Во времена Эйнштейна Вселенную считали стационарной. Потом Хаббл и те, кто работали после него - показали, что Вселенная расширяется.
Это было не так быстро, и не так последовательно. Времена Эйнштейна - это с начала 20 века по 50-е годы. Времена Хаббла - примерно те же. То есть, Эйнштейн, Хаббл, и другие учёные, находились в продолжительном научном диалоге, эстафету которого потом переняли следующие поколения.
На начало 20 века Вселенная считалась Вселенной звёзд. Она не считалась бесконечной - ещё Гершель нашёл, что она, видимо, конечна, и имеет уплощённую форму, её плоскость - Млечный Путь. Скорости звёзд, как было известно, почти нулевые. Возраст Вселенной оценить было не из чего. Возраст Земли оценивался геологами в сотни миллионов (или миллиарды) лет, возраст Солнца - в десятки миллионов лет.
В такой обстановке появилась ОТО, и Эйнштейн разработал стационарную модель Вселенной. А Фридман и Леметр - нестационарные. И расширяющиеся до бесконечности, и сначала расширяющиеся, потом сжимающиеся.
Потом открыли другие галактики. Вначале было вообще не известно, что другие галактики - такие же системы, как Млечный Путь. Были разные оценки их расстояний и размеров, по некоторым - они были в десять раз меньше и ближе. Хаббл настаивал на оценке, по которой галактики были крупнее. Скорости галактик были вначале неизвестны, потом Хаббл открыл разбегание галактик (в те времена ещё часто говорили "туманностей"). Это был конец 20-х.
Получалось, что Эйнштейн неправ, а Фридман и Леметр правы - нужно описывать Вселенную расширяющейся моделью. Сразу появились оценки возраста Вселенной - несколько миллиардов лет. Земля не старше Вселенной. Но окончательной победы нестационарной модели не было. Появилось конкурирующее объяснение: что "покраснение" далёких галактик - это какой-то новый физический эффект, а на самом деле, Вселенная стационарна. Кроме того, было непонятно, откуда возникли галактики и звёзды, и почему началось их разбегание. Одной из ненаучных фантазий тех времён была идея о распаде какого-то гигантского "первичного атома".
В те времена также в зачаточном состоянии были наука о ядерных реакциях и представления о строении звёзд. В 30-е появилась теория строения звёзд (Гамов). Но до 50-х не было создано внятной теории звёздной эволюции и происхождения звёзд. Именно они показали, что звёзды могут возникнуть из облака первичного газа (водорода), а не требуют в качестве "заготовки" чего-то иного.
Таким образом, именно успехи ядерной физики и физики элементарных частиц позволили в 40-е - 50-е сформулировать (опять же, Гамов) теорию, что в начале разлетания Вселенная была заполнена горячим газом элементарных частиц, а потом из него сконденсировались галактики и звёзды. Это была ещё не однозначная теория, а параллельно с ней были другие варианты истории Вселенной, и другие представления о возникновении галактик и звёзд. Один из научных противников обозвал теорию Гамова "Большим Бамом", и это название прижилось (по-русски обычно переводят мягче, "Большой Взрыв").
В 60-е открыли реликтовое излучение, и оно подтвердило из всех космологических вариантов именно вариант Гамова - Большой Взрыв. Кроме того, на астрономию посыпались и другие открытия: пульсары, квазары, эволюция звёзд - вызванные расцветом средств наблюдения (радиоастрономия, высотные и космические инструменты, позже - инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские, гамма-наблюдения). Они продемонстрировали эволюцию галактик, ограниченность возраста всех наблюдаемых звёзд, постепенную эволюцию нашей Галактики - то есть, тоже подтверждали Большой Взрыв.
После этого, основным космологическим вопросом оставался, действительно, вопрос о плотности Вселенной, её форме и конечной судьбе. Остальные вопросы - например, как возникли галактики - решались, уже исходя из установленной модели Вселенной в целом.
В 80-е появилась теория инфляции, которая в целом решила вопрос о причинах разбегания (и ещё некоторые). Хотя эта теория подтверждена всё ещё довольно косвенно (особенно результатами аппаратов WMAP и Planck), и в некотором смысле продолжает оставаться гипотезой.
В конце 90-х внесли последнюю, на текущий момент, поправку: тёмную материю и тёмную энергию. Тёмная материя объяснила существенные моменты в возникновении галактик, а тёмная энергия - ускорение расширения Вселенной.
Я хочу спросить - когда мы говорим стандартная косм. модель - мы что должны иметь в виду?
Это модель Фридмана-Леметра расширяющейся Вселенной, которая изначально была заполнена горячим газом, а перед этим - элементарными частицами (горячий "Большой Взрыв" по Гамову), а кроме того, имеет такие компоненты, как тёмная материя и тёмная энергия.
Стадия инфляции не включается в понятие Стандартной космологической модели. Она существует в нескольких вариантах.
Другие теоретические идеи, существующие в нескольких вариантах, тоже не включаются в Стандартную модель (какая же она стандартная, если с вариантами). При этом Стандартная модель может подразумевать один вариант из нескольких (например, простейший и наиболее естественный), а может - вообще не уточнять никакой.
Конечная судьба Вселенной - по Стандартной модели всегда ускоренное расширение. Большой разрыв, Большое схлопывание, циклическая модель - нестандартны (а циклическая уже и известно, что неверна).
Форма Вселенной - по Стандартной модели плоская (если искривление и есть, то слишком малое, чтобы отличить его от плоскости). Всякие другие варианты - нестандартны. Некоторые - уже известно, что неверны.
Физика в этом смысле второстепенная наука получается?
Не "второстепенная", а вспомогательная. Да, конечный ответ могут дать только наблюдательные данные. Физика в этом случае работает как теория, которая должна как-то эти данные объяснить, а если данные поменяются - то объяснить новые данные. Но при этом, физика даёт ещё и предсказания, которые могут подтвердиться или не подтвердиться новыми данными. И когда они подтверждаются - то мы считаем, что объяснение верное. И на протяжении полувека - с 60-х по конец 90-х - все такие предсказания получали подтверждения. Потом открыли тёмную материю и тёмную энергию - это было нечто новое - но после этого, предсказания продолжали подтверждаться. То есть, физика учла новый элемент, и продолжает верно работать и объяснять всё, с учётом этого элемента.
-- 13.06.2013 00:22:43 --Объясните здесь, если не сложно.
Сложно, и Вайнберг настолько хорошо пишет, что лучше почитайте. Если хотите, книгу готов вам переслать.
(Оффтоп)
Про Сагана всеш-таки поясните, если не затруднит.
А что, он разве не писатель-фантаст? Учёным там был Кип Торн, если я правильно помню.
