Философия космологии-2

Вещество

 

У защитников теории Большого Взрыва есть один очень серьезный аргумент в его пользу. Это - наблюдаемый возраст вещества. Вещество Вселенной имеет свой космологический «паспорт с пропиской», из которого достаточно определенно вытекает его возраст. Этот «паспорт» - его изотопный состав. Природа не знает абсолютно стабильных изотопов. Периоды полураспада большинства из них тщательно измерены в лабораторных условиях. Наблюдение спектральных линий излучения и поглощения объектов Вселенной позволяет с достаточной точностью определить изотопный состав наблюдаемого объекта. В разработанных в моделях Большого Взрыва нет существенного расхождения относительно «младенческого» изотопного состава. Реакции на горячей ранней стадии могут превратить примерно 23% водорода в гелий, но Взрыв остывал так быстро, что не хватило времени на синтез более тяжелых элементов Периодической системы (за исключением небольшого количества лития). Сравнение наблюдаемого изотопного состава с «младенческим» позволяет с приемлемой для космологии точностью оценить возраст объекта. Из этих оценок неотвратимо вытекает, что во Вселенной нет объектов, возраст которых превышает 15 миллиардов лет. Это было одним из самых веских наблюдательных фактов в пользу теории Большого Взрыва.

Более того, дилетантский взгляд на альтернативную теорию бесконечной в пространстве и времени Вселенной, казалось бы, не оставляет ей ни малейших шансов на соответствие с действительностью. Действительно, в бесконечной во времени Вселенной и вещество должно было бы быть бесконечно старым. Даже все протоны должны были бы распасться давным-давно.

Оставим без обсуждения чудо изначальных постулат теории Большого Взрыва, таких как:

-         сингулярное состояние материи;

-         неизвестные фундаментальные взаимодействия, взрывающие сингулярность.

Но все ли так однозначно в пользу Большого Взрыва? Взглянем на факты еще раз. Да, во Вселенной нет бесконечно старых объектов. Но нет и другого – пространственно-временной анизотропности возраста вещества. Между тем временная анизотропность возраста вещества – обязательный элемент теории Большого Взрыва. Если был именно Большой Взрыв и была горячая стадия и было последующее расширение с остыванием, то должны наблюдаться, по крайней мере, два эффекта:

-                       глобальная пространственная изотропность возраста вещества во Вселенной;

-                       глобальная «одновременность старения» вещества и соответствующая временная (изотопная) анизотропность вещества Вселенной.

Но есть существенное различие изотопного состава плотной материи галактик и межгалактических водородных облаков, составляющих на порядок большую массу и не слишком согласующихся с 23% гелиевым Большевзрывным составом.

Как ни странно, и «одновременность старения» тоже почему-то не наблюдается. И в ближайшем нашем окружении, то есть сейчас, и на удалении в 15 миллиардов лет, то есть 15 миллиардов лет назад, средний изотропный состав вещества Вселенной одинаков. Наблюдательным фактом оказывается не только отсутствие бесконечно старых объектов, но и неизменность «возраста» вещества Вселенной во времени. Это и заставляет по-другому подойти к данному вопросу.

Поэтому еще раз вернемся к Большевзрывным сценариям.

Очевидно, что вариант Большого Взрыва, происшедшего бесконечно давно, равносилен варианту отсутствия такового вообще, отбрасывается без рассмотрения. Если признавать теорию Большого Взрыва, то неумолимо следует признавать конечность прошедшего с его момента промежутка времени.

Следующим является вариант конечного времени, прошедшего с момента Большого Взрыва, происшедшего с бесконечной Вселенной. Меньше всего смущает бесконечность требуемой массы. Если изначальная плотность бесконечна, то почему не признать и бесконечность начальной массы, мгновенно распределенной в бесконечной Вселенной фокусом «раздувания». Можно даже бесконечную Вселенную заставить расширяться. Проблемы в другом. Первая заключена в том, что расширение такой Вселенной идет строго адиабатически и возможности разделить вещество и излучение нет в силу отсутствия свободных от вещества зон. То есть требуемого «быстрого» охлаждения здесь никак не получишь. Излучение будет «старить» вещество что называется «не по сценарию» и под наблюдаемое соотношение «ответ не подгоняется».

Между тем проблема соотношения вещества и излучения требует дополнительного рассмотрения. Теоретики Большого Взрыва неизбежно должны были решать вопрос барионной асимметрии нашей Вселенной. Теоретическое разрешение этого вопроса заключено в существовании механизмов нарушения СР-симметрии совместно с нарушением законов сохранения барионного (по видимому лептонного) зарядов. Тогда на ранних стадиях расширяющейся Вселенной может возникнуть некоторый небольшой избыток барионов, который и сохраняется после того, как основная исходная часть вещества-антивещества вселенной проаннигилирует. Силы нарушения СР-симметрии незначительны и составляют порядка 10-9 от величины слабых взаимодействий. Из этого делается весьма парадоксальный вывод, что число фотонов на 109  должно превышать число барионов. Именно, сталкиваясь с такими «физическими» выводами, переходишь в разряд философов.

Законом Сохранения является не закон сохранения числа частиц, фотонов, барионов или их соотношения, а более фундаментальное понятие – закон сохранения энергии. Если из первоначальной вещественно-антивещественной фракции сохранилось лишь 10-9 часть, то на нее должно приходиться соответствующая 10-9 энергетическая часть. В адиабатическом варианте в силу действия закона сохранения энергии суммарная энергия фотонов должна превышать суммарную энергию барионной материи в 109 раз. Это находится в вопиющем противоречии с наблюдаемым энергетическим соотношением. Поэтому и второй вариант является абсолютно неприемлемым.

Остается господствующий конечномерный вариант – Большой Взрыв, как расширение конечного количества вещества за конечный промежуток времени. В конкретных цифрах особого согласия нет, да оно и не принципиально. Важно лишь то, что на каком-то этапе расширения, после аннигиляции, Вселенная представляла собой относительно компактный, несомненно релятивистский, объект конечной массы. Все остальное, несомненно, должно было представлять собой безбрежную пустоту. Оставим без употребления современные взгляды на лямбда-член уравнений Эйнштейна, антигравитацию вакуумоподобной среды и не будем задавать риторические вопросы, ответы на которые заведомо известны.

Можно согласиться с тем, что пространственно-массово-энергетическая конечномерность молодой горячей Вселенной вполне допускает на каком-то этапе расширения отделение излучения от вещества. Вещество, расширяясь и охлаждаясь, стало прозрачным для излучения и последнее «ушло». Однако, учитывая соотношение исходное (109) и ныне наблюдаемое (0,3) следует честно признать, что расчетная постоянная времени этого переходного процесса и расчетное время, прошедшее с момента Большого Взрыва, между собой никак не согласуются. Для получения наблюдаемого соотношения времени требуется не в разы, а на много порядков больше. А здесь уже возникает нестыковка с «возрастом» вещества.

Далее, следует учесть, что в пустой части Вселенной действуют те же законы распространения электромагнитного излучения, что и у нас. Если остальная часть Вселенной пуста, то ни о каком рассеивании «ушедшего» излучения речи быть не может – не на чем рассеиваться. А это значит, что «реликтовое» излучение есть таковое лишь по названию.

Еще хуже предположение Большого Взрыва в уже «населенную» Вселенную. Это может частично объяснить рассеивание излучения, но ставит невероятную массу неразрешимых проблем, из которых самые простые – неизбежные ударноволновые процессы, сопротивление среды Большому Взрыву. Поэтому, если Большой Взрыв, то только в пустоту.

Есть вопросы и к самой физике Большого Взрыва. Почему-то считается, что компактная фаза состояния вещества горячей Вселенной (барионная часть) быстро перешла в протон-электронную смесь и соответствующее антивещество. Есть наблюдательные сомнения в этом заключении. Наблюдаемые компактные состояния представлены не протон-электронной фракцией, а нейтронной и это состояние относительно стабильно, особенно в массовокомпактном варианте, и имеет большую постоянную времени полураспада. Водородная фракция требует весьма разреженного состояния вещества.

И взрывы сверхновых не дают подтверждение физике Большого Взрыва. Ударноволновые процессы во взрывающейся материи всегда оставляют компактный центральный объект, а расширяющаяся часть демонстративно не соответствует изотропной модели распределения материи.

Эти же взрывы сверхновых, тоже своеобразный частичный «распад» нейтронной фракции дает в расширяющейся оболочке совершенно отличный от теоретической модели изотопный состав, сильно перегруженный тяжелыми элементами. А ведь это гораздо меньшие по масштабам Большие Взрывы с гораздо более быстрым «охлаждением». Аналогичная ситуация и с джетами активных галактических ядер. Все это позволяет, по крайней мере, сомневаться в корректности теоретических расчетов.

Сама идея конечности массы расширяющегося вещества, взрывного характера ее расширения, конечного занимаемого им объема в любой момент времени после Взрыва ставит различные части этого вещества в совершенно неравные условия. Лишь для центральной части, то, что должно остаться в компактном состоянии, все более-менее симметрично. Никакой однократный взрывной импульс принципиально не способен дать изотропное пространственное распределение материи, любой открытый взрывной процесс принципиально анизотропен.

Внешняя оболочка в любом случае остывает быстрее внутренних слоев. Для внешних оболочек должна наблюдаться сильная, почти 100%, анизотропия «реликтового» излучения, оно может идти только от внутренних слоев.

Представление, что мы находимся в промежуточном слое и наблюдаем лишь незначительную часть расширения тут же, по крайней мере, на 1-2 порядка, увеличивает «возраст» Большого Взрыва и ставит много безответных вопросов о временном несоответствии и не снимает вопрос анизотропии «реликтового» излучения.

Все это заставляет подозревать, что «Теория Большого Взрыва» является весьма неудачной «подгонкой под ответ», построенной на иллюзорной идеологической базе. Поэтому есть смысл вернуться к первоначальному вопросу – к вопросу «возраста» вещества Вселенной.

Я являюсь всего лишь философом-наблюдателем, а не астрофизиком-профессионалом, поэтому все дальнейшие рассуждения будут носить отвлеченно-философский характер.

Для начала обратимся к аналогиям. Антропологи расширяют возраст человечества до нескольких миллионов лет. Я не антрополог и не собираюсь спорить с ними на эту тему. Но я категорически утверждаю, что нет на Земле ни одного человека с таким возрастом. Другими словами, возраст человечества и возраст конкретного человека – это разные понятия, и по текущему среднему возрасту населения Земного Шара нельзя говорить о среднем возрасте человечества вообще. Такими же разными понятиями являются возраст Вселенной и возраст каждого конкретного ее объекта. Объекты Вселенной рождаются, развиваются, живут и умирают. Соответственно, должно рождаться, развиваться, жить и умирать вещество.

Таким образом, вопрос выбора сценария между теорией Большого Взрыва и альтернативной идеей бесконечной в пространстве-времени Вселенной можно свести к достаточно узкой проблеме «рождения» вещества. Альтернативная идея предполагает, что «Большие Взрывы» происходили и происходят во Вселенной постоянно, в том числе и сейчас и они должны быть наблюдательными фактами.

Для астрофизика найти «средство Макропулос» для Вселенной, несомненно, событие его профессиональной карьеры. Для философа – всего лишь подтверждение неизбежных выводов.

Оно в свойствах вакуумоподобной среды. Является откровенно антинаучной позиция объяснения красного смещения чисто доплеровским эффектом. Необъяснимо странной является позиция, объясняющая первые мгновения Большого Взрыва с использованием законов квантовой физики, в том числе и учитывающих взаимодействия фотона с виртуальными частицами вакуума, но начисто игнорирующей эти же законы при изучении распространения сегодня регистрируемых фотонов. Законы Природы не знают исключений. Не возможным, а обязательным будет взаимодействие фотонов с вакуумоподобной средой с обязательной потерей при этом части энергии. А из лоренцинвариантности свойств вакуумоподобной среды неизбежно следует изотропность нормы потери энергии, то есть нормы красного смещения. Это – одна сторона вопроса.

Другая заключается в неотвратимом действии законов сохранения. Вакуум не может только получать энергию, что было бы их нарушением. Решение заключено в антигравитационных свойствах фазы вакуумоподобной среды с отрицательной плотностью. Любое, достаточно обширное «пустое» пространство обладает антигравитационным полем (энергией). По чисто квантовым закономерностям за счет своей энергии оно будет «рождать» материю. Любая, достаточно взаимно удаленная, виртуальная пара частиц может в ней приобрести энергию «овеществления». Поэтому из «пустоты» к ее краям будут «дуть ветер» космических лучей. Большой взрыв здесь «низводится» до микромасштабов, он «длится и остывает» всего «мгновение», но рождающаяся материя будет гарантированно «моложе» галактической. В силу этого должна наблюдаться существенная «разница в возрасте» между компактной материей галактик и гигантскими межгалактическими водородными облаками. В межгалактическом газе в силу иного способа «Большого Взрыва» гелия должно быть существенно меньше, чем в галактической материи, не более 10%, и то, в основном обусловленном неизбежной взаимной диффузией, а объяснить это в рамках Теории Большого Взрыва практически невозможно. Вселенская повсеместность Больших  МикроВзрывов обусловит обязательную изотропность глобального распределения материи и «реликтового» излучения. Процесс взаимодействия излучения с вакуумоподобной средой (процесс красного смещения) снимает вопрос 109-соотношения.

Философия не против физики Большого взрыва, она отвергает приписываемые ему чудеса.

 

Станислав Кравченко

 

 

Hosted by uCoz