Эйнштейн, однако, не решился опровергнуть устоявшееся мнение, поскольку не был до конца уверен в безошибочности своих выводов

В 1922-1924 гг. советским математиком А.А. Фридманом были предложены общие уравнения для описания всей Вселенной, меняющейся с течением времени. Звездные системы не могут находиться в среднем на неизменных расстояниях друг от друга. Они должны либо удаляться, либо сближаться.

Такой результат - неизбежное следствие наличия сил тяготения, которые главенствуют в космических масштабах. Вывод Фридмана означал, что Вселенная должна либо расширяться, либо сжиматься (модель пульсирующей Вселенной).

Отсюда следовал пересмотр общих представлений о Вселенной. В 1929 г. американский астроном Э. Хаббл (1889-1953) с помощью астрофизических наблюдений открыл расширение Вселенной, подтверждающее правильность выводов Фридмана.

Примечание.

Хаббла интересовал вопрос об общем строении нашего мира - Вселенной. Ещё в своей статье "Внегалактические туманности" в 1926 г. он рассматривал как возможную релятивистскую модель (от лат. relativus - "относительный") расширяющейся Вселенной голландского астронома Виллема де Ситтера. Но, не очень доверяя теоретикам и теории, Хаббл полагал, что только наблюдения могут привести к пониманию истинной природы вещей.

В моделях расширяющейся Вселенной скорость взаимного удаления галактик должна быть прямо пропорциональна расстоянию между ними. Он считал необходимым с помощью наблюдений убедиться в том, что у галактик с ростом расстояний растут и лучевые скорости. Хаббл составил список наиболее слабых галактик, которые, естественно, предполагались наиболее далёкими, и измерил их лучевые скорости. Для одной очень далёкой галактики (NGC 7616) он получил по смещениям спектральных линий в красную сторону лучевую скорость 3779 км/с. Это огромное значение сказало Хабблу о многом.

В марте 1929 г. в очередном номере "Трудов Национальной академии наук США" была опубликована статья Хаббла "Связь между расстоянием и лучевой скоростью внегалактических туманностей". Он накопил сведения о лучевых скоростях и удалённости 46 туманностей. На основе сопоставления наблюдательных данных учёный пришёл к выводу: "Далёкие галактики уходят от нас со скоростью, пропорциональной удалённости от нас. Чем дальше галактика, тем больше её скорость".

Таким образом, величайшим достижением современной космологии стала модель расширяющейся Вселенной, названная теорией «Большого взрыва» (Рис. 3).

Рис. 3 Модель расширяющейся Вселенной (Теория «Большого взрыва»).

Все вещество в Космосе в какой-то начальный момент было сдавлено буквально ни в что, спрессовано в одну-единственную точку. Оно имело фантастически огромную плотность, ее практически невозможно себе представить, она выражается числом, в котором после единицы стоят 96 нулей, и столь же невообразимо высокую температуру. Астрономы назвали такое состояние «сингулярностью».

В силу каких-то причин это удивительное равновесие было внезапно разрушено действием гравитационных сил — трудно даже вообразить, какими они должны были быть при бесконечно огромной плотности «первовещества»! Этому моменту ученые дали название «Большой взрыв». Вселенная начала расширяться. Нагретое вещество «светилось», испускало электромагнитные волны.

Возможность существования остаточного или реликтового излучения «Большого взрыва» в инфракрасном диапазоне, как доказательство этой теории была предсказана американским физиком Джорджем Гамовым в середине 40-х гг. XX в. ( 1904 - 1968, занимался проблемами возникновения Вселенной и происхождения химических элементов).

Выполненные им расчеты позволили считать, что вещество Вселенной в первые секунды своего существования было очень «горячим».

Гамов предположил, что излучение в инфракрасном диапазоне, должно наблюдаться и в современную эпоху в виде радиоволн, и даже предсказал температуру этого излучения, примерно 5 - 6 К.

Современная астрономия на вопрос о том, существуют ли доказательства гипотезы горячей Вселенной и Большого взрыва, может дать утвердительный ответ.

В 1965 г. было сделано открытие, которое, как считают ученые, прямо подтверждает то, что вещество Вселенной после «Большого взрыва» было очень горячим.

В 1965 г. американские ученые-радиоинженеры Арно Пензиас и Роберт Уилсон зарегистрировали космическое излучение, которое нельзя было приписать никакому известному тогда космическому источнику. Астрономы пришли к выводу, что это излучение, имеющее температуру около 3 К, реликт (от лат. «остаток», отсюда и название излучения «реликтовое») тех далеких времен, когда Вселенная была фантастически горяча.

О расширяющейся Вселенной (а ее структурными единицами являются галактики) свидетельствует и красное смещение длин волн света, испускаемых галактиками в связи с их удалением от наблюдателя, согласно эффекта Доплера. Это открытие В.М. Слайфера и Э.П. Хаббла (американских астрономов) не потеряло в свое значение и в наше время.

Современные астрономические наблюдения свидетельствуют о том, что началом Вселенной, приблизительно 13,5 миллиардов лет назад, был гигантский огненный шар, раскаленный и плотный. Его состав весьма прост. Этот огненный шар был настолько раскален, что состоял лишь из свободных элементарных частиц, которые стремительно двигались, сталкиваясь друг с другом. На протяжении нескольких миллиардов лет после "большого взрыва" простейшее бесформенное вещество постепенно превращалось в атомы. С возникновением атомов водорода начинается звездная эра - эра частиц, точнее говоря, эра протонов и электронов.

Вселенная вступает в звездную эру в форме водородного газа с огромным количеством световых и ультрафиолетовых фотонов (Фотон - это элементарное возмущение электромагнитного поля). Водородный газ расширялся в различных частях Вселенной с разной скоростью. Неодинаковой была также и его плотность. Он образовывал огромные сгустки, во много миллионов световых лет. Масса таких космических водородных сгустков была в сотни тысяч, а то и в миллионы раз больше, чем масса нашей теперешней Галактики.

Расширение газа внутри сгустков шло медленнее, чем расширение разреженного водорода между самими сгущениями. Колоссальные водородные сгущения - зародыши сверхгалактик и скоплений галактик - медленно вращались.