Σαν σήμερα 16 Σεπτεμβρίου 1925

16 Σεπτεμβρίου 1925. 

Αφήνει την τελευταία του πνοή ο Ρώσος φυσικομαθηματικός Αλέξανδρος Φρήντμαν.

Αφήνει την τελευταία του πνοή ο Ρώσος φυσικομαθηματικός Αλέξανδρος Φρήντμαν (Alexander Friedmann, 1888 – 1925), που το 1922 (δηλ. λίγο πριν από τον Χάμπλ) έκανε λόγο για το παλλόμενο Σύμπαν, με δυο απλές υποθέσεις: 
1.- Το Σύμπαν φαίνεται το ίδιο προς όλες τις κατευθύνσεις. 
2.- Αυτό θα ίσχυε ακόμη και αν παρατηρούσαμε το Σύμπαν από οπουδήποτε αλλού. 
Οι δυο αυτές υποθέσεις θεμελιώνουν το μοντέλο του Σύμπαντος, στο οποίο οι γαλαξίες απομακρύνονται ανάλογα με την απόστασή τους. 
Αυτό είναι το μοντέλο του διαστελλόμενου Σύμπαντος.

Εντούτοις, μέσα στις δυο υποθέσεις του Φρήντμαν υπάρχει και το μοντέλο του παλλόμενου Σύμπαντος, αφού κατά τη διαστολή επιδρά η βαρυτική έλξη μεταξύ των γαλαξιών, η οποία θα σταματήσει τη διαστολή και έτσι θα αρχίσει η συστολή του Σύμπαντος. 
Στο μοντέλο αυτό ο χώρος «κλείνεται» στον εαυτό του, όπως η επιφάνεια μιας σφαίρας και επομένως είναι πεπερασμένος σε έκταση. Στο δεύτερο μοντέλο, που διαστέλλεται για πάντα, ο χώρος «ανοίγει», είναι καμπυλωμένος κατά την αντίθετη έννοια, όπως η επιφάνεια από ένα σαμάρι αλόγου, και είναι άπειρος. 
Τέλος στο τρίτο μοντέλο του Φρήντμαν, που έχει ακριβώς το ρυθμό της διαστολής, την οποία χρειάζεται για να μην καταλήξει στη συστολή, ο χώρος είναι επίπεδος και συνεπώς και πάλι άπειρος.
Για την ακρίβεια, ο Φρήντμαν δεν θεώρησε μόνο ένα, αλλά τρία πιθανά μοντέλα του Σύμπαντος: Του ανοιχτού, του επίπεδου και του κλειστού Σύμπαντος. 
Έδειξε ότι στα δύο πρώτα υπάρχει μοναδικότητα, αυτή της Μεγάλης Έκρηξης και στη συνέχεια το Σύμπαν διαστέλλεται για πάντα. Στα δυο αυτά μοντέλα, παρά τη βαρυτική έλξη, που ασκεί η ύλη, η πυκνότητά της δεν είναι ποτέ αρκετή για να ανακόψει την αέναη διαστολή του Σύμπαντος. 
Ονόμαζε δε το σενάριο αυτό «μονοτονικό κόσμο», δηλ. κόσμο που αυξάνεται ή μειώνεται συνεχώς. 
Το τρίτο μοντέλο του κλειστού Σύμπαντος, το ονόμασε «περιοδικό κόσμο», όπου η πυκνότητα της μάζας είναι αρκετά μεγάλη, οπότε και η βαρυτική έλξη, που προκαλεί συγκεντρώσεις ύλης, μπορεί να ανακόψει τη διαστολή του Σύμπαντος και να προκαλέσει εκ νέου την κατάρρευσή του σε μια Μεγάλη Σύνθλιψη.
Ο Φρήντμαν υπέθεσε ότι η ύλη είναι σχεδόν ομοιόμορφα κατανεμημένη και ότι δεν υπάρχει καμιά κοσμολογική σταθερά, αλλά ο χώρος πρέπει είτε να διαστέλλεται είτε να συστέλλεται.

Απέδειξε δε ότι στην περίπτωση αυτή οι διαβόητα περίπλοκες εξισώσεις της γενικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν μπορούν να αντικατασταθούν από έναν απλό μαθηματικό τύπο. 
Ο τύπος αυτός είναι γνωστός ως «εξίσωση Φρήντμαν» και συνδέει την παράμετρο Χαμπλ με την καμπυλότητα του χώρου και την ενεργειακή πυκνότητα του Σύμπαντος – δηλ. με την ενέργεια ανά κυβικό εκατοστό Διαστήματος.
Σε ένα επίπεδο Σύμπαν, η εξίσωση του Φρήντμαν είναι εξαιρετικά απλή: Ο ρυθμός διαστολής του Σύμπαντος είναι ανάλογος προς την τετραγωνική ρίζα της ενεργειακής πυκνότητας. 
Η διαστολή του Σύμπαντος, με τη σειρά της, καθορίζει τις μεταβολές της θερμοκρασίας και της ενεργειακής πυκνότητας. 
Έτσι παραφράζοντας το ρητό του Ουίλερ για το χωρόχρονο μπορούμε να πούμε: Η ενεργειακή πυκνότητα καθορίζει πόσο γρήγορα διαστέλλεται το Σύμπαν και ο ρυθμός της διαστολής καθορίζει πόσο γρήγορα φθίνει η ενεργειακή πυκνότητα.


Πηγή: astronomos.gr