Развитие представлений о Вселенной от Ньютона до Эйнштейна.

Закон тяготения Ньютона называют всемирным, поскольку он представил свойства Вселенной в целом. На основе этого может быть описано движение Луны, планет, приливы, орбиты планет. Вселенная Ньютона – хорошо отлаженный "часовой механизм" – её модель стала классической.

По этой модели Вселенная бесконечна в пространстве и времени и вечна. Количество звезд, планет, звездных систем в бесконечном пространстве бесконечно велико. Каждое небесное тело проходит свой жизненный путь, рождается и погибает. Ньютон предполагал акт божественного творения Вселенной, наличие начального импульса – "толчка", пустившего механизм Вселенной в движение. Под влиянием идей Ньютона складывались и другие естественнонаучные концепции.

Шарль Бонне (1720-1793) составил универсальную "лестницу существ" от камня, через растения, животных, человека и до ангелов небесных.

Первую концепцию эволюционирующей Вселенной построил немецкий философ Иммануил Кант (1724-1804). "Всеобщая естественная история и теория неба, или попытка истолковать строение и механическое происхождение всего мироздания, исходя из принципов Ньютона" (1755).

Философское учение Канта - "Антропология" (1798 г.). Человек – это микрокосмос, "самый главный предмет в мире".

Лапласа увлекли мысли Канта об эволюции Вселенной. Он предложил свою концепцию иерархической Вселенной, развивающую представления Канта. "Космологические письма об устройстве мироздания" (1761 г.).

Отличие гипотез Канта и Лапласа заключается в предполагаемом начальном состоянии вещества. У Канта – это пыль, на первом этапе слипающаяся, у Лапласа – горячая газовая туманность. Обе гипотезы в XIX веке были объединены в "небулярную гипотезу Канта-Лапласа".

При построении механической модели Вселенной Ньютон пришел к бесконечности Вселенной, но рассматривал и конечную Вселенную.

Тогда должен существовать центр гравитации, к которому притягиваются все тела, и эти тела постепенно соберутся в единую массу.

А бесконечность Вселенной приводит к другому парадоксу, на который указали Нейман и Зелигер. Суть парадокса в том, что при бесконечной Вселенной гравитационные силы, воздействующие на тело, оказывается бесконечно большими, "раздирающими" это тело. Ничего похожего, как известно, не наблюдается. Потому гравитационные представления, лежащие в основе Ньютоновской модели Вселенной "не позволяют" ей быть ни конечной, ни бесконечной.

Фотометрический парадокс (Шезо и Ольберс). При бесконечной Вселенной, заполненной бесконечным числом звезд, небо должно быть равномерно светящимся.

Кельвин и Клаузиус - парадокс "тепловой смерти" Вселенной. При всех превращениях различные виды энергии, в конечном счете, переходят в тепло. По второму началу термодинамики Вселенная будет стремиться к термодинамическому равновесию, все активные процессы в природе прекратятся, звезды погаснут, возникнет холодная пустыня.

Идеи устранения космологических парадоксов оказывались противоречивыми. Одновременное преодоление всех трудностей предложил Шарлье. Он развил идеи Лапласа и показал, что при бесконечной иерархии объектов во Вселенной по их размерам гравитационный и фотометрический парадоксы устраняются.

Геометрия Евклида понятна. Она отражает те свойства пространства, которые мы видим сами. Особое место в геометрии Евклида занимает "постулат о параллельных", который не может быть выведен из других, и который нельзя доказать, как теорему. К этому выводу независимо друг от друга пришли Гаусс, Больяи и Лобачевский.

В наиболее законченном виде вариант неевклидовой геометрии построил Бернхард Риман. В ее основе лежит постулат, что через точку вне прямой нельзя провести ни одной прямой, параллельной данной, поскольку в обычном понимании на поверхности сферы прямых вообще нет.

В геометрии Лобачевского и Больяи постулируется, что через точку, лежащую вне прямой, можно провести бесчисленное множество прямых, параллельных данной.

Именно взгляды на геометрические свойства пространства отличают в первую очередь модели Вселенной Ньютона и Эйнштейна.

В общей теории относительности гравитация проявляется в неевклидовом, Римановом пространстве. Тяготеющие массы искривляют вокруг себя пространство-время, то есть материя изменяет их свойства. Вселенная Эйнштейна заполнена галактиками, расстояние между которыми постоянно; она бесконечна во времени (вечна), но конечна - содержит большое, но ограниченное число звезд и звездных систем.