Космологічний принцип

Сучасна космологічна теорія базується на наступному основному положенні, званому космологічним принципом: кожен спостерігач в один і той же момент часу, незалежно від місця та напрямку спостереження виявляє у Всесвіті одну і ту ж картину. Незалежність від місця спостережень, тобто рівноправність усіх точок простору, носить назву однорідності, незалежність від напрямку, тобто відсутність виділеного напрямку в просторі – ізотропії Всесвіту. Відсутність ізотропії називається анізотропією. Очевидно, відсутність однорідності тягло б за собою анізотропію, тоді як відсутність изотропии не обов’язково призводить до неоднорідності (рис. 2.2.1).

У явному вигляді однорідність і ізотропію Всесвіту першим припустив Альберт Ейнштейн в 1917 році, але своїм корінням космологічний принцип сходить до німецькому філософу Миколі Кузанскому (рис. 2.2.2), який ще в XV столітті стверджував: “Вічно рухома Всесвіт не має ні центру, ні кола, ні верху, ні низу, вона однорідна, у різних частинах її панують однакові закони. ” Йому ж належить знаменитий афоризм “Всесвіт є сфера, центр якої всюди, а окружність ніде”, яке часто невірно приписують Джордано Бруно або Паскалю, всього лише повторив вислів Кузанца.

Цей принцип виконується лише приблизно. Дійсно, галактики, зірки, планети, нарешті, живі істоти є відхиленнями від однорідності Всесвіту, оскільки їх існування означає, що фізичні умови в різних точках різні. Однак відхилення від однорідності і изотропии не надто важливі, якщо ми перейдемо до дуже великих масштабах, що перевищують приблизно кілька сотень мільйонів світлових років. Якщо ми візьмемо куб з ребром такого розміру, то число зірок і галактик всередині нього виявиться приблизно однаковим, в яку б частину Всесвіту ми цей куб не поміститься. У видимій частині Всесвіту може поміститися кілька тисяч таких кубів. Це означає, що у великих масштабах Всесвіт однорідний і ізотропний, у згоді з космологічним принципом.

Вже безпосередньо з космологічного принципу йдуть деякі важливі висновки щодо будови Всесвіту. Наприклад, Всесвіт як ціле не повинна обертатися (оскільки вісь обертання була б виділеним напрямком), у неї не повинно бути центру і просторової кордону (інакше порушувалося б умова однорідності Всесвіту). Взагалі, головний висновок, який випливає з космологічного принципу, це безмежність Всесвіту. Можна сказати, що це твердження є визначенням самого поняття “Всесвіт”.

Посилання на основну публікацію