Гипотезы о структуре нашей Вселенной

Штампуя публикации многие надеются на то, что нет объективных критериев для отличия добросовестных заблуждений от преднамеренной лжи. Многие заранее "выписывают" себе индульгенции, кое-где вкрапливая в текст сослагательные наклонения. Но конечный результат всегда печален, даже если и есть в публикации новая свежая мысль, то она тонет в море подтасовок. Классическим примером такого рода "науки" является публикация Евгения Мохова "Гипотеза о структуре нашей Вселенной и перспективы ее дальнейшего развития", (http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/895.html ).

Стандартное многообещающее начало интернет-гения: "За многие десятилетия появилось уже много космологических гипотез о структуре нашей Вселенной и о перспективе ее дальнейшего развития. Мною же предлагается кардинально новый подход к устройству мироздания. Он основывается на основных принципах и следствиях действия так называемой Общей Теории Относительности (ОТО), созданной А. Эйнштейном в 1915 году".

Обещаний уже насмотрелись и можем лишь с грустью констатировать, что еще не было "кардинально новых подходов", не "основанных" на ОТО. Теория не идеальна, но действительно хороша и многое дает, если на самом деле следовать ее принципам и следствиям.

"Структуру нашей Вселенной легче всего представить, если мы мысленно уберем третье измерение и представим наше пространство в виде плоскости. Перпендикулярно к каждой точке на этой плоскости, откладывается шкала времени. Тогда наше пространство замкнется в виде сферической поверхности. Кроме двух измерений своей поверхности, то есть двух измерений пространства, сфера будет имеет и третье измерение - линию, проходящую через каждую точку поверхности и центр сферы, из которого началось раздувание. В ОТО эта линия в четвертом измерении, перпендикулярная к трем измерениям пространства, проведенная через любую его точку, называется "осью времени" или "мировой линией" этой точки".

И это называется "основывается на основных принципах и следствиях действия так называемой Общей Теории Относительности (ОТО)"? Нет ни в "так называемой", ни в "ни так называемой" ОТО сферической геометрии. Это не добросовестное заблуждение, это - наглая ложь. ОТО опирается в описании свойств пространства-времени на геометрию Римана, которая вообще знакопеременна и локально может и должна быть кривой с различным  знаками и значениями кривизны (кстати, в том числе и нулевой). ОТО является развитием, материальным наполнением СТО, основой которой является гиперболическая геометрия многомерной плоскости (пространства) Минковского не с положительной, а с отрицательной кривизной и знаменитой формулой интервала:

(dS)2=(Cdt)2 – (dx)2

Где здесь положительная константная кривизна сферы?

Плохо, когда образы сознания не развиты дальше мыльного пузыря. Но гораздо хуже когда эти образы волюнтаристски привязываются к популярной теории и выдаются за "кардинально новые подходы". Нет более гибельного для теории "развития", как подобные так называемые "кардинальные следствия", выставленные на всеобщее обозрение.

Сфера принципиально не может быть двумерным аналогом пространства Вселенной. Мохов вообще не понимает, на какую тему он на самом деле хочет фантазировать. Если речь вести о структуре, то следует рассматривать: состоит из ..., если речь идет о пространственных аналогах, то это чистой воды геометрия. Если уж перейти именно на рассмотрение геометрических аналогов, то наилучшим двумерным аналогом пространства СТО будет гиперболический параболоид, а пространства ОТО - кусочек водной поверхности, но не весь Земной шар.

Не будем обращать внимание на геометрический бред Мохова про "линию в четвертом измерении, перпендикулярную к трем измерениям пространства, проведенная через любую его точку, называемой "осью времени" или "мировой линией" этой точки". Если не дано понять, что такое "ось времени" и что такое "мировая линия" чего-то, то не надо об этом рассказывать другим, засмеют. Столь же авантюрно и по школьному наивно описание гравитационных искажений: "Чем больше масса тела и его гравитационное поле, тем сильнее прогиб. Он мал и не значителен для планет и звезд, подобных нашему Солнцу, но силен у крупных звезд, компактных звездных скоплений". Так получается, что нейтронный карлик с массой 0,5 солнечной, отдаленное будущее Солнца, имеет меньший "прогиб", чем текущее его состояние, другими словами понятие гравитационного градиента Мохову ни о чем не говорит. Между тем это понятие и есть полный аналог того самого упомянутого им понятия геометрического "прогиба". Не столько чем больше, но и чем плотнее масса, тем круче "прогиб".

Не меньшее умиление вызывает чернодырное "объяснение" Мохова "Следует подробнее объяснить структуру картины и вблизи “Черных дыр”. Сила тяготения для черной дыры такова, что из нее не выходит даже свет. Внутри черной дыры пространство стало временем. Иными словами, там, где расположена черная дыра, поверхность сферы будет продавлена к центру, образуя дырку, причем радиус этой дырки будет равен гравитационному радиусу тела: rгр=2gM/c2, где g – геоцентрическая гравитационная постоянная, М – масса этой черной дыры, с – скорость света".

Ну, что ж, давайте разбираться с "дырками" в пространстве, пусть на той "базе", что привлек сам Мохов.

Прежде всего сама чернодырная фантазия как дырка, туннель из одного пространства в какое-то другое не правомерна. Мы - пространственно-временная система, не существуем вне этого самого пространства-времении и, если в пространстве кем-то рисуется "дырка", то в ней не может быть каких-то систем, принадлежащих нашему пространству по определению. А если все-таки в гипотетическую "дыру" текут наши пространственно-временные системы, то это не дыра, а "яма", "карман", как хотите называйте, но НАШЕГО пространства-времени. Об этом же утверждает свойство черных дыр, что при сжатии сферически-симметричного тела гравитационное поле вне этого тела остается неизменным (статическим). Это утверждение в общей теории относительности известно как теорема Биркгофа. Ниже мы разберемся, что это такое на самом деле.

Играя чернодырными фантомами Мохов совершенно не задумывается над им же приведенными формулами. А задуматься есть над чем:

В решении Шварцшильда rгр=2gM/c2 между массой М и граничным радиусом r имеется линейная зависимость. Плотность же вещества есть отношение массы М к занимаемому объему, пропорциональному r3. Отсюда следует, что среднераспределенная коллапсная плотность вещества черной дыры падает пропорционально кубу ее размеров. Наблюдаемой плотности вещества будет соответствовать коллапс в достаточно большую, но все-таки конечных размеров черную дыру. Наблюдаемая средняя плотность вещества Вселенной (по разным оценкам около 10-29 – 10-30 г/см3 или ρr10-38 -10-39 кг/м3), тогда:

Rr=2gMr/c2

Принимая округленно Mr= ρr*4/3π Rr3  ≈4ρr Rr3 получим:

Rr=2gMr/c2≈8gρrRr3/c2

Откуда

c2=8gρrRr2

или

c2/8gρr=Rr2

Rr=c/(8gρr)0,5

Учитывая, что: g≈6,7*10-11Hm2/kg2 получим

Rr=3*108/(8*6,7*10-11*10-39)0,5 ≈4*1032(м)

Учитывая, что световой год приблизительно равен 0,9*1016 м, получим Rr~1016 световых лет. Все умиляются цифрами горизонтов событий (коллапса) для Земли - порядка 1 см, для Солнца - около 3 км, но боятся признаться, что этот расчет дает размер наблюдаемой части Вселенной. Она, что, черная дыра?

Формула говорит - да. А простейшее наблюдение - черное небо над нами, говорит - нет. И истиной здесь является не формула, некоторое следствие некоторых принятых без доказательства постулатов, а наблюдаемый факт, противоречащий ей.

Кстати, есть интересное свойство черных дыр, подтверждающее вышеприведенные расчеты и подчиняющееся одной общей закономерности, установленной английским физиком С. Хокингом в 1972 г.: площадь поверхности черной дыры не может уменьшаться. Сие означает, что утверждение Мохова: "По моей модели, со временем, когда запасы энергии иссякнут, начнется сбор вещества...Кроме того, чем больше становиться черных дыр, и чем больше они увеличиваются в размерах, тем меньше гуляющей массы остается во Вселенной. Черные дыры постоянно будут увеличивать за счет чужой массы зону своей сингулярности, сливаясь с другими черными дырами (F). А чем сильнее и больше действие зоны сингулярности (сингулярность – граница области вблизи черной дыры, попав в которую тело или свет не сможет уже выйти от туда), тем сильнее кривизна пространства. Со стороны наблюдателя, существующего в четырехмерном пространстве, сфера нашей Вселенной будет сжиматься", есть только утверждение Мохова, которому английский физик Хокинг не знаком. Оно понятно, если Мохов не знает, что такое горизонт событий, коллапс и вместо этого вводит отсебятину, типа "зона сингулярности", одно его определение которой многое значит. Куда же Вселенной "сжиматься"? Она и так имеет вполне чернодырную плотность. Парадокс будет когда мы начнем видеть дальше и это будет означать, что реальная плотность материи во Вселенной больше плотности черной дыры таких же размеров.

Смешно, но сам Мохов подтверждает расчет: "Почему сфера, а не просто плоскость? Отвечаю. Возьмите массу всей известной наблюдаемой нами части Вселенной. Если рассчитать пространственно-временную метрику для тела внутри центрально-симметричного гравитационного поля, где под телом понимается любой объект во Вселенной (в том числе и наблюдатель), а центрально-симметричное сферическое тело – это объем всей массы Вселенной, то получиться интересный факт. Масса Вселенной (даже без “темного вещества”) такова, что за ее пределы свет выйти не в состоянии. В какой бы точке пространства Вселенной мы не находились бы, все лучи света, радиоволны и пространство будут искривляться под действием гравитационного поля всех тел во Вселенной".

Трудно сказать, на каком компьютере и по каким "формулам" Мохов и иже с ним "просчитывали" чернодырное будущее Вселенной. Для меня лично достаточно лишь этого, десятиминутного чисто школьного расчета вручную чтобы поставить крест на Моховских "моделях". Наверное, что-то не так в наших расчетах, а, поскольку с арифметикой все в порядке, то неадекватность в моделях, на которых они основаны.

Вначале, все-таки о "мелочах".

"Теперь поговорим об измерении вне поверхности сферы, т.е. о времени. Само направление течения времени не зависит от пространства. От пространства зависит только скорость течения времени. Если бы вместе с увеличением времени, расширялось бы и пространство, то расширялись бы не только галактики, но и все небесные тела, расстояние от Земли до Солнца и Луны, включая расширение нас с Вами, что не подтверждается на практике. Время – это непознанное явление, совершенно не зависимое от пространства".

Поскольку мы изначально как бы заняты моделированием наше пространства-времени и "тогда наше пространство замкнется в виде сферической поверхности", то "выскакивание" из поверхности модели-сферы есть "выскакивание" из нашего пространства-времени, что не возможно по определению нас самих, как систем в некотором множестве, называемом тем самым пространством-временем. Потому все рассуждения Мохова о времени вне пространства-времени - бред сивой кобылы к нашему пространству-времени отношения не имеющий. Можно показать, что этот бред не имеет отношения и к пространству событий вообще, но это ниже. Наибольшее удивление в данном пассаже вызывает прямо-таки "ньютоновское" декларирование независимости времени от пространства. Понятие инвариантного интервала благополучно забыто и изначальная декларация "основывается на основных принципах и следствиях действия так называемой Общей Теории Относительности (ОТО" есть только декларация.

Пошли дальше: "Представьте себе мир, но двумерный, т.е. движение там происходит только в одной плоскости. В качестве примера, но, немного утрируя, можно взять обычный случай с исследованием капли воды из пруда под микроскопом. Если принять каплю за плоскость, а находящихся в ней микроорганизмы за нас с Вами, то получится частица пространства, модель которого я пытаюсь объяснить. Микроорганизмы существуют в этой капле и ни о чем не подозревают, они суетятся, едят, размножаются, а мы наблюдаем за ними, глядя в микроскоп. Для них нет третьего измерения, т.е. нас с Вами. Они его не замечают. Но мы то находимся в этом измерении, охватывая своим трехмерным пространством, двумерное измерение капли. Если мы того пожелаем, то можем, взяв пинцет, подцепить с одного края капли какую-нибудь инфузорию и, вырвав ее из пространства капли, поместить обратно, или на другой конец капли воды. Та же, того даже не заметит. “Что это с тобой было?” - спросили бы ее другие микроорганизмы, если бы обладали таким же, как мы разумом. “Где ты была, как попала на другое место так быстро?”. Интересные вопросы! Ничего они Вам не напоминают? Подобное встречается и в нашем мире".

Оставим без внимания такие ляпы, что капля - принципиально трехмерное множество и разговор следовало бы вести о поверхности капли, не суть важно. Обратим внимание на главное "взяв пинцет, подцепить с одного края капли какую-нибудь инфузорию и, вырвав ее из пространства капли, поместить обратно, или на другой конец капли воды"...

Да, мне это здорово напоминает библейские чудеса с исчезновениями в никуда и появлениями из ниоткуда, тогда при чем здесь наука? Так бы и написали "Структурное развитие по Моховскому завету". А в физике краеугольным камнем научного мировоззрения являются пока ни кем не опровергнутые Законы Сохранения, которые принципиально исключают пинцетные манипуляции.

Примитивная теология Мохова, в общем-то не скрывается: "я хочу сказать, что есть тот или те, кто существует и в четвертом измерении". Этим он наносит теологии не меньший урон, чем и науке. Но теология - отдельная тема, что касается науки, то мне очень интересно получить хоть один пример хоть одного события в пространстве событий типа, изменения положения, инвариантных характеристик, возникновения, исчезновения любого физического события. Их нет, на чем тема того или тех, или времени относительно пространства событий и заканчивается так и не начавшись.

Особое удовольствие доставляет изотропная "структура" моховской Вселенной: "Излучение потоков световых и радиолучей циркулируют вокруг нашей Вселенной, как нитка наматывается на клубок... До нас свет от нее дошел, скажем, к примеру, через 3 млрд. лет. А еще через 3 млрд. лет мы совершенно в другом месте, к примеру, на 60 градусов от предыдущего, наблюдаем рождение новой звезды из туманности... Возможно, даже наша соседка – галактика “Туманность Андромеды” это один из тех световых потоков от удаленных галактик или квазаров, чей путь обогнул уже по одному кругу нашу Вселенную и появился из другой точки пространства". Идея иллюзиониста от космологии: все вокруг - наши собственные изображения. Только нечего выбирать:

-  если все вокруг нас - оптические фантомы и лишь господин Мохов реален. Тогда он пусть рисует "так называемую ОТО", из которой выходило бы, что материальности Мохова достаточно, чтобы пространство представляло собой клубок ниток. Для ОТО так называемого Эйнштейна он маловат;

- если принять массу Вселенной достаточной для ощутимой кривизны, тогда эта материя должна наблюдаться;

- самое главное - циркулирование света по замкнутой кривой означает его движение по горизонту событий. Это означает все ту же черную дыру с совершенно отличной от наблюдаемой внутренней "структурой". Просто для примера пусть кандидат наук Евгений Мохов на мгновение задумается, что такое черная дыра в черной дыре, ну, хотя бы, что такое тяготение в черной дыре или, уж самое простое, какое небо в черной дыре, а не витает в облаках околонаучных грез.

Если вернуться из моховских фантазий на почву реальности, то причина неадекватности модели, по умолчанию считающейся моделью ОТО очевидна. Она заключена в учете части материальной среды, именно материальной части. При этом вакуум буквально принимается именно за пустоту, не оказывающей никакого влияния на множественные отношения материальных систем, то есть на пространственную геометрию. Однако, это не так.

Собственно, гиперболическая геометрия СТО - это и есть геометрия "пустого" пространства. В физике сейчас быстро идет осознание неадекватности термина "пустое пространство" по отношению к вакууму и оно заменяется более научным понятием - лоренц-инвариантной вакуумоподобной средой. Это - именно среда со вполне конкретными измеримыми конечными инвариантными свойствами, а не пустота, не могущая иметь каких-либо свойств по определению. Наиболее важным свойством вакуумоподобной среды является ее плотность. В отличие от плотности стандартно понимаемой материи она отрицательна. Это и предопределяет ее пространственные свойства. В результате реальная материя предстает перед нами в двух "ипостасях": вакуумоподобной средой, обладающей антигравитационными свойствами и положительной гравитирующей "материей". Уравнения ОТО (не Мохова, Эйнштейна)  и описывают Вселенную, как многофазную среду разнознаковой плотности. Глобально плотность Вселенной равна нулю, что соответствует глобальной евклидовости. Локально плотность Вселенной меняет свой знак и величину, что и описывается в тензорах римановской геометрии.

Исходя из этого и разрешается кажущееся противоречие между вполне конкретной плотностью материи во Вселенной с ее безграничностью. Эта - измеряемая плотность только знакоположительной среды. Если к ней добавить отрицательную плотность вакуумоподобной среды, то и получим глобальную нулевую плотность. Противоречие снято. Что касается вопроса, что собой представляет черная дыра на самом деле, то честно признаюсь - не знаю, не встречал. Уверен, и не встречу, но сущность не так уж и сложна - многофазную среду сжать-раздуть больше однофазного состояния не возможно, что и фиксирует формула Шварцшильда.

Надо больше думать и меньше фантазировать, что требует умственных усилий. Гораздо проще выдувать мыльные пузыри, выдавая их за "структурные модели" Вселенной.

 

Станислав Кравченко

Hosted by uCoz