Презентация - Александр Александрович Фридман (1888 – 1925)

Александр Александрович Фридман (1888 – 1925)

Цель презентации
Познакомиться с биографией и открытиями Александра Александровича Фридмана

Александр Александрович Фридман родился 17 июня 1888 г. В Санкт – Петербурге в семье музыкантов. Однако уже в детстве он обнаружил неодолимую тягу к иному проявлению гармонии мира – к гармонии чисел и величин, к математике. В Петербургском университете (1906 – 1910 гг.) Фридман учился математике у академика Владимира Андреевича Стеклова и был остановлен при кафедре для подготовки к профессорскому званию. С 1920 г. Фридман стал сотрудником Главной геофизической обсерватории, а в 1925 г. Был назначен её директором. Был он также профессором Пермского университета, а затем учебных заведений Петрограда.

Уже в начале 20-х гг. Фридман не только освоил непривычную теорию, но впервые по-новому разрешил наиболее трудную в ней – космологическую – проблему. Первую такую попытку предпринял сам Эйнштейн в 1917 г. Он считал, что безграничная Вселенная замкнута на себя, пространственно конечна и стационарна во времени. Её радиус кривизны, по мнению основателя релятивизма, не должен был меняться, Приняв такой постулат, Эйнштейн, однако, столкнулся с проявлением «строптивости» со стороны своей новой теории. При решении мировых уравнений ему не удавалось получить устойчивую стационарную модель мира, пока он не ввёл в уравнения дополнительный «космологический член» ^ (ламбда) – постоянную величину. Она имела необычный физический смысл силы отталкивания, призванной уравновесить взаимное тяготение масс Вселенной. В современной космологии эта сила воспринимается как «отрицательное давление». Однако, строго говоря, для её введения у Эйнштейна не было достаточных оснований.

Фридман первым оказался от постулата о стационарности Вселенной. Во имя стройности теории он пожертвовал тысячелетней философской традицией, представлявшей мир незыблемым и устойчивым. В 1922 г., заново проанализировав сложнейшую систему из десяти мировых уравнений, он пришёл к фундаментальному выводу: их решение ни при каких условиях не может быть единственным. Стало ясным, что релятивистская теория не может дать одного определённого ответа на вопрос о форме Вселенной, о её конечности или бесконечности в пространстве. На этом Фридман не остановился, он был захвачен небывалой перспективой, открывшей перед космологией. Он увидел, как, решая мировые уравнения, можно получить пусть неоднозначный, но ответ на вопрос о том, что же может представлять собой Вселенная с точки зрения ОТО.
Образовательный центр «Нива»

Постулат стационарности Вселенной Фридман заменил на несравненно более общие утверждения об однородности и изотропности (от греч. «изос» - «равный», «тропос» - «характер») Вселенной (о том, что во Вселенной нет ни выделенных областей, ни преимущественных направлений). Ещё в 15 в. Эти идеи ввёл немецкий философ Николай Кузанский. В результате Фридман нашёл новые, уже вполне определённые решения уравнений ОТО – в виде трёх возможных моделей нестационарной Вселенной. Каждая определялась принимаемым интервалом значений ^ и знаком кривизны пространства.

Две модели с положительным ^ описывали Вселенную с монотонно растущим радиусом кривизны. Вселенная оказывалась расширяющейся: в одном случае из точки, в другом – начиная с некоторого ненулевого объёма. Время расширения её 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 её 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. Этот вариант очень напоминал идеи древнеиндийских философов. Эйнштейновская модель стационарности Вселенной, как показал Фридман, представляла собой лишь частный случай решения мировых уравнений ОТО.

Результаты были опубликованы Фридманом в 1922 г. В небольшой статье в ведущем немецком журнале по теоретической физике. Они сразу же вызвали резкую критику Эйнштейна, считавшего, что результаты российского учёного ошибочны. Однако Фридман нашёл ошибку в вычислениях Эйнштейна и направил великому оппоненту письмо. В том же журнале Эйнштейн признал правоту молодого теоретика и назвал его результаты проливающими новый свет на проблему. В 1924 г. во второй свой статье Фридман рассмотрел вопрос о возможности мира с постоянной отрицательной кривизной (мир, где сумма углов треугольника всегда меньше 180 градусов).

В работе «Мир как пространство и время» (1923 г.).Фридман первым поднимает проблему происхождения мира и «возраста» нестационарной Вселенной: «Является возможность также говорить о сотворении мира из ничего, но всё это пока должно рассматриваться как курьёзные факты, не могущие быть солидно подтверждёнными недостаточным астрономическим экспериментальным материалом… Если всё же начать подсчитывать для курьёза время, прошедшее от момента, когда Вселенная создавалась из точки, до теперешнего её состояния, начать определять, следовательно, время, прошедшее от создания мира, то получатся числа в десятки миллиардов наших обычных лет». В наши дни, когда возраст горячей Вселенной от момента Большого Взрыва оценивается в 12 – 15 млрд. лет, можно лишь изумиться столь меткому попаданию Фридмана в цель.
Образовательный центр «Нива»

Александр Александрович Фридман скончался в сентябре 1925 г. От тифа. Его имя в космологии было надолго забыто. Первым справедливую оценку идей Фридмана в свете новых успехов науки дал Эйнштейн в 1945 г. В книге «Сущность теории относительности»: «Его результат затем получил неожиданное подтверждение в открытом Хабблом расширении звёздной системы… Последующее представляет не что иное, как изложение идеи Фридмана.

Используемая литература
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ астрономия том 8 - 2-е изд., Глав. ред. М.Д.Аксёнова. Аванта+,2002.