Ja Friedman Einsteinin suhteellisuusteoriasta. "Kukaan ei ole koskaan ylittänyt niitä vesiä, joihin astun" Alexander Fridman ja modernin kosmologian alkuperä. Venäläinen ja Neuvostoliiton matemaatikko, fyysikko ja geofyysikko, ei-stationaarisen universumin teorian luoja
Johdanto
Muinaisista ajoista lähtien ihmiskunta on yrittänyt ymmärtää, millaisessa maailmassa he elävät, kuinka suuri se on, mikä maailma on. Pyrkiessään ymmärtämään sen tilan luonnetta, jossa ihminen asuu, luotiin monia erilaisia teorioita, käsitteitä, oletuksia, mutta todellisuudessa sivilisaatiomme pääsi lähelle vastausta vasta 1900-luvulla.
Monien tuon ajan tiedemiesten työn ansiosta saimme vastauksia moniin kysymyksiin maailman olemuksesta, jossain määrin sen luonteesta. Pystyimme löytämään vastauksia moniin kysymyksiin, mutta nämä vastaukset herättivät uusia kysymyksiä, joihin meidän piti löytää vastauksia.
A. Einsteinin luoma GR (General Theory of Relativity) antoi meille käsityksen ja osittaisen käsityksen maailmastamme, avaruudesta, jossa elämme, ajasta, joka vääjäämättä pyrkii eteenpäin, mutta Einsteinkaan ei täysin ymmärtänyt sen suuruutta, monimutkaisuutta ja jonka tilavuus universumilla on.
Mutta oli yksi henkilö, joka pystyi ymmärtämään, ymmärtämään ja ymmärtämään tämän arvon, henkilö, joka ennusti maailmankaikkeuden laajenemisen. Hänen nimensä on Alexander Alexandrovich Fridman.
Alexander Friedman. lyhyt elämäkerta
"Jos avaisin tähden,
Kutsuisin häntä Friedmaniksi..."
Leonid Martynov
Aleksanteri Aleksandrovitš Fridman- yksi modernin turbulenssiteorian ja Neuvostoliiton dynaamisen meteorologian koulukunnan perustajista, tärkeiden suhteellisuusteoriaa, matematiikkaa ja teoreettista mekaniikkaa koskevien teosten kirjoittaja.
Syntynyt 16. kesäkuuta 1888 Pietarissa Pietarin konservatoriosta valmistuneen (silloin balettiryhmän opiskelija ja taiteilija), säveltäjä Aleksandr Aleksandrovitš Fridmanin (1866--1909) ja pianonsoiton opettajan perheeseen. (silloin myös konservatorion opiskelijoita) Ljudmila Ignatievna Fridman (s. Voyachek, 1869-1953). Äidin isoisä, Ignaty Kasparovich Voyachek (1825-1916), oli keisarillisen Mariinski-teatterin urkuri ja kapellimestari.
Vuonna 1897, kun tuleva tiedemies oli 9-vuotias, hänen vanhempansa erosivat ja myöhemmin hänet kasvatettiin isänsä uudessa perheessä sekä isoisänsä perheissä - tuomioistuimen lääketieteellisen piirin ja provinssin lääkärin avustaja. sihteeri Aleksandr Ivanovitš Fridman (1839-1910) ja täti, pianisti Maria Aleksandrovna Fridman (äitinsä kanssa A. A. Fridman palasi suhteisiin vasta vähän ennen kuolemaansa). Hän opiskeli Pietarin 2. lukiossa. Lukio- ja opiskelijavuosinaan hän piti tähtitiedestä.
Lokakuussa 1905 Friedman lähetti yhdessä luokkatoverinsa Yakov Tamarkinin kanssa ensimmäisen matemaattisen työnsä yhdelle Saksan johtavista tieteellisistä aikakauslehdistä, Mathematische Annalenista; artikkeli Bernoulli-luvuista julkaistiin vuonna 1906. Vuoden 1905 vallankumouksen aikana hän osallistui poliittiseen toimintaan, oli Pietarin pohjoisen sosialidemokraattisen lukiojärjestön keskuskomitean jäsen, painoi julistuksia hektografille.
Fridmanin luokkatoveri (lukiossa, myöhemmin yliopistossa ja jatko-opinnoissa) ja ystävä oli Ya. V. I. Smirnov opiskeli luokkaa vanhempi, tulevaisuudessa myös matemaatikko, Neuvostoliiton tiedeakatemian akateemikko, suositun viisiosaisen korkeamman matematiikan kurssin kirjoittaja.
Valmistuttuaan lukiosta kultamitalilla Fridman siirtyi vuonna 1906 Pietarin yliopiston fysiikan ja matematiikan tiedekunnan matematiikan osastolle, josta hän valmistui vuonna 1910. Jäi puhtaan ja sovelletun matematiikan laitokselle prof. V. A. Steklov valmistautumaan professuuriin.
Kevääseen 1913 asti Friedman opiskeli matematiikkaa, johti myös käytännön luokkia Rautatieinsinöörien instituutissa ja luennoi Kaivosinstituutissa. Fridman ja Tamarkin osallistuivat vielä opiskeluaikoina säännöllisesti uuden teoreettisen fysiikan piirin tunneille, jonka järjesti vuonna 1908 äskettäin Saksasta saapunut PS Ehrenfest, jota Friedman piti Steklovin tavoin yhtenä opettajistaan.
Vuonna 1913 hän tuli Aerological Observatorioon Pavlovskissa Pietarin lähellä ja alkoi opiskella dynaamista meteorologiaa (nyt tätä tieteenalaa kutsutaan geofysikaaliseksi hydrodynamiikaksi). Keväällä 1914 hänet lähetettiin työmatkalle Leipzigiin, missä tuolloin asui kuuluisa norjalainen meteorologi Wilhelm Freeman Koren Bjerknes (1862-1951), ilmakehän rintamien teorian luoja. Saman vuoden kesällä Friedman lensi ilmalaivoilla osallistuen valmisteluihin elokuun 1914 auringonpimennyksen tarkkailuun.
Ensimmäisen maailmansodan puhjettua Friedman ilmoittautui vapaaehtoiseksi ilmailuyksikköön. Vuosina 1914-1917 hän osallistui ilmailu- ja ilmailupalvelujen järjestämiseen pohjoisella ja muilla rintamilla, oli koelentäjä, osallistui taistelutehtäviin, pommitti Przemyslia ja suoritti ilmatiedusteluja. Friedman - Pyhän Yrjön ritari, sai kultaisen aseen ja Pyhän Vladimirin ritarikunnan miekoilla ja jousella. Hän laatii taulukot tarkkuuspommituksista ja tarkistaa ne taistelussa.
Vuonna 1917 hänet kutsuttiin luennoimaan Kiovan yliopistoon, minkä jälkeen hän muutti Moskovaan. Jonkin aikaa hän työskenteli lentokoneen instrumenttitehtaalla. Sota heikensi hänen terveyttään. Lääkärit eivät neuvoneet menemään Petrogradiin ja hän valitsi Permin. Marraskuussa 1917 hän haki osallistumista kilpailuun, ja huhtikuussa 1918 Fridman otti ylimääräisen professorin tehtävän Permin yliopiston mekaniikan laitoksella. A.A. Fridman työskenteli jonkin aikaa Permin yliopiston vararehtorinä.
Vuonna 1920 hän palasi Petrogradiin ja työskenteli fyysisessä pääobservatoriossa (vuodesta 1924 - AI Voeikovin mukaan nimetty päägeofyysinen observatorio). Vuodesta 1920 lähtien A.A. Fridman on opettanut eri oppilaitoksissa Petrogradissa. Vuodesta 1923 hän on ollut Journal of Geophysics and Meteorology -lehden päätoimittaja. Vähän ennen kuolemaansa hänet nimitettiin päägeofyysisen observatorion johtajaksi.
Vuonna 1931 Neuvostoliiton hallituksen asetuksella A.A. Friedman sai postuumisti Lenin-palkinnon.
16. kesäkuuta 1888 - 16 syyskuuta 1925
Venäläinen ja Neuvostoliiton matemaatikko, fyysikko ja geofyysikko, ei-stationaarisen universumin teorian luoja
Elämäkerta
Syntynyt 16. kesäkuuta 1888 Pietarissa Pietarin konservatoriosta valmistuneen (silloin opiskelija), säveltäjä Aleksanteri Aleksandrovitš Fridmanin (1866-1909) ja pianonsoiton opettajan (silloin myös opiskelijana) perheessä. konservatorio) Ljudmila Ignatievna Fridman (s. Voyachek, 1869-1953). Vuonna 1897, kun tuleva tiedemies oli 9-vuotias, hänen vanhempansa erosivat ja myöhemmin hänet kasvatettiin isänsä uudessa perheessä sekä isoisänsä perheissä - tuomioistuimen lääketieteellisen piirin ja provinssin lääkärin avustaja. sihteeri Aleksandr Ivanovich Fridman (1839-1910) ja täti, pianisti Maria Aleksandrovna Fridman (A. A. Fridman palasi suhteisiin äitiinsä vasta vähän ennen kuolemaansa).
Ensimmäisen maailmansodan puhjettua Friedman ilmoittautui vapaaehtoiseksi ilmailuyksikköön. Vuosina 1914-1917 hän osallistui lennonvarmistus- ja ilmailupalvelun järjestämiseen pohjoisella ja muilla rintamilla. Osallistui tarkkailijana taistelutehtäviin.
Friedman ymmärsi ensimmäisenä Venäjällä tarpeen luoda kotimainen lentokoneteollisuus. Sodan ja tuhon vuosien aikana hän toteutti idean, ja hänestä tuli Moskovan Aviapribor-tehtaan perustaja ja ensimmäinen johtaja (kesäkuu 1917).
Vuosina 1918-1920 hän oli professori Permin yliopistossa. Vuodesta 1920 hän työskenteli fyysisessä pääobservatoriossa (vuodesta 1924 A. I. Voeikovin mukaan nimetty päägeofyysinen observatorio), samaan aikaan vuodesta 1920 lähtien hän opetti eri oppilaitoksissa Pietarissa. Vuodesta 1923 hän oli Journal of Geophysics and Meteorology -lehden päätoimittaja. Vähän ennen kuolemaansa hänet nimitettiin päägeofyysisen observatorion johtajaksi.
Friedmanin pääteokset ovat omistettu dynaamisen meteorologian ongelmille (ilmakehän pyörteiden ja tuulen puuskaisuuden teoria, ilmakehän epäjatkuvuusteoria, ilmakehän turbulenssi), puristuvan nesteen hydrodynamiikkaa, ilmakehän fysiikkaa ja relativistista kosmologiaa. Heinäkuussa 1925 hän lensi tieteellisiin tarkoituksiin ilmapallolla yhdessä lentäjä P. F. Fedoseenkon kanssa saavuttaen tuon ajan ennätyskorkeuden 7400 m. yleinen suhteellisuusteoria. Vuonna 1923 julkaistiin hänen kirjansa The World as Space and Time (julkaistu uudelleen vuonna 1965), joka esitteli uutta fysiikkaa suurelle yleisölle.
Friedman ennusti maailmankaikkeuden laajenemisen. Ensimmäiset Einsteinin yhtälöiden ei-stationaariset ratkaisut, jotka hän sai vuosina 1922-1924 tutkiessaan maailmankaikkeuden relativistisia malleja, merkitsivät alkua ei-stationaarisen universumin teorialle. Tiedemies tutki ei-stationaarisia homogeenisia isotrooppisia malleja, joiden positiivisen kaarevuuden tila oli täytetty pölymäisellä aineella (nollapaineella). Tarkasteltavien mallien epästationaarisuutta kuvaa kaarevuussäteen ja tiheyden riippuvuus ajasta, ja tiheys muuttuu käänteisesti kaarevuussäteen kuutiona. Friedman selvitti painovoimayhtälöiden sallimat tällaisten mallien käyttäytymistyypit, ja Einsteinin malli kiinteästä universumista osoittautui erikoistapaukseksi. Kumosi käsityksen, että yleinen suhteellisuusteoria vaatisi oletuksen avaruuden äärellisyydestä. Friedmanin tulokset osoittivat, että Einsteinin yhtälöt eivät johda ainutlaatuiseen universumin malliin, olipa kosmologinen vakio mikä tahansa. Homogeenisen isotrooppisen universumin mallista seuraa, että kun se laajenee, tulee havaita etäisyyteen verrannollinen punasiirtymä. Tämän vahvisti Edwin Hubble vuonna 1929 tähtitieteellisten havaintojen perusteella: galaksien spektrien spektriviivat siirtyivät spektrin punaiseen päähän.
Friedman kuoli Leningradissa lavantautiin 16.9.1925. Hänet haudattiin Smolenskin ortodoksiselle hautausmaalle.
A. A. Fridmanin (vuodesta 1911) ensimmäinen vaimo on Ekaterina Petrovna Fridman (s. Dorofeeva). Toinen vaimo (vuodesta 1923) - fysiikan ja matemaattisten tieteiden tohtori Natalya Evgenievna Fridman (s. Malinina), heidän poikansa - Alexander Alexandrovich Fridman (1925-1983) - syntyi isänsä kuoleman jälkeen.
Alexander Friedman - Tieteen ritari
Aron Chernyak
Jos avaisin tähden
Kutsuisin häntä Friedmaniksi...
Friedman! Toistaiseksi hän on asukas
Vain muutama kirjahylly -
matemaatikko amatööri,
Nuori meteorologi
Ja sotilaslentäjä
germassa
nsky front jossain...
Se, että hän meni johonkin
Pysymättömyyden muotojen tunteminen
Tässä hurrikaanimaailmassa
Nähtynä avaruuden kaarevuudessa
Hän on galaktinen pakolainen.
Universumin laajeneminen?
Tämä on saatava kuntoon!
Tämä Friedman oli tiedemies
Erittäin kadehdittavalla tulevaisuudella.
Voi loistaa taivaan yläpuolella
Uusi tähti, Friedman!
Nämä ovat rivejä erinomaisen venäläisen runoilijan Leonid Martynovin (1905-1980) runosta "Jos löytäisin tähden..." Ei ole niin usein, että runoilijat omistavat runojaan tiedemiehille; Voidaan sanoa, että tämä ilmiö on ainutlaatuinen. Mikä houkutteli L. Martynovia niin paljon A. Fridmanin elämässä ja työssä? Hän ohitti Einsteinin, kosketti laajenevan maailmankaikkeuden mysteeriä, matemaatikko, meteorologi ja lisäksi taistelulentäjä - eikö tämä riitä runoilijan inspiroimiseksi?! Yritetään puhua lyhyesti A. Fridmanista, tietysti proosassa.
Puna-armeijan ilmavoimien lehden "Bulletin of the Air Fleet" 1925 kymmenennessä numerossa muistokirjoitus "Professori, lentäjä-tarkkailija A.A. Friedman". Mutta Friedman ei ollut vain tavallinen lentäjä-tarkkailija: ensimmäisen maailmansodan aikana, kun hänen koneensa lähti taisteluun Luoteisrintaman taivaalla, Saksan rintaman radioasema lähetti varoituksen: ”Huomio! Friedman on ilmassa! Saksalaiset eivät olleet turhaan huolissaan: he tiesivät kenen kanssa he olivat tekemisissä... Tämä mies oli "kosmonautti", mutta ei sanan nykyään yleisesti hyväksytyssä merkityksessä. Hän ei noussut ulkoavaruuteen, ei ollut avaruuden valloittaja, vaikka 1920-luvun alussa planeettojen välisen matkustamisen idea oli jo tullut "muodikkaaksi", nimet N. Kibalchich, K. Tsiolkovsky, R. Goddard, G. Oberta ja muut olivat jo tunnettuja avaruustutkimuksen harrastajia, tieteellisiä ja populaaritieteellisiä teoksia julkaistiin jo ja tulevista avaruussaavutuksista tehtiin elokuvia, melko vakavat ihmiset puhuivat jo tästä ... Jopa yhteiskuntapoliittinen tieteiskirjailija V. Uljanov-Lenin osoitti kiinnostusta avaruusaiheisiin.
A. Friedmanin nimi ei ollut suuren yleisön tiedossa, hänestä ei tullut väkijoukon idolia, joka halusi välitöntä "hypyä avaruuteen". Sellaiset peruskäsitteet kuin "punasiirtymä", "galaksien taantuma", "maailman yhtälöt", "universumin mallit" liittyvät kuitenkin erottamattomasti hänen nimeensä. Sillä A. Friedman oli modernin kosmologian – koko maailmankaikkeuden fyysisen opin – perustaja. Ei ollut helppoa nousta sellaiseen tieteelliseen huippuun: tätä varten oli tarpeen ryhtyä keskusteluun ja horjuttaa loistavan Albert Einsteinin asemaa. Suuri tiedemies ja nuori professori Petrogradista eivät koskaan tavanneet. He ristiin kätensä arvostetun tieteellisen lehden Zeitschrift fur Physik (Journal of Physics) sivuilla. Tarkemmin sanottuna he tapasivat maailmankaikkeuden valtavissa avaruudessa. Ja ihme tapahtui tällä globaalilla areenalla: vähän tunnettu A. Friedman voitti - ja suuri Einstein myönsi jalosti olevansa oikeassa. Kuka muu voi ylpeillä sellaisesta menestyksestä!
A. Fridmania ei voida luokitella "unohdetuiksi tiedemiehiksi". Häntä koskevia artikkeleita on saatavilla kaikissa venäläisissä ja useimmissa ulkomaisissa tietosanakirjoissa, joissa häntä luonnehditaan erinomaisena fyysikon ja matemaatikon roolissa. Friedman mainitaan harvoin populaaritieteellisessä kirjallisuudessa. Juutalaiset tietosanakirjajulkaisut pääsääntöisesti "unohtivat" Fridmanin, ja vain Venäjän juutalainen tietosanakirja vuodelta 1997 laittoi tietoa tästä merkittävästä tiedemiehestä, ja silloinkin jostain syystä artikkelissa isä A. Fridmanista, vähän tunnetusta musiikkihahmosta. .
Alexander Alexandrovich Fridman syntyi 17. (29.) kesäkuuta 1888 Pietarissa. Vuonna 1910 hän valmistui Moskovan yliopiston fysiikan ja matematiikan tiedekunnasta ja jäi matematiikan laitokselle. Hänen pedagoginen ja tieteellinen toimintansa alkaa. Hän luennoi korkeammasta matematiikasta ja työskentelee aerologisessa observatoriossa. Ensimmäisen maailmansodan puhjettua A. Fridman liittyi vapaaehtoiseen lentolaivueeseen, opetti ilmailukoulussa ja järjesti armeijan lennonvarmistuspalvelun. Vuonna 1916 hän johti rintaman keskuslennonvarmistus- ja ilmailupalvelua. Kaikissa yrityksissään hän osoitti loistavia insinööritaitoja ja erinomaisen järjestäjän ominaisuuksia. Vuonna 1917 Friedman osallistui aktiivisesti Moskovan ilmailulaitoksen rakentamiseen ja tuli pian sen johtajaksi.
Vuotta myöhemmin hän meni Permiin antamaan tieteellistä apua paikalliselle yliopistolle, työskenteli siellä professorina ja apulaisrehtorinä ja perusti useita teknisiä osastoja. Permin yliopistosta on tulossa merkittävä korkea-asteen teknisen koulutuksen keskus. Vuodesta 1920 lähtien Friedman on ollut Petrogradin yliopiston professori ja työskennellyt tärkeimmässä geofysikaalisessa observatoriossa, ja vuonna 1925 hän johti sitä. Vuonna 1906, 18-vuotiaana, hän yhdessä pian tunnetuksi tulleen matemaatikko Ya. Tamarkinin kanssa valmistui lukuteoriaa käsittelevän teoksen, joka julkaistiin saksalaisen Mathematical Annals -lehden sivuilla.
Välittömästi A. Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian luomisen jälkeen A. Friedman osoitti syvimmän kiinnostuksen tätä suurta löytöä kohtaan, erityisesti Einsteinin esittämiä "maailmayhtälöitä" kohtaan. Näiden yhtälöiden ratkaisun perusteella Einstein yritti määrittää maailmankaikkeuden geometriset ominaisuudet. Erityisesti hän salli väitteen, että maailma on sylinterin muotoinen. Einstein tuli myös siihen tulokseen, että tietyissä olosuhteissa maailmankaikkeus on alueellisesti rajoitettu. Luonnollisesti kaikki eivät voineet yksiselitteisesti hyväksyä tällaista vakavaa ja erittäin odottamatonta lausuntoa, joka kosketti aikalaisia. Oli kritiikkiä, joka ei ollut tarpeeksi vakuuttava: Einsteinin kumoamiseksi vaadittiin poikkeuksellisen vahva tieteellinen panos. Ja tällainen "lataus" räjähti: vuonna 1922 "Izvestiya Fiziki" -lehti julkaisi artikkelin "Maailman avaruuden kaarevuudesta". Kirjoittaja kohteli Einsteinin käsitystä syvästi oikeutetusta ja erittäin merkittävästä kritiikistä. Hän osoitti, että Einsteinin "maailmayhtälöt" eivät voi missään olosuhteissa olla yksiselitteisiä ja näiden yhtälöiden avulla on mahdotonta antaa varmaa vastausta kysymyksiin universumin muodosta (jos sanaa ylipäätään soveltuu) ja sen äärellisyydestä tai ääretön.
Lisäksi kirjoittaja pohti kysymystä tilan kaarevuussäteestä. Einstein, esitellen teoriaansa, piti tätä sädettä vakiona. Artikkelin tuntematon kirjoittaja totesi: avaruuden kaarevuussäde muuttuu ajassa, ja tässä tilanteessa syntyy mahdollisuus "maailmayhtälöiden" ei-stationaarisiin ratkaisuihin. Kirjoittaja ehdotti kolmea vaihtoehtoa tällaisille ratkaisuille ja rakensi vastaavasti kolme mahdollista maailmankaikkeuden mallia. Kaksi niistä - kaarevuussäteen monotonisella kasvulla, ja toinen kahdesta ensimmäisestä mahdollistaa universumin laajenemisen tietystä pisteestä, ja toinen olettaa laajenemisen massasta, jolla on rajalliset mitat. Kolmas malli on sykkivä universumi, jonka säde muuttuu tietyllä jaksollisuudella. Kirjoittaja tunnisti universumin äärettömyyden, sen avaruuden ja massan.
syvästi maadoitettu ja korkea
merkittävää kritiikkiä.
Tämä poleeminen artikkeli lähetettiin Petrogradista, allekirjoitettu sen alle - Alexander Fridman. Nimi ei kertonut edes asiantuntijoille. Einstein oli kuitenkin tarkkaavainen uuteen näkemykseen, joka hylkäsi hänen väitteensä. Saman lehden yhdestoista numerossa hän julkaisi artikkelin "Huomautuksia Friedmanin työstä" Avaruuden kaarevuudesta ", jossa hän puolusti kantaansa. Mutta jonkin aikaa kului, ja lehden kuudennessa numerossa ilmestyi uusi Einsteinin julkaisu samasta aiheesta, jossa hän myönsi virheensä ja vastaavasti Friedmanin oikeellisuuden. Näin päättyi tieteellinen kiista Einsteinin ja Friedmannin välillä.
On mielenkiintoista huomata yksi seikka, joka on hyvin tyypillinen Einsteinille: tappiosta huolimatta suuri fyysikko piti tarpeellisena jatkaa vastustajansa nimeä kirjoituksissaan. Kaikissa myöhemmissä kuuluisan kirjan "Suhteellisuusteorian ydin" Einstein korosti erityisesti: "Hänen (Friedmanin. – A. Ch.) tuloksensa sai sitten odottamattoman vahvistuksen Hubblen löytämän tähtijärjestelmän laajenemisesta. Seuraava on vain esitys Friedmannin ideasta... Siksi ei ole epäilystäkään siitä, että tämä on yleisin kaavio, joka antaa ratkaisun kosmologiseen ongelmaan.
Friedmannille niin suotuisan kiistan Einsteinin kanssa päättyminen vauhditti hänen lisätyötään kosmologian alalla. Heillä oli keskeinen rooli tämän tieteen kehityksessä. Friedmanin kehittämän ei-stationaarisen universumin mallin yleinen tieteellinen tunnustaminen tapahtui sen jälkeen, kun amerikkalainen tähtitieteilijä E. Hubble hyväksyi löydön niin sanotusta punasiirtymästä - toisin sanoen viivojen siirtymisestä kohti punaista osaa. lähdespektristä. Punasiirtymä tapahtuu, kun säteilylähteen ja tarkkailijan välinen etäisyys kasvaa. Tämä todistaa maailmankaikkeuden laajenemisprosessista - havaitaan galaksien "pakoon" kaikkiin suuntiin. Tämä vaikutus puolestaan vahvistaa universumin ei-stationaarista mallia koskevan oletuksen oikeellisuuden.
Pian Friedmannin kuoleman jälkeen belgialainen apotti J. Lemaitre (myöhemmin paavillisen tiedeakatemian ensimmäinen presidentti) loi hänen ideoihinsa perustuen oman käsityksensä maailmankaikkeuden syntymisestä tietyllä hetkellä yhdestä "isäatomista". " - "Big Bang" ("Big-Bang") teoria. Hän sai tukea suurimman astrofyysikon A. Eddingtonin töissä. Tällä hetkellä tätä mallia kutsutaan yhä useammin Friedmann-Lemaitren malliksi. Neuvostovallan vuosina tämä teoria julistettiin idealistiseksi. "On mielenkiintoista, että Stalinin aikoina", kirjoittaa teoreettisen fysiikan instituutin johtaja. Landau Venäjän tiedeakatemiasta V. Zakharov, - tätä teoriaa vastaan taisteltiin armottomasti, ja sen saarnaajat saattoivat helposti päätyä vankilaan. Tämä teoria oli ehdottomasti kielletty, koska johdonmukainen ateismi, joka oli ajan uskonto, on yhteensopiva vain ajatuksen äärettömästä ajasta, kaiken äärettömästä toistosta.
Meitä, joita Friedmanin ajasta erottaa kymmeniä vuosia, hämmästyttää tämän merkittävän miehen tieteellisten kiinnostusten poikkeuksellinen laajuus. Kuvaannollisesti hän näytti etsivän tieteen tyhjiä tiloja täyttääkseen ne. Kaikille Friedmanin teoksille on ominaista erinomainen äly, niille on ominaista korkea uutuus, loistava matemaattinen lahjakkuus, vakuuttava todiste ja esityksen selkeys. Suhteellisuusteorian alalla hän valmisteli yhdessä V. Frederiksin kanssa perustavanlaatuisia teoksia, mutta onnistui julkaisemaan vain ensimmäisen osan viidestä suunnitellusta - "Suhteellisuusteorian perusteet". Erittäin kiinnostava on Friedmanin kirja The World as Space and Time (1923), joka on lahjakas suhteellisuusteorian popularisointi.
Toinen Friedmanin tieteellisen toiminnan suunta on hydromekaniikka ja hydrodynamiikka. Perusteoksessa "Experience in the Hydromechanics of a Compressible Fluid" (1922, 1934, 1963) kirjoittaja hahmotteli kattavan teorian pyörteen liikkeestä nesteessä, puristuvan nesteen mahdollisten liikkeiden ongelmia, kun siihen vaikuttavat tietyt voimat. ja tutki kokoonpuristuvan nesteen kinemaattisia ominaisuuksia.
Dynaaminen meteorologia on toinen Friedmanin työn alue. Hänen työnsä tällä alalla on perustavanlaatuista. Ilmakehän pyörteiden teoriaa koskevissa teoksissa johdettiin yhtälö pyörteen nopeuden määrittämiseksi. Ilmakehän pystyvirtoja tutkittiin, lämpötilan muutosten säännönmukaisuudet eri korkeuksilla selvitettiin - sään tutkimisen ja sen ennustamisen teorian perusta luotiin. Friedman loi tilastollisen turbulenssiteorian perustan. Hän teki myös merkittävän panoksen ilmailun teoriaan ja käytäntöön: vuonna 1925 hän teki ennätyslennon ilmapallolla saavuttaen 7400 metrin korkeuden. Kaikelle A. Fridmanin toiminnalle on ominaista halu viedä tutkimuksen tulokset loppuun asti, teoriasta käytäntöön.
Hänen vaimonsa Ekaterina Fridman antoi tarkan arvion Friedmanista tiedemiehenä: "Kyky tutkia syvällisyyttä, laajalla pyyhkäisyllä, selkeästi, lyhyesti ilmaista, soveltaa käytäntöön tai jättää se uuden teorian muodossa, valaisee kaikilta puolilta ja antaa uutta sysäystä ajattelulle - nämä olivat hänen teostensa tunnusomaisia piirteitä, ja hänen luova ajatuksensa tunkeutui hänen kertyneen tiedon kaikkiin syvyyksiin ja valaisi ne hänen kurinalaisen mielensä ja luovan mielikuvituksensa kirkkaalla valolla.
16. syyskuuta 1925 A.A. Friedman kuoli parhaassa iässään lavantautiin. Hän oli vain 37-vuotias. Tiedemiehen kuolema aiheutti muistokirjoitusten tulvan tieteellisissä lehdissä Venäjällä ja muissa maissa. Näiden muistoartikkelien kirjoittajia ovat suuri matemaatikko V. Steklov, huomattava mekaanikko, rakettitekniikan teoreettisten perusteiden asiantuntija I. Meshchersky ja monet muut. Vuonna 1931 A. Fridmanille myönnettiin postuumisti korkein Neuvostoliiton palkinto tieteellisestä toiminnasta. Ja Leonid Martynovin runollinen toive toteutui vain osittain: jos ei tähti, niin yksi kuun esineistä on nimetty Aleksanteri Fridmanin mukaan.
Suunnittelussa käytettiin A. Tyshlerin maalausta "Cosmos Series". 1970
Kuukausittainen kirjallisuus- ja journalistinen aikakauslehti ja kustantamo.
Kuka keksi modernin fysiikan? Galileon heilurista kvanttipainovoimaan Gorelik Gennadi Efimovitš
Alexander Fridman: "Universumi ei pysy paikallaan"
Keväällä 1922 Zeitschrift für Physik, sen ajan tärkein fysiikan lehti, julkaisi vetoomuksen "Saksan fyysikoille". Saksan fyysisen seuran hallitus raportoi Venäjän kollegoiden vaikeasta tilanteesta, koska he eivät olleet saaneet saksalaisia lehtiä sodan alun jälkeen. Koska saksankielinen fysiikka oli silloin johtoasemassa, se oli kova tiedonnälkä. Saksalaisilta fyysikoilta pyydettiin viime vuosien julkaisuja lähetettäväksi Petrogradiin.
Samassa lehdessä, 25 sivua alempana, on Petrogradista saatu artikkeli, joka on ristiriidassa avunhuudon kanssa. Kirjoittajan nimi - Alexander Fridman - oli fyysikot tuntematon, mutta artikkeli "Avaruuden kaarevuus" vaati paljon. Kirjoittaja väitti, että viisi vuotta aiemmin julkaistut Einsteinin ja de Sitterin ratkaisut eivät ole ainoita mahdollisia, vaan vain hyvin erikoistapauksia, että koko avaruudessa jatkuvan tiheyden ei tarvitse olla ajallisesti vakio. Tässä artikkelissa "universumin laajeneminen" mainittiin ensimmäisen kerran. Siitä tulee tähtitieteellistä tosiasiaa seitsemän vuotta myöhemmin; on vielä mitattava ja laskettava, kuinka monta miljardia vuotta laajeneminen kesti ja mikä on etäisyys kosmiseen horisonttiin, mutta tieteen horisonttia laajensi vuonna 1922 34-vuotias Alexander Fridman.
Aleksanteri Fridman
Jos rohkeutta kerättyään vertaamme maailmankaikkeutta heiluriin, niin Einsteinin ja de Sitterin saamia kosmologisen ongelman ratkaisuja voidaan verrata heilurin asentoihin levossa. On olemassa kaksi tällaista asentoa: kun heiluri vain roikkuu ja kun se seisoo "ylösalaisin". Ja Friedman huomasi, että yleisheilurin ei tarvitse levätä ollenkaan, sen liikkuminen on paljon luonnollisempaa. Ja hän laski liikelain Einsteinin yhtälöiden perusteella. Samalla hän osoitti, että liike on mahdollista myös, kun kosmologinen vakio on nolla. Universumi voi jossain vaiheessa sekä laajentua että supistua riippuen sen tiheydestä ja nopeudesta. Niin,
Verrataan nyt maailmankaikkeutta kumipalloon, muistaen Einsteinin painovoimateorian ydin – aika-avaruuden kaarevuuden ja aineen tilan välinen yhteys. Einstein, voisi sanoa, havaitsi kuinka pallon säde liittyy kumin tiheyteen ja joustavuuteen. Hän aloitti pallolla, jonka säde on vakio.
Ongelman yksinkertaistaminen on yksi teoreetikon päätyökaluista. Välillä tietämättömyyden pimeydessä etsitään avainta lyhtypylvän alta vain siksi, että muualta on mahdotonta etsiä. Kummallista kyllä, tällaiset haut onnistuvat. Edes yhtälöiden laatija ei voi ratkaista monimutkaisia yhtälöitä mielivaltaiselle tapaukselle. Einstein aloitti yksinkertaisimmasta tapauksesta - homogeenisisimmasta geometriasta, vaikka tähtitieteilijöiden havainnot vuonna 1917 eivät puhuneet aineen homogeenisuudesta universumissa.
Mutta hänen toinen oletuksensa - pallon liikkumattomuudesta - näytti yhtä ilmeiseltä kuin tähtitaivaan pysyvyys. Vain kiinteiden tähtien taustaa vasten tähtitieteilijät onnistuivat tutkimaan planeettojen liikettä ja fyysikot löytämään tätä liikettä säätelevät lait. Ja lopuksi, maailmankaikkeuden ikuisuus vastusti tavallisesti tieteen puolesta uskonnollista ajatusta maailman luomisesta.
Friedman kohotti kätensä tälle aksioomille.
Palataan kumiin, tarkemmin sanottuna Riemantiin, universumin palloon, jonka Einstein poimi vuonna 1917. Tehtyään yksinkertaistavat oletuksensa Einstein havaitsi harmissaan, että todellisuudessa hänen käsissään ei ollut palloa, oli vain ruumiittomia aksioomia. Hän huomasi, että kaksi vuotta sitten kärsimillä painovoimayhtälöillä ei ollut odotettua ratkaisua! Kuka tahansa lapsi voisi auttaa häntä tietäen, että kumipallon todellinen elämä alkaa, kun se täytetään. Mutta Einstein - ei turhaan suuri fyysikko - itse ajatteli tätä. Kosmologisesta vakiosta, jonka hän lisäsi yhtälöihin, tuli ilma, jonka kimmoisuus tasapainotti universaalin pallon kimmoisuutta.
Tutustuttuaan Einsteinin kosmologiaan Friedman arvosti asetetun fyysisen ongelman valtavuutta, mutta sen matemaattinen ratkaisu herätti hänessä epäilyksiä. Tietenkin heiluri voi olla levossa, mutta tämä on vain erikoistapaus sen yleisestä värähtelevästä liikkeestä. Tai matematiikan kielellä: differentiaaliyhtälöllä, kuten Einsteinin painovoimayhtälöllä, on yleensä kokonainen luokka ratkaisuja alkuehdoista riippuen.
Friedman osoitti artikkelissaan, kuinka pallomainen aika-avaruus muuttuu Einsteinin yhtälön määrittämän "elastisuuden" mukaisesti. Yhdessä mahdollisista ratkaisuista universumin säde kasvoi nollasta alkaen tiettyyn maksimiarvoon ja pieneni sitten taas nollaan. Mikä on pallo, jonka säde on nolla? Ei mitään! Ja Friedman kirjoitti:
Ilmeisen analogian avulla kutsumme aikaväliä, jonka aikana kaarevuussäde 0:sta saavutettiin R 0 , aika kulunut maailman luomisesta.
Matemaatikko on helppo sanoa niin, mutta fyysikko Einsteinille tulos oli niin outo, että... hän ei uskonut häntä, löysi kuvitteellisen virheen laskelmissa ja kertoi tästä lyhyessä muistiinpanossa samassa lehdessä. Vasta saatuaan kirjeen Friedmannilta ja suorittaessaan laskelmia uudelleen, Einstein tunnisti venäläisen kollegansa tulokset ja kutsui niitä seuraavassa muistiinpanossa "uuden valon valaisemiseksi" kosmologiseen ongelmaan. Historioitsijoille Einsteinin virhe valaisee Friedmannin työn laajuutta.
Einstein A. Friedmanin työstä
Huomautus A. Friedmanin teoksesta "Avaruuden kaarevuus" (18.9.1922)
…mainitun työn sisältämät tulokset dynaamisesta maailmasta tuntuvat minusta kyseenalaisilta… Itse asiassa siinä esitetty ratkaisu ei täytä kenttäyhtälöitä. Tämän työn merkitys on siinä, että se todistaa maailman säteen pysyvyyden ajassa ...
A. Fridmanin teokseen "Avaruuden kaarevuus" (31.05.1923)
Edellisessä huomautuksessa kritisoin yllä olevaa työtä. Kuitenkin, kuten Friedmanin kirjeestä sain tietää, kritiikkini perustui laskentavirheeseen. Mielestäni Friedmanin tulokset ovat oikeita ja tuovat uutta valoa. Osoittautuu, että kenttäyhtälöt mahdollistavat staattisten ohella myös dynaamisia (ajassa vaihtelevia) ratkaisuja avaruuden rakenteeseen.
Tämän päivän opiskelija voi käydä läpi Friedmanin laskelmia kahdelta sivulta ja miettiä skeptisesti: ”No, mitä hän oikein teki?! Ratkaisin yhtälön, siinä kaikki! Näin opiskelijat ratkaisevat yhtälöitä. Kyllä, Einsteinin yhtälöt ovat monimutkaisempia kuin toisen asteen yhtälöt, mutta Friedman ei ole myöskään koulupoika. Einstein löysi yhden "juuren" yhtälöistään, Friedman - loput.
Joten ehkä puhuminen Fridmanin työn suuruudesta on kaiku niistä vuosista, jolloin Venäjän kunnian vartijat etsivät hinnalla millä hyvänsä kotimaisia löytöjä? Ei, jos vain siksi, että juuri nuo huoltajat yrittivät unohtaa kotimaisen panoksen kosmologiaan, joka julistettiin "papiston" palvelijaksi neuvostoideologian kielellä. Jos Friedman itse kirjoitti "maailman luomisesta", niin valtion ateistisen uskonnon vartijat eivät voineet sallia tällaista sananvapautta. Kosmologia Neuvostoliitossa suljettiin vuonna 1938 ja sallittiin vasta Stalinin kuoleman jälkeen.
Fyysisten töiden kaavoilla on oma elämänsä. Tämä on sekä hyvää että ei niin hyvää. Hyvä, koska tieteelliset ennakkoluulot ja valinnaiset tulkinnat eroavat helpommin kaavoista. Mutta toisaalta, kun tarkastellaan vuosia sitten kirjoitettuja kaavoja, on vaikea syventää merkitystä, joka niille laitettiin niiden ilmestyessä.
Friedmanin työ ei ole vain yksi kosmologinen ratkaisu, joka on hyllytetty Einsteinin ensimmäisen ratkaisun rinnalle. Friedman avasi kosmologisen ongelman syvyyden havaitsemalla, että muutos on maailmankaikkeuden yleinen ominaisuus. Siten evoluution käsite laajennettiin kattavimpaan kohteeseen. Lisäksi heräsi kysymys, johon ei vieläkään ole vakuuttavaa vastausta: kuinka painovoimateorian kosmologisten ratkaisujen moninaisuus korreloi itse universumin perustavanlaatuisen ainutlaatuisuuden kanssa?
Oliko Friedmanin tulos onnenpotku vai palkinto rohkeudesta?
Hän teki ensimmäisen tieteellisen työnsä, ollessaan vielä koulupoika, puhtaimmassa matematiikan - lukuteoriassa. Valmistuttuaan yliopiston matemaattisesta osastosta hän harjoitti dynaamista meteorologiaa - tiedettä kuun alaisen maailman kaoottisiimmista prosesseista, yksinkertaisesti sanottuna sääennusteista. Hänen tieteensä matematiikka muistutti Einsteinin painovoimateorian matematiikkaa. Ja mikä tärkeintä - hänen, matemaatikon, oli helpompi vastustaa suuren fyysikon auktoriteettia ja epäillä hänen tuloksiaan.
Onko Friedman siis puhdas matemaatikko? Ei vain. Vielä opiskelijana hän osallistui "Uuden fysiikan ympyrään" Paul Ehrenfestin ohjauksessa, joka silloin asui Venäjällä, Einsteinin ystävä.
Historia hoiti muut suotuisat olosuhteet. Sisällissodan aikana opettajapulan vuoksi Friedman opetti fysiikan ja Riemannilaisen geometrian kursseja. Ja vuonna 1920 kohtalo toi hänet yhteen Vsevolod Frederiksin kanssa. Maailmansota löysi tämän venäläisen fyysikon Saksasta. Vihollisvallan subjektin surullinen kohtalo olisi odottanut häntä, ellei kuuluisan saksalaisen matemaatikon Hilbertin esirukousta. Tämän seurauksena Frederiksistä tuli hänen avustajansa useiksi vuosiksi - juuri silloin, kun painovoimateorian luominen oli saatu päätökseen ja kun Einstein tuli Hilbertin luo keskustelemaan teoriastaan. Fredericks oli kaiken tämän todistaja.
Vuoteen 1922 asti saksalaiset fyysikot yrittivät auttaa kollegojaan Venäjällä. Ehrenfest oli tästä erityisen huolissaan. Kesällä 1920 hänen kirjeensä saapui Petrogradiin, ensimmäinen pitkän tauon jälkeen. Elokuussa 1920 Friedmann vastasi Ehrenfestille, että hän opiskeli suhteellisuusteoriaa ja aikoo tutkia painovoimateoriaa.
Maailmassa riehui jo uuden teorian ympärillä oleva puomi - sen jälkeen, kun Einsteinin ennustama valonsäteiden poikkeama kaukaisista tähdistä vahvistui. Uudesta teoriasta alkoi ilmestyä suosittuja pamfletteja, mukaan lukien Einsteinin oma kirja. Kirjoittajan esipuheessa Berliinissä syksyllä 1920 julkaistuun venäjänkieliseen käännökseen luemme:
Enemmän kuin koskaan tänä levottomina aikoina tulee huolehtia kaikesta, mikä voi tuoda erikielisiä ja kansakuntia edustavia ihmisiä lähemmäksi toisiaan. Tästä näkökulmasta on erityisen tärkeää edistää taiteellisten ja tieteellisten teosten vilkasta vaihtoa myös vallitsevissa vaikeissa olosuhteissa. Siksi olen erityisen iloinen, että pieni kirjani ilmestyy venäjäksi.
Kahdenvälinen fysikaalisten ja matemaattisten ajatusten vaihto kosmologiassa tapahtui yllättävän nopeasti.
Kuka siis oli dynaamisen kosmologian perustaja - matemaatikko vai fyysikko? Hänet hyvin tunteva henkilö sanoi Friedmanista paremmin kuin muut: "Koulutus ja lahjakkuus matemaatikkona oli innokas soveltamaan matemaattista laitteistoa luonnontutkimukseen sekä nuoruudessaan että kypsänä vuotenaan."
Matemaattisen laitteen soveltaminen sellaiseen ainutlaatuiseen tilavuuteen kuin Universumi vaatii rohkeutta, jota ei opeteta matematiikan tai fysiikan osastoilla. Hän joko on olemassa tai ei ole. Friedmanin rohkeus näkyy paljaalla silmällä: hän meni vapaaehtoisesti rintamalle - ilmailuun, ja ollessaan jo professori (ja uuden kosmologian kirjoittaja) hän osallistui ennätyslennolle ilmapallolla.
Eli lahjakkuutta, tietoa ja rohkeutta. Tällainen yhdistelmä on varsin palkinnon arvoinen, jota joskus kutsutaan onneksi, joskus - suotuisiksi historiallisiksi olosuhteiksi. Mutta Friedmanin kohtalo ei ollut määrä elää ennen kuin hänen löytönsä laajuus tuli selväksi. Lahjakas ja rohkea mies kuoli 37-vuotiaana lavantautiin.
Seitsemän vuotta myöhemmin akateemikon V.I. Vernadsky, ilmestyi merkintä:
Keskustelu Verigon kanssa A.A. Fridmanista. Hän kuoli varhain, ehkä nerokas tiedemies, jota B.B. Golitsyn kuvaili minulle erittäin hyvin vuonna 1915, ja sitten kiinnitin häneen huomiota. Ja nyt - nykyisen työni ja hänen käsityksensä laajenevasta sykkivästä universumista liittyen - olen lukenut, mitä minulla on saatavilla. Selkeä, syvä ajatus laajasti koulutetulta, jumalanlahjakkaalta ihmiseltä. Verigon - hänen toverinsa ja ystävänsä - mukaan hän oli viehättävä persoona, ihana ystävä. Hän tuli toimeen hänen kanssaan edessä. Bolshevikkihallinnon alussa Fridman ja hänen ystävänsä, mutta häntä paljon kevyempi Tamarkin erotettiin yliopistosta. Kerran Friedman halusi paeta Tamarkinin kanssa: ehkä hän olisi selvinnyt?
Saksalaisen fyysikon, hollantilaisen tähtitieteilijän ja venäläisen matemaatikon jälkeen seuraavan tärkeän panoksen kosmologiaan tekivät amerikkalaiset tähtitieteilijät.
Tämä teksti on johdantokappale. Kirjasta Uusin tosiasioiden kirja. Osa 3 [Fysiikka, kemia ja tekniikka. Historia ja arkeologia. Sekalaista] kirjoittaja Kondrashov Anatoli Pavlovich Kirjasta Interesting about astronomy kirjoittaja Tomilin Anatoli Nikolajevitš Kirjasta Mikä on suhteellisuusteoria kirjoittaja Landau Lev Davidovich Kirjasta Kuka keksi modernin fysiikan? Galileon heilurista kvanttipainovoimaan kirjoittaja Gorelik Gennadi Efimovitš Kirjasta Tweets About the Universe kirjoittanut Chown Marcus Kirjasta Kenelle omena putosi kirjoittaja Kesselman Vladimir Samuilovich Kirjasta Epoch and Personality. Fysiikka. Esseitä ja muistelmia kirjoittaja Feinberg Jevgeni Lvovitš Kirjailijan kirjasta Kirjailijan kirjastaLuku 2 "... Ja se seisoo kolmen valaan päällä..." Usko on totuuden ekstrapolointia auktoriteetin kautta, perusteettoman käsityksen sanallisesta tiedosta
Kirjailijan kirjasta Kirjailijan kirjastaKuinka paljon on gramma valoa? Kehon massan kasvu liittyy läheisesti sen parissa tehtävään työhön: se on verrannollinen työhön, joka tarvitaan kehon saattamiseksi liikkeelle. Tässä tapauksessa ei tarvitse käyttää työtä vain kehon liikkeelle panemiseen. Minkä tahansa
Kirjailijan kirjastaAlexander Friedman: "Universumi ei pysähdy" Keväällä 1922 Zeitschrift für Physik, sen ajan tärkein fysiikan lehti, julkaisi vetoomuksen "Saksan fyysikoille". Saksan fyysisen seuran hallitus kertoi kollegoiden vaikeasta tilanteesta Venäjällä
Kirjailijan kirjasta108. Voiko elämää olla muualla aurinkokunnassa? Avaruus on ankara. Tyhjiö, kylmä ja lämpö, tappava ultraviolettisäteily (UV) ja korkeaenergiset hiukkaset ovat kaikki haitallisia eläville soluille. Jos ilma on liian kuuma, monimutkaiset molekyylit hajoavat ja jos
Kirjailijan kirjastaKokemus, jota ei pitäisi toistaa "Haluan kertoa sinulle uuden ja kauhean kokemuksen, jota neuvon olemaan toistamatta millään tavalla", kirjoitti hollantilainen fyysikko van Muschenbroek pariisilaiselle fyysikolle Réaumurille ja kertoi lisäksi, että kun hän otti lasipurkki sähköistetyllä
Venäläinen ja Neuvostoliiton matemaatikko ja geofyysikko A.A. Friedman syntyi 16. (28.) kesäkuuta 1888 Pietarissa musikaaliperheeseen. Hänen isänsä oli Pietarin keisarillisen teatterin balettitanssija, ja hänen äitinsä Ljudmila Voyachek oli pianisti, valmistui konservatoriosta, kuuluisan tšekkiläisen muusikon ja säveltäjän tytär. Pikku Aleksanteri ei kuitenkaan houkutellut musiikkia, ei teatteria, jo varhaisesta iästä lähtien hän rakasti matematiikkaa. Koulu- ja opiskelijavuosina tähän lisättiin intohimo tähtitiedettä kohtaan. Vuonna 1906 Alexander Fridman valmistui Pietarin 2. lukiosta kultamitalilla ja tuli Pietarin yliopiston fysiikan ja matematiikan tiedekunnan matematiikan osastolle. Samana vuonna 18-vuotias Alexander julkaisi ensimmäisen matemaattisen työnsä yhdessä Saksan johtavista tieteellisistä aikakauslehdistä "Mathematical Annals" ("Mathematische Annalen"). Opiskeluvuodet yliopistossa olivat ratkaisevia A.A. Fridman. Hänen opettajansa, luotettava puolustus ja tuki oli loistava matemaatikko Vladimir Andreevich Steklov, jonka nimi on nykyään Tiedeakatemian Mathematical Institute. Harkovista Pietariin muuttanut professori Steklov oli epätavallisen valoisa henkilö, tuleva akateemikko ja Venäjän tiedeakatemian varapresidentti. Hänellä oli valtava vaikutus nuoren tiedemiehen muodostumiseen.
Vielä Pietarin yliopiston fysiikan ja matematiikan tiedekunnan opiskelijana A.A. Friedman kirjoitti useita teoksia, joista yksi - "Toisen asteen epämääräisten yhtälöiden tutkiminen" - palkittiin kultamitalilla vuonna 1909. Vuonna 1910 Alexander valmistui Pietarin yliopistosta ja V.A.:n suosituksesta. Steklova jätettiin yhdessä ystävänsä Ya. Tamarkinin kanssa puhtaan ja sovelletun matematiikan laitokselle valmistautumaan professuuriin. Kevääseen 1913 asti Friedman opiskeli matematiikkaa - johti käytännön luokkia Rautatieinsinöörien instituutissa (1910-1914), luennoi Kaivosinstituutissa (1912-1914). Ja keväällä 1913, suoritettuaan maisterinkokeet, hän meni töihin Venäjän tiedeakatemian ilmailun observatorioon Pavlovskissa Pietarin lähellä ja alkoi tutkia ilmakehän havainnointimenetelmiä, dynaamista meteorologiaa (nyt tämä ala tiedettä kutsutaan geofysikaaliseksi hydrodynamiikaksi). Sään ennustamisen ja dynaamisen meteorologian lisäksi hänen piti tutustua maan magnetismin teoriaan. Pian hänestä tuli erinomainen meteorologian ja siihen liittyvien alojen asiantuntija. Vuonna 1913 Friedman julkaisi "Maantieteellisessä kokoelmassa" erittäin tärkeän teoksen "Ilman lämpötilan jakautumisesta korkeuden kanssa". Tässä työssä hän pohti teoreettisesti kysymystä ylemmän lämpötilan inversiosta (stratosfäärissä).
Keväällä 1914 Friedman lähetettiin työharjoitteluun Leipzigiin, missä tuolloin asui kuuluisa norjalainen meteorologi Wilhelm Freeman Koren Bjerknes, ilmakehän rintamien teorian luoja. Saman vuoden kesällä Friedman lensi ilmalaivoilla osallistuen valmisteluihin elokuun 1914 auringonpimennyksen tarkkailuun. Ensimmäisen maailmansodan puhjettua Friedman ilmoittautui vapaaehtoiseksi ilmailuyksikköön. Vuosina 1914-1917 hän osallistui lennonvarmistus- ja ilmailupalvelun järjestämiseen pohjoisella, lounaisrintamalla ja muilla rintamilla. Friedman osallistui toistuvasti tarkkailijalentäjänä taistelulentoihin ja tiedusteluoperaatioihin.
Lentäjän ammatin hallittua A.A. Fridman opettaa lentäjäkoulussa Kiovassa. Vuonna 1917 hänet kutsuttiin luennoimaan Kiovan yliopistoon, minkä jälkeen hän muutti Moskovaan. Jonkin aikaa hän työskenteli lentokoneen instrumenttitehtaalla. Sota heikensi hänen terveyttään, ja Friedmanilla diagnosoitiin sydänsairaus. Lääkärit neuvoivat olemaan menemättä Petrogradiin, ja hän valitsi Permin. Marraskuussa 1917 hän haki osallistumista kilpailuun, ja 13. huhtikuuta 1918 Fridman otti ylimääräisen professorin tehtävän Permin yliopiston mekaniikan laitoksella. Vuoteen 1920 asti professori A.A. Friedman työskenteli Permin yliopiston vararehtorinä, opetti differentiaaligeometrian ja fysiikan kursseja.
Toukokuussa 1920 Alexander Fridman piti akateemisen loman ja lähti Petrogradiin. Nuoren tiedemiehen elämä vallankumouksen jälkeisinä ensimmäisinä vuosina oli erittäin vaikeaa. Kerran hän halusi paeta ulkomaille Tamarkinin kanssa, joka muutti lopulta yksin. Mutta Friedman oli onnekas, Neuvosto-Venäjällä hänelle annettiin mahdollisuus työskennellä. Vuonna 1920 Petrogradissa hän aloitti työskentelyn fyysisessä pääobservatoriossa (vuodesta 1924 - A.I. Voeikovin mukaan nimetty päägeofyysinen observatorio), samaan aikaan hän opetti Petrogradin eri oppilaitoksissa - ammattikorkeakoulussa (1920-1925). , Institute of Railway Engineers (1920-1925) jne. Joulukuussa 1920 tiedemies erosi Permin yliopiston mekaniikan professorin tehtävistään kokonaan.
Vuonna 1923 A.A. Friedman nimitettiin Journal of Geophysics and Meteorology -lehden päätoimittajaksi. A.A.:n pääteokset Friedman on omistautunut dynaamisen meteorologian ongelmille (teoria ilmakehän pyörteistä ja tuulen puuskasta, teoria ilmakehän epäjatkuvuudesta, ilmakehän turbulenssista), puristuvan nesteen hydrodynamiikasta, ilmakehän fysiikasta ja relativistisesta kosmologiasta. Heinäkuussa 1925 hän lensi tutkimustarkoituksiin stratosfääriin ilmapallolla yhdessä lentäjän P.F. Fedoseenko saavuttanut tuolloin ennätyskorkeuden, 7400 m, Fridman oli yksi ensimmäisistä, joka hallitsi Einsteinin painovoimateorian matemaattisen laitteen ja alkoi opettaa yliopistossa tensorilaskennan kurssia johdanto-osana yleinen suhteellisuusteoria. Vuonna 1923 julkaistiin hänen kirjansa The World as Space and Time (julkaistu uudelleen vuonna 1965), joka esitteli uutta fysiikkaa suurelle yleisölle.
Friedmanin tieteellinen toiminta keskittyi pääasiassa teoreettisen meteorologian ja hydrodynamiikan alalle. Näillä alueilla ilmeni hänen loistava matemaattinen kykynsä, hänen muuttumaton halunsa ja kykynsä viedä teoreettisten ongelmien ratkaisu konkreettiseen, käytännölliseen sovellukseen. A.A. Friedman on yksi dynaamisen meteorologian perustajista. Hän käsitteli myös ilmakehän fysikaalisten prosessien teorian soveltamista ilmailussa. Hän käytti paljon energiaa mallien etsimiseen, ehkä maailman kaoottisimpiin prosesseihin - maapallon ilmakehän prosesseihin, jotka tekevät sään. Huolimatta fyysiseltä kuulostavilta sanoilta hän harjoitti pohjimmiltaan matematiikkaa - yhtälöitä osittaisissa derivaatoissa.
Friedmanin pääteos hydromekaniikasta on hänen työnsä "Kokemus puristuvan nesteen hydromekaniikasta" (1922). Siinä hän antoi täydellisimmän teorian pyörreliikkeestä nesteessä, harkitsi ja ratkaisi useissa tapauksissa tärkeän ongelman puristuvan nesteen mahdollisista liikkeistä tiettyjen siihen kohdistuvien voimien vaikutuksesta. Tämän perustutkimuksen ansiosta Friedmania voidaan pitää yhtenä puristettavien nesteiden teorian luojista. Samassa työssä Friedman johti yleisen yhtälön nopeuspyörteen määrittämiseksi, josta on tullut perustavanlaatuinen sääennusteteoriassa.
Keväällä 1922 tuon ajan tärkeimmässä fyysisessä lehdessä - "Zeitschrift fur Physik" ilmestyi vetoomus "Saksalaisille fyysikoille". Saksan fyysisen seuran hallitus ilmoitti Venäjän kollegoiden vaikeasta tilanteesta, koska he eivät olleet saaneet saksalaisia lehtiä sodan alun jälkeen. Koska silloisessa fysiikan johtavassa asemassa olivat saksankieliset tiedemiehet, oli kysymys monen vuoden tiedonnälästä. Saksalaisia fyysikoita pyydettiin lähettämään viime vuosien julkaisuja ilmoitettuun osoitteeseen lähettääkseen ne myöhemmin Petrogradiin. Kuitenkin samassa lehdessä, vain kaksikymmentäviisi sivua alempana, oli Petrogradista saatu artikkeli ja ensi silmäyksellä toisin kuin avunhuuto. Kirjoittajan nimi - A. Fridman - oli fyysikoille tuntematon. Hänen artikkelinsa otsikolla "Avaruuden kaarevuus" käsitteli yleistä suhteellisuusteoriaa. Tarkemmin sanottuna sen mahtavin sovellus: kosmologia.
Tässä artikkelissa syntyi "universumin laajeneminen". Ennen vuotta 1922 tällainen lause olisi näyttänyt täysin absurdilta. Tietenkin, se tosiasia, että maailmankaikkeuden laajeneminen alkoi miljardeja vuosia sitten, astrofysiikan oli vielä opittava; vielä mitattava ja laskettava; piti vielä pohtia maailmankaikkeuden horisontin ongelmaa. Mutta tämän idean esitti ensimmäisen kerran vuonna 1922 34-vuotias Alexander Fridman. Teoksessaan "Avaruuden kaarevuus" Friedman esitti pääpiirteittäin kosmologian pääajatuksia: aineen jakautumisen homogeenisuudesta avaruudessa ja sen seurauksena aika-avaruuden homogeenisuudesta ja isotropiasta, ts. "maailman" ajan olemassaolosta, jolla joka hetki avaruuden metriikka on sama kaikissa pisteissä ja kaikissa suunnissa. Tämä teoria on tärkeä ensisijaisesti siksi, että se johtaa melko oikeaan selittämiseen perusilmiöstä - punasiirtymäilmiöstä. Friedmanin saamien kenttäyhtälöiden ratkaisu esitetyillä olettamuksilla on malli kaikille kosmologisille teorioille.
On mielenkiintoista huomata, että suhteellisuusteorian kirjoittaja Einstein uskoi alun perin, että kenttäyhtälöiden kosmologisen ratkaisun tulisi olla staattinen ja johtaa suljettuun universumin malliin. Syyskuussa 1922 hän kritisoi Friedmanin työtä: "Mainun teoksen sisältämät tulokset epästationaarista maailmasta vaikuttavat minusta epäilyttävältä. Itse asiassa käy ilmi, että siinä esitetty ratkaisu ei täytä kenttäyhtälöitä." Einstein ei uskonut Friedmannin tuloksiin. Koska hänen kosmologinen kuvansa oli epäuskottava, hän löysi helposti, mutta valitettavasti ilman mitään syytä kuvitteellisen virheen Petrogradin tiedemiehen laskelmissa. Vasta saatuaan kirjeen Friedmannilta, joka puolusti syyttömyyttään, ja tehtyään laskelmat uudelleen, Einstein toukokuussa 1923 tunnusti venäläisen kollegansa tulokset ja kutsui niitä erityisessä huomautuksessa "uuden valon valaisemiseksi" kosmologiselle ongelmalle. Ja jälkipolville Einsteinin virhe valaisee Friedmannin työn merkitystä ja laajuutta.
Modernin painovoimateorian (yleinen suhteellisuusteoria) loi Albert Einstein vuonna 1915. Tämän teorian mukaan kappaleiden massan ja energian vaikutuksesta avaruus (tarkemmin aika-avaruus) kaareutuu, mikä puolestaan johtaa kappaleiden liikeradan kaareutumiseen, jonka me näemme ilmentymänä. painovoimasta. Välittömästi suhteellisuusteorian syntymisen jälkeen sen luoja yritti soveltaa sitä koko maailmankaikkeuteen, mutta tämä yritys epäonnistui. Ja nyt, 7 vuoden jälkeen, tuntematon kirjailija Neuvosto-Venäjältä - maasta, joka näennäisesti on eristetty maailman tieteestä - väittää rohkeasti, että Einsteinin tulos ei ole ollenkaan välttämätön, vaan se on hyvin erikoinen tapaus. Friedman hylkäsi ensimmäisenä opinkappaleen maailmankaikkeuden muuttumattomuudesta, joka oli hallinnut tutkijoiden mieliä muinaisista ajoista lähtien. Hänen päätelmänsä olivat niin epätavallisia, että Einstein oli aluksi eri mieltä hänen kanssaan ja väitti löytäneensä virheen laskelmissaan.
Yleisen suhteellisuusteorian opiskelu Venäjällä ennen vuotta 1920 oli vaikeaa: ulkomaisia julkaisuja tai arvosteluja kotimaisissa aikakauslehdissä ei ollut. Ja todellinen buumi uuden teorian ympärillä raivosi jo maailmassa. Se alkoi vuonna 1919, heti sen jälkeen, kun englantilaiset tähtitieteilijät vahvistivat Einsteinin ennustaman valonsäteiden taipumisen kaukaisista tähdistä. Ja suhteellisuusteorian voitto saavutti kuitenkin Venäjän. Suosittuja esitteitä uudesta teoriasta alkoi ilmestyä. Yksi ensimmäisistä oli Einsteinin itsensä kirjoittama kirja. Kirjoittajan esipuhe Berliinissä julkaistuun venäjänkieliseen käännökseen, joka on päivätty marraskuussa 1920, sanoi: Vilkasta taiteellisten ja tieteellisten teosten vaihtoa jopa niin vaikeissa olosuhteissa. Siksi olen erityisen iloinen, että pikku kirjani ilmestyy venäjäksi.
Friedmanin kiinnostus yleiseen suhteellisuusteoriaan ei ollut sattumaa. Elämänsä viimeisinä vuosina hän yhdessä professori V.K. Frederiks (1885-1944) alkoi kirjoittaa moniosaista modernin fysiikan oppikirjaa, joka avattiin suhteellisuusteorialle omistetulla kirjalla "Maailma tilana ja aikana", jonka tietämystä Friedman piti liikuntakasvatuksen kulmakivenä. . On yllättävää, kuinka Friedman onnistui hallitsemaan teorian sen suositun esityksen mukaan vain puolessatoista vuodessa, mutta jo elokuussa 1920 hän kirjoitti opettajalleen ja kollegalleen P. Ehrenfestille: "Opiskelin pienen [erikois] aksioomaa. suhteellisuusperiaate... Haluan todella tutkia suurta [yleistä] suhteellisuusperiaatetta, mutta ei ole aikaa". Friedmanin yleistä suhteellisuusteoriaa koskeva työ tarjosi dynaamisen mallin maailmankaikkeudesta ja teki ensimmäistä kertaa mahdolliseksi selittää koko maailman rakennetta ja kehitystä. Mutta on epätodennäköistä, että Friedmannin kosmologia olisi ilmestynyt vuonna 1922, ellei se olisi ollut fyysikko Fredericksiä. Hän omistaa ensimmäisen yleisen suhteellisuusteorian näyttelyn Venäjällä. Hänen 1921-katsauksensa Advances in the Physical Sciences -julkaisussa sekä useat muut yleistä suhteellisuusteoriaa käsittelevät artikkelit ovat saattaneet auttaa Friedmania hallitsemaan tämän teorian.
Friedmanin vuosina 1922-1924 hankkimat ensimmäiset ei-staattiset Einsteinin yhtälöiden ratkaisut universumin relativististen mallien tutkimuksessa merkitsivät ei-stationaarisen, erilleen liikkuvan tai sykkivän maailmankaikkeuden teorian kehittämisen alkua. Tiedemies tutki ei-stationaarisia homogeenisia isotrooppisia malleja, joiden positiivisen kaarevuuden tila oli täytetty pölymäisellä aineella (nollapaineella). Tarkasteltavien mallien epästationaarisuutta kuvaa kaarevuussäteen ja tiheyden riippuvuus ajasta, jolloin tiheys muuttuu käänteisesti kaarevuussäteen kuutiona. Friedman selvitti tällaisten mallien käyttäytymistyyppejä, jotka gravitaatioyhtälöt sallivat, ja Einsteinin malli kiinteästä universumista osoittautui oikeastaan vain erikoistapaukseksi. Hän kiisti käsityksen, että yleinen suhteellisuusteoria edellyttää äärellisen avaruuden oletusta. Ratkaistuaan Einsteinin painovoimateorian yhtälöt ottaen huomioon kosmologisen periaatteen, Friedman osoitti, että maailmankaikkeus ei voi olla muuttumaton, alkuolosuhteista riippuen sen täytyy joko laajentua tai supistua. Hän oli ensimmäinen, joka antoi oikean suuruusluokan arvion maailmankaikkeuden iästä.
Friedmanin tulokset osoittivat, että Einsteinin yhtälöt eivät johda ainutlaatuiseen universumin malliin, olipa kosmologinen vakio mikä tahansa. Homogeenisen isotrooppisen universumin mallista seuraa, että kun se laajenee, tulee havaita etäisyyteen verrannollinen punasiirtymä. Vuonna 1927 belgialainen tutkija ja katolinen apotti Georges Lemaitre tuli samoihin johtopäätöksiin kuin Friedman. Lemaitre kiinnitti suurta huomiota teorian ja havaintojen vertailuun osoittaen ensimmäistä kertaa, että universumin laajeneminen voidaan havaita käyttämällä punasiirtymää galaksien spektrissä. Näin ollen maailmankaikkeuden laajenemisen ennusti teoreettisesti suhteellisuusteorian perusteella ensin Friedmann ja vähän myöhemmin Lemaitre. Se oli yksi loistavimpia esimerkkejä ennustuksista tieteen historiassa. Vuonna 1929 Edwin P. Hubble vahvisti tähtitieteellisten havaintojen perusteella, että galaksien spektrien spektriviivat olivat siirtyneet spektrin punaiseen päähän. Joten tähtitieteilijät, jotka eivät kiinnittäneet huomiota Friedmanin teoriaan, olivat vakuuttuneita hänen olevan oikeassa. Mutta Alexander Fridman ei valitettavasti nähnyt Hubblen lain löytämistä. Jo Hubblen löytämisen jälkeen osoitettiin, että maailmankaikkeuden epästationaarisuus johtuu itse asiassa universaalin painovoiman laista (jonka Isaac Newton löysi 1600-luvun lopulla), tarkemmin sanottuna painovoiman yleisimmästä ominaisuudesta. , joka koostuu siitä, että tämä voima vain vetää puoleensa, mutta ei hylkää kappaleita.
Helmikuussa 1925 A.A. Friedman nimitettiin päägeofysiikan observatorion johtajaksi, mutta hän toimi tässä tehtävässä alle vuoden. Kuollut A.A. Friedman Leningradissa lavantautista 16. syyskuuta 1925. Hän oli vain 37-vuotias. Erinomainen tiedemies haudattiin Smolenskin ortodoksiselle hautausmaalle. Friedmanin työtä siitä huolimatta arvostettiin, vaikka monet Neuvostoliitossa kutsuivat kosmologiaa "obskurantismin palvelijaksi". Vuonna 1931 Neuvostoliiton hallituksen asetuksella A.A. Friedman sai postuumisti Lenin-palkinnon.
Alexander Aleksandrovich Fridman, lahjakas Neuvostoliiton tiedemies, yksi modernin dynaamisen meteorologian, modernin turbulenssiteorian ja ei-stationaarisen universumin teorian luojista, oli erittäin rohkea henkilö. Hän ilmoittautui vapaaehtoiseksi venäläis-saksalaiselle rintamalle ja jo professorina (ja uuden kosmologian kirjoittajana) hän osallistui ennätykselliseen ilmapallolentoon. Mutta Friedmanin ei ollut tarkoitus elää nähdäkseen löytönsä todellista mittakaavaa, joka oli niin laajasti laajentanut tieteen horisonttia. Samalla älkäämme unohtako missä maassa ja mihin aikaan "laajeneva universumi" onnistui syntymään.
Albert Einstein kirjoitti 31. toukokuuta 1923: "Aiemmassa huomautuksessani kritisoin edellä mainittua työtä, mutta kritiikkini, kuten Friedmannin kirjeestä vakuuttui, perustui laskuvirheeseen. Pidän Friedmannin tuloksia oikeina. ja tuovat uutta valoa. Osoittautuu, että yhtälökentät mahdollistavat staattisten, myös dynaamisten (eli ajassa vaihtelevien) ratkaisujen tilan rakenteeseen."
