Уравнения поля Эйнштейна (они же фундаментальные уравнения общей теории относительности) не допускают полностью статических решений. Эта особенность поначалу вызывала и у самого Эйнштейна серьёзное беспокойство.
В начале XX века большинство физиков, включая его самого, представляли себе Вселенную вечной, неизменной и существующей в неизменном равновесии. Но математика уравнений указывала на обратное.
В ньютоновской физике, если в системе нет начального движения, вещество под действием взаимного притяжения распадается на сгустки. Если движение слишком велико – разлетается. Любая попытка найти идеальный баланс приводит лишь к временному решению, где вещество то расширяется, то сжимается, а затем коллапсирует.
Общая теория относительности лишь усугубила картину. Она показала, что гравитация не только вызывает коллапс, но и приводит к появлению сингулярных решений – точек, где само время и пространство прекращают существовать в привычном виде. За пределами этих точек математическое описание уже не работает.
Пытаясь спасти идею статической Вселенной, Эйнштейн ввёл дополнительный член в свои уравнения – космологическую постоянную. Я уже рассказывал сколько юмора вокруг неё было и как Эддингтон опростоволосился. Она должна была играть роль «антигравитации», отталкивающей силы, которая уравновешивала бы гравитационное притяжение. В теории это позволяло создать «идеальную» Вселенную, неподвижную и вечную.
Но возникла проблема – малейшее отклонение от идеального баланса приводило к разрушению системы. Даже микроскопический сдвиг на субатомном уровне – и равновесие исчезает. Вселенная либо расширяется, либо коллапсирует. Получается, что статичность – лишь нестабильная иллюзия.
Наблюдения астронома Эдвина Хаббла и работы Жоржа Леметра показали, что галактики действительно удаляются друг от друга. Чем дальше объект, тем сильнее смещается его свет в красную область спектра – признак того, что он движется прочь от нас. Вселенная расширяется, и никакой космологической постоянной не нужно, чтобы это объяснить.
Эйнштейн позже признал, что его попытка «подправить» уравнения была, возможно, величайшей ошибкой в его научной карьере.
Чтобы понять это наглядно, можно представить простую симуляцию. Если разместить тысячу галактик в пространстве и оставить их неподвижными, гравитация тут же начнёт менять их положение. Они либо будут тянуться друг к другу, образуя скопления, либо разлетятся, если задать начальное движение. В природе нет и не может быть полностью статичного космоса.
Именно поэтому мы живём во Вселенной, которая растёт, меняется и ускользает от идеи вечного покоя.
Хочется помочь проекту, но нет возможности купить премиум? Просто поставьте лайк 👍 и подписывайтесь на канал ✔️. Напишите комментарий и поделитесь статьёй с друзьями