Aleksandr Aleksandrowicz Fridman (Friedmann) i dynamiczny wszechświat, 1922-23

Należał do najlepiej wykształconego pokolenia Rosjan – tych, którzy zdążyli pokończyć szkoły jeszcze przed wojną światową i rewolucją, zanim zaczął się cały ten upiorny chocholi taniec historii, który nie zakończył się tam do dziś. Jeszcze jako uczeń opublikował z kolegą pracę w „Mathematische Annalen”, potem zajmował się różnymi zastosowaniami matematyki, m.in. w meteorologii i aeronautyce, latał sterowcami, w 1925 pobił rekord wysokości lotu balonem (7400 m). Aleksandr_Fridman

Najważniejszym jego wkładem w naukę pozostaną dwie prace kosmologiczne z lat 1922-1923, opublikowane w „Zeitschrift für Physik”, czołowym wówczas czasopiśmie fizycznym. Albert Einstein zastosował kilka lat wcześniej swoją teorię grawitacji do wszechświata jako całości. Można powiedzieć, że był to moment narodzin nowoczesnej kosmologii. Wszechświat Einsteina był sferą trójwymiarową – miał dodatnią krzywiznę i skończoną objętość (dwuwymiarowym odpowiednikiem takiego wszechświata byłaby powierzchnia globusa, należy zapomnieć o trzecim wymiarze i wyobrazić sobie, że ta powierzchnia jest całą przestrzenią). Był też statyczny: nie zmieniał się z czasem. Aby uzyskać takie rozwiązania, Einstein musiał jednak do swojej teorii wprowadzić dodatkowy wyraz, którego wielkość określała pewna nowa stała fizyczna λ. Był to tzw. człon kosmologiczny, w zasadzie to samo, co teraz nazywa się ciemną energią. Dziś wiemy jednak, że obserwacje wymagają takiego wyrazu, wtedy został on wprowadzony jedynie po to, aby uzyskać wszechświat statyczny. Bo wszechświat wydawał się czymś niezmiennym i wiecznym, jak dziecku wieczna wydaje się puszcza.

Fridman, matematyk, nie zakładał z góry, że wszechświat musi być statyczny. Przyjrzał się natomiast temu, do czego prowadzi matematyka – same równania Einsteina. Matematyka bardzo często okazuje się mądrzejsza od stosujących ją fizyków i wyniki podsuwane niejako przez sam formalizm matematyczny znajdują nieraz później potwierdzenie w obserwacjach, choć nikt się tego nie spodziewał. W pierwszej pracy Fridman wykazał, że wszechświat statyczny to bardzo szczególny przypadek rozwiązań równań Einsteina – dla niemal wszystkich wartości gęstości i stałej kosmologicznej krzywizna wszechświata będzie się zmieniać z czasem. W drugiej pracy rozszerzył swe wyniki na wszechświat nieskończony odpowiadający ujemnej krzywiźnie, która także musi zmieniać się z czasem.
Na pierwszą z tych prac Einstein zareagował krótką i raczej arogancką uwagą w tym samym piśmie. Stwierdził, że konkluzje Fridmana wydają się wątpliwe i że „sens tej pracy [Fridmana] polega właśnie na tym, że dowodzi ona stałości krzywizny”. Praca jest więc nie tylko wątpliwa, ale jeszcze sam autor jej nie rozumie. Fridman boleśnie odczuł tę reakcję luminarza. Einstein jest wtedy u szczytu sławy, kilka tygodni po wysłaniu tej uwagi wypływa w podróż parowcem do Japonii, wszędzie witają go jak gwiazdę popu. Podczas rejsu dowiaduje się o przyznaniu mu Nagrody Nobla. Dopiero kilka miesięcy później Einstein przyznaje się do błędu i wysyła sprostowanie. „Uważam wyniki pana Fridmana za poprawne i pouczające. Okazuje się, że równania pola dopuszczają obok statycznych także dynamiczne (…) rozwiązania dla struktury przestrzeni”.
Rozwiązania Fridmana pokazały, że wszechświat może nie być statyczny. Fridman dopuszczał także możliwość, że mógł mieć początek w czasie – był pierwszym kosmologiem, który poważnie traktował tę możliwość, szacował nawet wiek wszechświata na 10 miliardów lat – co szczęśliwym trafem bliskie jest prawdy. W 1929 roku Edwin Hubble wykazał, że istotnie wszechświat jest w ruchu: rozszerza się. Znacznie dłużej zajęło ustalenie, że przynajmniej w takiej postaci, zaczął się 13,82 mld. lat temu (wyniki misji PLANCK, 2013).
Fridman nie dożył odkrycia ekspansji wszechświata, umarł na dur brzuszny w 1925 roku, w wieku 37 lat. Rewolucyjny eksperyment sprawił, że ludność Rosji popadła w nędzę, jakiej nie znano przed wojną. A najgorsze miało dopiero nadejść. Wybitny kosmolog Jakow Zeldowicz twierdził, że Fridman miał szczęście – nie dożył bowiem apogeum prześladowań stalinowskich z roku 1937. Pisałem, co wtedy robiono z astronomami, Fridman także okazałby się zapewne szpiegiem albo reliktem myślenia religijnego: pisał przecież o początku wszechświata.

(Zwykle w literaturze zachodniej nazwisko uczonego pisane jest w wersji niemieckiej: Friedman albo Friedman, po rosyjsku pisał się Фридман)

Reklamy

2 myśli nt. „Aleksandr Aleksandrowicz Fridman (Friedmann) i dynamiczny wszechświat, 1922-23

  1. Jeśli Pan mówi po niemiecku (w co wierzę, widząc Pana książki) zapraszam również na perspektivenlogik.wordpress.com
    Tam przedstawiam moją logikę czytelnikom zza Odry i przyznam się Panu, że jestem tam dużo „popularniejszy”.
    Jeszcze raz pozdrawiam

    Lubię to

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Wyloguj / Zmień )

Connecting to %s