнялась нулю.

В середине XIX века Р. Клаузиус и В. Томсон постарались применить II Начало термодинамики на всю бесконечную Вселенную, в результате чего возник парадокс «тепловой смерти» Вселенной - openaxiom.ru. Клаузиус сформулировал этот парадокс так: «Энергия мира постоянна. Энтропия мира стремится к максимуму». Суть этого состоит в следующем: имеет место такое явление, как одностороннее необратимое рассеяние энергии, которое может привести к тепловой смерти Вселенной.

Разрешить этот парадокс смог австрийский физик Людвиг Больцман (1844–1906). Он предложил «статическую модель Вселенной», которая отличалась от ньютоновской картины мира тем, что материя в ней имела атомное строение, и обнаружил, что при учете эффекта флуктуаций этот парадокс исчезает.

 
 


2009-2015 © openaxiom.ru