В основе решения данной задачи в ньютоновской космологии лежали определенные идеализации (космологические постулаты): предполагалось, что средняя плотность распределения звезд и их светимость постоянны (однородность); Вселенная стационарна, т. е. в однородной Вселенной не происходит изменений в распределении объектов и их светимости; метрически бесконечное пространство изотропно (равноправно по всем направлениям); законы физики, открытые на Земле, действуют повсеместно.
Однако ньютоновская космология оказалась не в состоянии решить ряд возникших в ней противоречий. Например, по данным фотометрии, свечение ночного неба от звезд должно быть столь же ярким, как и от Солнца, а на самом деле это не так. По данным термодинамики, вся Вселенная должна приближаться к тепловому равновесию, в результате которого она пришла бы к состоянию «тепловой смерти». Это тоже не подтверждалось.
Современная астрономия разрешила отмеченные выше противоречия и создала новые представления о Вселенной. «Горячая» модель Фридмана — Леметра — Гамова с нестационарной метрикой пространства-времени была подтверждена открытием явления разбегания галактик и реликтового теплового излучения. Это вызвало революцию в астрономии XX в. В ее основе лежит релятивистская (эйнштейновская) космология, базирующаяся на следующих положениях: 1) гравитационное поле выступает универсальным взаимодействием в мегамире; 2) оно описывается в уравнениях Эйнштейна геометрическими характеристиками; 3) «материальное» содержание Вселенной выражается тензором энергии-импульса. Релятивистские теории в астрономии можно разделить на пять основных типов: 1) однородная и изотропная (т. е. свойства ее объектов не зависят от направления и места) статическая Вселенная; 2) однородная и изотропная эволюционирующая Вселенная; 3) однородная анизотропная Вселенная; 4) Вселенная, в которой мировое пространство-время приобретает «необычные» топологии; 5) неоднородная анизотропная Вселенная.
В настоящее время существуют и такие модели Вселенной, которые не основаны на общей теории относительности или основаны на ней лишь частично. Это модели: 1) кинематической относительности Э. Милна; 2) стационарной Вселенной Бонди — Голда — Хойла; 3) электрической Вселенной Бонди — Боннора — Литтлтона — Уитроу; 4) модель с изменяющимися мировыми константами Иордана — Дирака, К. Станюковича, Хойта — Нарликара.
Развитие космологического знания в XX в. происходит в борьбе различных теорий. По своему содержанию они составляют диалектически противоречивое единство конечных и бесконечных, открытых и замкнутых, стационарных и нестационарных, «холодных» и «горячих» моделей Вселенной. Значительная часть этих моделей остается умозрительной, поскольку их эмпирическая проверка затруднена. В рамках классической концепции астрономии определяющее значение в наше время имеет «горячая» модель эволюционирующей Вселенной[130].
Диалектические идеи проникли в астрономию не только с понятием эволюционирующей Вселенной, но и с разработкой теорий нестационарных космических объектов. В этих теориях используются как релятивистская, так и квантово-полевая физика. Построение теоретических моделей развивающихся объектов, таких, как активные ядра галактик, вспышечная активность звезд, квазары, нейтронные звезды, «черные дыры», связано с определенными трудностями. Например, еще в 30-е годы была высказана Л. Д. Ландау в СССР, Р. Оппенгеймером в США гипотеза о том, что жизненный цикл звезд заканчивается переходом в сверхплотное состояние. Однако решающие результаты в наблюдении сверхплотных космических объектов получены лишь в конце 60-х годов[131]. Теоретические расчеты были подтверждены наблюдениями за рентгеновским излучением, проводившимися с околоземных орбит. Важным теоретическим открытием последнего десятилетия стал также вывод о рождении частиц из вакуума вблизи «черных дыр». «В результате черная дыра постепенно теряет массу, уменьшается в размере — «испаряется»»[132]. В зависимости от массы время жизни «черной дыры» соизмеримо с возрастом «Вселенной».
Большое значение для диалектико-материалистического мировоззрения имеет открытие направленных изменений таких объектов, как «черные дыры» или ядра галактик. Они свидетельствуют о саморазвитии космических систем и тем самым подтверждают диалектическую концепцию развития, о которой В. И. Ленин писал, что она «дает ключ к „самодвижению" всего сущего; только она дает ключ к „скачкам", к „перерыву постепенности", к „превращению в противоположность", к уничтожению старого и возникновению нового»[133]. Однако проблемы образования и эволюции галактик с точки зрения происходящих в них физических процессов пока еще раскрыты далеко не полностью.
130
См. об этом: Зельдович Я. Б., Новиков И. Д. Строение и эволюция Вселенной, с. 13. Противоположная точка зрения изложена в работе' Амбарцумян В. А. Проблемы эволюции Вселенной, с. 189. Исследование философских проблем астрономии дано в работе: Казютин-ский В. В. Философские проблемы исследования Вселенной — Вопросы философии, 1980, № 12.
131
См. Зельдович Я., Сюняев Р. Выдающееся событие в астрофизике. — Правда, 14 августа 1981 г.
132
Зельдович Я. Б, Новиков И. Д. Физика и космология. — Астрономия, методология, мировоззрение, с. 135.