Модель стационарной Вселенной и ее противоречия (фотометрический, гравитационный и термодинамический парадоксы).

Между тем, к концу XIX в. накопились факты, ставящие под сомнение классическую космологическую модель. Учеными были обозначены т.н. космологические парадоксы - затруднения и противоречия, возникающие при распространении законов физики на Вселенную в целом или достаточно большие ее области. Наиболее известные из них - фотометрический, гравитационный и термодинамический.

Фотометрический парадокс или парадокс Шезо - Ольберса, получил название по именам швейцарского астронома Ж. Шезо (Jean Phillippe Loys de Chéseaux; 1718-1751) и немецкого астронома Г. Ольберса (Heinrich Olbers; 1758-1840). Проблема состояла в том, что в рамках классической космологической модели невозможно объяснить, почему ночью темно: если повсюду в бесконечном пространстве стационарной Вселенной (или хотя бы в достаточно большой ее области) имеются излучающие свет звезды, то в любом направлении зрения должна оказаться какая-нибудь звезда, подобно тому, как в густом лесу мы обнаруживаем себя окруженными непроницаемой «стеной» из удаленных деревьев. Следовательно, вся поверхность неба для земного наблюдателя всегда должна представляться ослепительно яркой, подобной поверхности Солнца. Это противоречит тому, что наблюдается в действительности. Парадокс решается при учете одного из следующих допущений:

• Вселенная не бесконечно древняя;
• Вселенная пространственно ограничена и число звезд в ней конечно.

Гравитационный парадокс связан с именами двух немецких ученых - математика К. Неймана (Carl Neumann; 1832(18320507)-1925) и астронома X. Зеелигера (Hugo von Seeliger; 1849-1924). Суть его в следующем: в бесконечной Вселенной с равномерно распределенными в ней телами сила тяготения со стороны всех тел Вселенной на отдельно взятый объект, например, планету Земля, оказывается бесконечно большой или неопределенной, в зависимости от способа вычисления. В реальности этого не происходит, следовательно, количество небесных тел во Вселенной ограничено, а сама она небесконечна.

Термодинамический парадокс вытекает из Второго начала термодинамики. При разнообразных превращениях различные виды энергии, в конечном счете, переходят в рассеянное тепло, а замкнутая система с необратимым возрастанием энтропии стремится к состоянию термодинамического равновесия. Относительно Вселенной в целом это означает неизбежное наступление на определенном этапе ее существования т.н. «тепловой смерти» - разрушение всех структур и прекращение всякого движения. Иными словами, наше пребывание в сложной структурированной активной Вселенной свидетельствует о том, что Космос когда-то возник и еще не успел деградировать в соответствии с «неумолимым» Вторым началом термодинамики.

Таким образом, космологические парадоксы заставили исследователей поставить под сомнение классическую космологическую модель и обратиться к поискам новых непротиворечивых моделей устройства Вселенной.

Дата добавления: 2015-08-18