КОСМОЛОГИ́ЧЕСКИЕ ПАРАДО́КСЫ

КОСМОЛОГИ́ЧЕСКИЕ ПАРАДО́КСЫ, за­труд­не­ния (про­ти­во­ре­чия), воз­ни­каю­щие при рас­про­стра­не­нии за­ко­нов фи­зи­ки на Все­лен­ную в це­лом или дос­та­точ­но боль­шие её об­лас­ти. Обыч­но тер­мин «К. п.» объ­е­ди­ня­ет фо­то­мет­рич., тер­мо­ди­на­мич. и гра­ви­тац. па­ра­док­сы. Пер­вый К. п. – фо­то­мет­рич. па­ра­докс (па­ра­докс Ше­зо – Оль­бер­са) – был не­за­ви­си­мо рас­смот­рен швейц. ас­тро­но­мом Ж. де Ше­зо в 18 в. и Г. Оль­бер­сом в нач. 19 в. Суть его заклю­ча­ет­ся в том, что пред­по­ло­же­ние о веч­ной и бес­ко­неч­ной Все­лен­ной про­ти­во­ре­чит ви­ди­мой яр­ко­сти не­ба. Про­стые рас­су­ж­де­ния по­ка­зы­ва­ют, что до­пу­ще­ние од­но­род­но­го рас­пре­де­ле­ния звёзд в про­стран­ст­ве, а так­же пред­по­ло­же­ние о бес­ко­неч­ном вре­ме­ни их су­ще­ст­во­ва­ния при­во­дят к за­клю­че­нию, что луч, иду­щий от на­блю­да­те­ля в про­из­воль­ном на­прав­ле­нии, ра­но или позд­но «уп­рёт­ся» в по­верх­ность к.-л. звез­ды. Из это­го рас­су­ж­де­ния сле­ду­ет, что яр­кость лю­бо­го уча­ст­ка не­ба долж­на быть близ­ка к яр­ко­сти сол­неч­ной по­верх­но­сти, что яв­но про­ти­во­ре­чит на­блю­де­ни­ям. Объ­яс­не­ние это­го па­ра­док­са со­сто­ит в том, что в од­нород­ной изо­троп­ной рас­ши­ряю­щей­ся Все­лен­ной на­блю­да­тель при­ни­ма­ет из­лу­чение с рас­стоя­ний не да­лее го­ри­зон­та час­тиц, сме­щён­ное в крас­ную об­ласть спек­тра, и от объ­ек­тов, ро­див­ших­ся по­сле на­ча­ла рас­ши­ре­ния. По­это­му в совр. кос­мо­ло­гии па­ра­докс Ше­зо – Оль­бер­са от­сут­ст­ву­ет.

Од­ним из са­мых об­су­ж­дае­мых в совр. кос­мо­ло­гии яв­ля­ет­ся тер­мо­ди­на­мич. па­ра­докс. Этот па­ра­докс свя­зан с при­ме­не­ни­ем за­ко­нов тер­мо­ди­на­ми­ки к кос­мо­ло­гии. Вто­рой за­кон тер­мо­ди­на­ми­ки ут­вер­жда­ет, что в лю­бой замк­ну­той сис­те­ме эн­тро­пия долж­на уве­ли­чи­вать­ся, умень­шая ко­ли­че­ст­во струк­тур во Все­лен­ной и при­бли­жая ве­ще­ст­во в ней к од­но­род­но­му со­стоя­нию. То­гда воз­ни­ка­ет во­прос: по­че­му на­блю­дае­мое со­стоя­ние так силь­но от­ли­ча­ет­ся от со­стоя­ния, тре­буе­мо­го вто­рым за­ко­ном тер­мо­ди­на­ми­ки. Од­но из воз­мож­ных объ­яс­не­ний – пред­по­ло­же­ние о том, что на­ша часть Все­лен­ной яв­ля­ет­ся флук­туа­ци­ей в пол­ной Все­лен­ной, об­ла­даю­щей боль­шим зна­че­ни­ем эн­тро­пии. В совр. кос­мо­ло­гии эту тео­рию раз­вил рос. фи­зик А. Д. Лин­де (т. н. тео­рия хао­тич. Все­лен­ной). Со­глас­но Лин­де, на­ша Все­лен­ная – «до­мен» боль­шой Все­лен­ной, при­чём при­чин­ная связь ме­ж­ду отд. до­ме­на­ми мо­жет от­сут­ст­во­вать. То­му фак­ту, что наш до­мен об­ла­да­ет на­блю­дае­мы­ми свой­ст­ва­ми, да­ёт объ­яс­не­ние ан­троп­ный прин­цип, ко­то­рый наи­бо­лее изящ­но сфор­му­ли­ро­вал рос. учё­ный А. Л. Зель­ма­нов: «...мы яв­ля­ем­ся сви­де­те­ля­ми про­цес­сов оп­ре­де­лён­но­го ти­па, по­сколь­ку про­цес­сы дру­го­го ти­па про­те­ка­ют без сви­де­те­лей».

Тре­тий К. п. – гра­ви­та­ци­он­ный па­ра­докс (па­ра­докс Ней­ма­на – Зе­ли­ге­ра); со­сто­ит в том, что за­кон все­мир­но­го тя­го­те­ния Нью­то­на в при­ме­не­нии к бес­ко­неч­ной, од­но­род­ной и изо­троп­ной Все­лен­ной не да­ёт ра­зум­но­го от­ве­та на во­прос о гра­ви­тац. по­ле, соз­да­вае­мом бес­ко­неч­ной сис­те­мой масс. Для кос­мо­ло­гич. мас­шта­бов от­вет да­ёт тео­рия А. Эйн­штей­на, в ко­то­рой за­кон все­мир­но­го тя­го­те­ния уточ­ня­ет­ся для слу­чая силь­ных гра­ви­тац. по­лей.