Dr B Mad

Совсем немного о космологии

Открылась у меня графомания, граждане. Ну чтож, не буду ей противиться. Сегодня у меня для Вас соната №1 о происхождении Вселенной... в сверхпопулярной, естественно, форме. Хочу сразу оговориться, во избежание парадоксов, а то тут мне недавно кто-то отжог про множественные Вселенные… Вселенная – это то, что ограничено нашими знаниями о границах мира. И не более того. Т.е. не может быть другой Вселенной. Можно, конечно, говорить о метавселенной, но мы не будем затуманивать мозг.

1. Оценки возраста Вселенной

На данный период возраст Вселенной оценивается в диапазоне 6 .109
 до 1,5 .1010  лет. Оценка возраста основана на концепции Большого взрыва (в дальнейшем БВ). Они основываются на чернотельном излучении, которое приходит из глубин Вселенной и, как считается, является остатком вспышки БВ. На всякий случай поясню, что расстояние в космологии принято измерять в световых годах - это расстояние, которое проходит свет на год. Поэтому свет, который приходит к нам от звезд, на расстоянии 100 световых лет - это свет от их положения 100-летней давности.

По предположению Георгия Гамова, излучение в форме фотонов, возникшее на начальных стадиях развития Вселенной, должно сохраниться до наших дней, но температура его должна быть чуть больше температуры абсолютного нуля - 273.15 градусов Цельсия или 0 градусов Кельвина. Это излучение было обнаружено в 1965 г. Пензиасом и Вильсоном (притом абсолютно случайно).

 

2. Расширение Вселенной.

 

Согласно современным результатам, галактики «разбегаются» друг от друга, т.е. Вселенная расширяется. Но возникает резонный вопрос – откуда разбегаются, правда ведь? Существует ли «центр разбегания»? Современные представления говорят, что нет. Иными словами, мы не занимаем никакого определенного положения во Вселенной. Как это можно объяснить?

Для начала наглядно – представьте, что вы надуваете воздушный шар и на поверхность этого шара нанесены несколько точек. Точки – это галактики. Именно таким образом происходит расширение Вселенной.

Теперь более точно. Согласно этому представлению, Вселенная есть 3-сфера. Те, кто изучал топологию это понял. Теперь для тех, кто не понял, поясню популярно. «Обычная» трехмерная сфера, которая застряла в нашем представлении – поверхность футбольного мяча, например, это т.н. 2-сфера. Она имеет два измерения, что означает лишь то, что любую точку на сфере можно задать двумя координатами (при известном ее радиусе, разумеется) – например, двумя углами, которые отсчитываются от двух взаимно-перпендикулярных плоских сечений, проходящих через центр сферы. 3-сфера это аналогия в четырехмерном пространстве. Т.е. если мы имеем четырехмерный шар, то его поверхность представляет собой трехмерную сферу. Это и есть 3-сфера. Вряд ли ее можно наглядно представить, хотя некоторые утверждают, что они видят четырехмерные фигуры!

Если Вы помните, то недавно шумевшая история о сотруднике петербургского отделения Стекловки, Григории Перельмане, который доказал гипотезу Пуанкаре, касается именно 3-сферы. И она звучит так: всякое односвязное замкнутое трехмерное многообразие гомеоморфно трехмерной сфере.
Суть этой топологической теоремы мы разбирать не будем, несмотря на то, что она достаточно проста - это для нас не важно в данной тематике.

3. Три модели Вселенной.

В 1922 г. Александр Фридман, в предположении, что Вселенная однородна и изотропна, решил уравнение Эйнштейна. Из его решения следовало, что Вселенная расширяется. Фридман предложил только один класс решений. Однако сделанные им предположения допускают еще два класса решений и таким образом существует три варианта развития событий.

Первый вариант, найденный Фридманом, говорит о том, что Вселенная расширяется с замедлением, в конечном счете силы гравитации это замедление останавливают и Вселенная начинает ускоренно сжимаццо, что ведет к коллапсу Вселенной. Геометрически это та самая 3-сфера, о которой говорилось выше.

Второй вариант. Вселенная расширяется настолько быстро, что гравитация не может остановить это расширение. Геометрически эта модель имеет отрицательную кривизну и описыватся геометрией Лобачевского.

Третий вариант. Вселенная расширяется точно с такой скоростью, чтобы избежать коллапса. Т.е. скорость ее расширения замедляется, но никогда не станет равной нулю. Геометрически эта модель плоская и описыватся обычной Евклидовой геометрией.

На данный момент неизвестно какому из сценариев соответствует реальное положение дел. Ответ на этот вопрос зависит от двух вещей - от наблюдаемой скорости расширения Вселенной и от средней ее плотности (кол-ва материи, приходящееся на единицу объема пространства). Чем выше текущая скорость расширения, тем большая гравитация (и масса, соответственно) требуется для того, чтобы это расширение остановить. Поэтому выделяют некий параметр - критическую плотность.
Если средняя плотность Вселенной больше критической плотности, то гравитационное притяжение остановит расширение и Вселенная сколлапсирует.
Если средняя плотность меньше критической, то Вселенная будет расширяться бесконечно.
И, наконец, если средняя плотность примерно равна критической, то расширение Вселенной будет замедляться вечно, но никогда не остановиться.

Есть две проблемы.
1. У нас есть некотороые трудности с определением скорости расширения, т.к. мы не знаем точных расстояний до галактик.
2. Очень большая проблема с опредлением средней плотности. Если мы прикинем массу всех известных нам звезд и планет, то это получиться лишь сотая доля того, что требуется для остановки расширения Вселенной. Однако проблема заключается в том, что из наблюдений за гравитационным поведением звезд и планет, следует существование какой-то скрытой массы, котороую мы наблюдать не можем, но которая имеет гравитационное воздействие на звезды и планеты. Эту массу принято называть темной материей. Что она из себя представляет до сих пор неизвестно. Однако по моему личному убеждению, существование этой материи свидетельствует о неправильности физичеких теорий, конкретно о неправильности ОТО.

(продолжение следует...)

  • Current Location: Дома
  • Current Mood: thoughtful графомания
  • Current Music: Бетховен, соната №14
Мне казалось, верующие люди сторонники креационизма.
Креациониз и научный кретинизм
Я бы сказал - религиозные люди - сторонники креационизма. Я пришел к выводу о существовании сверхразумной надсистемы, я не знаю какова она и как мы с ней связаны. Но я не сторонник ни одной из религий.
Теперь, что касается креационизма, большого взрыва и эволюции. Ни БВ, ни эволюция никак не могут перечеркнуть существование высшего разума. Ведь развитие могло происходить постепенно для нас - для высшего разума оно может длиться секунды, для нас - миллионы лет. По нашим законам все должно происходить плавно, материя не может где-то исчезнуть, где-то появиться, мы так к этому привыкли и считаем чем-то удивительным фантастические явления, вроде телепортации (которые, быть может, в скором времени не станут такими фантастическими, я буду в дальнейшем писать о "кротовых норах" в космологии), однако мы не замечаем, что даже те законы, которые мы знаем фантастичны. Почему они такие? Почему все так гармонично? Когда великие ученые много думают над этим, то они частенько приходят к существованию Бога. Другое дело, что не всегда они об этом своевременно объявляют - это часто происходит, когда они уходят, или добиваються уже такого высокого положения, что путь наверх окончен.

Вообще, я еще не дописал этот рассказик о космологии. Я покажу, что мы на самом деле ничего не знаем. Ведь большой взрыв - результат решения уравнения ОТО Эйнштейна. Хотя уже 50 лет большинству физиков ясно, что ОТО неверна. Отсюда многочисленные теории гравитации, наиболее удачной можно считать РТГ академика Логунова. Однако в науке существует очень большая инертность по части отказа от теорий. Особенно, когда других нет на замену. От теории эфира никто бы никогда не отказался, если бы не появилась СТО. Так в науке всегда. И с эволюцией сейчас так. У этой теории не осталось научного потенциала, ее уже разбомбили несколько лет назад, доказав ее генетическую невозможность. Однако никто этого не замечает. СМИ не кричит направо и налево, что эволюция неверна, остается только креационизм... Здесь есть и прагматический замысел - ученые эволюционисты, даже если вдруг поймут и осознают полную неверность их теории, не смогут отказаться от нее, ибо потеряют работу, деньги и многое другое. Тем более данные на фронте науки столь противоречивы, а биологические теории столь слабы, что пока еще есть стимул для работы даже в направлении эволюции. Здесь просто надо учесть множество факторов, чтобы выйти на новый уровень выводов. Т.е. надо использовать системный анализ (думаю, это моя будущая специальность - возможно скоро я напишу о СА в своем жж), а в биологии это совершенно не принято на данном этапе ее развития.

Тут вообще много можно сказать, но, мне кажется, что это тема для отдельного разговора...