barrow13

która przeciwstawia się grawitacji działającej na elementy materii. Po dołączeniu tego wyrazu — który nazwał „stałą kosmologiczną” — Einstein mógł teraz odszukać wśród rozwiązań równań ogólnej teorii względności takie, które opisy wały model, w którym odpychanie równoważyło dokładnie przyciąganie grawitacyjne. Taki model stał się znany jako statyczny wszechświat Einsteina (patrz rysunek 2.1).

W 1922 roku Aleksander Friedman — młody matematyk i fizyk atmosfery w St. Petersburgu badał obliczenia Einsteina i uznał, że mistrz przeoczył coś bardzo ważnego. Statyczny wszechświat był z pewnością jakimś rozwiązaniem zmodyfikowanych równań, ale nie był jedynym rozwiązaniem. Były też inne, opisujące rozszerzający się wszechświat, które wynikały już z oryginalnych równań. Ekspansji wszechświata nie można było uniknąć nawet wprowadzając siłę antygrawitacyj-ną. Friedman znalazł wszystkie dopuszczane przez ogólną teorię względności modele ekspandującego wszechświata i przekazał swoje wyniki Einsteinowi. Początkowo Einstein uważał, że Friedman po prostu pomylił się w rachunkach. Wkrótce jednak został przekonany przez kolegów Friedmana, że tak nie jest i zdał sobie sprawę, że wprowadzenie stałej kosmologicznej dało w rezultacie wszechświat tylko pozornie statyczny. Najmniejsze zaburzenie powodowało, że wszechświat albo się kurczył, albo rozszerzał. Była to kosmiczna wersja igły postawionej na sztorc.

Wiele lat później Einstein określił włączenie stałej kosmologicznej do równań pola jako największą pomyłkę swojego życia. Wprowadzając ją do swoich równań stracił okazję dokonania sensacyjnego przewidywania, że Wszechświat się rozszerza. To wyróżnienie przypadło w udziale Aleksandrowi Friedmanowi. Niestety, Friedman nie dożył potwierdzenia swojego przewidywania — w siedem lat później, przez obserwacje Edwina Hubble’a — i przyjęcia w końcu paradygmatu ekspandującego Wszechświata. Badania w dziedzinie meteorologii zmusiły Friedmana do wykonywania wielu niebezpiecznych lotów balonem na dużych wysokościach — w swoim czasie dzierżył światowy rekord wysokości — i w 1925 roku zmarł wskutek wpływu jednego z takich lotów na organizm. Jego śmierć była wielką stratą dla nauki. Miał zaledwie trzydzieści siedem lat.

Choć Einstein odziedziczył tradycyjne wyobrażenie o statycznym Wszechświecie, nie oznacza to, że jego poprzednicy nie uznawali jakiejkolwiek możliwości zmian stanu Wszechświata. Wcześniej nie było wprawdzie idei kosmicznej ekspansji lub kontrakcji, ale spekulowano na temat Wszechświata dążącego do stanu coraz bardziej chaotycznego i coraz mniej gościnnego. Takie spekulacje brały się z rozważań, w jaki sposób ciepło może być wykorzystywane jako źródło energii. Rewolucja przemysłowa doprowadziła do postępów nauki i techniki. Najważniejszym z nich było wynalezienie i zrozumienie zasad działania maszyn parowych. Wynikiem tego był rozwój teorii ciepła jako formy energii. Rozumiano, że energia jest dobrem zachowywanym. Nie można jej ani tworzyć z niczego, ani bezpowrotnie niszczyć. Może jedynie podlegać przemianom z jednej formy w drugą. Chodziło jednak o coś więcej. Pewne formy energii są bardziej użyteczne niż inne. Miarą ich użyteczności jest stopień uporządkowania stanu, w którym ta energia istnieje: im bardziej nieuporządkowany stan, tym mniej użyteczna energia. To nieuporząd-

41