или
Стохастическая Вселенная
В.Е. Кульбеда, независимый исследователь,
Москва, 2000г.-2017г.
1. Вселенная евклидова, безгранична во времени и пространстве и имеет доменную структуру. Сами же домены состоят из иерархических структур низшего порядка. Основные ее составляющие: барионы, лептоны, темная материя, излучение и физический вакуум. Эти составляющие взаимодействуют между собой в разного рода случайных процессах, следствием которых является статистическое равновесие между ними. Физический вакуум есть та интерактивная среда, в которой и протекают эти процессы. Какого -либо единого детерминистского закона эволюции Вселенной в целом не существует. Это - Стохастическая Вселенная.
Однородность и изотропность физического вакуума составляют содержание основной космологической гипотезы.
2. Физический вакуум обладает слабой квадратичной нелинейностью по отношению к электромагнитным волнам. Постоянную Хаббла можно рассматривать как статистическую меру этой нелинейности.
3. Черные дыры- фабрики по переработке материальных составляющих Вселенной.
4. Космологические красное смещение спектров излучения космических объектов и равновесный электромагнитный фон- продукты взаимодействия излучения и физического вакуума. Космологические красное смещение спектров излучения сопровождается космологическим ослаблением интенсивности этого излучения.
Ключевые слова: космология, физический вакуум, нелинейность, параметрические процессы, красное смещение, Сверхновые 1а," растяжение" времени, микроволновый фон, черные дыры, необратимость.
1. Стандартная космология - новая религия?
Космология - раздел астрофизики, изучающий самые общие законы функционирования Вселенной. Современная стандартная космология является крайне привлекательным сплавом неправильно трактуемых наблюдательных данных и недоказанных ( недоказуемых?) гипотез.
Современная космология в высшей степени антропоморфна. Она рассматривает эволюцию Вселенной подобно развитию человека. Был акт рождения - Большой Взрыв (БВ) некоего почти точечного объема, в результате которого образовался сверхплотный сверхвысокотемпературный лептон-кварковый сгусток. Затем последовал бурный рост - инфляционное расширение сгустка, приведшее к увеличению его объема на несколько десятков порядков(не напоминает ли зто бурный рост сказочных героев?). Расширение сопровождалось столь же быстрым уменьшением температуры сгустка. По мере уменьшения температуры кварки объединялись в элементарные частицы - протоны, нейтроны и т. п., образовав сверх плотную высокотемпературную плазму. Дальнейшее расширение Вселенной проходило под контролем сил гравитации. Снижение температуры создало условия для синтеза ядер дейтерия, гелия, лития. Снижение плотности плазмы привело к освобождению запертого в ней электромагнитного излучения. Возраст Вселенной к этой эпохе составил около 380000 лет. Электромагнитное излучение - слепок горячей Вселенной той эпохи - и составляет равновесный субмиллиметровый фон с чернотельным распределением фотонов по энергиям, который наблюдается в нашу эпоху. Этот слепок обнаруживает небольшие неоднородности, зафиксированные экспериментально. Младенческий возраст Вселенной заканчивается началом формирования на этих (квантовых?) неоднородностях под действием сил гравитации звезд первого поколения. В недрах этих звезд возникают термоядерные топки. Идет интенсивная наработка более тяжелых элементов. Бурная эволюция звезд первого поколения и составляет содержание юношеского возраста Вселенной.
Взросление Вселенной продолжается. Рождаются и погибают очередные поколения звезд. Звезды объединяются в галактики, сверхгалактики и т. п.. На фоне расширяющейся Вселенной сами галактики и их структуры удерживаются от разбегания гравитационными силами, генерируемыми невидимым игроком - темной материей, присутствие которого только и обнаруживается по гравитационным эффектам. Именно такую структуру Вселенной мы наблюдаем в доступном нам ее объеме в нашу эпоху. Но уже на сцене появился новый игрок - энергия вакуума (квинтэссенции?). Этот игрок медленно, но неукротимо работает на ускорение расширения Вселенной, на ускорение разбегания галактик и т.п.. Вселенная вступает в период увядания. Наши потомки, если человечество сохранится, увидят почти пустое небо, разве что только со звездами нашей собственной Галактики.
По каждому из бегло очерченных этапов имеются неразрешенные ( не разрешимые?) загадки. Например, что взорвалось?. Игра в большие числа и с мировыми константами приводит к представлениям о планковском и эйнштейновском объемах. При этом эйнштейновскиий объем во много порядков раз меньше планковского. Наша Вселенная демонстрирует причинную связь между событиями, что соответствует ее развитию из эйнштейновского объема. Но, похоже, взорвался более фундаментальный планковский объем. Куда делись остальные его части? Возникает представление о множестве Вселенных. Что явилось причиной упомянутого бурного инфляционного роста Вселенной? Возникает представление о некоем силовом поле. Что это такое и где оно обитало до Взрыва? Откуда взялась энергия вакуума? Это лишь маленькая часть из множества вопросов.
Сторонники стандартной космологии крайне агрессивно воспринимают инакомыслие вплоть до полного удушения своих противников. Вера в недоказуемое и жесткая борьба с инакомыслием не есть ли признаки рождения новой религии?
2.Основания стандартной космологии.
Теоретической основой стандартной космологии являются уравнения общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна с вакуумной составляющей и, вернее, их решения для однородной (по крайней мере, однородной в среднем по достаточно большим объемам) Вселенной.
Экспериментальные основания: 1) наблюдаемый в нашу эпоху равновесный субмиллиметровый электромагнитный фон с температурой 2.73 К и якобы обнаруженное увеличение этой температуры с продвижением в прошлое; 2) наблюдаемое красное смещение спектров излучения удаленных космических объектов, увеличивающееся с ростом расстояния до объектов, якобы экспериментально подтверждающее разбегание галактик.
Все другие соображения, вычисления, оценки связаны с Большим Взрывом не так тесно, как это представляется их авторам.
Уравнения ОТО являются дифференциальными уравнениями для описания локальных состояний Вселенной на энергетическом уровне и не учитывают роль электромагнитных процессов. Применение уравнений ОТО ко Вселенной в целом весьма сомнительно из-за неоднородности структуры Вселенной, которая отчетливо проявляется во всем доступном для наблюдений космическом пространстве (кстати заметим, что в любой точке бесконечной однородной Вселенной сила гравитации равна нулю).
Утверждение, что чернотельное распределение фотонов электромагнитного фона по энергии не может быть объяснено ничем другим, кроме как представлением его как реликта излучения горячей плазмы ранней Вселенной, верно до тех пор, пока Вселенная представляется пространственно ограниченной. Что касается якобы обнаруженного увеличения температуры электромагнитного фона при продвижении в прошлое, то, не вдаваясь в детали, отметим, что в действительности осуществлена попытка измерения при больших значениях красного смещения локальной интенсивности фонового электромагнитного поля в пылевых облаках, подсвечиваемых квазарами, на одной единственной частоте, соответствующей переходу между подуровнями основного состояния атомов нейтрального углерода. Связь этой интенсивности с интенсивностью космологического равновесного электромагнитного фона, да еще в таких сложных объектах, как пылевые облака, крайне проблематична. Особенно, если принять во внимание, что пыль является эффективным преобразователем энергии любого излучения в тепловое излучение. Попытки измерения интенсивности фона на других частотах фактически окончились неудачей. К тому же при трактовке результатов измерений не учтено влияние подсветки источниками вне луча зрения на соответствующий квазар, искажающими населенность изучаемых уровней энергии атомов нейтрального углерода.
Что касается наблюдаемых неоднородностей в электромагнитном фоне, то эти неоднородности, на наш взгляд, являются прямым проявлением взаимодействия между излучением и материей в космологических масштабах и нелинейными свойствами физического вакуума по отношению к электромагнитным волнам.
В прошлом веке предпринимались многочисленные неудачные попытки объяснить красное смещение спектров излучения удаленных космических объектов без привлечения представлений о разбегании галактик. Наиболее плодотворная из этих попыток - гипотеза Ф. Цвикки об "усталом свете" , или о потере энергии фотонами в процессе их распространения в космическом пространстве, была отвергнута, так как не был найден приемлемый механизм этих потерь. Однако в те годы не была известна роль вакуума в процессах во Вселенной. Нами показано, что при учете вакуума такой механизм существует[1,2].
3. Стохастическая Вселенная.
На наш взгляд, основным рациональным зерном стандартной космологии является представление о том, что Вселенная состоит из пяти строительных частей. Это барионы, лептоны, темная материя (?), излучение и физический вакуум (квинтэссенция? ). Но эти составляющие в стандартной космологии считаются законсервированными с начала времен[3]. Наша концепция Вселенной исходит из того, что имеется взаимодействие между различными ее составляющими, приводящее к статистически равновесному состоянию Вселенной в целом. Физический вакуум есть та интерактивная среда, в которой и происходят эти взаимодействия. В этом суть различий между излагаемой концепцией и общепринятыми представлениями о стационарной Вселенной.
Вселенная в целом евклидова и безгранична во времени и в пространстве и имеет доменную (кластерную) структуру, которая на космологически значимых временных интервалах не может рассматриваться как застывшая, постоянная. Домены в свою очередь состоят из иерархических структур низших порядков. В нашем домене такие структуры хорошо регистрируются астрономическими инструментами. Отсутствуют какие-либо детерминистские законы, управляющие эволюцией Вселенной в целом. Это стохастическая Вселенная. На локальном уровне Вселенная евклидова в среднем, что налагает известные требования на соотношение между плотностями энергий вакуума и материи [4] и подтверждается экспериментально [5,6].
Физический вакуум представляет собой однородную и изотропную среду.
Одна из основных наших гипотез: вакуум обладает слабой квадратичной нелинейностью по отношению к электромагнитным волнам. Некоторым оправданием этой гипотезы является тот факт, что вакуум давно уже выступает как действующий агент в квантовой электродинамике (сверхтонкое расщепление линий водорода, аномальный спиновый магнитный момент элементарных частиц и т.п.). Отличие состоит в предполагаемом виде этого взаимодействия: квадратичная нелинейность отвергается квантовой электродинамикой как нарушающая обратимость во времени уравнений динамических процессов (и, заметим, закон сохранения энергии, если не включать в рассмотрение вакуум.). Возникает парадокс: все основные уравнения физики обратимы во времени, а процессы в целом необратимы. Разрешение этого парадокса достигается в рамках нашей гипотезы о нелинейных свойствах вакуума[1].
Электромагнитный фон, измеренный в околоземном пространстве, имеет твердотельный характер распределения интенсивности по частотам в ограниченном диапазоне длин волн. На крыльях распределения имеет место значительное превышение интенсивности фона над ее твердотельной составляющей[7,8]. В рамках нашей концепции электромагнитный фон является следствием красного смещения спектров излучения все более удаленных объектов бесконечной Вселенной и взаимодействия этого излучения с физическим вакуумом(нагревания физического вакуума излучением).
Космологическое красное смещение спектров излучения объектов и ослабление излучения обусловлены нелинейными процессами коллективного взаимодействия волн, принадлежащих спектру излучения, и волн электромагнитного фона через поляризацию вакуума. Именно, в среде со слабой квадратичной нелинейностью возможны стохастические трехволновые параметрические процессы, в результате которых происходит перекачка энергии от волн высоких частот к волнам более низких частот спектра и к электромагнитному фону[1,2]. Этот механизм приводит к экспоненциальной зависимости красного смещения от пройденного волнами излучения расстояния. Наш анализ данных по Сверхновым 1а, зарегистрированным спутниковой обсерваторией Hubble, показывает, что в статистическом плане зависимость звездных величин Сверхновых 1а от красного смещения их спектров несколько лучше соответствует именно экспоненциальному закону изменения красного смещения от расстояний к звездам по сравнению с предлагаемым законом в стандартной космологии [2]. Более того, было выявлено также космологическое ослабление излучения с пройденным расстоянием, что хорошо согласуется с волновой теорией красного смещения. Так проявляется естественный механизм нагревания вакуума. Естественное место в волновой теории занимает и наблюдаемый холодный хаббловский поток, поскольку механизм красного смещения определяется только нелинейными свойствами вакуума и действует во всех пространственных областях. Так называемый эффект "замедления времени" в наблюдаемых взрывах Сверхновых 1а рассматривается в стандартной космологии как фильтр для отсеивания сторонних гипотез. В действительности, как нами было показано, этот эффект создает трудности именно для стандартной космологии. Этот эффект целиком определяется масштабированием спектров излучений звезд из-за красного смещения и не оставляет места для других механизмов (изменение хода времени при продвижении в прошлое и т.п.)[2]. К стати, нами показано, что зависимости звездных величин Сверхновых 1а от красного смещения их спектров, полученные в рамках стандартной космологии и в представлении о экспоненциальной зависимости красного смещения от пройденного волнами излучения расстояния, совпадают в пределах ошибок измерений во всем доступном для измерений диапазоне красных смещений. Не в этом ли причина "согласия" этих измерений со стандартной космологией? Только статистическая обработка большого объема данных позволяет выявить некоторые преимущества предложенного нами подхода.
Важное место в нашей концепции занимает вопрос о круговороте материи во Вселенной. Как представляется, ключевую роль в этих процессах играют черные дыры и, возможно, нейтронные звезды. Именно, черные дыры являются фабриками по переработке материальных составляющих Вселенной( и излучения). По-видимому, предполагаемое современной астрофизикой испарение с поверхности черных дыр и состоит из легких фракций (водород, дейтерий, гелий ). Испарение более тяжелых элементов энергетически слишком затратно. Эти элементы нарабатываются звездами, как это предполагается и стандартной космологией. Внутри черных дыр идет эффективная переработка материи в элементы физического вакуума, которые свободно покидают пространство, занятое черной дырой. Другим возможным каналом образования легких элементов могут быть своего рода туннельные эффекты, если предположить существование потенциального барьера, разделяющего вакуум и материальный мир.
Множество других вопросов, которые неизбежно возникнут при дальнейшей разработке нашей концепции, по нашему глубокому убеждению, будут носить естественно - научный характер и не потребуют обильного порождения новых сущностей, как это наблюдается в стандартной космологии. Как представляется, главными из них являются вопросы о природе физического вакуума и гравитации.
Литература.
1. В.Е. Кульбеда. Нелинейность физического вакуума, красное смещение спектров излучения и необратимость процессов в природе,2015г.июнь, 27 http://www.newtheory.ru/astronomy.
2. В. Е. Кульбеда. Эффект "растяжения времени" (time dilation) при наблюдении Сверхновых 1а и космологическое красное смещение спектров излучений удаленных космических объектов , 2015г.,июнь,27
http://www.newtheory.ru/astronomy
3. А. Д. Чернин. 2008, УФН,178,3,267.
4. В.Е. Кульбеда. Размер Вселенной и соотношение между космологическими параметрами в двухпараметрической модели ее эволюции.2016г., декабрь,12
http://www.newtheory.ru/astronomy.
5. ( Planck collaborations.). Planck 2013 results, Cosmological parameters. A@A 2014, 571, A16 .
6. Hinshaw G. et al. (WMAP collaborations). 2009, ApJS, 180, 225
7. Fixen D.J. 1998, ApJ, 508,123.
8. Richard C. Henry. 1999,ApJ,516,L49-L52
- Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать
