SETI: Поиск Внеземного Разума

Такой характер изменения масштабного фактора можно попять, исходя из следующих соображений. Выделим мысленно в однородной Вселенной некую сферу произвольного, но достаточно большого радиуса, так, чтобы в пей содержалось большое число галактик. Рассмотрим «частицу» вещества (галактику), находящуюся на границе сферы[130]. Опа обладает определенной скоростью, с которой удаляется от центра сферы, и соответствующей кинетической энергией. Как будет двигаться такая галактика по отношению к центру сферы? В однородной Вселенной на галактику действует только тяготение вещества, расположенного внутри сферы; тяготение наружных слоев взаимно уравновешивается. Следовательно, задача аналогична задаче о движении тела, например ракеты, находящейся на поверхности планеты, которой сообщили вертикальную скорость. Полная энергия E выбранной нами галактики складывается из кинетической и потенциальной, последняя определяется силами тяготения. В процессе расширения Вселенной кинетическая и потенциальная энергии изменяются, а полная энергия Е остается без изменения (закон сохранения энергии). Напомним, что потенциальная энергия отрицательна, а кинетическая энергия — положительна. Полная энергия зависит от плотности. При ρ < ρ_кр полная энергия E > 0; это соответствует случаю, когда ракета приобретает скорость, превышающую вторую космическую. Как известно, в этом случае она будет двигаться по гиперболической орбите, неограниченно удаляясь от планеты, причем скорость на бесконечности будет стремиться к предельному значению V_пред > 0. Так же будет вести себя и рассматриваемая нами «пробная» галактика. А поскольку мы выбрали эту галактику совершенно произвольно на поверхности выделенной сферы — так будет вести себя любая другая галактика, значит, вся сфера будет неограниченно расширяться. И так как сфера, в свою очередь, выбрана произвольно, то это относится к любой выделенной сфере во Вселенной, т. е. вся Вселенная будет неограниченно расширяться. При ρ = ρ_кр Е = 0; это соответствует случаю, когда ракета приобретает параболическую скорость. Вселенная будет также неограниченно расширяться, только скорость на бесконечности будет стремиться к нулю. Наконец, при ρ > ρ_кр полная энергия Е < 0; это соответствует случаю, когда ракета приобретает скорость меньше параболической. В этом случае она удаляется от планеты на определенное расстояние, а затем падает на нее. Подобно этому наша сфера (и любая другая сфера во Вселенной) расширяется до определенного предела, а затем начнет сжиматься. Эта аналогия позволяет понять, почему космологические уравнения без введения дополнительных сил отталкивания не дают статического решения. Ведь и ракета не может неподвижно висеть над Землей, она или улетает от нее, или падает на поверхность. Чтобы удержать ракету неподвижно, нужны дополнительные силы.