34.Классическая и современная космология: концепции стационарной и нестационарной Вселенной

Космология – наука, изучающая строение и эволюцию Вселенной.

Вселенная – весь существующий материальный мир.

Метагалактика – упорядоченная система галактик.

В основе космологических моделей Вселенной лежат определённые мировоззренческие предпосылки, а сами эти модели имеют большое мировоззренческое значение.

В классической науке существовала так называемая теория стационарного состояния Вселенной, согласно которой Вселенная всегда была почти такой же, как сейчас. Астрономия была статичной: изучались движения планет и комет, описывались звёзды и т.п. Но вопрос об эволюции Вселенной не ставился.

Классическая ньютоновская космология принимала следующие постулаты:

• Вселенная – всесуществующая. Космология познаёт мир таким, как он существует сам по себе, безотносительно к условиям познания.

• Пространство и время Вселенной абсолютны, они не зависят от материальных объектов и процессов.

• Пространство и время бесконечны.

• Пространство и время однородны и изотропны.

• Вселенная стационарна, не претерпевает эволюции. Изменяться могут конкретные космические системы, но не мир в целом.

В ньютоновской космологии возникали два парадокса, связанные с постулатом бесконечности Вселенной:

1. Гравитационный: если Вселенная бесконечна и в ней существует бесконечное количество небесных тел, то сило тяготения будет бесконечно большая, и Вселенная должна сколлапсировать, а не существовать вечно.

2. Фотометрический: если существует бесконечное количество небесных тел, то должна быть бесконечная светимость неба, чего не наблюдается.

Эти парадоксы, не разрешимые в рамках ньютоновской космологии, разрешает современная космология, в границах которой было введено представление о расширяющейся, эволюционирующей Вселенной.

Современных космологических моделей Вселенной достаточно много, но все они основываются на общей теории относительности А. Эйнштейна. Наиболее общепринятой в космологии является модель однородной изотропной нестационарной расширяющейся Вселенной, созданной самим Эйнштейном в 1916 году. В её основе лежат два предположения:

1. Свойства Вселенной одинаковы во всех её точках и направлениях;

2. Наилучшим известным описанием гравитационного поля являются уравнения Эйнштейна. Из этого следует кривизна пространства и связь кривизны с плотностью массы (энергии).

Важным пунктом данной модели является её нестационарность. Это определяется двумя постулатами теории относительности:

1. Принципом относительности, гласящим, что во всех инерционных системах все законы сохраняются вне зависимости от того, с какими скоростями, равномерно и прямолинейно движутся эти системы друг относительно друга;

2. Экспериментально подтверждённым постоянством скорости света.

Составной частью модели расширяющейся Вселенной является представление о Большом Взрыве, происшедшим где-то примерно 12-18 млрд. лет назад.

Как уже было сказано, современных космологических моделей Вселенной достаточно много и все они основываются на теории относительности Эйнштейна (т.к. уравнение Эйнштейна имеет много решений). Однако однозначно решить вопрос в пользу той или иной модели в настоящее время не представляется возможным. Но считается научно установленным фактом то, что Вселенная расширяется.