Aleksandra Frīdmena atklāšana īsi. Izcili matmehovieši

Kurš izgudroja mūsdienu fiziku? No Galileja svārsta līdz kvantu gravitācijai Goreliks Genādijs Efimovičs

Aleksandrs Frīdmens: "Visums nestāv uz vietas"

1922. gada pavasarī tā laika galvenajā fizikas žurnālā Zeitschrift für Physik parādījās aicinājums “Vācijas fiziķiem”. Vācu fizikas biedrības valde ziņoja par smago situāciju, kādā nonākuši kolēģi Krievijā, kuri vācu žurnālus nebija saņēmuši kopš kara sākuma. Tā kā vāciski runājošā fizika tolaik bija vadībā, mēs runājām par smagu informācijas badu. Vācu fiziķiem tika lūgtas publikācijas pēdējos gados pārsūtīšanai uz Petrogradu.

Tajā pašā žurnālā divdesmit piecas lappuses zemāk ir raksts, kas saņemts no Petrogradas un ir pretrunā ar palīdzības aicinājumu. Autora vārds - Aleksandrs Frīdmans - fiziķiem nebija zināms, bet raksts ar nosaukumu “Par telpas izliekumu” apgalvoja daudz. Autors apgalvoja, ka piecus gadus iepriekš publicētie Einšteina un de Sitera risinājumi nav vienīgie iespējamie, bet tikai ļoti īpaši gadījumi un ka blīvumam, nemainīgam visā telpā, nav jābūt nemainīgam laikā. Šajā rakstā pirmo reizi tika pieminēta “Visuma paplašināšanās”. Septiņus gadus vēlāk tas kļūs par astronomisku faktu; atliek izmērīt un aprēķināt, cik miljardus gadu ilga izplešanās un kāds bija attālums līdz kosmiskajam horizontam, bet zinātnes apvārsni 1922. gadā paplašināja 34 gadus vecais Aleksandrs Frīdmens.

Aleksandrs Frīdmens

Ja, ņemot vērā drosmi, Visumu salīdzinām ar svārstu, tad Einšteina un de Sitera iegūtos kosmoloģiskās problēmas risinājumus var salīdzināt ar svārsta pozīcijām miera stāvoklī. Ir divas šādas pozīcijas: kad svārsts vienkārši karājas un kad tas stāv “otrādi”. Un Frīdmens atklāja, ka universālajam svārstam nav jāatrodas miera stāvoklī, tas ir daudz dabiskāk. Un viņš aprēķināja kustības likumu, pamatojoties uz Einšteina vienādojumiem. Tajā pašā laikā viņš parādīja, ka kustība ir iespējama pat tad, ja kosmoloģiskā konstante ir vienāda ar nulli. Visums var paplašināties un sarukt atkarībā no tā blīvuma un ātruma noteiktā brīdī. Tātad,

Tagad salīdzināsim Visumu ar gumijas bumbiņu, atceroties Einšteina gravitācijas teorijas būtību - saikni starp telpas-laika izliekumu un matērijas stāvokli. Var teikt, ka Einšteins atklāja, kā bumbiņas rādiuss ir saistīts ar gumijas blīvumu un elastību. Viņš sāka ar bumbu, kuras rādiuss ir nemainīgs.

Problēmas vienkāršošana ir viens no galvenajiem teorētiķa instrumentiem. Neziņas tumsā cilvēki dažreiz meklē atslēgu zem laternas staba tikai tāpēc, ka citur nav iespējams meklēt. Savādi, bet šādi meklējumi ir veiksmīgi. Pat vienādojumu autors nevar atrisināt sarežģītus vienādojumus patvaļīgam gadījumam. Einšteins sāka ar vienkāršāko gadījumu – ar visviendabīgāko ģeometriju, lai gan astronomu novērojumi 1917. gadā neliecināja par matērijas viendabīgumu Visumā.

Bet viņa otrais pieņēmums - par bumbas nekustīgumu - izskatījās tikpat acīmredzams kā zvaigžņoto debesu noturība. Tikai uz fiksēto zvaigžņu fona astronomi varēja izpētīt planētu kustību, bet fiziķi – atrast likumus, kas regulē šo kustību. Un visbeidzot, Visuma mūžība, kā parasti, zinātnes vārdā iebilda pret reliģisko pasaules radīšanas ideju.

Frīdmens pacēla roku uz šo aksiomu.

Atgriezīsimies pie gumijas jeb precīzāk pie Visuma Rīmaņa bumbas, kuru Einšteins paņēma 1917. gadā. Izdarot savus vienkāršojošos pieņēmumus, Einšteins ar skumjām atklāja, ka patiesībā viņa rokās nebija bumbas, ir tikai ēteriskas aksiomas. Viņš atklāja, ka gravitācijas vienādojumiem, ar kuriem viņš bija strādājis pirms diviem gadiem, nebija gaidītā risinājuma! Jebkurš bērns, kurš to zināja īstā dzīve gumijas bumbiņa sākas, kad to piepūšat. Bet Einšteins — ne velti liels fiziķis — to izdomāja pats. Kosmoloģiskā konstante, ko viņš pievienoja vienādojumiem, kļuva par gaisu, kura elastība līdzsvaroja universālās lodītes elastību.

Iepazīstoties ar Einšteina kosmoloģiju, Frīdmens novērtēja izvirzītās fiziskās problēmas milzīgumu, taču tās matemātiskais risinājums radīja viņā šaubas. Protams, svārsts var būt miera stāvoklī, bet tas ir tikai īpašs gadījums tās vispārējā svārstību kustība. Vai matemātikas valodā: diferenciālvienādojumam, tāpat kā Einšteina gravitācijas vienādojumam, parasti ir vesela risinājumu klase atkarībā no sākotnējiem nosacījumiem.

Savā rakstā Frīdmens parādīja, kā mainās sfēriskā telpa-laiks atbilstoši tās “elastībai”, ko definē Einšteina vienādojums. Vienā no iespējamie risinājumi Visuma rādiuss palielinājās, sākot no nulles, līdz noteiktai maksimālajai vērtībai un pēc tam atkal samazinājās līdz nullei. Kas ir nulles rādiusa sfēra? Nekas! Un Frīdmens rakstīja:

Izmantojot acīmredzamu analoģiju, mēs nosauksim laika periodu, kurā tika sasniegts izliekuma rādiuss no 0 R 0 , pagājis laiks kopš pasaules radīšanas.

Matemātiķim to ir viegli teikt, bet fiziķim Einšteinam rezultāts bija tik dīvains, ka... viņš viņam neticēja, atrada iedomātu kļūdu aprēķinos un ziņoja par to īsa piezīme tajā pašā žurnālā. Tikai pēc Frīdmena vēstules saņemšanas un atkārtotas aprēķinu veikšanas Einšteins atpazina sava krievu kolēģa rezultātus un nākamajā piezīmē tos nosauca par kosmoloģiskās problēmas “jaunu gaismu”. Vēsturniekiem Einšteina kļūda atklāj Frīdmena darba apjomu.

Einšteins par A. Frīdmena daiļradi

Komentārs par A. Frīdmena darbu “Par telpas izliekumu” (18.09.1922.)

...Minētajā darbā ietvertie rezultāti attiecībā uz dinamisko pasauli man šķiet apšaubāmi... Reāli tajā norādītais risinājums neapmierina lauka vienādojumus. Šī darba nozīme ir tajā, ka tas pierāda pasaules rādiusa noturību laikā...

Uz A. Frīdmena darbu “Par telpas izliekumu” (31.05.1923.)

Iepriekšējā ierakstā es kritizēju iepriekš minēto darbu. Tomēr mana kritika, kā es redzēju no Frīdmena vēstules, bija balstīta uz kļūdu aprēķinos. Es domāju, ka Frīdmena rezultāti ir pareizi un rada jaunu gaismu. Izrādās, ka lauka vienādojumi līdzās statiskajiem pieļauj arī dinamiskus (laikā mainīgus) telpas struktūras risinājumus.

Mūsdienu students var iziet cauri Frīdmena divu lappušu aprēķiniem un skeptiski domāt: "Nu, ko viņš īsti izdarīja?!" Es atrisināju vienādojumu, tas arī viss! Šādi skolēni risina vienādojumus. Jā, Einšteina vienādojumi ir sarežģītāki par kvadrātvienādojumiem, taču arī Frīdmens nav skolnieks. Einšteins atrada vienu savu vienādojumu "sakni", Frīdmens atrada pārējos.

Tātad, varbūt saruna par Frīdmena darba varenību ir atbalss no tiem gadiem, kad Krievijas slavas sargātāji par katru cenu meklēja pašmāju pionierus? Nē, kaut vai tāpēc, ka tie paši aizbildņi mēģināja aizmirst par sadzīves ieguldījumu kosmoloģijā, pasludināti par “garīdznieku” kalpu, valodā Padomju ideoloģija. Ja pats Frīdmens rakstīja par “pasaules radīšanu”, tad valsts ateistiskās reliģijas sargi nevarēja pieļaut šādu vārda brīvību. Kosmoloģija PSRS tika slēgta 1938. gadā un atļauta tikai pēc Staļina nāves.

Formulas iekšā fiziskais darbs dzīvo paši savu dzīvi. Tas ir gan labi, gan ne tik labi. Labi, jo zinātniskie aizspriedumi un nevajadzīgas interpretācijas ir vieglāk nošķiramas no formulām. Bet, no otras puses, skatoties uz pirms daudziem gadiem rakstītām formulām, ir grūti saprast nozīmi, kāda tajās tika ielikta, kad tās parādījās.

Frīdmena darbu nevar saukt tikai par kārtējo kosmoloģisko risinājumu, kas tika nolikts plauktā blakus Einšteina pirmajam risinājumam. Frīdmens atklāja kosmoloģiskās problēmas dziļumu, atklājot, ka pārmaiņas ir vispārējs īpašums Visums. Tādējādi evolūcijas jēdziens tika paplašināts līdz visaptverošākajam objektam. Turklāt radās jautājums, uz kuru joprojām nav pārliecinošas atbildes: kā gravitācijas teorijas kosmoloģisko risinājumu daudzveidība ir saistīta ar paša Visuma fundamentālo unikalitāti?

Vai Frīdmena rezultāts bija nejaušība vai balva par drosmi?

Pirmkārt zinātniskais darbs viņš, vēl būdams vidusskolnieks, to darīja tīrā matemātikā – skaitļu teorijā. Pēc universitātes matemātikas nodaļas absolvēšanas viņš studēja dinamisko meteoroloģiju - zinātni par haotiskākajiem procesiem sublunar pasaulē, vienkārši sakot, laika prognozēšanu. Viņa zinātnes matemātika atgādināja Einšteina gravitācijas teorijas matemātiku. Un pats galvenais, viņam, matemātiķim, bija vieglāk pretoties izcilā fiziķa autoritātei un šaubīties par viņa rezultātiem.

Tātad, Frīdmens ir tīrs matemātiķis? Ne tikai tas. Vēl būdams students, viņš piedalījās “Aplis jauna fizika"Pāvila Erenfesta vadībā, kurš tolaik dzīvoja Krievijā, Einšteina draugs.

Vēsture ir parūpējusies par citiem labvēlīgiem apstākļiem. Pilsoņu kara laikā skolotāju trūkuma dēļ Frīdmens pasniedza fizikas un Rīmaņa ģeometrijas kursus. Un 1920. gadā liktenis viņu saveda kopā ar Vsevolodu Frederiku. Šis krievu fiziķis pasaules karš Atradu Vācijā. Viņu būtu gaidījis ienaidnieka varas subjekta bēdīgais liktenis, ja ne slavenā vācu matemātiķa Hilberta aizlūgums. Rezultātā Frederiks uz vairākiem gadiem kļuva par viņa palīgu – tieši tad, kad tika pabeigta gravitācijas teorijas izveide un kad Einšteins ieradās pie Hilberta, lai apspriestu savu teoriju. Frederiks tam visam bija liecinieks.

Jau pirms 1922. gada vācu fiziķi mēģināja palīdzēt saviem kolēģiem Krievijā. Ērenfests par to bija īpaši nobažījies. 1920. gada vasarā viņa vēstule nonāca Petrogradā, pirmā pēc daudzu gadu pārtraukuma. 1920. gada augustā Frīdmens atbildēja Ērenfestam, ka viņš studē relativitātes teoriju un gatavojas strādāt pie gravitācijas teorijas.

Pasaulē jau bija uzplaukums ap jauno teoriju - pēc tam, kad apstiprinājās Einšteina prognozētā gaismas staru novirze no tālām zvaigznēm. Sāka parādīties populāras brošūras par jauno teoriju, tostarp paša Einšteina grāmata. 1920. gada rudenī Berlīnē izdotā krievu tulkojuma autora priekšvārdā lasām:

Vairāk nekā jebkad agrāk šajos nemierīgajos laikos mums jārūpējas par visu, kas var apvienot cilvēkus dažādas valodas un tautas. No šī viedokļa īpaši svarīgi ir veicināt dzīvu māksliniecisko un zinātnisko darbu apmaiņu pat pašreizējos sarežģītajos apstākļos. Tāpēc esmu īpaši gandarīts, ka mana mazā grāmatiņa parādās krievu valodā.

Divvirzienu fizikālo un matemātisko ideju apmaiņa kosmoloģijā notika pārsteidzoši ātri.

Kas tad bija dinamiskās kosmoloģijas pamatlicējs – matemātiķis vai fiziķis? Cilvēks, kurš viņu labi pazina, par Frīdmenu teica labāk nekā jebkurš cits: "Pēc izglītības un talanta matemātiķis gan jaunībā, gan brieduma gados ļoti vēlējās pielietot matemātisko aparātu dabas pētīšanai."

Lai pielietotu matemātiku tik unikālam apjomam kā Visums, nepieciešama drosme, ko nemāca ne matemātikas, ne fizikas nodaļās. Viņa vai nu pastāv, vai ne. Frīdmena drosme ir redzama ar neapbruņotu aci: viņš brīvprātīgi devās uz fronti - aviācijā un, būdams jau profesors (un jaunas kosmoloģijas autors), viņš piedalījās rekordlielā gaisa balona lidojumā.

Tātad, talants, zināšanas un drosme. Šī kombinācija ir diezgan atlīdzības vērta, ko dažreiz sauc par veiksmi, dažreiz - labvēlīgiem vēsturiskiem apstākļiem. Taču Frīdmanam nebija lemts dzīvot, līdz viņa atklājuma mērogs kļūst skaidrs. Talantīgs un drosmīgs cilvēks nomira 37 gadu vecumā no vēdertīfs.

Septiņus gadus vēlāk akadēmiķa V.I. dienasgrāmatā. Parādījās Vernadska ieraksts:

Saruna ar Verigo par A.A. Viņš nomira agri, iespējams, izcils zinātnieks, ko B. B. man ļoti labi raksturoja 1915. gadā, un tad es pievērsu viņam uzmanību. Un tagad - saistībā ar manu pašreizējo darbu un viņa ideju par izplešanos pulsējošo Visumu - es izlasīju to, kas man bija pieejams. Skaidra, dziļa doma par plaši izglītotu, Dieva dotu cilvēku. Pēc Verigo – viņa biedra un drauga – teiktā, tā arī bija burvīga personība, brīnišķīgs biedrs. Viņš ar viņu sapratās priekšā. Boļševiku valdīšanas sākumā Frīdmans un viņa draugs, bet daudz vieglāks par viņu Tamarkins tika izslēgti no universitātes. Savulaik Frīdmens gribēja aizbēgt kopā ar Tamarkinu: varbūt viņš būtu izdzīvojis?

Pēc vācu fiziķa, holandiešu astronoma un krievu matemātiķa nākamos nozīmīgos ieguldījumus kosmoloģijā sniedza amerikāņu astronomi.

Šis teksts ir ievada fragments. No grāmatas Jaunākā grāmata faktus. 3. sējums [Fizika, ķīmija un tehnoloģijas. Vēsture un arheoloģija. Dažādi] autors Kondrašovs Anatolijs Pavlovičs

No grāmatas Interesanti par astronomiju autors Tomilins Anatolijs Nikolajevičs

No grāmatas Kas ir relativitātes teorija autors Landau Ļevs Davidovičs

No grāmatas Kas izgudroja moderno fiziku? No Galileja svārsta līdz kvantu gravitācijai autors Goreliks Genādijs Efimovičs

No grāmatas Tvīti par Visumu autors Čauns Markuss

No grāmatas Kam uzkrita ābols autors Keselmanis Vladimirs Samuilovičs

No grāmatas Laikmets un personība. Fiziķi. Esejas un memuāri autors Feinbergs Jevgeņijs Ļvovičs

No autora grāmatas

No autora grāmatas

Otrā nodaļa “...Un tā stāv uz trim pīlāriem...” Ticība ir patiesības ekstrapolācija caur autoritāti, nepamatota verbālās informācijas uztvere kā

No autora grāmatas

No autora grāmatas

Cik maksā grams gaismas? Ķermeņa masas pieaugums ir cieši saistīts ar darbu, kas tiek veikts pie tā: tas ir proporcionāls darbam, kas nepieciešams ķermeņa iedarbināšanai. Šajā gadījumā nav nepieciešams tērēt darbu tikai ķermeņa iedarbināšanai. Jebkurš

No autora grāmatas

Aleksandrs Frīdmens: “Visums nestāv uz vietas” 1922. gada pavasarī tā laika galvenajā fizikas žurnālā Zeitschrift für Physik parādījās aicinājums “Vācijas fiziķiem”. Vācu Fizikas biedrības valde ziņoja par smago situāciju kolēģiem Krievijā, kuri

No autora grāmatas

108. Vai dzīvība varētu pastāvēt citur Saules sistēmā? Kosmoss ir skarbs. Vakuums, aukstums un karstums, nāvējošs ultravioletais (UV) starojums un lielas enerģijas daļiņas ir kaitīgas dzīvām šūnām Ja ir pārāk karsts, sarežģītās molekulas sadalās, un ja

No autora grāmatas

Pieredze, kuru nevajadzētu atkārtot "Es gribu jums pastāstīt jaunu un šausmīgu pieredzi, ko iesaku jums neatkārtoties," rakstīja nīderlandiešu fiziķis van Musšenbruks Parīzes fiziķim Reaumuram un tālāk ziņoja, ka, kad viņš kreisā roka stikla burka ar elektrificētu

Pasaule nav pilnībā izveidota: debesis vienmēr tiek atjauninātas, astronomi vecajām zvaigznēm vienmēr pievieno jaunas. Ja es atklātu zvaigzni, es to sauktu par Frīdmenu - labāki līdzekļi Es nevaru to atrast, lai padarītu visu skaidrāku.

Frīdmens! Līdz šim viņš ir tikai dažu grāmatu plauktu iemītnieks - matemātiķis amatieris, jauns meteorologs un militārais aviators Vācijas frontē kaut kur, bet vēlāk - Permas universitātes organizators rītausmā. Padomju vara. Osoaviakhim biedrs. Noķēris tīfu Krimā, diemžēl no Krimas neatgriezās. Miris. Un viņi par viņu aizmirsa. Tikai ceturtdaļgadsimtu vēlāk viņi atcerējās vīrieti un it kā viņu atdzīvināja: “Jauns, pārdrošības pilns, viņš nedomāja bez idejām. Tas ir fakts, ka dažos veidos viņš gāja tālāk par pašu Einšteinu: sajūtot formu nepastāvību šajā viesuļvētru pasaulē, viņš redzēja galaktikas, kas izkliedējas kosmosa izliekumā. – “Visuma paplašināšanās? Mums tas ir jāizdomā!”

Viņi sāk strīdēties.

Bet fakts ir nenoliedzams: šis Frīdmens bija zinātnieks ar ļoti apskaužamu nākotni. Ak, spīdi jauna zvaigzne virs horizonta, Frīdmen!

Dažas neprecizitātes nemaz nesabojā Leonīda Martinova dzejoļus, kas veltīti matemātiķim, fiziķim, meteorologam Aleksandram Aleksandrovičam Fridmanam, kuram tas izdevās, neskatoties uz to. īss mūžs, atstāj ievērojamu zīmi pasaules zinātnē.

Akadēmiķis P. L. Kapitsa apgalvoja, ka Frīdmens bija viens no labākajiem krievu zinātniekiem. “Ja tā nebūtu viņa nāve no vēdertīfa 37 gadu vecumā... viņš noteikti būtu paveicis daudz vairāk fizikā un matemātikā un būtu sasniedzis augstākos akadēmiskos pakāpienus. Jaunībā viņš jau bija profesors un bija pasaules slavens starp relativitātes teorijas un meteoroloģijas speciālistiem. 20. gadsimta 20. gados, atrodoties Ļeņingradā, es bieži dzirdēju profesoru Krutkova, Frederika un Bursiāna atsauksmes par Frīdmenu kā izcilu zinātnieku.

Vēl būdams vidusskolnieks, Frīdmens (kopā ar Ja. D. Tumarkinu) publicēja divus īsus rakstus par skaitļu teoriju. Abi saņēma apstiprinošu atsauksmi no slavenā matemātiķa D. Hilberta. Frīdmena atraitne rakstīja: “...Bērnībā visvairāk bargs sods, kas nomierināja viņa dumpīgo rūdījumu: viņš palika bez aritmētikas nodarbības, un tāds viņš palika līdz mūža galam. Vēl būdams students, viņš publicēja vairākus matemātiskos pētījumus; vienam no viņiem tika piešķirta Fizikas un matemātikas fakultātes zelta medaļa. Atraitne atsaucās uz darbu pie skaitļu teorijas — atkal tika paveikts ar Tumarkinu.

1910. gadā Frīdmens absolvēja Sanktpēterburgas universitāti un tika pieņemts darbā matemātikas nodaļā, lai sagatavotos profesora amatam. Tajā pašā laikā viņš pasniedza augstākās matemātikas nodarbības Dzelzceļa institūtā un Kalnrūpniecības institūtā. Daudzus gadus Frīdmens uzturēja uzticamas attiecības ar savu skolotāju akadēmiķi Steklovu. Zinātnieku sarakstei ir neapšaubāma vērtība, jo tā ļauj ne tikai redzēt viņu intereses, bet arī izprast atmosfēru, kas valdīja tā laikmeta matemātikā.

“Dārgais Vladimir Andrejevič,” Frīdmens rakstīja 1911. gadā, “man bija jāatceras teiciens, par kuru tu runāji šopavasar: “Dari, kā zini, tu tik un tā nožēlosi.”

Fakts ir tāds, ka es nolēmu apprecēties.

Es tev jau teicu vispārīgs izklāsts par savu līgavu. Viņa apgūst kursu (matemātika); viņas vārds ir Jekaterina Petrovna Dorofejeva; mazliet vecāks par mani; Domāju, ka laulība manas mācības nelabvēlīgi neietekmēs...”

Tajā pašā vēstulē Frīdmens ziņoja:

“...Mūsu nodarbības ir pie Jaka. Balodis. (ar Jakovu Davidoviču Tamarkinu, V. A. Steklova audzēkni un Frīdmena draugu) iet, šķiet, diezgan labvēlīgi. Tie, protams, sastāv tikai no jūsu ieteikto kursu un rakstu lasīšanas maģistra eksāmenam. Mēs jau esam pabeiguši hidrodinamiku un sākam pētīt elastības teoriju. Mums ir vairāki jautājumi, taču labāk to uzzināt, kad tiksimies ar jums.

1913. gadā Frīdmens nokārtoja eksāmenus maģistra grāda iegūšanai tīrajā un lietišķajā matemātikā. Sācis interesēties par matemātisko aeroloģiju, iekārtojies darbā Pavlovskas pilsētas Aeroloģijas observatorijā, bet 1914. gada vasaras beigās sākās Pirmais pasaules karš. Frīdmens brīvprātīgi pievienojās aviācijas vienībai, kas darbojās Ziemeļu frontē. Sākot kā ierindnieks, viņš ātri pacēlās kaprāļa pakāpē un 1915. gada vasarā saņēma pirmo virsnieka pakāpe- praporščiks. Frīdmens ne tikai izveidoja aeronavigācijas un aeroloģiskos dienestus Ziemeļu frontē, bet arī ne reizi vien piedalījās kaujas misijās kā novērotājs pilots.

“...Mana dzīve rit diezgan gludi,” viņš rakstīja Steklovam 1915. gada 5. februārī, “izņemot tādus negadījumus kā: šrapneļa sprādziens 20 pakāpienos, austriešu bumbas drošinātāja eksplozija pussolī, kas man beidzās gandrīz droši, un krišana uz sejas un galvas, kas beidzās ar plīsumu augšlūpa un galvassāpes. Bet, protams, pie tā visa pierod, it īpaši, ja redzi sev apkārt tūkstoš reižu smagākas lietas...”

Pēc Oktobra revolūcijas Frīdmens atgriezās pie mācīšanas.

1918. gadā viņam tika piešķirts ārkārtas profesora amats jaunās Permas universitātes Teorētiskās matemātikas katedrā.

Frīdmens divus gadus mācīja Permas universitātē.

Tikai 1920. gadā viņš atgriezās Petrogradā.

Izsalkušā, aukstā galvaspilsētā jauns zinātnieks ieguva darbu Galvenajā fiziskajā observatorijā. Tajā pašā laikā viņš lasīja lekcijas vairākās universitātēs, tostarp Petrogradas universitātē. 1922. gadā Frīdmens izveda vispārējais vienādojums lai noteiktu ātruma virpuli, kas vēlāk kļuva par fundamentālu laikapstākļu prognozēšanas teorijā. Jūras akadēmijā lasīja lekciju kursu “Pieredze saspiežamā šķidruma hidromehānikā”, risinot sarežģītu uzdevumu par šķidruma vai gāzes kustību ļoti lielā ātrumā, kad šķidrumu vai gāzi principā nevar uzskatīt par ideālu. un jāņem vērā to saspiežamība. Tajos pašos gados viņš kopā ar L.V.Kēleru norādīja turbulentas plūsmas struktūras raksturlielumu sistēmu un izveidoja slēgtu vienādojumu sistēmu, savienojot ātruma un spiediena pulsācijas divos plūsmas punktos dažādos laikos. 1925. gadā pētniecības nolūkos viņš ar slaveno padomju stratonautu P. Fedoseenko gaisa balonā uzkāpa tā laika rekordaugstumā - 7,4 kilometrus.

Īpaša uzmanība tika pievērsta diviem mazajiem Frīdmena darbiem par kosmoloģiju - "Par telpas izliekumu" (1922) un "Par pasaules iespēju ar pastāvīgu negatīvu izliekumu" (1924), kas publicēti Berlin Physical Journal. Šajos darbos Frīdmens to parādīja ģeometriskās īpašības Visumam plašā mērogā laika gaitā ir dramatiski jāmainās, tas ir, visām šādām izmaiņām ir jābūt “paplašināšanās” vai “saspiešanas” raksturam. Dažus gadus vēlāk amerikāņu astronoms Habls faktiski atklāja galaktiku lejupslīdes efektu - Visuma paplašināšanās sekas.

Pirms Frīdmena darbiem ticība statiskajam Visumam bija tik liela, ka pat Einšteins, izstrādājot vispārējo relativitātes teoriju, savos vienādojumos ieviesa tā saukto kosmoloģisko konstanti – sava veida “antigravitācijas” spēku, kas atšķirībā no citiem. spēki, netika ģenerēti no fiziskiem avotiem, bet tika iestrādāti pašā telpas-laika struktūrā.

1922. gada 18. septembrī Einšteins publicēja “Piezīmes par A. Frīdmena darbu “Par telpas izliekumu”. Šīs piezīmes kopsavilkums skan: "...Minētajā darbā ietvertie rezultāti attiecībā uz nestacionāro pasauli man šķiet aizdomīgi." Taču jau 1923. gada 31. maijā, sapratis krievu zinātnieka darbu, Einšteins steidzās paziņot: “... Iepriekšējā piezīmē es kritizēju Frīdmena darbu. Taču mana kritika, kā es pārliecinājos... balstījās uz kļūdu aprēķinos. Es domāju, ka Frīdmena rezultāti ir pareizi."

Frīdmens pierādīja, ka Visuma matērijai nav obligāti jāatrodas miera stāvoklī. Viņš uzskatīja, ka Visums nevar būt nekustīgs. Visumam ir vai nu jāpaplašina, vai jāsaraujas.

Argumentējot to, Frīdmens balstījās uz diviem pieņēmumiem.

Pirmkārt, viņš norādīja, Visums visur izskatās absolūti vienāds neatkarīgi no tā, kādā virzienā mēs to novērojam, un, otrkārt, šis apgalvojums vienmēr paliek spēkā, neatkarīgi no tā, no kuras vietas mēs novērojam Visumu.

Frīdmena uzskatītie modeļi teica, ka kādā pagātnes brīdī, dabiski - kosmiskais laiks, tas ir, miljardiem un miljardiem gadu tālu no mums (laiks, ko cilvēka smadzenēm ir grūti uztvert kā kaut ko reālu), attālums starp visām galaktikām jābūt vienādam ar nulli. Šajā brīdī (parasti sauc Lielais sprādziens) Visuma blīvumam un telpas izliekumam vajadzēja būt bezgalīgiem. Tā kā matemātiķi faktiski nevar apstrādāt bezgalīgi lielus daudzumus, tas nozīmēja, ka saskaņā ar vispārējo relativitātes teoriju Visumā ir jābūt punktam, kurā nevar piemērot nevienu no šīs teorijas likumiem.

Šādu punktu sauc par vienskaitli.

Analizējot singularitātes jēdzienu, franču matemātiķis Lemaitre ierosināja tik augstas vielas koncentrācijas stāvokli saukt par “primāro atomu”. Viņš rakstīja: “Vārds “atoms” šeit ir jāsaprot tā sākotnējā formā, Grieķu nozīme. Atoms ir kaut kas tik vienkāršs, ka par to nevar neko teikt un par to nevar uzdot nevienu jautājumu. Šeit mums ir pilnīgi nesaprotams sākums. Tikai tad, kad atoms sadalījās liels skaits fragmenti, kas aizpilda vietu ar nelielu, bet ne gluži nulles rādiusu, fiziskie jēdzieni sāka iegūt nozīmi."

Frīdmena darbs izraisīja lielu nemieru fiziķu vidū.

Ideja, ka laikam kādreiz bija sākums, daudzus neuzrunāja, rakstīja amerikāņu astrofiziķis Hokings. Bet man šī ideja nepatika tieši tāpēc, ka tajā bija daži, kaut arī neskaidri, mājieni par dievišķo spēku iejaukšanos. Tā nav nejaušība, ka Lielā sprādziena modeli uztvēra katoļu baznīca. 1951. gadā pāvests oficiāli paziņoja, ka Lielā sprādziena modelis pilnībā atbilst Bībelei.

Kosmologs V. Bonors komentēja šo faktu:

"Daži zinātnieki identificēja singularitāti ar Dievu un domāja, ka tajā brīdī ir dzimis Visums. Man šķiet ļoti nepiemēroti piespiest Dievu atrisināt mūsu zinātniskās problēmas. Šādai pārdabiskai iejaukšanās zinātnē nav vietas. Un ikviens, kurš tic Dievam un saista ar viņu diferenciālvienādojuma singularitāti, riskē zaudēt vajadzību pēc viņa, kad matemātika uzlabosies.

“Es uzskatu, ka Visumam ir neierobežota pagātne un nākotne. Tas var šķist tikpat mulsinoši kā pieņēmums, ka viņas stāsts ir ierobežots. Tomēr zinātniskā izteiksmē šis viedoklis ir metodoloģisks pamats, un nekas cits. Zinātnei nevajadzētu patvaļīgi pieņemt hipotēzes, kas ierobežo tās pētījumu apjomu.

"Dažreiz viņi saka," rakstīja akadēmiķis Kapitsa, "ka Frīdmens īsti neticēja savai teorijai un uztvēra to tikai kā matemātisko zinātkāri. Viņš esot teicis, ka viņa uzdevums ir atrisināt vienādojumus un citiem speciālistiem — fiziķiem — būtu jāsaprot risinājumu fiziskā nozīme. Šis asprātīgā cilvēka ironiskais apgalvojums par viņa darbu nevar mainīt mūsu augsto atzinību par viņa atklājumu. Pat ja Frīdmens nebija pārliecināts, ka dabā pastāv Visuma izplešanās, kas izriet no viņa matemātiskajiem aprēķiniem, tas nekādā veidā nemazina viņa zinātniskos nopelnus. Atcerēsimies, piemēram, Diraka teorētisko pozitrona prognozi. Diraks arī neticēja pozitrona reālajai eksistencei un uztvēra savus aprēķinus kā tīri matemātisku sasniegumu, kas ir ērts noteiktu procesu aprakstīšanai. Bet pozitrons tika atklāts, un Diraks, pat nemanot, izrādījās pravietis. Neviens nemēģina samazināt viņa ieguldījumu zinātnē, jo viņš pats neticēja viņa pareģojumam.

Frīdmena atraitnes rakstītajā nekrologā teikts:

“Excelsior (iepriekš) bija viņa dzīves devīze.

Viņu mocīja zināšanu slāpes.

Izvēlējies mehāniku, šo matemātisko zinātņu paradīzi (pēc Leonardo da Vinči domām), viņš nevarēja ar to aprobežoties un meklēja un atrada jaunas nozares, pētīja dziļi, detalizēti un uz visiem laikiem mocīja savu zināšanu nepietiekamību. "Nē, es esmu nezinošs, es neko nezinu, man vajag gulēt vēl mazāk, nedarīt neko svešu, jo visa šī tā saucamā dzīve ir pilnīga laika izšķiešana." Viņš mocīja sevi apzināti, jo redzēja, ka viņam nepietiek laika, lai ar skatienu aptvertu plašos apvāršņus, kas viņam pavērās mācoties. jauna zinātne. Vienmēr bija gatavs pieticīgi mācīties no ikviena, kas zināja vairāk par viņu, viņš apzinājās, ka savā darbā iet jaunus ceļus, grūtus, nevienam neizpētītus ceļus, un viņam patika citēt Dantes vārdus: “Ūdeņi, kuros es ieeju, ir. neviens to nekad nav šķērsojis."

1931. gadā, jau pēcnāves laikā, Frīdmena pētījumi tika apbalvoti ar balvu. V.I.Ļeņins.


| |

Uzruna PSRS Zinātņu akadēmijas Fizikālo un matemātikas zinātņu nodaļas sesijā, kas veltīta A. A. Frīdmena 75. dzimšanas dienai.


Aleksandrs Frīdmens ir viens no mūsu labākajiem zinātniekiem. Ja nebūtu viņa nāves no vēdertīfa 37 gadu vecumā, viņš vēl šodien būtu ar mums. Protams, viņš būtu paveicis daudz vairāk fizikā un matemātikā un būtu sasniedzis augstākās akadēmiskās pakāpes. Jaunībā viņš jau bija profesors un bija pasaules slavens starp relativitātes teorijas un meteoroloģijas speciālistiem. 20. gados, atrodoties Ļeņingradā, es bieži dzirdēju profesoru Krutkova, Frederika un Bursiāna atsauksmes par Frīdmenu kā izcilu zinātnieku.

Frīdmens veica vienu no nozīmīgākajiem teorētiskajiem atklājumiem astronomijā – viņš prognozēja Visuma paplašināšanos.

No Frīdmena Einšteina kosmoloģisko vienādojumu risinājuma izrietēja iespēja laika gaitā mainīt mūsu pasaules izliekuma rādiusu. Dažus gadus pēc Frīdmena darba publicēšanas amerikāņu astronoms Habls atklāja galaktiku lejupslīdi – Visuma paplašināšanās sekas. Tādējādi Frīdmens “pildspalvas galā” atklāja pārsteidzošu fenomenu kosmiskā mērogā.

Šajā sakarā dažreiz tiek teikts, ka Frīdmens īsti neticēja savai teorijai un traktēja to tikai kā matemātisko kuriozu. Viņš esot teicis, ka viņa darbs esot risināt vienādojumus, un citiem speciālistiem – fiziķiem – būtu jāsaprot risinājumu fiziskā nozīme.

Šis asprātīga cilvēka ironiskais apgalvojums par viņa darbu nevar mainīt mūsu augsto novērtējumu par viņa atklājumu. Pat ja Frīdmens nebija pārliecināts, ka dabā pastāv Visuma izplešanās, kas izriet no viņa matemātiskajiem aprēķiniem, tas nekādā veidā nemazina viņa zinātniskos nopelnus. Atcerēsimies, piemēram, Diraka teorētisko pozitrona prognozi. Diraks arī neticēja pozitrona reālajai eksistencei un uztvēra savus aprēķinus kā tīri matemātisku sasniegumu, kas ir ērts noteiktu procesu aprakstīšanai. Taču pozitrons tika atklāts, un Diraks, pat nemanot, izrādījās pravietis. Neviens nemēģina mazināt viņa ieguldījumu zinātnē, jo viņš pats neticēja viņa pareģojumam.

Diraks vēlāk paredzēja indivīda eksistenci magnētiskie stabi, kas netika atrasti, lai gan savulaik Fermi domāja, ka tie tiešām varētu pastāvēt, taču tā bija kļūda. Nav zināms, vai viņš ticēja, ka viņi tiks atrasti. Bet, ja tas notiks, zinātnieki piešķirs Dirakam atzinību par viņa teorijas spēku.

Frīdmens nepārdzīvoja, līdz viņa aprēķinus apstiprināja tiešs novērojums. Bet tagad mēs zinām, ka viņam bija taisnība. Un mums ir jāsniedz godīgs novērtējums par šī zinātnieka ievērojamo rezultātu.

Frīdmena vārds līdz šim ir bijis nepelnītā aizmirstībā. Tas ir negodīgi un ir jālabo. Mums šis vārds ir jāiemūžina. Galu galā Frīdmens ir viens no padomju fizikas pionieriem, zinātnieks, kurš devis lielu ieguldījumu vietējā un pasaules zinātnē.

FRIEDMAN, ALEKSANDRS ALEKSANDROVIČS(1888–1925), krievu un Padomju matemātiķis un ģeofiziķis, nestacionārā Visuma teorijas radītājs. Dzimis 1888. gada 16. jūnijā Sanktpēterburgā. Skolā un studentu gadi interesējās par astronomiju. 1906. gadā viņš publicēja savu pirmo matemātikas darbs vienā no vadošajiem zinātniskajiem žurnāliem Vācijā “Mathematical Annals” (“Mathematische Annalen”). 1906. gadā iestājās Sanktpēterburgas Universitātes Fizikas un matemātikas fakultātes matemātikas nodaļā, kuru absolvēja 1910. gadā. Lai sagatavotos profesūrai, viņu paturēja tīrās un lietišķās matemātikas nodaļā. Līdz 1913. gada pavasarim Frīdmens studēja matemātiku – vadīja praktiskās nodarbības Dzelzceļa inženieru institūtā, lasīja lekcijas Kalnrūpniecības institūtā. 1913. gadā iestājās Aeroloģijas observatorijā Pavlovskā pie Sanktpēterburgas un sāka studēt dinamisko meteoroloģiju (tagad šo zinātnes virzienu sauc par ģeofizikālo hidrodinamiku). 1914. gada pavasarī viņš tika nosūtīts komandējumā uz Leipcigu, kur tolaik dzīvoja slavenais norvēģu meteorologs Vilhelms Frīmens Korens Bjerkness (1862–1951), frontes atmosfērā teorijas veidotājs. Tā paša gada vasarā Frīdmens lidoja ar dirižabļiem, piedaloties novērošanas sagatavošanā saules aptumsums 1914. gada augustā.

Sākoties Pirmajam pasaules karam, Frīdmens brīvprātīgi pievienojās aviācijas vienībai. 1914.–1917. gadā piedalījies aeronavigācijas un aeroloģisko dienestu organizēšanā Ziemeļu un citās frontēs. Kā novērotājs piedalījies kaujas misijās.

1918–1920 – Permas universitātes profesors. No 1920. gada strādājis Galvenajā fiziskajā observatorijā (no 1924. gada A. I. Voeikova vārdā nosauktā Galvenā ģeofizikas observatorija), tajā pašā laikā no 1920. gada pasniedza dažādās izglītības iestādēm Petrograda. No 1923. gada - galvenais redaktors"Ģeofizikas un meteoroloģijas žurnāls". Neilgi pirms nāves viņš tika iecelts par Galvenās ģeofizikālās observatorijas direktoru.

Frīdmena galvenie darbi ir veltīti dinamiskās meteoroloģijas problēmām (teorija atmosfēras virpuļi un vēja brāzmas, teorija par pārtraukumiem atmosfērā, atmosfēras turbulence), saspiežamā šķidruma hidrodinamika, atmosfēras fizika un relatīvistiskā kosmoloģija. 1925. gada jūlijā zinātniskos nolūkos viņš lidoja ar gaisa balonu kopā ar pilotu P. F. Fedoseenko, sasniedzot tobrīd rekordaugstu 7400 m, Frīdmens bija viens no pirmajiem, kurš apguva Einšteina gravitācijas teorijas matemātisko aparātu un sāka mācīt. tenzora aprēķinu kurss universitātē kā vispārējās relativitātes teorijas kursa ievaddaļa. Viņa grāmata tika publicēta 1923 Pasaule kā telpa un laiks(atkārtoti izdots 1965. gadā), kas ieviesa plašai sabiedrībai ar jaunu fiziku.

Frīdmens prognozēja Visuma paplašināšanos. Pirmie nestatiskie Einšteina vienādojumu risinājumi, ko viņš ieguva 1922.–1924. gadā, pētot Visuma relatīvos modeļus, lika pamatus nestacionārā Visuma teorijas attīstībai. Zinātnieks pētīja nestacionārus viendabīgus izotropus modeļus ar pozitīva izliekuma telpu, kas piepildīta ar putekļiem līdzīgu vielu (ar nulles spiedienu). Aplūkoto modeļu nestacionaritāti raksturo izliekuma rādiusa un blīvuma atkarība no laika, un blīvums mainās apgriezti proporcionāli izliekuma rādiusa kubam. Frīdmens identificēja šādu modeļu uzvedības veidus, ko pieļauj gravitācijas vienādojumi, un Einšteina stacionāra Visuma modelis izrādījās īpašs gadījums. Atspēkoja viedokli, ka vispārējā relativitātes teorija pieprasa pieņēmumu par telpas ierobežotību. Frīdmena rezultāti parādīja, ka Einšteina vienādojumi nenoved pie viena Visuma modeļa neatkarīgi no kosmoloģiskās konstantes. No viendabīga izotropa Visuma modeļa izriet, ka, tam izplešoties, ir jāievēro sarkanā nobīde, kas ir proporcionāla attālumam. To 1929. gadā apstiprināja E. P. Habs, pamatojoties uz astronomiskajiem novērojumiem: galaktiku spektra līnijas izrādījās nobīdītas spektra sarkanā gala virzienā.