VISATA
Visatos modeliai
Stacionari ir begalinė Visata. Nors kosmologijos elementų galima įžvelgti daugelio įžimiausių pasaulio mąstytojų pažiūrose, jos apžvalgą pradėsime nuo paties paprasčiausio, bet drauge ir sudėtingiausio Visatos modelio. Tai begalinė laike ir erdvėje, stacionari ir tolydinė Visata. Erdvė joje trimatė, euklidinė. Tokią Visatą – tolygiai užpildytą žvaigždėmis ir galaktikomis euklidinę erdvę – nesunku įsivaizduoti, nors begalybės suvokimas ir sukelia kai kurių sunkumų. Iš pirmo žvilgsnio šie sunkumai atrodė daugiau psichologinio, negu fizinio pobūdžio. nUodugnesnė analizė atskleidė tris tokias Visatos ypatybes, kurių niekaip negalima buvo suderinti su stebejimų duomenimis. Tai stacionarios, begalinės Visatos paradoksai.
Olberso fotometrinis paradoksas. Nesudėtingi skaičiavimai verčia manyti, kad dangus naktį turėtų švytėti, kaip ištisinis Saulės diskas, nes begalinėje Visatoje žvilgsnis bet kuria kryptimi turėtų remtis į žvaigždės paviršių. Užsidangstymas dujų-dulkių debesims paradokso napanaikina, nes per baigtinį laiko tarpą tie debesys, įkaitę nuo kritančios į juos spindulių energijos, patys pradėtų švytėti.
Neimano gravitacinis paradoksas yra analogikas savo prigimtimi fotometriniam paradoksui, tik čia sumuojasi begalybės žvaigždžių gravitacijos jėga. Bet kurioje erdvės dalyje ji turėtų formuoti neapibrėžtą begalinę traukos jėgą, kurios tikrumoje nėra.
Termodinaminis paradoksas. Jeigu Visatos egzistavimas praeityje yra begalinis, tada, taikant antrąjį termodinamikos dėsnį, gaunamas pats netikėčiausias sprendimas. Tokiu atveju iandien turėtų būti išnykusios visos žvaigždžių sistemos, subyrėjusios pačios žvaigždės, planetos it kiti dangaus kūnai. Vadinasi, šiandieninis mūsų egzistavimas taptų “neįteisintu”.
Einteino ir Fridmano Visatos modeliai. Sekantis žinsnis kosmologijoje buvo Einteino priedas prie reliatyvumo teorijos – stacionarios ir baigtinės Visatos modelis. Visų pirma Einteinas atsisakė begalybės, o vietoj jos į savo lygtis įvedė Λ konstantą. ios konstantos fizikinė prasmė apytiksliai paaiškėja, išreiškus ją jėga, priešinga gravitacijos. Skirtumas tik tas, kad i jėga ne tiek veikia atskirus dangaus kūnus, kiek yra neatskiriama nuo materijos, Einteino modelyje susidaro pusiausvyyra tarp gravitacinės jėgos ir Λ jėgos. Tačiau tuomet erdvė nebetenka euklidinio plokštumo – trimatė erdvė įgyja teigiamą kreivumą ir sudaro uždarą trimatę sferą su kreivumo spinduliu:
R? = 1/?Λ
Fridmano Visatos modelio variantų schema
Einšteino trimatė erdvė yra bekraštė, kaip bekraštis yra dvimatis sferos paviršius, bet, panašiai kaip pastarasis, yra riboto paviršiaus. Taigi tokia erdvė ya baigtinė pagal tūrį ir pagal joje esantį materijos kiekį. Uždaros trimatės bekraštės erdvės įsivaizduoti nesugebame, šį reiškinį galima apibūdinti tik matematiniais jos parametrų santykiais.