Найбільша помилка Ейнштейна

0
1891

Минуло сто років з тих пір, як Альберт Ейнштейн опублікував свої перші роботи з викладенням вінця своєї інтелектуальної діяльності, загальної теорії відносності. Ця теорія показала, що космос податливий і може згинатися під дією матерії. Оскільки а) форма космосу змінюється під дією розподілу матерії та енергії, б) речовина рухається, а значить, форма космосу динамічна — скручується, згинається і змінюється з часом. Ця ідея була воістину революційна.

Втім, наслідки цієї теорії не були цілком очевидними, не вистачало потрібних даних. Це призвело до ряду змін в теорії; з часом було вироблено більш глибоке розуміння. Один з таких випадків особливо цікавий.

Відразлива космологічна постійна

Незважаючи на те, що перші роботи Ейнштейна, що описують теорію відносності в листопаді 1915 року, були, по суті, базовою теорією гравітації, незабаром він та інші застосували її до Всесвіту в цілому. Одним з перших наслідків стало те, що оскільки вся матерія притягує іншу матерію, статична виселення недовго залишатиметься статичною. Гравітаційне тяжіння призведе до колапсу всієї матерії в одній точці. І навіть якщо починати не зі статичної всесвіту, розподіл маси буде збільшуватися.

У ті часи вважалося, що Всесвіт постійний і вічний, незмінний — принаймні на найбільших рівнях. Це призвело до того, що Ейнштейн додав до своїх первісних рівнянь нову змінну в 1917 році. У той час як початкове формулювання загальної відносності включало тільки притягуючу форму гравітації, новий термін — космологічна постійна — був відштовхуючим. Притягуючу і відразливу форми гравітації можна було налаштувати, щоб вони врівноважували один одного, являючи, таким чином, стаціонарний і непорушний космос.

Ця ситуація змінилася, коли був побудований потужний телескоп — телескоп Хукера на горі Вілсон — незабаром після запису ейнштейнівських гравітаційних рівнянь. Незважаючи на те, що виявлення факту видалення галактик від Чумацького Шляху приписують Едвіну Хабблу, на ділі історія була куди складніше. Астрономи обговорювали цю ситуацію вже на початку 1920-х.

Проте в 1929 році Хаббл опублікував роботу, в якій не тільки встановив, що галактики рухаються геть від Чумацького Шляху, але і що більш далекі галактики віддаляються швидше. Тобто всесвіт не статична. Вона розширюється. Це спостереження (і роботи, що передують Хаббловском) призвели до того, що бельгійський священик Жорж Леметр в 1931 році запропонував, що Всесвіт почався з невеликого і компактного стану (він назвав це «космічним яйцем»), відомого нині як Великий Вибух.

Усвідомивши, що його ранні домисли на тему незмінного космосу були помилковими, Ейнштейн видалив космологічну постійну зі своїх рівнянь. Фізик Георгій Гамов говорив, що Ейнштейн вважав її своєю «найбільшою помилкою». Втім, досі незрозуміло, хто є автором цієї фрази, Ейнштейн або Гамов, теж великий жартівник.

Ейнштейн точно пошкодував про додавання цього терміна і вважав, що його усунення буде правильним. Без статичного всесвіту просто немає необхідності додавати його в початкові рівняння. Майже 70 років вчені як один вважали це істиною: всесвіту розширюється.