Ирина Радунская - Безумные идеи
Сведения о нем ошеломляли не меньше, чем его открытие. Фридман? Да это сын петербургского музыканта, того самого, который для привлечения внимания публики к первой русской железной дороге дирижировал оркестром прямо на перроне, говорили одни.
Фридман – военный летчик, перебивали другие. В 14-м году он ушел добровольцем на фронт и даже получил «Георгия».
Действительно, добавляли третьи, Фридман налетал много часов, но не как летчик. Он рассчитывал зависимость попадания артиллерийских снарядов в цель от скорости полета, от состояния погоды, изучал законы движения воздушных масс. Полеты интересовали его в основном как метеоролога.
Значит, он метеоролог? Ну конечно! Более того, он родоначальник русской метеорологии. До него метеорологией занимались лишь иностранцы, и Фридман считал, что ее губят бытующие в этой области грубые приближенные методы, фактически низводящие ее с уровня науки к гаданию на кофейной гуще. Фридман большой энтузиаст, он вовлек в метеорологию многих видных ученых. После войны он возглавил обсерваторию, где раньше директорствовали лишь видные сановники и генералы. В обсерватории он буквально перевернул все вверх дном. Установил образцовый порядок, обновил аппаратуру. Это о нем шутя говорили сотрудники: «Фридман прапорщик, а вертит обсерваторией не хуже генерала». Он добивался того, чтобы метеорология стала точной наукой, он стремился создать теорию, которая позволила бы научно предсказывать погоду. Он всеми силами внедрял в метеорологию математику.
Так Фридман математик? Конечно, отзывались четвертые, он один из талантливейших учеников великого русского математика Стеклова. Окончил Петербургский университет в 1910 году. После революции уехал преподавать в Пермь. Тогда впервые возникла идея о том, что науку нельзя сосредоточивать только в центре. И в Перми было решено создать университет. Там собралась компания талантливых молодых ученых, которые хотели сделать этот университет идеальным. Они решили в Перми исправить промах Петроградского университета. Этот промах заключался в том, что выпускники университета обладали очень скромным математическим багажом. Тогда кончали университет, не зная рядов Фурье, фундамента прикладной математики. В университетском курсе механики отсутствовал раздел колебаний. Понятие резонанса не волновало ни студентов, ни преподавателей. О нем просто умалчивали.
Академик Иван Васильевич Обреимов, который учился вместе с Фридманом с разницей в несколько курсов, вспоминает, что в двадцатых годах возникла идея организовать в Петроградском университете так называемый волновой семинар, который помог бы выпускникам расширить свой математический кругозор.
– Я руководил этим семинаром, – говорит Иван Васильевич. – Помню, на первом заседании выступил математик Тамаркин, на втором я сделал доклад о распространении волн в волноводе. А на третьем семинаре выступил Фридман. Тогда-то мы и услышали ошеломившее весь научный мир сообщение о решении эйнштейновского уравнения. Нужно признаться, мы в то время полностью не оценили великого значения работы Фридмана.
Между прочим, – добавил Иван Васильевич, – Фридман достигал больших высот не только фигурально, но и буквально. В 1925 году, производя метеорологические наблюдения, он поднялся на аэростате на высоту более семи километров. А вскоре Фридман уехал отдыхать в Крым, выпил там плохой воды и скончался от тифа в возрасте 38 лет. Нелепый, трагический случай...
Открытый или закрытый мир?
Сегодня метеорологи говорят, что главное дело жизни Фридмана – метеорология. Без него русская метеорология долго плелась бы в хвосте иностранной. Фридман подготовил почву для научного обоснования прогнозов погоды, он по праву считается отцом русской метеорологии.
А решение эйнштейновских уравнений, по словам метеорологов, – эпизод. Это было для него не главным. Так, забава между дел.
И тем не менее, физики всего мира недавно отметили сорокалетие величайшего события, когда люди узнали, что один из основных законов развития вселенной – ее расширение.
История недолгого конфликта Фридмана с Эйнштейном особенно привлекла внимание к новому открытию. Сначала многие, не разобравшись, но полагаясь на авторитет Эйнштейна, решительно перечеркнули фридмановское решение, назвав его ересью. Затем, узнав об извинении Эйнштейна, кинулись в другую сторону: стали превозносить Фридмана и всячески раздувать «ошибку» Эйнштейна. Эти люди не скоро поняли, что, собственно, никакого несогласия, никакого конфликта не было.
Эйнштейн, исходя из интуитивных соображений, считал мир бесконечным во времени и искал так называемые стационарные решения своих уравнений. Сейчас нам кажется странным, как это Эйнштейн, стремившийся всюду заменить интуицию строгим анализом, проявил здесь слабость. Фридман же, будучи математиком, просто рассмотрел еще одно возможное решение уравнений.
Его не смутило, что решение противоречит привычной картине вечного мира. Раз решение с точки зрения математики возможно, его надо получить и исследовать. Что означает это решение, какие выводы из него следуют – этим математик может не интересоваться. Пусть с этим разбираются физики. Так Фридман пришел к сенсационному выводу – вселенная расширяется.
Да, Фридман сделал поразительное открытие. Оно укрепилось в науке не только авторитетом Эйнштейна, но впоследствии и авторитетом еще более высоким – опытом. Астрономы, наблюдая в телескопы далекие звездные миры, убедились: в соответствии с результатами Фридмана все небесные тела удаляются от нас, и тем скорее, чем дальше они находятся.
Счастье, что Фридман был математиком. Иначе он, возможно, счел бы свое решение невероятным и выбросил его в мусорную корзинку. Прочитай в уравнениях о начале и конце мира, трудно остаться безмятежным!
А какой иной вывод можно было сделать из факта расширения вселенной? Если сейчас звезды и галактики уплывают в недосягаемую даль, значит когда-то они были сжаты в единый плотный комок? В то время не существовало ничего похожего на современную вселенную. Тогда она только рождалась и лишь с течением веков и веков приобрела знакомые нам очертания.
Естественно, возникает вопрос: как долго будет продолжаться расширение вселенной? Будет ли оно длиться бесконечно или когда-нибудь наш мир, сдержав свой порыв, начнет сжиматься и вновь превратится в сверхплотный комок?
Фридман получил два решения уравнения. Из одного следовало, что действительно в какой-то отдаленный момент времени, который можно считать условно за начало развития вселенной (а было это 5...10 миллиардов лет назад), все расстояния в этом первобытном мире были равны нулю, а плотность материи была бесконечно большой. Это было нечто похожее на первичный сверхатом Леметра. Именно такой представлял вселенную в момент ее рождения французский писатель и философ. А затем вещество новорожденного мира начало разлетаться (по Леметру – сверхатом взорвался). Объем вселенной начал неограниченно увеличиваться, увеличивается и поныне и, возможно, будет расти всегда.
Расширение вселенной при этом мыслится бесконечным. Такая модель вселенной в научных кругах получила название «открытой».
Но второе решение того же эйнштейновского уравнения оказалось для человечества в принципе более трагичным. В начальной своей части оно не противоречило первому решению. И оно начиналось с плотно сжатого комка первоматерии. Но оно предсказывало и конец мира. Расширение вселенной не бесконечно, утверждало второе решение. В какой-то момент разбегание галактик прекратится, звезды, планеты, межзвездное вещество начнут вновь сжиматься, и мир опять превратится в комок чудовищно спрессованной материи.
До сих пор астрономы не могут ответить однозначно на вопрос о том, какой модели – открытой или закрытой – соответствует наша вселенная. Наблюдения должны дать какой-то ответ, но пока точность измерений недостаточна.
Возможно, где-то, на расстоянии триллионов световых лет от нас, небесные тела уже замедляют свой бег; может быть, где-то галактики уже повернули в обратный путь, и открытая модель переходит в закрытую...
Пока наука не обладает такими сведениями. Но астрономы определили скорость разбегания галактик, Те из них, между которыми пролегают расстояния в миллионы световых лет, разбегаются со скоростью 55 километров в секунду. Ученые предполагают, что при расстояниях, вдвое больших, и скорость больше вдвое; при расстояниях, больших в три раза, и скорость разбегания увеличивается втрое.
Наибольшая найденная скорость убегания – 120 тысяч километров в секунду, более трети скорости света!
