Фейнмановские лекции по гравитации

¹ В настоящее время известны галактики, движущиеся с существенно более высокими скоростями относительно нас и имеющие значения красного смещения z5.5, и тогда (v/c)=(z^2+2z)/(z^2+2z+2)0.95. Эти "рекордные" данные постоянно обновляются. (Прим. перев.)

Другие наблюдения касаются распределения галактик. Хотя все видимые части неба оказываются замечательным образом похожими, галактики не распределены случайным образом, а сосредоточены в сгустках или скоплениях. Мы могли бы сказать, что галактики случайным образом расположены, если бы мы обнаружили, что для различных областей вселенной, имеющих заданные размеры, есть постоянная величина N с разбросом N. В среднем расстояния между галактиками равны их диаметрам, умноженным примерно на десять. Наша Галактика имеет диаметр примерно 10 световых лет, так что среднее межгалактическое расстояние равно примерно 10 световых лет. Число галактик, распределённых внутри кубов с рёбрами большими, чем 10 световых лет, не равно N±N (для любого расположения кубов с заданным размером). Найдено, что галактики сосредоточены преимущественно в скоплениях примерно по 50 галактик в скоплении, это есть типичное число галактик в скоплении. Кроме того, найдены скопления скоплений. Тем не менее, говорят, что не обнаружены скопления скоплений скоплений галактик - это означает, что если мы идём к масштабам длины, которые велики по сравнению с масштабом 10 световых лет, вселенная кажется имеющей почти ”случайное” распределение галактик.

Так как предполагается, что скопление галактик и скопление скоплений обусловлено гравитационным взаимодействием между ними, предполагается, что отсутствие скоплений с радиусом большим, чем несколько единиц, умноженных на 10 световых лет, есть свидетельство "обрезания” гравитационной силы на масштабе, порядка этой величины. Мы не будем принимать такую точку зрения потому, что мы не хотим модифицировать нашу теорию; если только не обнаружатся эффекты, в действительности опровергающие эту теорию; отсутствие скоплений скоплений скоплений не кажутся мне тем, что было бы противоречием нашей теории. Мы возьмём эту характерную величину в качестве меры масштаба длины, по которому мы должны усреднить плотность вещества, если мы хотим рассматривать вселенную, как являющуюся в некотором смысле однородной.

Имеются ли какие-либо вариации в однородном распределении плотности в областях, находящихся на различном расстоянии от нас? С помощью наблюдений делается попытка подсчитать количество галактик в оболочках, имеющих внутренний радиус R и внешний радиус R+R. Полученные результаты наводят на мысль о том, что здесь могут быть небольшие вариации плотности в зависимости от расстояния, что делает вселенную более плотной в отдалённых областях. Тем не менее, неопределённости подобного распределения плотности велики сравнительно с относительными вариациями от постоянного значения плотности; теория вселенной, предсказывающая или предполагающая постоянное распределение плотности, не оказалась бы в рассогласовании с имеющимися в настоящее время оценками.

12.2. Предположения, приводящие к космологическим моделям

Так как наблюдения не являются достаточно точными для того, чтобы ясно навести на мысль об определённых характеристиках, мы должны полагаться на нашу изобретательность и сделать определённые гипотезы о структуре вселенной. Основная гипотеза, которую делает почти каждый космолог, состоит в том, что вселенная (на основном космологическом масштабе большем, чем 10 световых лет) выглядит одинаково вне зависимости от того, где этот космолог находится во вселенной, причём не обязательно в один и тот же момент времени. Это означает, что в любой точке во вселенной будет время или было время, в которое вселенная будет выглядеть или выглядела так, как она выглядит для нас сейчас. Это означает, что при условии, если мы сдвигаем временные масштабы для того, чтобы попасть соответствующим образом в заданные моменты времени, эволюция вселенной следует одной и той же траектории вне зависимости от того, с какого места мы наблюдаем за ней.