Работы А.А. Фридмана и их влияние на создание новых вариантов концепции Вселенной

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Александр Фридман. Краткая биография

2. Работы А.А Фридмана. Влияние его трудов на представления о вселенной

Заключение

Список литературы

Введение

С давних времен человечество пыталось понять каков мир, в котором они живут, на сколько он велик, что есть мир. В погоне за пониманием природы пространства в котором обитает человек, было создано множество разных теорий, концепций, предположений, но по истине близко к ответу наша цивилизация подошла лишь к 20 веку.

Благодаря работам многих ученных того времени мы смогли получить ответы на многие вопросы о сущности мира, в некоторой степени его природы. Мы смогли найти ответы на многие вопросы, но эти ответы породили другую массу вопросов, на которые нам необходимо было найти ответ.

ОТО (Общая теория относительности) созданная А. Эйнштейном дала нам представление и частичное понимание нашего мира, пространства в котором мы живем, времени, которое неумолимо стремится вперед, но даже Эйнштейн не до конца представлял той величины, той сложности и объемности коей обладает Вселенная.

Но был один человек, который смог осмыслить, понять и осознать эту величину, тот человек, который предсказал расширение Вселенной. Его имя: Александр Александрович Фридман.

1. Александр Фридман. Краткая биография

«Если бы открыл звезду я,

Я ее назвал бы Фридман...»

Леонид Мартынов [1]

Александр Александрович Фридман - один из основателей современной теории турбулентности и советской школы динамической метеорологии, автор важных работ по теории относительности, математике и теоретической механике.

Родился 16 июня 1888 года в Санкт-Петербурге в семье выпускника Санкт-Петербургской консерватории (в ту пору студента и артиста балетной труппы), композитора Александра Александровича Фридмана (1866--1909) и преподавателя игры на фортепиано (в ту пору тоже студентки консерватории) Людмилы Игнатьевны Фридман (урожд. Воячек, 1869--1953). Дед по материнской линии, Игнатий Каспарович Воячек (1825--1916), состоял органистом и дирижёром Императорского Мариинского театра.

В 1897 году, когда будущему учёному было 9 лет, родители расстались и в дальнейшем он воспитывался в новой семье отца, а также в семьях деда -- лекарского помощника Придворного медицинского округа и губернского секретаря Александра Ивановича Фридмана (1839--1910) и тёти, пианистки Марии Александровны Фридман (с матерью А. А. Фридман возобновил отношения лишь незадолго до кончины). Учился во 2-й Санкт-Петербургской гимназии. В гимназические и студенческие годы увлекался астрономией.

В октябре 1905 года Фридман вместе с одноклассником Яковом Тамаркиным отправил свою первую математическую работу в один из ведущих научных журналов Германии «Математические анналы» («Mathematische Annalen»); статья, посвящённая числам Бернулли, была опубликована в 1906 году. Во время революции 1905 года участвовал в политической деятельности, был членом ЦК Северной социал-демократической организации средних школ Петербурга, печатал на гектографепрокламации. [2]

Одноклассником (в гимназии, впоследствии и в университете и аспирантуре) и другом Фридмана был Я. Д. Тамаркин, в будущем известный математик, вице-президент Американского математического общества. На класс старше учился В. И. Смирнов, в будущем также математик, академик АН СССР, автор популярного пятитомного «Курса высшей математики».

Закончив гимназию с золотой медалью, Фридман в 1906 году поступил на математическое отделение физико-математического факультета Петербургского университета, который окончил в 1910 году. Был оставлен на кафедре чистой и прикладной математики у проф. В. А. Стеклова для подготовки к профессорскому званию.

До весны 1913 году Фридман занимался математикой, а также руководил практическими занятиями в Институте инженеров путей сообщения, читал лекции в Горном институте. Фридман и Тамаркин, ещё будучи студентами, регулярно посещали занятия кружка новой теоретической физики, организованного в 1908 году недавно приехавшим из Германии П. С. Эренфестом, которого Фридман считал, как и Стеклова, одним из своих учителей.

В 1913 году поступил в Аэрологическую обсерваторию в Павловске под Петербургом и стал заниматься динамической метеорологией (теперь эту область науки называют геофизической гидродинамикой). Весной 1914 года был направлен в командировку в Лейпциг, где в это время жил известный норвежский метеоролог Вильгельм Фриман Корен Бьеркнес (1862--1951), создатель теории фронтов в атмосфере. Летом того же года Фридман летал на дирижаблях, принимая участие в подготовке к наблюдению солнечного затмения в августе 1914 года.

С началом Первой мировой войны Фридман вступил добровольцем в авиационный отряд. В 1914--1917 годах участвовал в организации аэронавигационной и аэрологической службы на Северном и других фронтах, был лётчиком-испытателем, участвовал в боевых вылетах, бомбил Перемышль, проводил авиаразведку. Фридман -- Георгиевский кавалер, был награждён золотым оружием и орденом Святого Владимира с мечами и бантом. Он составляет таблицы для прицельного бомбометания и проверяет их в бою. [3]

В 1917 г. его приглашают для чтения лекций в Киевский университет, затем он переезжает в Москву. Некоторое время работает на заводе авиационных приборов. Война подорвала его здоровье. Врачи не советовали ехать в Петроград и он выбрал Пермь. В ноябре 1917 г. он подал заявление об участии в конкурсе, а в апреле 1918 г. Фридман занимает должность экстраординарного профессора кафедры механики Пермского университета. Некоторое время А.А.Фридман работал проректором Пермского университета.

В 1920 г. он вернулся в Петроград и работал в Главной физической обсерватории (с 1924 - Главная геофизическая обсерватория им. А.И.Воейкова). C 1920 г. А.А.Фридман преподавал в различных учебных заведениях Петрограда. С 1923 он - главный редактор "Журнала геофизики и метеорологии". Незадолго до смерти был назначен директором Главной геофизической обсерватории.

Умер А.А. Фридман в Ленинграде от брюшного тифа 16 сентября 1925

В 1931 г. постановлением Советского правительства за выдающиеся научные труды А.А. Фридман был посмертно удостоен Ленинской премии.

2. Работы А.А Фридмана. Влияние его трудов на представления о вселенной

Научная деятельность Фридмана была сосредоточена главным образом в области теоретической метеорологии и гидромеханики. В этих областях проявился его блестящий математический талант, неизменное стремление и умение доводить решение теоретических задач до конкретного, практического приложения.

А.А. Фридман является одним из основоположников динамической метеорологии. Ему принадлежат фундаментальные труды по теории атмосферных вихрей, вертикальных воздушных течений и др. Он занимался также вопросами приложения теории физических процессов в атмосфере к воздухоплаванию. фридман вселенная атмосферный воздушный

Большой вклад он внес в общую теорию относительности Эйнштейна - предсказание расширение Вселенной. В своей широко известной работе "О кривизне пространства" (1922) Фридман по существу дал набросок основных идей космологии: об однородности распределения вещества в пространстве и, как следствие, об однородности и изотропности пространства-времени, т. е. о существовании "мирового" времени, для которого в каждый момент метрика пространства будет одинакова во всех точках и по всем направлениям. Эта теория важна прежде всего тем, что приводит к достаточно корректному объяснению фундаментального явления - эффекта красного смещения. Полученное Фридманом при указанных предположениях решение уравнений поля является образцом для любых космологических теорий. [4]

Поговорим об этом подробней…

Современная теория гравитации (общая теория относительности) была создана Альбертом Эйнштейном в 1915 году. Согласно этой теории, под воздействием массы и энергии тел пространство (точнее говоря, пространство-время) искривляется, что, в свою очередь, приводит к искривлению траекторий тел, что и воспринимается нами как проявление тяготения. Сразу же после возникновения теории относительности ее создатель попытался применить ее к Вселенной в целом, но эта попытка оказалась безуспешной. И вот через 7 лет неизвестный автор из Советской России - страны, казалось бы, изолированной от мировой науки, - смело утверждает, что эйнштейновский результат совсем не обязателен, а представляет собой весьма частный случай. Фридман впервые отбросил догму о неизменности Вселенной, с античных времен владевшую умами исследователей. Его выводы были настолько необычны, что Эйнштейн сначала не согласился с ним и заявил, что нашел в его выкладках ошибку.

Изучать Общую теорию относительности в России до 1920 года было трудно: ни иностранных публикаций, ни обзоров в отечественных журналах не было. А в мире уже бушевал настоящий бум вокруг новой теории. Начался он в 1919 году, сразу после подтверждения английскими астрономами предсказанного Эйнштейном отклонения лучей света от далеких звезд. И триумф теории относительности все-таки достиг России. Начали появляться популярные брошюры о новой теории. Одной из первых была книжка самого Эйнштейна. В предисловии автора к русскому переводу, изданному в Берлине и датированному ноябрем 1920 года, говорилось: "Более чем когда-либо, в настоящее тревожное время следует заботиться обо всем, что способно сблизить людей различных языков и наций. С этой точки зрения особенно важно способствовать живому обмену художественных и научных произведений и при нынешних столь трудных обстоятельствах. Мне поэтому особенно приятно, что моя книжечка появляется на русском языке". [5]

Полученные Фридманом в 1922-1924 годах первые нестатические решения уравнений Эйнштейна при исследовании релятивистских моделей Вселенной положили начало развитию теории нестационарной, раздвигающейся или пульсирующей Вселенной. Ученый исследовал нестационарные однородные изотропные модели с пространством положительной кривизны, заполненным пылевидной материей (с нулевым давлением).

Нестационарность рассмотренных моделей описывается зависимостью радиуса кривизны и плотности от времени, причем плотность изменяется обратно пропорционально кубу радиуса кривизны. Фридман выяснил типы поведения таких моделей, допускаемые уравнениями тяготения, причем модель стационарной Вселенной Эйнштейна оказалась действительно лишь частным случаем. Он опроверг мнение о том, что общая теория относительности требует допущения конечности пространства.

Решив уравнения эйнштейновской теории гравитации с учетом космологического принципа, Фридман показал, что Вселенная не может быть неизменной, в зависимости от начальных условий она должна либо расширяться, либо сжиматься. Он же впервые дал правильную по порядку величины оценку возраста Вселенной.

Результаты Фридмана продемонстрировали, что уравнения Эйнштейна не приводят к единственной модели Вселенной, какой бы ни была космологическая постоянная. Из модели однородной изотропной Вселенной следует, что при ее расширении должно наблюдаться красное смещение, пропорциональное расстоянию. В 1927 году к тем же выводам, что и Фридман, пришел бельгийский ученый и католический аббат Жорж Леметр. Леметр уделял большое внимание сопоставлению теории и наблюдений, впервые указав, что расширение Вселенной можно наблюдать с помощью красного смещения в спектрах галактик. Таким образом, расширение Вселенной, было предсказано теоретически, на основе теории относительности сначала Фридманом и чуть позднее Леметром.

Заключение

Работа А.А Фридмана - один из самых блестящих примеров предсказаний в истории науки. В 1929 году Эдвин П. Хаббл на основании астрономических наблюдений подтвердил: спектральные линии в спектрах галактик оказались смещены к красному концу спектра. Так астрономы, не обращавшие внимания на теорию Фридмана, убедились в его правоте.

Но Александр Фридман, к сожалению, не дожил до открытия закона Хаббла.

Уже после открытия Хаббла было показано, что нестационарность Вселенной фактически следует уже из закона всемирного тяготения (открытого Исааком Ньютоном еще в конце XVII в), точнее, из самого общего свойства гравитации, заключающегося в том, что эта сила только притягивает, но не отталкивает тела.

Фридман был одним из тех, кто смог пролить свет на столь сложные загадки нашего мира. Выдающийся ученный, память и труды, которого вошли в историю нашей цивилизации, еще на один шаг приблизили нас к пониманию истинной природы Вселенной.

Список литературы

1. Леонид Мартынов « Если б я открыл звезду … »

2. http://www.astronet.ru/db/msg/1186278

3. https://ru.wikipedia.org

4. http://www.lechaim.ru/ARHIV/112/fridman.htm

5. http://funeral-spb.narod.ru/necropols/smolenskoep/tombs/freedman/freedman.html

Размещено на Allbest.ru