یک قرن پیش، الکساندر فریدمن انبساط جهان را پیش بینی کرد

هزاران سال است که جهان اسرار خود را از علم پنهان کرده است. یونانیان باستان معتقد بودند که جهان از ستارگان ثابتی تشکیل شده است که به دور سیارات کوچکتر حامل سیارات می چرخند و زمین در مرکز آن قرار دارد. حتی کوپرنیک که در قرن شانزدهم زمین را با خورشید جایگزین کرد، جهان را به عنوان یک منظومه شمسی واحد می بیند که توسط یک کره بیرونی ستاره ای احاطه شده است.

در قرون بعدی، جهان بخشی از عظمت خود را آشکار می کند. اما بعداً کشف شد که جهان دارای ستارگان بی‌شماری است که در خوشه‌هایی از ستاره‌های بزرگ یا کهکشان‌های فعلی گروه‌بندی شده‌اند. سپس، در اواخر دهه 1920، یکی از مهم ترین اسرار کیهانی فاش شد: گسترش کیهانی. در واقع، جهان فقط یک موجود ثابت و ابدی نیست. بلکه مدام در حال گسترش است.

مشاهدات کهکشان های دور نشان می دهد که این اجرام در حال دور شدن از یکدیگر هستند. در نتیجه، جهان کنونی وارد مرحله بالغی از جهان بدوی شده است، که میلیاردها سال پیش از یک نقطه کوچک و متراکم انرژی متولد شد. انبساط جهان معجزه‌ای بود که پایه‌های علم را به لرزه درآورد، مفاهیم فلسفی وجود را رد کرد و عصر جدیدی را در کیهان‌شناسی آغاز کرد که مطالعه جهان بود. در عین حال، شگفتی بزرگتر این بود که این گمانه زنی ها توسط یک ریاضیدان متخصص در پیش بینی آب و هوا انجام شد.

الکساندر فریدمن

در سال 1922، الکساندر فریدمن برخی از داستان های احتمالی جهان را ارائه کرد. انبساط جهان یکی از آنها بود.

یک قرن پیش، در می 1922. الکساندر فریدمنریاضیدان و هواشناس، مقاله ای بر اساس نظریه نسبیت عام انیشتین نوشت و در آن چندین تاریخ احتمالی جهان را پیش بینی کرد. یکی از این احتمالات، انبساط کیهان است که از یک نقطه شروع می شود. بنابراین، حتی بدون توجه به شواهد نجومی، فریدمن نظریه مدرن انفجار بزرگ در مورد تولد و تکامل جهان را پیش بینی کرد. ولادیمیر سولویوفیزیکدان روسی در مقاله ای جدید می گوید:

فریدمن جهان بینی جدیدی را کشف کرد و اساس کیهان شناسی مدرن شد.

فریدمن در آن زمان شناخته شده نبود. در سال 1910 از دانشگاه سنت پترزبورگ روسیه در رشته ریاضی و فیزیک فارغ التحصیل شد و در آنجا به مطالعه کاربرد ریاضیات در هواشناسی و متغیرهای جوی پرداخت. او همچنین از تجربیات خود برای کمک به نیروی هوایی روسیه در جنگ جهانی اول استفاده کرد و با کمک ریاضیات، نقطه بهینه را برای پرتاب بمب بر روی اهداف دشمن پیش بینی کرد.

  هر آنچه آمازون در این رویداد در ماه سپتامبر ارائه کرد

پس از جنگ، فریدمن نظریه نسبیت عام اینشتین را مطالعه کرد که گرانش را وسیله ای برای توصیف هندسه فضا یا به طور دقیق تر فضا-زمان می دانست. در نظریه انیشتین، جرم فضا-زمان را تحریف می کند و انحنای فضا زمانی ایجاد می کند که اجسام به سمت یکدیگر جذب می شوند.

فریدمن نیز تحت تأثیر مقاله انیشتین در سال 1917 و مقاله مشابهی از ویلم داستر مشخص شد که او نظریه نسبیت عام را در سراسر جهان به کار برده است. انیشتین کشف کرد که معادلات اساسی او در رابطه با انقباض یا رشد جهان معتبر است. اما او آن را غیر منطقی می دانست; در نتیجه او اصطلاح نیروی دافعه را معرفی کرد که به گفته او اندازه جهان را ثابت نگه می دارد. انیشتین نتیجه گرفت که فضا یک منحنی فضایی مثبت است (مانند سطح یک توپ). بنابراین، این نشان می دهد که جهان موجودی بسته یا محدود است.

فریدمن اصطلاح جدیدی به نام ثابت کیهانی را پذیرفت. اما وی خاطرنشان کرد که در مقادیر مختلف این ثابت و فرضیه های دیگر، جهان ممکن است رفتار متفاوتی از خود نشان دهد. جهان ایستا انیشتین نمونه خاصی بود. زیرا جهان می تواند برای همیشه یا برای مدتی گسترش یابد. سپس تا نقطه کوچک شده و گسترش را از سر بگیرید.

مقاله فریدمن، در مورد انحنای فضا، جهان های در حال تغییر را توصیف می کند. این مقاله در 29 ژوئن 1922 در مجله معتبر Zeitschrift fur Physik پذیرفته شد. انیشتین با این نظریه مخالف است. او در مخالفت با این نظریه، یادداشتی برای مجله فرستاد و مدعی شد که فریدمن یک خطای ریاضی مرتکب شده است. اما منشا این اشتباه خود اینشتین است. او بعداً تأیید کرد که ریاضیات فریدمن درست است. وی در عین حال معتقد بود که این نظریه اعتبار فیزیکی ندارد.

  قرقره GT Neo3 با شارژر 150 واتی و تراشه سایز 8100 معرفی شده در چین

در هر صورت فریدمن بر نظریه خود پافشاری کرد. او فقط یک ریاضیدان نبود که به عواقب فیزیکی مقاله خود توجهی نداشت. در عوض، درک عمیق او از رابطه بین معادلات و جو او را به این نتیجه رساند که ریاضیات دارای اهمیت فیزیکی است. او حتی کتابی با عنوان جهان به عنوان فضا و زمان نوشت که در آن عمیقاً رابطه بین ریاضیات هندسه فضایی و حرکت اجسام فیزیکی را بررسی کرد.

به گفته فریدمن، اجسام فیزیکی جهان هندسی مبنایی هستند که دانشمندان بر اساس آن جهان های هندسی مختلف را که قابل سکونت هستند، مطالعه می کنند. همچنین به دلیل ارتباط ریاضی فیزیک می توان هندسه جهان هندسی را از طریق مطالعه تجربی جهان فیزیکی درک کرد. در نتیجه، وقتی فریدمن برای معادلات انیشتین راه‌حل‌هایی ارائه کرد، آنها را به مفاهیم فیزیکی ممکن برای جهان تبدیل کرد.

جهان بر اساس معیارهای مختلف از یک نقطه یا احتمالاً از یک حالت اولیه نهایی و کوچک منبسط شده است. طبق یکی از فرضیه های فریدمن، جهان با سرعت کمتری شروع به انبساط می کند. اما بعد به نقطه عطفی رسید. در این مرحله، گسترش با سرعت بیشتری ادامه دارد. در پایان قرن بیستم، ستاره شناسان با اندازه گیری درخشندگی ابرنواخترهای دوردست، نیروی دافعه را کشف کردند. این کشف به اندازه کشف انبساط کیهانی تکان دهنده بود. اما فریدمن سال ها پیش آن را پیش بینی کرده بود.

ادوین هابل و کار با تلسکوپ

در سال 1929، ادوین هابل گزارش داد که کهکشان های دور از یکدیگر سریعتر از کهکشان های نزدیک دور می شوند. این کشف مهم نشان داد که جهان در حال گسترش است.

بدون شک درک عمیق فریدمن از مسئله هم افزایی ریاضی و فیزیک ذهن او را برای فرضیه انبساط جهان آماده کرد. اگرچه او اولین دانشمندی بود که به طور جدی یک جهان در حال انبساط را فرض کرد، اما اولین کسی نبود. حدود ۷۵ سال قبل از مقاله فریدمن، ادگار آلن پو این شاعر رساله ای به نام اورکا منتشر کرد. پو در این رساله به تاریخ جهان در حال گسترش از انفجار ذرات اولیه اشاره می کند. او حتی توضیح داد که چگونه جهان دوباره در حال رشد و کوچک شدن است و به نقطه ای شبیه به یکی از فیلمنامه های فریدمن می رسد.

مقالات مرتبط:

اگرچه پو در دوران دانشجویی در وست پوینت ریاضیات خواند، اما در یورک از هیچ معادله ای استفاده نکرد و پایان نامه او حداقل به طور مستقیم مورد حمایت علمی قرار نگرفت. با این حال، فریدمن از طرفداران و خواننده پو بود. بنابراین شاید به همین دلیل است که فریدمن بیش از هر دانشمند دیگری در زمان خود پذیرای فرضیه گسترش جهان بود. امروزه محاسبات ریاضی فریدمن هسته اصلی نظریه کیهان شناسی مدرن را تشکیل می دهد. بله لانکایک ریاضیدان و مورخ در مقاله ای در سال 2013 می گوید:

معادلات بنیادی فریدمن اساس تئوری های کیهان شناسی کنونی بیگ بنگ و جهان به سرعت در حال گسترش را تشکیل می دهند. او ایده اصلی کیهان شناسی مدرن را معرفی کرد. جهانی در حال تغییر که به طرق مختلف در حال تکامل است.

علاوه بر این، فریدمن تأکید کرد که دانش نجومی زمان او برای کشف داستان های احتمالی ریاضی جهان ناکافی است. امروزه دانشمندان داده های بیشتری و احتمالات محدودی دارند به گونه ای که ریاضیات فریدمن را تایید می کند. فریدمن آنقدر عمر نکرد که ثمره کار خود و حتی اولین شواهد از انبساط جهان را ببیند. در سال 1925 در سن 37 سالگی بر اثر تب حصبه درگذشت. به گفته همسرش، او به این استناد می کند دانته «آب‌هایی که وارد می‌شوم هنوز کسی از آن عبور نکرده است.

  اینترنت اکسپلورر همچنان قربانی می گیرد، حتی از درون!

دیدگاهتان را بنویسید