Открытия фридмана в астрономии кратко
Обновлено: 04.07.2024
Один из важных разделов современной астрономии — космология — изучает свойства и эволюцию Вселенной в целом. Занимаются этой наукой математики, физики, астрономы, философы, богословы, а ее возникновение связано с жаждой человечества иметь полное описание Вселенной, в которой оно обитает.
Несколько слов об авторе этой теории.
Несмотря на то, что Фридман прожил всего 37 лет (он скончался от брюшного тифа в 1925 г.), Александр Александрович успел раскрыть в полную силу свой талант в нескольких науках.
Собраны еще не все публикации математика, разбросанные в редких изданиях и малодоступных журналах, тем не менее главные сочинения Фридмана можно сгруппировать по трем областям знания.
Во-первых, это фундаментальные труды ученого по физике атмосферы и по динамической метеорологии (геофизической гидродинамике). Разработав теорию атмосферных вихрей и порывистости ветра, теорию разрывов непрерывности в атмосфере, теорию атмосферной турбулентности, исследовав вертикальные течения и изменения температуры с высотой, выведя общее уравнение для определения вихря скорости, Фридман заложил основы теории изучения погоды и ее прогнозирования. Многие теоретические выводы математика нашли практическое применение в аэронавигации.
Практическая метеорология и гидротехника из абстрактных уравнений в частных производных Фридмана по сию пору черпает нужные ей сведения.
И наконец, релятивистская космология. Устойчивый интерес к астрономии, проявленный Александром еще в школе, привел Фридмана к созданию космологической теории. Совмещая в начале 1920-х гг. работу в Главной физической обсерватории с преподаванием в ряде Петроградских вузов, математик увлекся общей теорией относительности (ОТО), обнародованной А. Эйнштейном в 1915—1916 гг., — одной из многочисленных теорий гравитации.
Эйнштейн, базируясь на работах своих предшественников, начиная с неэвклидовой геометрии Н.И. Лобачевского, рассмотрел гравитацию как проявление искривления пространства-времени, т.е. как некий геометрический эффект и отождествил гравитационное поле (поле тяготения) с тензорным метрическим полем или метрикой четырехмерного пространства-времени. Свои уравнения физик распространил и на описание Вселенной.
По мысли Эйнштейна, такой подход примирял непрерывное расширение пространства-времени (уравновешиваемое притяжением всей остальной материи) с вечностью и неизменностью Вселенной в пространстве и во времени. Однако получить стационарное решение уравнений ОТО Эйнштейну не удалось.
Поначалу Эйнштейн резко возражал против теории русского ученого, пытался найти в ней противоречия, но, в конце концов, вынужден был признать ее справедливость.
Интерпретаторы теории расширяющейся Вселенной любят уподоблять модель Фридмана с разбегающимися друг от друга галактиками с надуваемым шариком, на котором нанесены точки. При надувании отрезки между любыми двумя точками увеличиваются, хотя ни одна из точек и не является центром расширения. Чем больше расстояние между точками, тем быстрее они разбегаются.
Этот теоретический вывод был подтвержден в 1929 г. открытием американского ученого Э. Хаббла т.н. красного смещения света от отдаленных галактик, свидетельствующего об их удалении от нашей галактики со скоростью, которая пропорциональна их расстоянию от нас.
Нестационарная Вселенная до 1960-х гг. называлась именем бельгийского аббата, а после того, как из забвения было вызвано имя основоположника релятивистской космологии Фридмана получило имя модели Фридмана-Леметра.
P.S. По прочтении статьи у читателей возникли некоторые вопросы и предложения.
В теории расширения Вселенной заложен парадокс, который ставит Землю в Центр Вселенной. "Чем ни дальше от "НАС" находится объект тем у него большее смещение спектр. линий в сторону красного спектра.
НО почему от нас ,МЫ что "ПУП" Вселенной. (Никола Новиков).
Никакого парадокса нет: при наблюдении из ЛЮБОЙ точки вселенная будет (в больших масштабах) выглядеть одинаково. И выделенного центра как не было, так и нет.
Мне кажется, что можно внести уточнения.
1. Фридман вовсе не создал теории расширяющейся вселенной. Он лишь нашел решения для ОТО применительно к вселенной и показал, что они нестационарны, вселенная "обязана" либо расширяться, либо сжиматься.
2. Эйнштейн первоначально посчитал результаты Фридмана ошибочными, о чем и сообщил в одной из своих статей. Позже он признал правоту Фридмана и публично в научной периодике сообщил об этом.
3. Попытка ввести лямбда-член в уравнения ОТО была попыткой "спасти мир" и делалась именно под влиянием впечатления от результатов Фридмана.
4. Работы Гамова вовсе не являются развитием работ Эйнштейна или Фридмана: его результаты, если не ошибаюсь, могли быть получены на основе классических представлений, не прибегая к ОТО. Главное в них - "начальные условия", в результате которых реализовался тот мир, в котором и живем.
. Такие люди, как Фридман, заслуживают того, чтобы о них знали. тем более, что Фридман - наш соотечественник, фигура не только колоссального масштаба, но и трагическая в чем-то. (Алексей Степанов 5).
Александр Фридман родился 16 июня 1888 года в Санкт-Петербурге. Его отец, Александр Александрович Фридман был композитором, а мать Людмила Игнатьевна обучала музыке.
Детство и юность
В детстве мальчик пережил трагедию, ему было девять лет когда родители приняли решение о разводе. Ребёнок остался с отцом, отныне его воспитанием занимались также дед и тётка.
Известно, что с матерью Александр не знался почти всю жизнь и будучи уже немолодым человеком стал с ней общаться.
2-я Санкт-Петербургская гимназия
Обучался маленький Саша во 2-й Санкт-Петербургской гимназии.
Здесь он всерьёз заинтересовался астрономией и изучил довольно много трудов в этой области. В 1906 году вместе со своим единомышленником и другом из класса,
Труд учёного был посвящен числам Бернулли, затем его опубликовали в научном журнале в Германии.
В 1906 году после блестящего окончания гимназии с отличием, будущий учёный поступил на отделение математики в Санкт-Петербургский университет, который оканчивает в 1910 году. Здесь же молодого учёного оставляют на кафедре чистой и прикладной математики для подготовки к профессорскому званию.
Научная деятельность и карьера
В дальнейшем учёный поступает в Аэрологическую обсерваторию в Павловске под Санкт-Петербургом и посвящает много времени изучение динамической метеорологии (сегодня эту область знаний именуют геофизической гидродинамикой).
Война внесла свои коррективы в деятельность учёного
Молодого учёного заметили и оценили по достоинству и весной 1914 года Фридман был командирован в Лейпциг для стажировки у известного норвежского метеоролога Вильгельма Бьеркнеса. Широко, научный труд которого по теории фронтов в атмосфере широко известен.
В этом же году Александр Фридман совершал полёты на дирижаблях с целью подготовки к изучению солнечного затмения в августе 1914 года.
Первая мировая война внесла свои коррективы в судьбу учёного. Математик вступает в авиационный отряд и в течении следующих пяти лет совершает боевые вылеты, участвует в разведывательных операциях. Здесь он также принимает участие в организации аэронавигационной и аэрологической служб на Северном и других фронтах.
Учёному принадлежат разработки таблиц для прицельного бомбометания. Все свои расчёты Фридман лично тестировал в реальных сражениях.
В дальнейшем за заслуги перед Отечеством учёный стал Георгиевским кавалером, также был удостоен золотым оружием и награждён орденом Св. Владимира.
Наука
Почтовый конверт с изображением учёного
Начиная с конца войны учёный находится в Киеве, там он преподаёт в Военной школе лётчиков-наблюдателей и руководит Центральной аэронавигационной станцией. В этот же период выходит его первая учебная работа по аэронавигации.
Именно Александру Фридману принадлежит идея создания на фронте Метеорологической службы. Эту идею он воплотил в жизнь и весьма успешно:
прогнозы погоды военным очень помогали.
После войны учёного приглашают работать в Пермский университет на физико-математический факультет. В недавно открытом университете Фридман основывает три новых отделения на своём факультете и открывает два института – геофизический и механический. Чуть позже он получает должность проректора.
Пермский университет начало ХХ века
Талантливый человек и здесь не ограничивался каким-либо одним направлением. При университете он организовал общество по изучению математики и физики. Общество даже выпускало научные статьи.
Последующие годы жизни учёного также связаны со службой в обсерваториях и преподаванием точных наук.
Научные достижения
Александру Фридману принадлежит авторство ряда трудов по динамической метеорологии, гидродинамике сжимаемой жидкости, физике атмосферы, а также релятивистской космологии.
В 1925 году учёный совместно с лётчиком Павлом Федосеенко летал на аэростате. По высоте этим полётом был поставлен в СССР рекорд высоты – семь тысяч четыреста метров!
Александр Фридман первым стал читать лекции по тензорному исчислению как части общей теории относительности.
Физик доказал, что модель стационарной Вселенной Эйнштейна всё-таки частный случай и отрицал точку зрения о том, что общая теория относительности предполагает обязательную завершённость пространства.
Учёный утверждал, что Вселенная подлежит рассмотрению сквозь призму большого разнообразия случаев, а именно то, что Вселенная сжимается до точки, затем опять увеличивается, далее снова в точку и т.д.
Личная жизнь
Александр Фридман был дважды женат, более удачным можно назвать его второй брак. От второй жены у учёного родился сын и был назван также как отец и дед– Александром.
Интересно отметить, что вторая жена учёного со временем получила степень доктора физико-математических наук и руководила Институтом земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн АН СССР в Ленинграде.
Могила А. Фридмана
В свадебном путешествии учёный подхватил тиф. К несчастью, врачи не смогли правильно диагностировать заболевание и назначить правильное лечение. Скончался Александр Фридман 16 сентября 1925 года. Ему было всего 37 лет.
Александр Александрович Фридман родился в Петер бурге 17 июня 1888 года. В его генах весьма крепко оказалась спаянной еврейская и славянская кровь. Дед по отцу родился за чертой оседлости в западных районах России и, достигнув призывного возраста, попал в российскую армию, в школу военных кантонистов (музыкантов), куда нередко призывались юноши-евреи. После крещения у евреев в России появлялись некоторые перспективы. Это обстоятельство и позволило ему окончить еще одно училище в Ревеле и дослужиться до помощника военного лекаря.
Дед по материнской линии происходил из обрусевших моравских чехов. Отец Александра Фридмана (тоже Александр Александрович) был артистом кордебалета Императорских Санкт-Петербургских театров, мать Людмила Воячек – пианисткой.
Революционные события 1905 года в России захватили и старшие классы гимназий. Не остался в стороне и юный Фридман. Гимназисты потребовали удаления реакционно настроенных преподавателей, возможности участия представителей учащихся на заседаниях педсоветов.
В том же году Фридман блестяще окончил университет. Встал вопрос о поступлении в аспирантуру. Имя его уже было известно в физических и математических кругах не только России, но и Германии, Австро-Венгрии, Англии. Рекомендуемые в аспирантуру могли быть принятыми и со стипендией, и без нее. Но из-за материального положения Фридмана для него был вариант только стипендиальный. На сей раз добрым ангелом-ходатаем (впрочем, не единственным) выступил Стеклов.
Но молодой прапорщик не всегда следовал советам из тыла своего покровителя.
Избранный на должность экстраординарного профессора кафедры Пермского университета, Фридман преподавал там два года. С этого времени кафедра фактически начала свою историю. Из-за нехватки преподавателей тридцатилетнему профессору пришлось взять на себя чтение курсов дифференциальной геометрии и физики. Глубокое изучение этих дисциплин уже вскоре помогло Фридману приблизиться к главному открытию в своей жизни – теории расширения Вселенной. Профессор этого университета Гончаров в своих воспоминаниях писал:
В начале 1925 года он возглавил Главную геофизическую обсерваторию. Это был почетный и очень ответственный пост. Предстояло не только реорганизовать обсерваторию как отделение РАН, но и создать метеорологическую службу страны. Вокруг руководителя собралась группа талантливых сотрудников, построивших теоретическую модель циклона, разработавших корреляционную теорию турбулентности. Этот самый замечательный результат Фридмана относился к космологии.
Пионерские работы Фридмана явились следствием решения космологических проблем общей теории относительности. Были заложены основы для становления и развития учения о Вселенной – космологии, основателем которой Эйнштейн назвал Фридмана.
Между тем работы математика в первое время не привлекли к себе должного внимания и получили всеобщее научное признание только после обнаружения в 1929 году американским астрономом Эдвином Хабблом явления расширения Вселенной. Явление прослеживалось в спектрах всех галактик. Таким образом, были получены неопровержимые данные о расширении нашего мира.
В 1923-м Фридман побывал в Германии, откуда поехал в Голландию на международный конгресс по прикладной механике. Фридман принимал участие в организации воздушного флота страны, решая вопросы аэронавигации и аэрологии.
С целью исследования он в июле 1925 года с пилотом Федосеенко принял участие в полете на аэростате, достигнув рекордной для того времени высоты 7400 метров. Но достигнуто это было немалой ценой. Разорвавшийся баллон с запасом кислорода для дыхания грозил гибелью исследователей. Каждый аэронавт проявил личный героизм, готовность пожертвовать жизнью ради благополучного завершения полета. И судьба оказалась милостивой. После 12-часового полета аэронавты благополучно приземлились. В результате был внесен значительный вклад в теорию и практику воздухоплавания. К глубокому сожалению, Фридману не суждено было дожить до времени, когда стал ясен подлинный масштаб его открытия.
В конце августа Фридман почувствовал себя плохо и 16 сентября 1925 года умер в Ленинграде от брюшного тифа. На установленном памятнике сделана надпись:
На смерть Фридмана откликнулись некрологами ученые России и зарубежных стран, многочисленные отечественные и зарубежные научные журналы. Спустя семь лет в дневнике академика Вернадского появилась такая запись: «Разговор с Вериго о А. А. Фридмане. Рано погибший, м. б., гениальный ученый, его мне чрезвычайно высоко характеризовал Б. Б. Голицын в 1915-м, и тогда я обратил на него внимание.
В 1931 году, уже посмертно, исследования Фридмана были отмечены Ленинской премией.
Признавая исключительные заслуги ученого перед наукой, АН СССР была учреждена премия имени Фридмана за выдающиеся работы в области метеорологии, а РАН учредила премию его имени за выдающиеся работы по космологии и гравитации. В разные годы их получили академики Гончаров, Марчук, Зельдович.
В 2011 году этой премии был удостоен доктор технических наук Долгов.
Свое восхищение научным подвигом Александра Фридмана известный российский поэт Леонид Мартынов выразил в стихах:
Мир не досоздан:
небеса всегда в обновах,
астрономы к старым звездам
вечно добавляют новых.
Если бы открыл звезду я,
я ее назвал бы – Фридман.
В честь выдающегося ученого его именем назван кратер, расположенный на обратной стороне Луны.
В биографии Александра Фридмана есть много интересных фактов, о которых мы расскажем в данной статье.
Итак, перед вами краткая биография Александра Александровича Фридмана.
Биография Александра Фридмана
Александр Фридман появился на свет 4 (16) июня 1888 года в Санкт-Петербурге. Он рос и воспитывался в творческой семье. Его отец, Александр Александрович, был артистом балета и композитором, а мать, Людмила Игнатьевна, учителем музыки.
Детство и юность
Первая трагедия в биографии Фридмана случилась в возрасте 9 лет, когда его родители решили развестись. После этого он получал воспитание в новой семье отца, а также в семьях деда и тети по отцовской линии. Стоит заметить, что со своей матерью он возобновил отношения только незадолго до смерти.
Первым учебным заведением Александра была Санкт-Петербургская гимназия. Именно здесь он проявил живой интерес к астрономии, изучая разные труды в этой области.
В разгар революции 1905 г. Фридман примкнул к Северной социал-демократической организации средних школ. В частности, он печатал листовки, обращенные к широким массам.
Данная работа была посвящена числам Бернулли. В результате, в следующем году немецкий журнал опубликовал работу русских гимназистов. В 1906 г. Фридман с отличием окончил гимназию, после чего поступил в Санкт-Петербургский университет, на физико-математический факультет.
После выпуска из вуза Александр Александрович остался на кафедре математики, для подготовки к получению степени профессора. В течение последующих 3-х лет он проводил практические занятия, читал лекции и продолжал изучать математику и физику.
Научная деятельность
Когда Фридману было около 25 лет ему предложили место в Аэрологической обсерватории, находящейся неподалеку от Петербурга. Тут он начал глубоко исследовать аэрологию.
Руководитель обсерватории по достоинству оценил способности молодого ученого, предложив ему заняться изучением динамической метеорологии.
В итоге, в начале 1914 г. Александра командировали в Германию на стажировку к знаменитому метеорологу Вильгельму Бьеркнесу – автору теории фронтов в атмосфере. Уже через пару месяцев Фридман летал на дирижаблях, которые в то время имели огромную популярность.
Когда разразилась Первая мировая война (1914-1918) математик решил вступить в авиационный отряд. На протяжении следующих трех лет он совершил ряд боевых вылетов, где не только участвовал в боях с противником, но и совершал авиаразведку.
За свои заслуги перед Отечеством Александр Александрович Фридман стал Георгиевским кавалером, удостоившись золотого оружия и ордена Св. Владимира.
Интересен факт, что летчик разработал таблицы для прицельного бомбометания. Все свои наработки он лично проверял в сражениях.
В конце войны Фридман обосновался в Киеве, где преподавал в Военной школе летчиков-наблюдателей. В это время он издал первую учебную работу по аэронавигации. Одновременно с этим, он занимал должность руководителя Центральной аэронавигационной станции.
После окончания войны Фридман работал в новообразованном Пермском университете на физико-математическом факультете. В 1920 г. он основал на факультете 3 отделения и 2 института – геофизический и механический. Со временем его утвердили на пост проректора вуза.
В это время биографии ученый организовал общество, где изучались математика и физика. Вскоре данная организация начала выпускать научные статьи. Позже он работал в разных обсерваториях, а также преподавал студентам прикладную аэродинамику, механику и другие точные науки.
Тогда же Фридман побывал в загранкомандировке в некоторых европейских странах. За несколько месяцев до кончины он стал руководителем Главной геофизической обсерватории.
Научные достижения
За свою недолгую жизнь, Александр Фридман успел добиться заметных успехов в разных научных областях. Он стал автором ряда трудов, посвященных вопросам динамической метеорологии, гидродинамики сжимаемой жидкости, физике атмосферы и релятивистской космологии.
Летом 1925 г. русский гений вместе с летчиком Павлом Федосеенко совершил полет на аэростате, достигнув рекордной на то время в СССР высоты – 7400 м! Он был в числе первых, кто освоил и начал читать лекции тензорного исчисления, как составляющую часть программы общей теории относительности.
Расчеты физика показали, что модель стационарной Вселенной Эйнштейна оказалась частным случаем, вследствие чего опроверг мнение будто общая теория относительности требует конечности пространства.
Александр Александрович Фридман обосновал свои предположения в отношении того, что Вселенную стоит рассматривать в качестве большого разнообразия случаев: Вселенная сжимается в точку (в ничто), после чего опять увеличивается до определенных размеров, затем снова превращается в точку и т.д.
Личная жизнь
Первой женой Александра Фридмана была Екатерина Дорофеева. После этого он взял в жены молодую девушку Наталью Малинину. В этом союзе у пары родился мальчик Александр.
Любопытно, что позднее Наталья удостоилась степени доктора физико-математических наук. Кроме этого, она возглавила Ленинградское отделение Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн АН СССР.
Смерть
Во время свадебного путешествия с супругой Фридман заразился тифом. Он скончался от не диагностированного брюшного тифа, по причине несоответствующего лечения. Александра Александровича Фридмана не стало 16 сентября 1925 года в возрасте 37 лет.
По предположению самого физика, он мог заразиться тифом после употребления невымытой груши, купленной на одной из железнодорожных станций.
Фото Александра Александровича Фридмана
Могила Александра Фридмана
Читайте также: