Расширяющаяся Вселенная

Однако это еще не все: теория гравитации Эйнштейна не только дает возможность говорить о конечности Вселенной, но приводит к еще более поразительному выводу — выводу о расширении Вселенной.

Впервые этот вывод, к которому сам Эйнштейн вначале отнесся скептически, был сделан советским физиком А. Фридманом.

В основе теории Фридмана лежит следующее основное предположение: Вселенная в целом однородна и изотропна. Это означает, что ни один из больших участков Вселенной не отличается по своим свойствам от остальных. Все направления во Вселенной совершенно равноправны. Средняя плотность вещества всюду одинакова.

При этом предположении уравнения тяготения Эйнштейна, совершенно однозначно приводят к выводу о том, что Вселенная не может быть стационарной. Она расширяется, так что все звездные скопления — галактики — разбегаются друг от друга.

Вспомним нашу двумерную модель конечной Вселенной — детский шарик. Этот шарик — Вселенная — непрерывно раздувается, так что расстояния между любыми его точками возрастают. Причем возрастают тем быстрее, чем дальше эти точки расположены друг от друга: ведь увеличивается каждый сантиметр отрезка кривой, соединяющей точки. Двумерные астрономы наверняка смогли бы это обнаружить.

Если смотреть на удаляющуюся звезду, то ее спектр будет смещаться в сторону длинных волн. Все линии делаются «более красными». (Это явление называется красным смещением, а вызвано оно эффектом Доплера; смещение тем заметнее, чем больше скорость.)

Самое замечательное в том, что наши земные астрономы сумели обнаружить такое явление. Американский астроном Хаббл установил, что все звездные острова Вселенной — галактики — удаляются от нашей. Причем, чем дальше от нас галактика, тем больше смещаются спектральные линии ее световых волн, тем больше, следовательно, относительная скорость движения галактик. Эта скорость и удовлетворяет простому закону: и = Нг, где г — расстояние до галактики, а Я — постоянная Хаббла.

Наиболее удаленные галактики убегают от нашей с фантастическими скоростями порядка 100 000 км/сек, т. е. около одной трети скорости света. При этом сине-зеленый свет галактик воспринимается нами как красный.

Закон Хаббла непосредственно вытекает из теории Фридмана. Причем Н убывает обратно пропорционально времени и, следовательно, скорость расширения Вселенной должна уменьшаться.

Поразительное теоретическое предсказание сомкнулось с замечательным экспериментальным открытием. Не удивительно, что научный мир — да и не только он — был буквально потрясен новизной и смелостью космологических идей Эйнштейна — Фридмана. Слово «переворот» безо всяких скидок подходит к тому, что здесь произошло.