Физика времени

Эти взгляды не вытекали сами по себе ни из теории относительности, ни из каких-либо первых принципов физики. Не существовало тогда и никаких конкретных астрономических сведений о крупномасштабных свойствах Метагалактики. Это были традиционные интуитивные представления об общих чертах Вселенной, восходящие к истокам науки нового времени, к идеям Коперника и Бруно. Дальнейшее развитие наблюдательной астрономии полностью их подтвердило: Метагалактика как целое действительно оказалась однородной и изотропной.

Однородность и изотропия — это пространственные свойства наблюдаемой Вселенной. А каковы ее временные свойства?

Нужно сказать, что на этот счет тоже имелась традиция, которой следовал и Эйнштейн. Он считал, что Вселенная в целом пребывает в неизменном состоянии и никак не подвластна ходу времени. Конечно, здесь и там в мире могут рождаться и умирать звезды или даже галактики. Но вся Вселенная как таковая не испытывает от этого изменений. Если погасли какие-то галактики или звезды, то вместо них возникают другие, а картина мира в крупном масштабе остается одной и той же. Так не изменяется и остается самим собой лес, хотя одно за другим сменяют в нем друг друга поколения деревьев.

Эйнштейн говорил о статической, то есть неподвижной, вечной и неизменной во времени Вселенной. В такой Вселенной каждый момент времени — всего лишь мгновение между бесконечным прошлым и бесконечным будущим. В каждое мгновение Вселенная одна и та же. И потому сами эти мгновения тоже одинаковы и неразличимы. Из таких одинаковых неразличимых мгновений складывается общее время Вселенной. Это время можно назвать однородным — все его мгновения равноправны между собой.

В первые 2—3 десятилетия нашего века такие представления о Вселенной и ее времени казались естественными и даже очевидными. Таково было, по-видимому, общее умонастроение.

Но реальная Вселенная оказалась совсем иной. Не статической, не вечно застывшей, а, напротив, динамичной и развивающейся увидели ее вскоре физики и астрономы. Как и в масштабе отдельных планет, звезд или галактик, Вселенная во всем своем объеме изменяется, переходит из одного состояния в другое. Как и все, что известно нам в физическом мире, Вселенная существует не вне времени. Она тоже подчиняется его стремлению.

В 20-е годы, всего за несколько лет, был найден верный теоретический подход к космологии, к проблеме космического времени. Было получено и надежное подтверждение теории в астрономических наблюдениях.

Фридман

Картина развивающейся Вселенной создавалась в 1922—24 годах советским математиком Александром Александровичем Фридманом. Это стало одним из самых крупных достижений всей отечественной науки.

Фридман родился в 1888 в Петербурге, учился в Санкт-Петербургском университете, вся его короткая и исключительно яркая научная жизнь прошла в городе на Неве. Он считал себя математиком. Метеорологи называют его классиком своей науки — он вывел математические соотношения для атмосферных вихрей, имеющие фундаментальное значение в теории прогноза погоды. В гидромеханике высоко ценятся его работы по теории хаотических турбулентных движений. Это основные области его научной работы.

 ^{Фридман был директором Главной геофизической обсерватории в 1924—25 годах, читал лекции в университете и Политехническом институте. Ему приходилось летать с исследовательскими целями на дирижаблях, а в июле 1925 года он поднялся на аэростате, достигшем рекордной по тому времени высоты 7400 метров.}

^{Заинтересовавшись в 1920 году общей теорией относительности, он очень быстро овладел ею, и уже в 1922 году была опубликована первая из двух его космологических статей, которым суждено было дать начало современной космологии. Эта статья называлась «О кривизне пространства». Вторая статья, появившаяся двумя годами позднее, носила название «О возможности мира с постоянной отрицательной кривизной пространства». В 1923 году вышла его научно-популярная книга «Мир как пространство и время» — первая книга о новой космологии.}

Фридман был математиком, и его космологическая теория возникла из решения строгой математической задачи. Как видно из названия его статей, это была задача о геометрии Вселенной, о ее пространстве и времени.