Александр Александрович Фридман: теоретическая метеорология
Александр Александрович Фридман (1888–1925) родился в Санкт- Петербурге в семье музыкантов. Окончив с золотой медалью гимназию (1906), а затем Петербургский университет (1910), он стал ближайшим учеником знаменитого математика, академика Владимира Андреевича Стеклова. Первая половина научной жизни Фридмана целиком была отдана теоретической метеорологии.
С началом Первой мировой войны Фридман добровольно ушел на фронт — организовывал аэронавигационную и аэрологическую службы, в полетах с научной точностью проводил бомбометания. После войны был профессором Пермского университета, а затем учебных заведений Петрограда. С 1920 г. Фридман стал сотрудником Главной физической (с 1924 г. — геофизической) обсерватории, в 1925 г. был назначен ее директором. В 1924 г. он совершил героический полет на аэростате, поднявшись на высоту 7,5 км. Посмертно А. А. Фридману за работы в области метеорологии были присуждены премия Главнауки Наркомпроса СССР (1925) и Премия им. В. И. Ленина (1931).
С начала 1920-х гг. Фридмана захватила новая теория всемирного тяготения — общая теория относительности Эйнштейна (ОТО, 1916). Она ломала устоявшиеся представления в физике, утверждая новую, релятивистскую физическую картину мира, где пространство, время и материя оказывались неразрывно взаимосвязанными. Эйнштейн первым попытался в 1917 г. представить, какой в этой картине должна быть Вселенная, считая, что с общефилософской точки зрения она стационарна (т. е. в целом вечна и неизменна во времени).
Фридман же первым рискнул отказаться от извечного постулата о стационарности Вселенной и допустил возможность изменения радиуса кривизны пространства. В качестве наиболее общих свойств Вселенной он принял ее однородность и изотропность (во Вселенной нет ни выделенных областей, ни преимущественных направлений, как это провозгласил еще в XV в. немецкий философ Николай Кузанский). Заново проанализировав сложнейшую систему из десяти мировых уравнений, Фридман пришел к фундаментальному выводу: их решение ни при каких условиях не может быть единственным и дать однозначный ответ на вопрос о форме Вселенной, о ее конечности или бесконечности в пространстве. В итоге Фридман нашел новые решения уравнений ОТО — в виде трех возможных моделей нестационарной Вселенной.
Две модели описывали Вселенную с монотонно растущим радиусом кривизны: Вселенная расширялась в одном случае из точки, в другом — начиная с некоторого ненулевого объема. Время расширения ее до современного состояния Фридман условно назвал «временем, прошедшим от сотворения мира», отметив, что «это время может быть бесконечным». Третья модель представляла «периодическую» Вселенную: радиус кривизны ее пространства возрастал от нуля до некоторой величины за время, которое Фридман назвал «периодом мира», а затем опять уменьшался до нуля, Вселенная вновь сжималась в «точку» и т. д. Эйнштейновская модель стационарной Вселенной, как показал Фридман, представляла собой частный случай решения мировых уравнений ОТО. Результаты были опубликованы Фридманом в 1922 г. Правильность результатов Фридмана в 1923 г. признал А. Эйнштен. В 1923 г. Фридман первым поднял проблему происхождения мира и «возраста» нестационарной Вселенной, а в 1924 г. он рассмотрел вопрос о возможности мира с постоянной отрицательной кривизной (мир, где сумма углов треугольника всегда меньше 180°).
Дальнейшая история релятивистской космологии разворачивалась уже без Фридмана: не дожив до 38 лет, не дождавшись признания астрономов-космологов, для которых он был чистым математиком, ученый скончался от тифа, и его имя в космологии было надолго забыто. После открытия реликтового радиоизлучения — отголоска Большого Взрыва — теория нестационарной Вселенной вошла в разряд устоявшихся научных знаний.
Фридман полагал, что вся релятивистская теория может относиться лишь к наблюдаемой «вселенной астронома», отделяя это понятие от более широкого — «вселенной философа». Дальнейшее развитие космологии показало, что теория нестационарной Вселенной (которая до конца XX в. рассматривалась как единственно существующая — Universe) описывает свойства только нашей Вселенной — Метагалактики. Последняя является всего лишь ничтожной «каплей» общего, качественно несравненно более богатого материального мира, за которым в наши дни укрепилось наименование Multiverse (Многоликая Вселенная).
Гипотетиза мультивселенной
Большой взрыв не был уникальным событием прошлого. Множество взрывов случилось прежде и несчетное число их еще произойдет в будущем. В мироздании существует огромное количество точек, в которых могут возникнуть особые условия, приводящие к взрыву и рождению новых вселенных, совсем не похожих на нашу.
Едва зародившись, «пузыри» будущих вселенных начинают расширяться со скоростью света. Но они очень редко сталкиваются, поскольку пространство между ними расширяется еще быстрее, образуя место для все новых и новых пузырей. Мы живем в одном из них и видим только малую его часть. Каждый пузырь является самодостаточной отдельной Вселенной, у которой нет связи с другими пузырями. В ходе вечной инфляции рождается бесконечное число таких пузырей-вселенных. Так что впереди нас ждет что-то совершенно неизвестное.
Ну, может, не нас, людей, а тех существ, которые появятся на Земле через миллионы лет.