Искушение

 

Станислав Кравченко

 

Философы – народ покладистый, они даже не протестуют против того, что современники не считают философию наукой, так, умение правильно думать, не более того. Но именно это умение структурно мыслить делает философов вхожими во многие научные направления и замечать в них то, что пропускается самими специалистами-профессионалами. Философы находят логичным, что, к примеру, сама идея Большого Взрыва была рождена астрофизиком, носившим сан католического аббата. Им был профессор Лувенского университета в Бельгии Жорж Леметр (1894-1966), бельгийский астрофизик. Еще в 20-е годы он изучал астрофизику в Кембридже и Массачусетском технологическом институте, а затем сам стал преподавать астрономию. В последние годы своей жизни он занимал почетный в церковной иерархии пост Президента Ватиканской академии наук. Основываясь на фридмановской [Впрочем, это спорное утверждение, ибо есть мнение, что концепция расширяющейся Вселенной была разработана им пусть и позже А.А.Фридмана, но все же независимо от него] модели расширяющейся Вселенной, Леметр и выдвинул идею большого взрыва первичного сгустка материи, сосредоточенной в нуль-пункте пространства-времени. Трудно сказать, какую именно роль при разработке теории сыграли религиозные воззрения астрофизика, во всяком случае утверждают, что, по его собственным словам, за письменным столом он - только естествоиспытатель. Философы совершенно не возражали бы, если бы он утверждал бы и прямо противоположное, что, к примеру, естествоиспытателем он стал для научного обоснования своих религиозных представлений. Не важно, каковы были намерения, важно, куда они ведут. Философы не видят логики, но признают факт, что пиар идеи Большого Взрыва оказался весьма успешным, сегодня «теория Большого Взрыва» считается не только строго научно доказанной, но и «самым выдающимся научным достижением 20-го века», по своему значению далеко обогнавшим какие-то непонятные теории относительности какого-то Эйнштейна. Идея представляется настолько доказанной, что лауреат нобелевской премии Стивен Вайнберг в статье «За рубежом первых трех минут» писал: «Начну с краткого резюме, относящегося к периоду, основные черты которого, думается, теперь уже хорошо известны подавляющему большинству ученых-космологов, с эры, продолжительностью примерно от одной сотой доли секунды до конца третьей минуты - эры, в которой сейчас мы чувствуем себя почти как дома».

Ему как бы вторил академик Я.Б. Зельдович: «Теория «Большого взрыва» в настоящий момент не имеет сколько-нибудь заметных недостатков. Я бы даже сказал, что она столь же надежно установлена и верна, сколь верно то, что Земля вращается вокруг солнца. Обе теории занимали центральное место в картине мироздания своего времени, и обе имели много противников, утверждавших, что новые идеи, заложенные в них, абсурдны и противоречат здравому смыслу. Но подобные теории не в состоянии препятствовать успеху новых теорий».

Поскольку по теории тяготения Ньютона Земля и Солнце вращаются вокруг общего центра тяжести, то, при всем доверии к внешней стороне заключений столь авторитетных лиц, у философов все-таки возникает червячок сомнения, не является ли теория Большого Взрыва такой же красивой образной алогичностью, как и «Земля вращается вокруг солнца» и не сказал ли Зельдович больше, чем сказал, согласитесь, весьма наивно считать его незнакомым с классической теорией. В этой связи весьма двусмысленной выглядит и начало статьи С. Вайнберга: «Я не пытался специально выдумать для этой статьи какой-либо эффектный заголовок, но мне кажется весьма подходящим употребить слово «beyond», когда речь идет об отсчете времени вспять. Читатель, вероятно, знаком с одним из выдающихся исследований дошедших до нас документов английской истории – книгой Фредерика Уильяма Мейтленда, в которой Мейтленд использовал земельную опись, составленную в 1085 г. Вильгельмом Завоевателем, с целью воссоздать английский быт до завоевания страны норманнами, т.е. во времена, о которых не осталось подлинных исторических документов. Подобным же образом космологи всматриваются в черты таких грандиозных эпох истории развития Вселенной, как, скажем, эпоха рекомбинации атомов водорода, происходившей, когда Вселенной было около полумиллиона лет, или эпоха образования ядер атомов гелия, которая наступила через три минуты после рождения Вселенной, - эпох, оставивших в современном мироздании свой заметный отпечаток, поддающийся непосредственному изучению, - для того, чтобы попытаться разгадать, что стоит за всем этим, что происходило раньше – в те, ставшие сейчас уже недоступными для прямого изучения времена, которые предшествовали этим эпохам». Вопрос не в том, во что всматриваются космологи: в черты гипотетических эпох или в черты наблюдаемой части Вселенной, вопрос в том, что очень хорошо известно, как вели себя и что могли совершить воины Вильгельма Завоевателя в течении трех минут в вашем доме, чтобы затем заявить: «сейчас мы чувствуем себя почти как дома». Делая косвенную ссылку на исторический прецедент, научные викинги точно также полагают, победителей за набег на дом науки не судят. Иллюзия это, если бы было так, то «теория о Земле на трех китах» здравствовала бы до сих пор. К сожалению, низвергая теорию стационарной Вселенной, теоретики Большого Взрыва сами готовили и свое низвержение, такова ими же принятая к действию логика развития науки.

Для описания эволюции в качестве научных оснований как правило используются следующие разделы теоретической физики:

- равновесная статфизика;

- релятивистская физика, опирающаяся в основном на ОТО;

- физика элементарных частиц.

Переходя непосредственно к «сценарию» Большого Взрыва следует отметить , несмотря на обилие публикаций и, соответственно, сценариев, их определенную трафаретность:

- полная неопределенность «До» и «В момент начала» БВ до первой сотой секунды;

- Вайнберговский сценарий от «первых трех минут минус начало» до настоящего состояния;

- полный «разброд и шатание» в последующем.

Философы находят это вполне закономерным, предопределенным текущим состоянием наших знаний о свойствах материи.

Итак, обращаемся к «началу».

Наиболее радикальная точка зрения значительного числа публикаций по теории Большого Взрыва заключена в полном отрицании чего-либо «до БВ», то есть абсолютизации точки БВ. Другими словами, до БВ вообще «ничего не было» и рассматривать нечего. С философской точки зрения такая постановка вопроса исследована задолго до создания теории Большого Взрыва. Существование истока автоматически ставит вопрос о предначальном существовании некоторой Первопричины, другими словами, о существовании Того, Кто, собственно, и породил этот мир. Идея начала всегда предполагала Творца, больше того, доказательство необходимости существования начала служило не только предпосылкой, но и неопровержимым доказательством бытия Бога.

Напомним, еще Фома Аквинский (1225 или 1226-1274), философ и теолог, один из высших авторитетов религиозной мысли, учение которого до сих пор признается католической церковью подлинным откровением истинной философии, систематизируя в своей "Сумме теологии" существовавшие в его время доказательства бытия Божьего, приводит пять. Приведем из них два знаменитые рассуждения; мы говорим о начале мира, и в этом контексте без Фомы Аквинского не обойтись. Но и без этого, составившие целую эпоху в развитии человеческой мысли, они просто стоят того, чтобы о них помнили.

"...Бытие Божие может быть доказано пятью путями.

Первый и наиболее очевидный путь исходит из понятия движения. В самом деле, не подлежит сомнению и подтверждается показаниями чувств, что в этом мире нечто движется. Но все, что движется, имеет причиной своего движения нечто иное: ведь оно движется лишь потому, что находится в потенциальном состоянии относительно того, к чему оно движется. Сообщать же движение нечто может постольку, поскольку оно находится в акте: ведь сообщать движение есть не что иное, как переводить предмет из потенции в акт. Но ничто не может быть переведено из потенции в акт иначе, как через посредство некоторой актуальной сущности; так, актуальная теплота огня заставляет потенциальную теплоту дерева переходить в теплоту актуальную и через это приводит дерево в изменение и движение. Невозможно, однако, чтобы одно и то же было одновременно и актуальным, и потенциальным в одном и том же отношении, оно может быть таковым лишь в различных отношениях. Так, то, что является актуально теплым, может одновременно быть не потенциально теплым, но лишь потенциально холодным. Следовательно, невозможно, чтобы нечто было одновременно, в одном и том же отношении и одним и тем же образом и движущим, и движимым, - иными словами, было бы само источником своего движения. Следовательно, все, что движется, должно иметь источником своего движения нечто иное. Следовательно, коль скоро движущий предмет и сам движется, его движет еще один предмет, и так далее. Но невозможно, чтобы так продолжалось до бесконечности, ибо в таком случае не было бы перводвигателя, а следовательно, и никакого иного двигателя; ибо источники движения второго порядка сообщают движение лишь постольку, поскольку сами движимы первичным двигателем, как-то: посох сообщает движение лишь постольку, поскольку сам движим рукой. Следовательно, необходимо дойти до некоторого перводвигателя, который сам не движим ничем иным; а под ним все разумеют Бога.

Второй путь исходит из понятия производящей причины. В самом деле, мы обнаруживаем в чувственных вещах последовательность производящих причин; однако не обнаруживается и невозможен такой случай, чтобы вещь была своей собственной производящей причиной; тогда она предшествовала бы самой себе, что невозможно. Нельзя помыслить и того, чтобы ряд производящих причин уходил в бесконечность, ибо в таком ряду начальный член есть причина среднего, а средний - причина конечного (причем средних членов может быть множество или только один). Устраняя причину, мы устраняем и следствия. Отсюда, если в ряду производящих причин не станет начального члена, не станет также конечного и среднего. Но если ряд производящих причин уходил бы в бесконечность, отсутствовала бы первичная производящая причина; а в таком случае отсутствовали бы и конечное следствие, и промежуточные производящие причины, что очевидным образом ложно. Следовательно, необходимо положить некоторую первичную производящую причину, каковую все именуют Богом».

Таким образом, лучшего доказательства существования Бога, чем сценарий Большого Взрыва с «абсолютным началом» просто не существует. В этом непреходящая прелесть теории Большого Взрыва и настоящая причина столь раскрученного пиара. Беда только в том, что Бог, как первоисточник и первопричина, не нуждается в дополнительном научном доказательстве. Это понимали наиболее трезвомыслящие теоретики космологии, в силу чего до сих пор сохраняется и неопределенность и многовариантность «начала». Однако, сколько бы вариантов не существовало, все они, хотя бы внешне, хотя бы по самым грубым прикидкам, должны не противоречить научным основаниям. Не случайно Я.Б. Зельдович посвятил специальную статью вопросу «ВОЗМОЖНО ЛИ ОБРАЗОВАНИЕ ВСЕЛЕННОЙ "ИЗ НИЧЕГО"?». Вот его мнение:

«В предлагаемой статье я сознательно ограничусь узкой постановкой вопроса. Обсудим только, не противоречит ли это предположение - образование Вселенной "из ничего"- каким-либо твердо установленным общим законам природы. Иногда ведь самый общий "закон сохранения" так и формулируют: "из ничего не может получиться ничего". Такую формулировку я с порога отвергаю - она наивна и ненаучна. Есть закон сохранения энергии. Есть, например, еще закон сохранения электрического заряда. Мы проверим выполнение этих четко физически сформулированных законов, а также обсудим существование и выполнение других подобных, более или менее твердо установленных физических законов.

Чтобы не превращать эту статью в полный курс космологии, мы не будем исследовать подробно строение Вселенной, закон ее расширения и полный сценарий ее эволюции.

Начнем с закона сохранения электрического заряда. Ответ лежит на поверхности, он очевиден: нет никакого запрета на рождение электронейтральной Вселенной, т. е. Вселенной, содержащей равное число положительных и отрицательных зарядов. Есть все основания думать, что именно такова наша Вселенная. В противном случае возникли бы сильные электрические поля, которые нарушили бы ее (Вселенной) однородность и изотропию. Итак, Вселенная, скорее всего, строго нейтральна, а значит, вполне могла родиться "из ничего" (без противоречия закону сохранения электрического заряда).

Обратимся к закону сохранения барионного заряда. Напомним, что во всех известных процессах, происходящих в лаборатории, суммарное число протонов и нейтронов не меняется. В частности, радиоактивность ядер проявляется либо как перегруппировка протонов и нейтронов, либо как превращение протонов в нейтроны и обратно. Барионный заряд “ничего”, очевидно, равен нулю. Если барионный заряд сохраняется, то вся Вселенная, родившаяся “из ничего”, должна иметь нулевой барионный заряд, т. е. равное количество вещества и антивещества. Так и думали те, кто первыми в начале 60-х годов высказывали идею рождения Вселенной. Они полагали, что рождается Вселенная с равным количеством барионов и антибарионов, т. е. с равным количеством вещества и антивещества. Но если вещество и антивещество в равном количестве равномерно размещены в пространстве (т. е. их плотность одинакова в каждой точке), то при охлаждении они полностью аннигилируют. К тому же нет механизма, который мог бы их разделить; тяготение стягивает вещество и антивещество одинаково. Однако не существует поля, которое играло бы подобную роль в случае барионного заряда. Сейчас ясно понято различие между электрическим и барионным зарядами. Возникла ситуация, которую высоко ценят астрономы: именно астрономические данные указывают путь физикам, как это было со скоростью света и законом тяготения Ньютона. Существование Вселенной, заполненной веществом, является пока единственным, но очень веским доказательством не сохранения барионного заряда!

Обратимся к закону сохранения энергии для Вселенной как целого. Напомним, что энергия покоящейся частицы эквивалентна ее массе, Е = Мс2. Сохранение энергии покоя - это есть и сохранение массы.

Еще раньше в замечательной книге Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшица "Теория поля" проводилось точное и строго формальное доказательство того, что масса (а значит, и энергия) замкнутого мира тождественно равна нулю. Предыдущие рассуждения позволяют понять это утверждение наглядно. Отрицательная гравитационная энергия взаимодействия частей точно компенсирует положительную энергию суммы всех частей, всего вещества. Общая теория относительности, связывающая тяготение и геометрию, доказывает, что точная компенсация происходит тогда и именно тогда, когда становится замкнутым пространство, в котором находится вещество. Итак, общая теория относительности устраняет последнее препятствие на пути рождения Вселенной "из ничего". Энергия "ничего" равна нулю. Но и энергия замкнутой Вселенной равна нулю. Значит, закон сохранения энергии не противоречит образованию "из ничего" замкнутой Вселенной (но именно геометрически замкнутой, а не открытой бесконечной Вселенной)».

Вторит Зельдовичу и Вайнберг: «Космологию и физику элементарных частиц нельзя рассматривать порознь». Философы, однако, предпочитают усиленный вариант утверждения: «Космологию и физику нельзя рассматривать порознь». Разница в словах не существенна, но принципиальна по своему содержанию и заключена в том, что зацикливание исключительно и только на физике элементарных частиц чревато серьезными негативными последствиями хотя бы потому, что в современной физике элементарных частиц отсутствует раздел, посвященный одному из фундаментальных взаимодействий - гравитационному. Может быть физика элементарных частиц и может позволить себе подобную роскошь, а вот космология – врядли. Поэтому философская оценка космологических сценариев Большого Взрыва не может идти строго по прорубленному Вайнбергом пути его понимания физики элементарных частиц, но должна происходить с оглядкой хотя бы на законы сохранения хотя бы энергии, хотя бы учета гравитационных эффектов ОТО, как одного из научных оснований теории Большого Взрыва или честно вычеркнуть ОТО или законы сохранения из оснований, заменив их чем-то более экзотическим.

Следует отметить, что из справедливости утверждения Я.Б. Зельдовича: «энергия замкнутой Вселенной равна нулю» совершенно не следует обратное, а именно, если полная энергия некой физической структуры равна нулю, то она замкнута. Поэтому с точки зрения сохранения суммарного энергетического баланса не наблюдается принципиального возражения против сценария Зельдовича именно в плане «рождения островка материи в пустоте», типа наблюдаемой части, «отрицательная гравитационная энергия взаимодействия частей которой точно компенсирует положительную энергию суммы всех ее частей». Рождение бесконечной Вселенной даже по такому сценарию не подходит для Большого Взрыва именно в силу того, что «отрицательная гравитационная энергия взаимодействия частей которой точно компенсирует положительную энергию суммы всех ее частей», что на деле означает плотность материи, строго равной критической, и, в соответствии с решением Александра Александровича Фридмана, стационарность такой Вселенной, что автоматически дезавуирует идею Большого Взрыва. Потому для соответствия предзаданному сценарию расширения «рождаться» может только конечная Вселенная. В этом случае к любой области, пусть и критической плотности, можно приписать любую область пустого пространства с соответствующим понижением суммарной плотности до докритического уровня с соответствующим фридмановским решением.

Несмотря на то, что существует множество вариантов сценария замкнутой Вселенной в смысле ОТО, то есть Вселенной типа «черной дыры», нет смысла принимать эти сценарии к рассмотрению, поскольку они прямо противоречат наблюдательным фактам. Имеют место по крайней мере два наблюдательных факта:

- ночное небо черное;

- между физическими объектами имеет место гравитационное взаимодействие.

Каждый из этих фактов исключает трактовку наблюдаемой части Вселенной, как черной дыры. Внутри черной дыры напряженность гравитационного поля экстремальна, гравитационный градиент равен нулю, что исключает какое-либо проявление гравитационного взаимодействия между физическими объектами внутри черной дыры. Любой электромагнитный квант, к примеру, реликтовый, падая в черную дыру, за счет энергии гравитационного поля получает экстремальное смещение спектра в «синюю» область, единственными «черными местами» в небе черной дыры могли бы быть звезды и галактики, если бы их существование было бы возможным. Таким образом, из этих фактов следует, Вселенная – не черная дыра, более того, никогда ей не была хотя бы потому, что релаксация (испарение) черной дыры массой, эквивалентной наблюдаемой, неизмеримо больше каких-то десятков миллиардов лет. Оглядка на это необходимое следствие из ОТО существенно ограничивает сценарные фантазии. Поэтому, творя массу-энергию «по Зельдовичу», следует старательно обходить (в крайнем случае «балансировать на грани») «эйнштейновское чернодырье», которое философам также не нравится, но которые также не имеют права иметь другой общепринятой теории, кроме ОТО. Любопытно, что эйнштейновское понятие «сингулярность», прямо связанное с эйнштейновским понятием «черной дыры», весьма активно используемое в очень многих вариантах сценариев, не должно использоваться при сколько-нибудь трезвом подходе, поскольку любая исходная «сингулярность» может быть расположена только в исходной «черной дыре».

Пара замечаний о собственно «творении» массы-энергии по Зельдовичу, позиция которого при всей ее двойственности, достойна глубокого уважения, из всех знаковых фигур в теории Большого Взрыва он практически единственный, последовательно отстаивавший законы сохранения. Классики теории Большого Взрыва пытаются обойти пропасть эйнштейновского чернодырья хотя бы в момент «старта», приравнивая стартовую массу покоя материи Большого Взрыва к нулю, представляя всю стартовую материальную составляющую чисто изотропной. Мягко говоря, идея сомнительна уже в силу знаменитого Е=мс2, в силу того, что есть реакции аннигиляции или рождения пар, то есть, реакции преобразования энергии, но не зафиксировано реакций рождения пары частица-античастица вместе с парой фотонов или порознь из «ничего», то есть реакций рождения энергии по Зельдовичу. Масса покоя есть второстепенная физическая абстракция, первичными является законы сохранения, к примеру, энергии, для которого ее конкретное представление совершенно инвариантно. Фактом является искривление лучей света в гравитационном поле Солнца в сторону Солнца, а не от Солнца. Можно как угодно трактовать этот факт, как искривление пространства массой Солнца, как гравитационное взаимодействие фотонов, в любом случае любые известные изотропные элементарные частицы ведут себя, как объекты классической положительной энергии. Творение по Зельдовичу «из ничего» с соблюдением закона сохранения энергии безразлично к конкретному представлению знакоположительной энергии, которое в любом случае должно быть полностью скомпенсировано знакоотрицательным гравитационным полем точно такой же величины. Будут ли это фермионы с ненулевой массой покоя или изотропные бозоны, в любом случае их рождение будет сопровождаться таким же рождением полностью энергетически их компенсирующего гравитационного поля, если, конечно, мы не хотим уйти в область чудес.

Закон сохранения энергии из всего множества всех возможных сценариев Большого Взрыва оставляет не так уж и много вариантов:

- локальная поляризация классического нейтрального вакуума на две поляризованные фазы, соответственно положительной и отрицательной плотности (энергии-кривизны), происходящая в неком взрывном затухающем режиме;

- все остальное требует либо предыстории, либо, в конечном счете,  «первичную производящую причину, каковую все именуют Богом».

Физически акт Большого Взрыва мог бы начаться «по Вайнбергу» с появления пары каких-то гипотетических около планковских частиц около планковской температуры. Неопределенность «около» связана со все тем же «эйнштейновским чернодырьем». Строго говоря, любая частица планковской массы есть квантовая черная дыра:

Самая маленькая черная дыра.

Рассчитаем энергию электромагнитного кванта, при которой этот квант сам себя "притянет", то есть станет, в некотором классическом смысле, "черной дырой". Энергия "самосфокусированного" кванта равна: E=2p hw или

E=hс/l, где

Е - энергия кванта,

h - постоянная Планка,

w - угловая частота,

l - длина волны,

с - скорость света.

При этом следует учесть, что движение по замкнутой, в первом приближении, круговой орбите, предполагает наличие на такой "орбите" режима стоячих волн. Другими словами, в окружность такой орбиты должно укладываться целое число полуволн. Если радиус такой орбиты обозначить как rгр, то 2p rгр=1/2ln, где n = 1;2;3;4… - натуральное число.

Принимая во внимание решение Шварцшильда rгр=2gM/c2 или rгр=2gE/c4 (E=mc2) и подставляя в это решение вышеприведенные формулы при n = 1 получим хорошо известные Планковские величины:

1.1.rгр=(2p hg/ c3)1/2 ;

1.2. E=(2p h c5/g)1/2;

1.3. m=(2p h c/g)1/2;

1.4. Δt=(2p hg/ c5)1/2.

В решении Шварцшильда rгр=2gM/c2 между массой М и граничным радиусом r имеется линейная зависимость: r=km. Из этого линейного соотношения следует соответствующий «закон» допустимого роста массы Вселенной с расширением. При этом мало помогает логика Зельдовича: «Из того факта, что вес одного атома гелия на 0,6 % меньше веса четырех атомов водорода, астрономы сделали вывод, что водород превращается в гелий в недрах звезд и при этом 0,6 % массы (0,006•с2 = 5,4•1018 эрг/г) превращается в энергию излучения звезд. Особенно стоит подчеркнуть, что вывод этот был сделан задолго до того, как развитие ядерной физики показало конкретные пути такого превращения. Этот экскурс в ядерную физику нужен нам был для того, чтобы сказать, что и энергия тяготения, выделяясь в том или ином виде, также приводит к уменьшению массы целого по сравнению с массой совокупности частей. Масса нейтронной звезды на 10-15 % меньше суммы масс составляющих ее частиц. Именно эта разность масс является источником энергии взрыва сверхновой, который сопровождает образование нейтронной звезды, даже несмотря на то, что очень большую долю этой энергии уносят нейтрино».

Для «начала Большого Взрыва» такая логика дефекта или наращивания массы не работает, поскольку в «нашей физике» невозможно даже теоретически представить некие, более массивные физические частицы, из которых состояли бы планковские частицы.

Таким образом, масса «начальной» Вселенной не могла быть больше планковской массы, а ее положительная энергия не превышала планковское значение. Поскольку значение массы-энергии наблюдаемой части Вселенной несколько превышает планковскую (m=(2phc/g)1/2, E=(2phc5/g)1/2) это означает, что адиабатический характер расширения скорее всего фикция.  

Мало помогает этому идея «раздувания» Вселенной. Вообще вызывает крайнее удивление применение к «начальной» Вселенной решений де Ситтера, поскольку это – решения для бесконечного пустого поляризованного пространства, точнее, лоренц-инвариантной вакуумоподобной среды отрицательной плотности, постулировать мет­рику де Ситтера в конечной области вообще нельзя, тем более ее недопустимо применять для околошварцшильдовского состояния вещества и совершенно лишено научного смысла применительно к пространству с сингулярностью, массой, порядка наблюдаемой. Вот что по этому поводу пишет один из основоположников теории Большого Взрыва, Э.Б. Глинер в статье «Раздувающаяся вселенная и вакуумоподобное состояние физической среды», ученый, нашедший в себе мужество и силы остаться честным в науке:

«До последнего времени инфляционные сценарии предполагали, что плотность космологической среды не ограничена сверху (космологическая сингулярность). Великое объединение дает возможность теоретического описания вплоть до планковской плотности 1019 ГэВ, где физические поля со спином 1/2 (кварки и лептоны, между которыми еще нет различий по константе взаимодействия) предполагаются безмассовыми; носителем массы являются поля Хиггса, образующие в совокупности вакуумоподобную среду.

Инфляционные сценарии полагают, что в этом состоянии высшей симметрии (SU(5) или выше) вселен­ная уже расширяется, из-за чего температура космологической среды падает. С ее падением до ~ 1015 ГэВ (на 10-35 с   момента   начала   расширения), состояние высшей симметрии энергетически становится невыгод­ным, и в ряде спонтанных нарушений симметрии безмассовые поля приобретают массу, появляясь как "конденсат". (Этот процесс — схема Хиггса — обобщает теорию сверхпроводимости Гинзбурга-Ландау, где с падением температуры проводника появляется конденсат спаренных электронов.)

Изложенная элегантная схема приводит в космологии к ряду трудностей. Скажем, вблизи планковской плотности должны рождаться "еретические" частицы, например, магнитные монополи, вклад которых в массу наблюдаемой вселенной был бы на много порядков больше, чем вклад реально наблюдаемых частиц. Чтобы устранить эти трудности, Гус выдвинул предположение, ставшее основой инфляционной космологии: фазовый переход, вызванный (первым) спонтанным нарушением симметрии, является переходом первого рода, так что по достижении критической температуры перехода он происходит не сразу, а вселенная на некоторое время остается в переохлажденном метастабильном состоянии высокой симметрии. В течение этого времени, энергетический выигрыш, который был бы достигнут при переходе, действует (говоря очень общо) как вклад в плотность вакуумоподобной фазы среды. Вследствие этого метрика вселенной весьма близка к метрике де Ситтера, и масштабный фактор растет квазиэкспоненциально. Выбором параметров перехода можно добиться, чтобы за время, которое вселенная проводит в переохлажденном состоянии (видимо, ~10-31 с), мас­штабный параметр возрос гигантски, например, в 10100 раз. Это часто называемое число, больше чем на 70 порядков превышает рост, достижимый при фазовом переходе второго рода, быстро создающем режим расширения фридмановского типа.

Интерпретация роста масштабного фактора как раздувания вселенной, таким образом, подразумевает, что "объект класса вселенной" может быть результатом раздувания микроскопической области. Ее малостью инфляционная космология объясняет отсутствие монополей в наблюдениях и разрешает другие космологические проблемы (в контексте данной статьи нет нужды их обсуждать). Эта малость также навела на мысль, что вселенные могут возникать в результате раздувания флуктуации, появляющихся на микроуровне. Эта воз­можность нашла воплощение в сценариях перманентного массового рождения вселенных.

Инфляционные сценарии основаны на предположениях, сделанных ad hoc, и подгонке многочисленных свободных параметров теории. В новой области, где сочетаются идеи Великого объединения и релятивистской космологии, это едва ли может вызвать возражения. Однако их вызывает релятивистская база сценариев: идея раздувания. Мы покажем в дальнейшем, что в присутствии вакуумоподобной среды интерпретация роста масштабного фактора по аналогии с фридмановскими моделями, видимо, неверна и не подразумевает соответ­ствующего расширения вселенной.

Идея вакуумоподобного состояния, в сочетании с постулатом о переходе физической среды в это состоя­ние с ростом плотности, является до сих пор единственной альтернативой заключению о неизбежности сингулярностей в ОТО, в противном случае вытекающему из картины гравитационного коллапса. При гра­витационном коллапсе рост внутреннего давления в коллапсирующем теле не останавливает гравитационное сжатие из-за дальнодействующего характера тяготения, на что указал еще Лаплас. В терминах постнью­тоновского приближения источником тяготения в ОТО является след тензора энергии-импульса (Зр + μ). Тогда при приближении к условию (4) тяготение становится отталкиванием, т.е. возникает расхождение геодезиче­ских. Коль скоро коллапсирующее тело переходит в вакуумоподобное состояние, гравитационное отталкивание останавливает коллапс потому же, почему гравитационное притяжение способствовало бы неограниченному сжатию.

Идея вакуумоподобной среды исключает и представление о неизбежности космологической сингулярности, возникшее тогда, когда выяснилось, что вселенная расширяется. Обратный во времени ход космологического расширения воспроизводит картину гравитационного коллапса. Следовательно, если с ростом плотности среда не переходит в вакуумоподобное состояние, то в прошлом лежит сингулярность; в противном случае где-то в прошлом вселенная была в вакуумоподобном состоянии. Его естественно считать начальным состоянием наблюдаемой вселенной. Оно, однако, не есть абсолютное начало времени, так как, в принципе, времениподобные линии продолжимы в прошлое и дальше. В силу принципа относительности, вакуумоподобная среда обменивается энергией и импульсом с веществом, либо влияя на пространственно-временную геометрию, либо при взаимных фазовых переходах. В их отсутствие вещество свободно падает в вакуумоподобной среде. Поэтому системы отсчета, связанные с падающим веществом, не отражают поведение вакуумоподобной среды, и пока примесь вещества невелика, вселенная близка к статической вселенной де Ситтера.

Это, казалось бы, противоречит квазиэкспоненциальному росту фактора a(t) для метрик, близких к метрике де Ситтера. Особенности фридмановских моделей соз­дали, однако, ошибочное представление о масштабном факторе, как эталоне расширения вселенной. Рассмотрим для простоты газ пробных частиц во вселенной де Ситтера. Между столкновениями частицы, очевидно, свободно падают вдоль геодезических метрики де Сит­тера. Поскольку, как и метрика, геодезические неизменны во времени, то, как целое, газ пробных частиц не может ни расширяться, ни сжиматься. Вследствие столкновений частиц этот газ горячий; легко предвидеть, что он должен иметь температуру Гиббонса-Хоукинга. Но несмотря на рост масштабного фактора, вселенная остается статической. Эта картина непосредственно обобщается на вселенные, где наряду с преобладающей вакуумоподобной фазой есть и примесь обычного вещества. Падая вдоль геодезических, в главном определенных преобладающей фазой, вещество не следует за ростом масштабного фактора, как и вся "почти вакуумоподобная" вселенная. Идея раздувания, следовательно, представляется ошибочной».

Ничего не дает и идея спонтанного множественного зарождения Вселенной. Из спонтанной хаотичности множественного зарождения необходимо следует такая же спонтанная хаотичность динамических характеристик, что прямо противоречит достаточно упорядоченному хаббловскому пространственному распределению скоростей.

Надо быть редчайшим казуистом дипломатии, чтобы при трезвом физическом раскладе «начала» чувствовать себя «почти как дома». Не менее парадоксален подход и к наблюдательным данным, «экспериментальным основаниям» теории Большого Взрыва. А.Н.Васильев в статье «Эволюция Вселенной» пишет:

«Закончив на этом общее введение, переходим к более подробному изложению теории Большого Взрыва и порождаемых ею проблем. Основными экспериментальными основаниями данной теории являются следующие три:

·  Наблюдаемое "разбегание" далеких галактик, подчиняющееся закону Хаббла.

·  Открытие в 1964 году Р. Пензиасом и А. Вильсоном космического фона "реликтового излучения", по интенсивности и спектральному составу эквивалентного излучению черного тела с температурой около 3 K (градусы Кельвина).

·  Наблюдаемый химический состав Вселенной, состоящей приблизительно из 3/4 (по массе) водорода и 1/4 гелия с небольшой (порядка одного процента) примесью прочих элементов.

По данным современной наблюдательной астрономии звезды во Вселенной группируются в галактики, которые, в свою очередь, также образуют скопления. Представление о порядках величин дают следующие цифры: наша Галактика содержит ~ 1011 звезд и имеет форму линзы диаметром 80 тысяч световых лет и толщиной ~ 30 тысяч световых лет. Ближайшая к нам галактика M31 в созвездии Андромеды удалена от нас на расстояние порядка 2 миллионов световых лет. Мы находимся на периферии гигантского скопления более тысячи галактик с центром в направлении созвездия Девы, удаленным на расстояние ~ 60 миллионов световых лет. Возможности современной техники позволяют наблюдать достаточно яркие галактики вплоть до расстояний порядка 10 миллиардов световых лет. Данные наблюдений показывают, что в крупных масштабах Вселенная однородна и изотропна. Грубо говоря, это означает, что в любой сфере с фиксированным достаточно большим диаметром (достаточным считается число ~ 300 миллионов световых лет) содержится приблизительно одинаковое число галактик. Утверждение об однородности и изотропности Вселенной в больших масштабах принято называть Космологическим Принципом».

Может быть А.Н.Васильев прекрасный физик, но он явно не философ, поскольку не умеет мыслить структурно, находится в плену достаточно вульгарных заблуждений повседневности. Васильев забывает, что скорость света конечна и для космологии этот факт имеет достаточно важное значение. Мы считаем, что смотрим в пространство, но видим мы исключительно и только изотропные направления, фотон – безмассовый бозон, а не бесконечно быстрый тахион. Переходя на манеру изложения Васильева, заметим, что, грубо говоря, в любая сфера с достаточно большим диаметром число ~ 300 миллионов световых лет должна нами оцениваться не только как число ~ 300 миллионов световых лет в пространстве, но и число ~ 300 миллионов лет в прошлое. Тогда утверждение Васильева:

- Возможности современной техники позволяют наблюдать достаточно яркие галактики вплоть до расстояний порядка 10 миллиардов световых лет. Данные наблюдений показывают, что в крупных масштабах Вселенная однородна и изотропна.

означает:

- Вселенная однородна и изотропна до расстояний порядка 10 миллиардов световых лет;

- Вселенная однородна и изотропна и во времени порядка 10 миллиардов световых лет.

Итак, прямые наблюдательные данные фиксируют факт, что средняя наблюдаемая плотность Вселенной в доступной наблюдению ее части, за доступное наблюдению время не изменилась. На этом факте, собственно, всю «теорию Большого Взрыва» можно и закончить.

Все остальное – это разбор парадоксов человеческого мышления, главнейший из которых, что, в отличие от наших компьютеров, человеческая мысль не зацикливается на логических парадоксах. По большей части мы их вообще не замечаем. Парадокс в том, что нам очень сложно «увидеть» парадокс. Может же Васильев говорить о Космологическом Принципе как основании «разбегания» галактик и не видеть в этом никакого парадокса. А парадокс уже в том, что любой конечный Большой Взрыв уже противоречит космологическому принципу.

Еще больший парадокс в следующем утверждении Васильева:

«Из пропорциональности v и H в законе вытекает фундаментальный вывод относительно существования "начала мира": где-то в прошлом был момент, в который любая из наблюдаемых сейчас галактик была бесконечно близка к нашей, следовательно, "любая к любой" в силу Космологического Принципа. Из-за такого сближения плотность вещества во Вселенной в "начальный момент" становится бесконечной. Но это не означает, что все оно было собрано в одном месте, так как тот же Космологический Принцип требует, чтобы плотность становилась бесконечной в любой точке пространства». Васильев принципиально не желает знать и видеть, что в рамках современной теоретической физики не существует решения, допускающего расширения Вселенной с плотностью материи «бесконечной в любой точке пространства».

Парадоксально классическое космологическое уравнение, так называемый «закон разбегания»:

1. V=HR,

Где:

V- скорость удаления

Н – постоянная Хаббла

R- космологическое расстояние.

Парадокс в том, что, несмотря на неизбежные релятивистские значения скорости удаления для далеких галактик, релятивистские эффекты в хаббловском «законе» не учитываются. Поясним вопрос:

В СТО рассмотрена ситуация, когда от некого наблюдателя удаляется «самолет» с релятивистской скоростью, допустим, 200 000 км/с, а от этого самолета удаляется другой самолет и тоже с релятивистской скоростью 200 000 км/с. При этом возникает вопрос, с какой скоростью третий самолет движется относительно первого. Теория дает формулу сложения скоростей:

2. V=(V1+V2)/(1+V1V2/c2)

Для данной задачи ответ будет не 400 000 км/с, а 277 000 км/с.

Следует заметить, что СТО инвариантна к массе рассматриваемых объектов и будет совершенно правомерно вместо «самолетов» рассматривать галактики. СТО дает тот же ответ. Тогда, если космологический принцип отвечает действительности и норма красного смещения (постоянная Хаббла) одинакова во всей Вселенной, то в любой ее точке закон смещения спектров или закон разбегания с учетом релятивистского правила сложения нормы приращения скорости дает формулу изменения расчетных скоростей по закону гиперболического тангенса:

3. v=c th(HR/c)

Вроде бы давно уже выведенная формула (см. http://www.new-idea.narod.ru/Habbl.htm), а для космологов Большого Взрыва сей «воз и ныне там». Потому, если вы сторонник классики закона разбегания (V=HR), то имейте честность заявить, что Вселенная существенно анизотропна и центр анизотропии – Земля. Теоретическая избирательность и есть критерий антинаучности. Причина столь страусиного прятанья головы в песок сторонниками Большого Взрыва понятна – регистрируемые космическими телескопами галактики с очень большим красным смещением оказываются расположенными много дальше допустимого по любому из сценариев Большого Взрыва.

Парадоксальна сама идея инерциального расширения вещества Вселенной после Большого Взрыва. Опять обращаемся к данным наблюдения. Что мы видим? Мы видим смещение спектров излучения, тем большее, чем дальше по изотропному конусу произошло событие его излучения, то есть, дальше как в пространстве, так и во времени. Трактовать этот факт можно различным образом, самое парадоксальное – теорией Большого Взрыва. Но, вполне допустимо трактовать, что Вселенная равнозамедленно расширялась, а теперь вообще сжимается (спектры излучения ближайших галактик – с голубым смещением). Чисто механически движение любого объекта есть изменение его пространственного положения относительно другого объекта. Парадокс в том, что вот этого самого «изменение пространственного положения» в отношении галактик не регистрируется, регистрируется смещение спектров, которое трактуется исключительно как доплеровское и исключительно как радиально доплеровское.

Но, самое парадоксальное положение имеет место у любимого теоретического дитяти космологов – у фридмановских решений уравнений Эйнштейна. Самый большой парадокс в том, что у уравнений Александра Александровича Фридмана нет решений расширяющейся Вселенной для плотности, большей критической. Между тем теория Большого Взрыва начинается не с сегодняшнего состояния плотности вещества, весьма близкого к критическому, теория Большого Взрыва начинается с много большей плотности, даже с сингулярности. Не начинается Большой Взрыв с критической плотности. Даже по Фридману такая Вселенная не могла расширяться. Однако, похоже, для теоретиков Большого Взрыва Фридман не указ, а в логическом шулерстве они большие мастера. Парадокс заключен и в том, что само решение Фридмана не корректно, но давление на ученых столь велико, что даже умницу Эйнштейна заставили пойти на сделку с совестью, заставили отказаться от первоначального критического отношения к решениям. Некорректность решений А.А.Фридмана следует из некорректности начальных условий, более того, из самой постановки вопроса. Рассмотрим вопрос подробнее.

Обращаемся к первоисточнику:

Фридман А.А. Мир как пространство и время // Избранные труды. М., 1996, с. 50-53

«Сопоставим... каждой физической точке М пространства определенное основное движение и назовем часами данной физической точки М инструмент, показывающий длины дуг t, проходимых материальной точкой по траектории в основном движении... Величину t... назовем физическим местным временем точки М...

Рассмотрим прежде всего звездное время... За основное движение примем движение конца стрелки определенной длины, направленной из центра Земли на какую-либо звезду. Звездное время tз будет длиной пути, описываемого концом указанной стрелки. Звездное время tз будет одно и то же во всех точках пространства, это будет универсальное время... Рассмотрим теперь другое время, которое мы для краткости назовем гравитационным временем... Положим, что материальная точка падает в постоянном поле тяготения, и выберем это движение за основное; часы покажут длину пути tг, пройденную этой точкой. Эта величина и будет гравитационным временем... по отношению к гравитационному времени звезды движутся неравномерно... Введем... время маятниковое. Построим значительное количество одинаковых часов с маятником и примем за основное движение конец секундной стрелки часов с маятником, помещенным в этой точке. Путь, пройденный концом секундной стрелки наших часов с маятником от некоторой начальной точки, обозначим tм и назовем маятниковым временем... в отличии от универсальных звездного или гравитационного времен маятниковое время будет местным и на разных широтах будет различным».

Это – классически красивая и классически грамотная постановка вопроса о времени в рамках классической физики. Вся ее беда в том, что здесь принимается по умолчанию. А по умолчанию здесь принимается, что мы мгновенно разместим одинаковые часы во всех точках пространства, мгновенно их синхронизируем, будем мгновенно снимать с них показания. Тем самым Александр Фридман де факто вернулся в классический ньютоновский универсум. В конечном счете все упирается в исходные постулаты теоретических построений, в данном случае в постулат о существовании абсолютной системы отсчета. Ставя задачу исследования плотности вещества Вселенной от времени, Фридман, тем самым ставил задачу введения абсолютной системы отсчета, вселенского времени и вселенского пространства, то есть, чисто ньютоновского универсума. Поразительно, что Эйнштейна заставили с этим согласиться.

Теперь рассмотрим вопрос с точки зрения СТО.

Поскольку предполагается динамичная Вселенная, плотность вещества в которой может изменяться, то неизбежным следствием такого предположения будет существование динамичных, взаимно движущихся систем отсчета. Рассмотрим две системы отсчета, одна из которых движется относительно другой с некоторой ненулевой скоростью V.

Рис 1.

Мировая линия объекта наблюдения (А) в двух,

движущихся относительно друг друга, системах отсчета

 

Свяжем с некими телами отсчета (0 и 1), движущимися относительно друг друга со скоростью V, релятивистские по СТО системы отсчета и рассмотрим в каждой из них поведение некого пробного тела А. Для тела отсчета (0) его система отсчета обозначена реперами ix и Ct. На данном на рисунке случае отсчет произведен при событии совмещения тел отсчета (0 и 1). Относительно этого события (0) пространственное положение пробного тела (А) будет фиксироваться событием (А1). Поскольку тело отсчета (1) движется относительно тела отсчета (0) со скоростью V, то его координатные оси будут гиперболически повернуты относительно координатных осей тела отсчета (0) на угол (α). Поэтому в системе отсчета тела (1) в момент события (0) пространственное положение пробного тела (А) будет фиксироваться событием (А2), что для нас самое важное, не тождественному событию (А1). При этом, создавая теорию изменения каких-то физических характеристик пробного тела (А), например, теорию изменения его плотности, в системах отсчета тел отсчета (0 и 1) одну и ту же некую «начальную плотность» в этих двух разных системах отсчета будут неизбежно связывать с разными событиями мировой линии пробного тела (А).

Сколько во вселенной физических тел, столько мы можем брать тел отсчета, столько будет существовать взаимно неприводимых систем отсчета, столько событий с пробным телом (А) можно посчитать начальным пространственным событием. В СТО не существует понятия абсолютной системы отсчета, соответственно не могут существовать производные от абсолютной системы отсчета физические характеристики, такие, как, к примеру, некое начальное время для Вселенной, или некая вселенская характеристика, зависящая от времени, например, плотность материи/энергии. Если мы хотим задать некий Вселенский параметр, например, плотность, то мы должны задавать его инвариантно к любой возможной системе отсчета, так, как мы задаем, к примеру, значение постоянной Планка.

Нобелевскую премию надо давать не за ту или иную теоретическую разработку неких глобальных процессов, а за внешне детский вопрос: «как это получается, что для любого объекта пространство и время относительны, а в космологии они снова появляются?»  Преклоняюсь перед фантастической глубиной мысли такого истинного мудреца.

На эту СТО-логику есть одно, внешне серьезное возражение, связанное с изотропными направлениями. Действительно в момент события совмещения (0) тел отсчета (0 и 1) пробное тело (А) наблюдается с обоих тел отсчета (0 и 1) при одном и том же событии (А3). Более того, вопрос вообще ставится принципиально шире, ставится вопрос о существовании если не эфира, то, по крайней мере, абсолютной системы отсчета, связанной с изотропными бозонами. Например, тот же реликтовый фон принимается за абсолютную систему отсчета и по нему уже давно вычислено направление движения и абсолютная скорость Земли. Рассмотрим подробнее и этот вопрос.

Вопрос упирается в само понятие скорости света.

Определение:

- СКОРОСТЬ , характеристика движения точки (тела), численно равная при равномерном движении отношению пройденного пути s к промежутку времени t, т. е. v = s / t. При вращательном движении тела пользуются понятием угловой скорости. Вектор скорости направлен по касательной к траектории тела. Термин "скорость" применяется также для характеристики изменения во времени различных процессов, напр. скорости химических реакций, скорости рекомбинации, релаксации.

Поскольку нас интересуют пространственно-временные характеристики, то скорость тела определим, как характеристику, отражающую изменение его пространственно-временного положения в какой-то системе отсчета. Для того, чтобы понятие "скорость" было физически применимо, необходима регистрация этого самого «изменения пространственно-временного положения», то есть, как минимум, хотя бы двух несовпадающих событий, ассоциируемых с исследуемым телом.

Для «света», как пучка фотонов, этот вопрос условно разрешим – один фотон пучка регистрируют, условно говоря, «на старте», другой – «на финише», опять же условно считая при этом, что фотоны пучка были излучены как бы «одновременно».

Но то, что с горем пополам проходит для фотонного пучка, то есть, для «света», совершенно неприменимо к отдельному фотону, поскольку зарегистрировать фотон физически возможно только одним способом - поглотить его, зарегистрированный фотон – поглощенный фотон.

Фотон есть принципиально "однособытийная частица", что, в общем-то, отражено в понятиях СТО, длина интервала его мировой линии всегда нулевая.

Чтобы сформулировать понятие "движения" для любого изотропного тела, в том числе и фотона, необходимо разнесение по крайней мере двух событий, относимых к одному телу. С этой точки зрения «движется» фотон или «не движется» - не физический вопрос, поскольку невозможно сформировать для него понятие движения, тот самый «анализ координатного перехода от одного события к другому». Поэтому, если понятие "скорость света" еще имеет какой-то физический статистический макросмысл, то понятие "скорость фотона" бессмысленно. С фотоном невозможно связать систему отсчета, соответственно невозможно сформировать понятие его движения, соответственно, его "скорости".

«Скорость света» - это не понятие «максимально быстрого движения», это вообще не понятие реального движения. Утверждение, строго говоря, лишено физического смысла, поскольку ни одно физическое тело с такой скоростью не движется. Точно также лишено физического смысла и обратное утверждение, что любое тело движется со скоростью света относительно фотона. С фотоном невозможно связать систему отсчета.

Тогда возникает вопрос более адекватной оценки постулата:

- Скорость света постоянна во всех инерциальных системах отсчета.

Для СТО это чисто координатное понятие, отражающее отношение координатных реперов мнимой и действительной осей псевдоевклидового пространства и его крайне широкое применение как раз и отражает распространенность использования координатных отношений как варианта структурных. Понятие «одинаковости» скорости света во всех координатных системах отражает только Эйнштейновский принцип перехода от одной координатной системы к другой, основанный именно на принципе одинаковости отношений действительного и мнимого реперов для всех координатных систем.

Фактически "с" - масштабное отношение реперов мнимой и действительной координатных осей и не более того, чисто "за уши" притянутое к "частицам с изотропными мировыми линиями".

Тогда возникает более, чем закономерный вопрос, а что же мы измеряли, когда вычисляли скорость Земли относительно реликта? Ответ и кроется в том, что мы измеряли. На самом деле мы не измеряли скорость Земли относительно каждого из реликтовых фотонов, выше показана невозможность этого, мы даже не измеряли скорость «реликтового света», по умолчанию справедливо полагая, что она равна «с». На самом деле мы измеряли и вычисляли угловое смещение спектра реликтового излучения относительно некоего среднего значения. Весь вопрос в том, что спектральное смещение не есть кинематическая характеристика фотона. Электродинамика связывает эту характеристику исключительно и только с относительной кинематикой осцилляторов излучателя и приемника излучения. Таким образом, измеряя скорость Земли относительно реликтового фона, мы на самом деле измерили скорость Земли относительно всего вселенского множества осцилляторов, участвовавших в формировании реликтового фона и нашли эту скорость ничтожно малой по сравнению со скоростью света. Но, самое главное, мы нашли много больше, высокая степень изотропности реликтового фона подтверждает высокую степень однородности взаимных кинематических характеристик всех вселенских осцилляторов, без какого-либо измеримого изменения этих характеристик за все время формирования (существования) реликтового фона. Другими словами, концентрация осцилляторов по всему наблюдаемому изотропному конусу в очень высокой степени неизменна.

Таким образом, свет, в том числе и реликтовый фон, не является не только самостоятельной системой отсчета, он не является системой отсчета вообще. Более того, задать изменение некой физической характеристики в системе наблюдения, световой системе отсчета, де факто означает задать ответ, причем ответ для данного наблюдателя в данном изотропном диапазоне. Теория относительности создавалась как принципиально локальная теория, оперирующая локальными, бесконечно малыми приращениями, все краевые условия в ней предзадаются и ее глобальное применение ни на чем не основано.

На все это могут возразить, возможно все это и так, но красное смещение есть, это – тоже наблюдательный факт. Да, не пресловутое «разбегание» галактик, а именно красное смещением их спектров излучения – факт. Рассмотрим и его.

Исходить будем из того, что предзадано самими разработчиками теории Большого Взрыва, то есть, возможности «создания вселенной из ничего», ОТО, законов сохранения, наблюдательным фактам. Учитывая, что в наблюдаемой части Вселенной соблюдается космологический принцип, средние расстояния между галактиками остаются неизменными, концентрация осцилляторов по всему изотропному конусу в наблюдаемой его части неизменна, постараемся хотя бы на упрощенно философском уровне получить в рамках ОТО красное смещение спектров. Ответ представлен на Рис.2.

Рис. 2.

Мировые линии тел отсчета и наблюдаемого в физическом пространстве, заполненного веществом с критической плотностью. Модель Пуанкаре в единичном круге.

 

На Рис 2. представлена мировая линия некой наблюдаемой удаленной от нас на расстояние (а) галактики. В соответствии с «правилом» Зельдовича «рождения из ничего» суммарная энергия неограниченной, значит, замкнутой, Вселенной равна нулю. Следовательно среднее действие на любую галактику равно нулю, что означает неизменность средних расстояний. Поскольку средние расстояния остаются неизменными, то мировая линия наблюдаемой галактики на гиперболической плоскости будет представлять эквидистантой (большой дугой в круге Пуанкаре). Поскольку наблюдение ведется по изотропному конусу, то в точке наблюдения эквидистанта будет иметь иной угол наклона, чем в точке пересечения с пространственной осью.

Смещение излучения пробных тел:

4.   t=- arkSin(для круга Пуанкаре)

5.   t=- arkSin-  в линейных размерах физического пространства (где r - расстояние до наблюдаемого тела).

Примечательно, что полученное выражение (5) прекрасно совпадает с релятивистской формулировкой космологического варианта «уравнения разбегания» (3):

3. v=c th(HR/c)

Таким образом, красное смещение спектров имеет вполне корректную трактовку в рамках ОТО и без радиально-доплеровской версии.

Есть еще и вышеупомянутый реликтовый фон, «козырной туз» в рукаве поклонников теории Большого Взрыва. Лучше бы они его и не доставали, поскольку это – не их «туз». Есть решающий аргумент против его использования в пользу теории Большого Взрыва – снимки спутниковых телескопов (Хаббла). На этих снимках зарегистрированы очень далекие галактики, по версии расчетов Большого Взрыва - около 14 миллиардов световых лет. Это решает все.

Обращаемся к Васильеву. По версии теории Большого Взрыва:

«Теперь мы можем проследить эволюцию "назад по времени" при нарастании температуры Т. Первое качественное изменение происходит при Т~ 3000 K, когда кТ достигает величин порядка 1 эВ и излучение начинает разбивать атомы. Вещество тогда превращается в плазму, состоящую из свободных ядер и электронов, ее плотность нарастает ~ Т3 при дальнейшем росте Т. Через какое-то время при Т порядка 104 K такая среда становится уже непрозрачной для излучения: фотоны рассеиваются на свободных электронах и ядрах, и это приводит к установлению общего теплового равновесия между излучением и веществом с общей для всей системы температурой».

Его в точности повторяет Сажин М.В.:

«Когда Вселенная расширяется на­столько, что плазма остывает до температуры рекомби­нации, электроны начинают соединяться с протонами, образуя нейтральный водород, а фотоны начинают распространяться свободно. Точки, из которых фотоны доходят до наблюдателя, образуют так называемую поверхность последнего рассеяния. Это единственный источник во Вселенной, окружающий нас со всех сторон.

В момент рекомбинации температура поверхности последнего рассеяния равна примерно 3000 К. Сейчас она в 1000 раз меньше. Это уменьшение произошло из-за расширения Вселенной».

Итак, по самой распространенной классической версии теории Большого Взрыва реликтовое излучение – продукт «отделения» излучения от косной материи, в последующем охладившаяся за счет адиабатического расширения. И здесь перед нами предстает просто море парадоксов.

Итак, температура разделения, температура «происхождения» реликта – 3000 К. Причем, равновесная температура, аналогичная излучению абсолютно черного тела, столь же нагретого, 3000 К. Спектральный состав реликта должен соответствовать спектральному составу излучения абсолютно черного тела при 3000 К.  Регистрируемый спектральный состав реликтового излучения соответствует излучению абсолютно черного тела, нагретого до 2,7 К, без каких-либо вторых дополнительных горбов.

Проблема для Большого Взрыва здесь в том, что, как констатируют сами теоретики Большого Взрыва, рассеянное вещество Вселенной прозрачно для излучения и мы регистрируем очень удаленные галактики, в том числе и спектральный состав их излучения, на основе изучения которого мы и делаем заключения об экстремальном красном смещении спектров, соответственно, экстремальной скорости их удаления. Этот факт регистрации спектров излучения космологических объектов позволяет сделать два принципиальных вывода:

- излучение даже экстремально удаленных космологических объектов не рассеивается (среда прозрачна);

- спектральный состав излучения даже экстремально удаленных космологических объектов не изменяется  (среда линейна).

Как, подав на вход прозрачной линейной среды сигнал одного спектра, получить на выходе совершенно иной спектр?

Имело бы смысл говорить об адиабатическом или каком еще изменении спектра равновесного излучения в среде только в том случае, когда «свободный пробег» излучения много меньше геометрических размеров среды, то есть, любой фотон должен был бы гарантированно многократно переизлучен и когда переходные процессы в среде практически ненаблюдаемы, то есть, постоянная времени переходных процессов много меньше постоянной времени существования среды, то есть в случае хотя бы непрозрачной среды, как это соответствовало для плазмы. Чтобы отвечать этим требованиям, расширяющаяся Вселенная по размерам должна быть неизмеримо больше наблюдаемой ее части, а время ее существования должно быть неизмеримо больше пресловутых 15 миллиардов лет. Ни того, ни другого теория Большого Взрыва даже не предполагает.

Таким образом, если бы реликтовое излучение имело бы происхождение в соответствии с теорией Большого Взрыва, то нет никаких физических оснований, чтобы оно имело иной спектр, кроме спектра излучения абсолютно черного тела при 3000 К. «Уменьшение из-за расширения Вселенной» - всего лишь набор слов, имеющий единственный смысл - прикрыть прямое противоречие теории наблюдательным фактам. Поразительно, но факт, адиабатическое расширение, как и адиабатическое сжатие не может оставлять число фотонов неизменным. Вопрос в том, что между энергией кванта  и длиной его волны существует взаимосвязь: E=hс/l. Есть обратно пропорциональная связь между температурой абсолютно черного тела и длиной волны спектрального максимума, так называемый Закон смещения Вина. Если текущему равновесному излучению соответствует температура 2,7 К, то на три порядка более высокой температуре 3000 К будет соответствовать равновесное излучение примерно на три порядка более энергичных фотонов спектрального максимума более короткой длины волны, умники физики могут точно посчитать. Именно поэтому поверхность Солнца имеет другой цвет, чем небо.

АДИАБАТНЫЙ ПРОЦЕСС (адиабатический процесс) , термодинамический процесс, при котором система не получает теплоты извне и не отдает ее.

В соответствии с этим определением для адиабатического процесса требуется на три порядка меньше фотонов, если их энергия на три порядка больше. Таким образом, в «момент отделения реликта» отношение числа частиц к числу фотонов уже должно быть не священным 10-9, а не более, чем 10-6. И чем выше «сжатие», тем «равновесней» будет равновесное соотношение, тем меньше будет показатель при минусе. Вот здесь наглядно проявляется разность отношения к формуле и числу физика и философа.

Конечно, грамотный физик скажет, что спектральное распределение носит колокольный характер, что кроме фотонов энергетического максимума есть фотоны других энергий с классическим гаусовским распределением вероятности их регистрации и если даже уйти от ультрафиолетовой катастрофы, то длинноволновая часть допускает электромагнитные кванты сколь угодно большой длины волны, соответственно, сколь угодно малой энергии, особенно учитывая, что «квантовый ящик» Вселенной безмерен. Поэтому подсчет числа фотонов в единице объема при данной температуре равновесного состояния очень условен. Философу, кроме этого признания очередной несостоятельности очередной числовой священной коровы Большого Взрыва, большего и не требуется.

Понятно, как родилось священное число 10-9, вот как рассуждает Стивен Вайнберг: «Обсуждая столь ранние времена, необходимо иметь в виду, что физи­ческие принципы, на которые мы уверенно опираемся при «обычных» температурах, могут оказаться не такими уж незыблемыми при сверхвы­соких температурах, присущих очень юной Вселенной. Одно из возмож­ных сомнений на этот счет навеяно уже упоминавшимся выше (см. фор­мулу (2)) наблюдательным фактом, свидетельствующим о том, что отно­шение барионного числа к энтропии, хотя и мало, но все же отлично от нуля. В ранние времена, при кТ > 1 ГэВ, полная плотность кварков и антикварков была того же порядка, что и плотность энтропии. В то же время величина nв (разность числа барионов и антибарионов), очевидно, составляет треть разности числа кварков и антикварков. Таким образом, согласно формуле (2) на 108 — 1010 кварков и антикварков приходится примерно один лишний кварк. Уже давно зародилась мысль о том, что это мизерное превышение числа барионов над числом антибарионов может быть обусловлено физическими процессами, не сохраняющими барионное  число».

Можно сколько угодно разглагольствовать о «не такой уж незыблемости» физических принципов, вопрос не только в этом. Даже если и предположить о аннигиляции «108 — 1010 кварков и антикварков» с оставлением примерно одного лишнего кварка, тогда это не только и не столько соотношение фотонов и кварков, но и соотношение энергий между «фотонным газом» и «газом кварком», которое должно быть таким же. Примечательно, никто даже и не пытался проверить, является ли это соотношение равновесным. Но, опять же, вопрос не только в этом. Весь парадокс Большого Взрыва в том, что его теория постулирует сохранение этого соотношения, как соотношение частиц, но, в то же время выдает весь процесс за адиабатический, близкий к равновесному. Однако, если процесс адиабатический и если фотон-кварковое отношение есть константа, то и сейчас излучения должна на те же 108 - 1010 превышать энергию, связанную с косной материи. Мягко говоря, это не наблюдается. Куда делась 0,999999999 часть энергии при адиабатном процессе? Не предложено никаких фазовых механизмов энергетического перераспределения. Обходят этот парадокс ссылкой на рассеяние фотонов. Но и материя рассеивается в той же самой пропорции. Не сходится, если нет фазовых переходов, отношение должно сохраняться и не философу подсказывать Вайнбергу или кому из теоретиков выход из пикантной ситуации. Пока же дело обстоит таким образом, что за умными, наукообразными фразами стоит тривиальное надувательство доверчивых читателей.

Конечно, среда не линейна. Она должна быть нелинейной в рамках гипотезы Зельдовича «творения из ничего», поскольку последняя предполагает поляризацию вакуума. Эта нелинейность обуславливает гиперболический характер пространства ОТО. Но она не оставляет места для глобального радиального Доплер-эффекта теории Большого Взрыва, для гипотезы «разбегания» галактик.

Регистрируемое реликтовое излучение не имеет никакого отношения к теории Большого Взрыва. Есть неплохая работа Жук Н. А. «Микроволновый фон космоса как суммарное излучение всех звёзд», где показана трактовка реликтового излучения без Больших Взрывов, отвечающая наблюдаемым фактам.

Ну, а что же с «тремя минутами» Стивена Вайнберга?

А ничего. Если из них выкинуть падение ниц перед идеей вселенского Большого Взрыва, то перед нами профессионально компетентное изложение экспериментальных научных достижений, которые неоднократно воспроизведены и подтверждены ведущими лабораториями многих стран мира. С этим не надо «врубаться» в науку, оно уже давно там, уже давно «дома», без всякого «почти». Более того, было бы странно, если бы Природа, обладая неизмеримо большими ресурсами, чем человек, не воспроизводила бы в своих масштабах то, что человек воспроизводит в своих лабораториях. Поэтому вопрос должен ставиться совершенно иначе – где это происходит? Где в той или иной степени приближенности воспроизводятся условия «рождения молодой материи»? В конечном счете, если  Вселенная бесконечно стара, у нее должно быть свое «средство Макропулоса». Если основные идеи теории большого Взрыва верны, то ядра галактик являются такими естественными лабораториями. Имеет смысл исследовать изотопный состав материи джетов, весьма вероятно, что она окажется существенно моложе материи самой галактики. Это будет не точное воспроизведение Большого Взрыва, условия и масштабы все-таки не те, но исследуя ядра активных галактик, ученые по факту смогут проверить, где их предсказания верны и в чем они заблуждались. Мы каждый день видим Большие Взрывы и разных вариантах, только не знаем об этом.

Что касается вселенского Большого Взрыва, то изложенные в настоящей работе аргументы позволяют полагать, что Творец, создавая Вселенную, имел свое собственное представление о совершенном и не консультировался по этому поводу с идейными вдохновителями глобального «Бум». Творение, с нулевым зарядом, с нулевой массой, с нулевой энергией, не имеющее глобальных событий, другими словами, не существующее в строгом физическом смысле слова, но так же и бесконечное по тем же параметрам, бесконечное в пространстве, во времени, в разнообразии, ощутимое и регистрируемое, разве это не неизмеримо совершенней тупой идеи глобального теракта?

Есть основания полагать, что природа для обновления материи действует скромно и эффективно, вообще без всякого пиаровского «шума и пыли». Все следует из закона сохранения энергии. Если среда нелинейна и свет в среде меняется свой спектр в сторону покраснения, то разность энергий остается в среде. Тогда для поляризованного вакуума должен работать, пусть и в усеченном виде, некий «аналог решения де Ситтера», делающий ненулевой вероятность туннельного перехода вакуумной флуктуации в физическую пару частиц с расходящимися мировыми линиями. Энергия среды должна расходоваться на ливни элементарных частиц, космический ветер молодой материи из «пустого» пространства, создавая тем самым столь характерную ячеистую мегаструктуру и столь характерное распределение материи по возрасту в галактиках. Это, конечно, не поражающий воображение вселенский фейерверк, все до скучности буднично, незаметно и непрерывно, пока светит хоть одна звезда. К сожалению, физико-математическую часть теории «холодного Большого Взрыва» философы не могут разработать, не их профиль.

Вопрос не в замыслах Творца, Его Книга Бытия открыта перед нами, Его Слово в каждом событии и для каждого. Имеющий уши, да услышит, имеющий глаза, да увидит. Пока же получается, кто раскручивал пиар Большого Взрыва меньше всего заботился об этом. Оказалось более важным квазинаучное подтверждение одного из религиозных сказаний, с чего и началась идея. Так частные религиозные догматы оказываются выше того, во славу кого они составлялись. Нам разум дается не для отбирания в наказание, для пользования, не для того, чтобы поддаваться искушению, а для того, чтобы отличить его от слова Творца. Какое отношение имеет время Творца ко времени в творении?

 

Приложение:

1.                   Зельдович Я.Б. Возможно ли образование вселенной «из ничего». Природа, 1988 г, №4

2.                   Глинер Э.Б. Раздувающаяся Вселенная и вакуумоподобное состояние физической среды УФН, №3, 2002

3.                   Фридман А.А. Мир как пространство и время // Избранные труды. М., 1996

4.                   Васильев А.Н Эволюция вселенной, СОЖ, №2, 1996

5.                   Вайнберг С. За рубежом первых трех минут УФН, Том 134, вып.2

6.                  Сажин М.В. Анизотропия и поляризация реликтового излучения. УФН Том 174, вып. 2

7.                  Фома Аквинский. Сумма теологии

 

 

mailto:St_krav@gazinter.net

Hosted by uCoz