Лекция 12

мегамир. основные космологические представления  (II)

 

 

4. Структура и геометрия Вселенной

 

Открытия конца 70-х годов 20-го в. показали, что галак­тики в сверхскоплениях распределены не равномерно, а сосредоточены вблизи границ своего рода ячеек, т.е. Вселенная имеет ячеистую (сетчатую, пористую) структуру. Не простран­ственной моделью может служить кусок пемзы. В небольших масштабах вещество во Вселенной распределено неравно­мерно. В больших же масштабах она однородна и изотропна.

Космологические модели Вселенной.   Модели Вселенной в разные времена были различными, но главная их особенность состояла в неизменности Мира в целом, т.е. это были стаци­онарные модели. Основным доказательством этого была видимая неизменность звездного неба. Даже великий А. Эйнштейн, создавая в начале 20 в. общую теорию относитель­ности, был уверен в стационарности Вселенной.

В 1922 г. молодой советский физик-теоретик Л.А. Фридман, анализируя космологические уравнения Л. Эйнштейна, пришел к выводу, что они допускают нестационарность Все­ленной (расширение или сжатие). Согласно Фридману, существует два типа моделей: расширяющаяся и сжимающаяся Вселенная. Выбор их определяется величиной средней плот­ности материи во Вселенной относительно ее критического значения. По современным представлениям, r_кр » 10^-26 кг/м. Если средняя плотность материи во Вселенной r < r_кр , то это  соответствует расширяющейся (открытой) Вселенной. При  r < r_кр  галактики будут сбегаться, что соответствует сжимающейся (закрытой) Вселенной. В настоящее время средняя плотность оценивается равной 10^-28 кг/м, что означает, что наша Вселенная открытая и будет расширяться бесконечно. Таким образом, Вселенная представляется не только безграничной, но и пространственно бесконечной. В случае r < r_кр , т.е. в закрытой Вселенной расширение рано или поздно сменилось бы сжатием и галактики стали бы сбегаться. Вселенная в этом случае являлась бы безграничной, но пространственно конечной, подобно сфере.