Автор: Пенькова О.Е., Ветчинов А.В.
Источник: Гольцов В.А. Тезисы докладов межвузовской студенческой конференции История и современность физики
(ИСоФ – 2008), Донецк, 22 ноября 2008 г./В.А. Гольцов. – Донецк: ДонНТУ, 2008. – 127 с.
Силы тяготения определяют движения планет и Галактик, эволюцию Вселенной в целом. Поэтому возникает вопрос: нельзя ли, используя законы Ньютона, построить модель динамики Вселенной? Впервые это было сделано английскими астрофизиками Э. Милн и В. Маккри в 1934 г., т.е. спустя почти 250 лет после Ньютона, а также после создания А. Эйнштейном в 1917 г. общей теории относительности и теоретического предсказания Фридманом в 1922 г. расширения Вселенной. Тем не менее, классическая модель дает первый набросок эволюции Вселенной.
Одним из надежно установленных астрофизикой фактов является однородность и изотропность видимой части Вселенной – Метагалактики. Это означает, что в каждый данный момент времени ее свойства одинаковы во всех ее точках и не зависят от выбора направления наблюдения. Казалось бы, это противоречит нашим непосредственным наблюдениям, ибо мы хорошо знаем, что в глубоком вакууме космического пространства движутся массивные образования типа планет, звезд. Однако в масштабах Метагалактики принцип однородности и изотропности выполняется достаточно хорошо, так как ее размеры очень велики – порядка 1023 км, а размеры наиболее крупных обнаруженных неоднородностей (сверхскоплений Галактик) порядка 1020–1021 км, то есть на два порядка меньше. В таком случае можно говорить, что Метагалактика однородна с точностью до 0,1–1 %, и задача о ее динамике сводится к задаче о динамике однородного и изотропного шара в собственном гравитационном поле.
Из решения уравнения Ньютона, записанного с учетом вышеуказанного условия, следует, что динамика Вселенной зависит от средней плотности вещества в Метагалактике. Если эта плотность меньше некоторой плотности, называемой критической, Метагалактика расширяется неограниченно (открытая Вселенная). В противном случае в какой то момент времени скорость расширения станет равною нулю, и расширение сменится сжатием. Это случай закрытой Метагалактики.
Таким образом, главным выводом классической механики является нестационарность Вселенной, что в принципе совпадает с результатами, следующими из общей теории относительности. Как видно, модель динамики Вселенной могла быть построена еще Ньютоном. Возможно, это не было сделано в силу укоренившегося в то время представления о неизменности, стационарности Вселенной. Ньютоновская модель эволюции Вселенной имеет ряд недостатков, на которые указано в работе.