Космология/Исследовательская работа/Великое воссоединение
|
Авторская работа Автор: Уколов Генрих Павлович Работа не имеет рецензии.
|
|
Этот раздел содержит гипотетические предположения, которые на данный момент не имеют подтверждения или не признаны научным сообществом. |
Аннотация
[править]...
Введение
[править]Большинство космологических теорий базируются на гипотезе одноразового появления Вселенной или Вселенной периодически возникающей и исчезающей. К такой периодически возникающей и исчезающей Вселенной относится гипотеза пульсирующей Вселенной, которая периодически то возникает, то исчезает. В дополнение к вышеуказанной модели предлагается более подробное изложение процесса возникновения и развития Вселенной. Очередность расширения и сжатия Вселенной снимает вопрос о величине массы, в смысле ее соответствия критической массе. Если это очередное расширение, следовательно ее масса больше критической. К тому же очередность расширения снимает покров таинственности с Темной материи и энергии. Остаются два вопроса, которыми озадачены многие ученные:
- возможно ли появление вселенной из сингулярного состояния
- почему ее расширение происходит с ускорением
В рамках Общей теории относительности Вселенная возникла из некоего "сингулярного состояния" в результате Большего взрыва.
Сингулярность состояния предполагает то, что Вселенная была сосредоточена в нулевом объеме с бесконечной плотностью, температурой и остановившимся временем. У меня имеются некоторые возражения против возможности взрыва из этого, так называемого, "сингулярного состояния".
Закон Хаббла и его интерпретации
[править]Э.Хабблом были проведены исследования галактик на самом крупном телескопе, объединенном со спектрометром. Направляя телескоп на галактики, он обнаружил, что в каждом случае спектр был обычным, но весь как целое сдвинут к красному концу спектра. Единственным объяснением (интерпретацией) этого явления можно было предположить , что это хорошо выраженный эффект Доплера, обусловленный движением галактик с большой скоростью. Исследуя это явление, он сделал два открытия:
- Во-первых, он обнаружил, что все галактики удаляются он нас и ни одна не приближается, хотя наблюдению подверглись многие.
- Во-вторых, он определил, что скорости галактик росли пропорционально расстоянию, то есть чем дальше галактики друг от друга, тем с большей скоростью они разбегаются. В то время, как некоторые из более близких галактик движутся "медленнее", другие, находясь на расстоянии десять миллионов световых лет несутся со скоростью 1600 км/с, а на глубине 350 миллионов световых лет одно из галактик имела столь большой эффект Доплеровского смещения, что должна улетать со скоростью 60000 км/с.
Из этого распределения скоростей можно сделать вывод, что впереди есть что-то такое, что притягивает галактики и чем галактики ближе к этому "что-то", тем большую скорость они приобретают. Это предположение вполне согласуется с положением о существовании темной материи и энергии, которые являются верхней частью Вселенной (далее условно названа мантией), отделившееся от внутренней части ядра во время Большого Взрыва. Интерпретируя разбегание галактик с ускорением, одна из теорий выдвинула предположение, что свет, проходя через межзвездную среду, теряет часть энергии. Свет, теряющий энергию, сдвигается к красному концу спектра. Однако, у этой теории были некоторые трудности с тем, что рассеяние света атомами сильно зависит от длинны световой волны. Эффект должен был возрастать на синем конце спектра, а этого не происходит.
Большой Взрыв
[править]Большой Взрыв - это космологическая теория начала расширения Вселенной, перед которым она находилась в сингулярном состоянии. Данная теория рассматривается в купе с теорией горячей вселенной. По современным представлениям наша вселенная возникла в пределах 13-18 млрд лет назад из некой компактной области и продолжает расширяться. Эта компактная область ограничена Планковской температурой 10^32К и плотностью энергии 10^93г/см³. Через 10^(-35)с наступила так называемая Планковская эпоха фазового перехода, вызванного экспоненциальным расширением вселенной. В течение этого перехода Вселенная проходит путь от кварко-глюонного плазменного состояния до асимметричных образований как материи, так и антиматерии. В процессе этих образований произошла аннигиляция этих видов материй. После аннигиляции остались только частицы материи, откуда и произошла наша Вселенная. Экстраполяция наблюдаемого расширения назад во времени в рамках теории относительности приводит к бесконечной плотности, температуры и остановки времени в прошлом. Дальнейшая же эволюция Большого Взрыва зависит от экспериментально измеряемого параметра - средней плотности вещества в современной Вселенной. Если плотность вещества не превосходит некоторую критическую плотность, Вселенная будет расширяться вечно. При плотности вещества Вселенной, превосходящей критическую, Вселенную ожидает сжатие. В 1922г советский математик нашел нестационарные решения гравитационного уравнения Энштейна и предсказал расширение Вселенной (нестационарная космологическая модель, известная как решение Фридмана). Если экстраполировать эту ситуацию в прошлое, то придется заключить, что в самом начале вся материя Вселенной была сосредоточена в некой компактной области, из которой Вселенная и начала свой разлет. Поскольку во Вселенной очень часто происходят процессы взрывного характера, то у Фридмана возникло предположение, что в самом начале ее развития лежит взрывной процесс - Большой взрыв. Хотя предположение возникновения Вселенной из некой компактной области можно было сделать исходя из закона Всемирного Тяготения, еще во времена И.Ньютона.
Темная энергия
[править]Темная энергия проявила себя в обнаруженном нарушении закона Хаббла: Вселенная расширяется с ускорением, а не с замедлением. На основании наблюдений, свидетельствующих об ускоренном расширении Вселенной было постулировано существование неизвестного вида энергии с отрицательным давлением. Эту энергию назвали темной. Решить проблемы недостатков горячей Вселенной невозможно без энергии, взятой извне. Для этого была придумана инфляционная модель Вселенной, в которой вакуум раздувается (инфляция) в виде пузыря, и, быстро расширяясь и охлаждаясь, превращает потенциальную энергию вакуума и кинетическую энергию частиц и излучений. Часть (причем большая) потенциальной энергии распространилась во Вселенной, в виде темной энергии. Другая часть превратилась в кинетическую энергию частиц и излучений, которая опять разделилась на две части. Одна из них способствовала началу стандартного Большого Взрыва, а другая (большая часть) распространилась во Вселенной в виде темной или скрытой материи.
Возражения
[править]Возражения против Большего взрыва из сингулярного состояния.
- Возражение первое - остановившееся время и бесконечная температура исключают возможность протекания любых физических процессов, а Большой взрыв - это физический процесс.
- Возражение второе - если плотность Вселенной сосредоточенной в "нулевом объеме" равна бесконечности, то и гравитационная сила сжавшая ее до такой плотности, будет равна бесконечности, что так же исключает возможность взрыва в этой сингулярной точке.
Условия способствующие возникновению взрыва
[править]- температура и плотность должны иметь определенную величину, а время течь.
- довзрывная Вселенная должна иметь конечный размер.
Взрыв и расширение Вселенной
[править]При соблюдении условия способствующих возникновению взрыва, в конечной, довзрывной Вселенной, произойдут физические процессы, "спровоцировавшие" Большой взрыв.
В результате взрыва, бОльшая часть Вселенной (назовем её "Мантией") отделилась от внутренней части (назовем её "Ядро"). Мантия образовала Темную материю, которая проявляется только в виде гравитации, а Ядро, составляет оставшуюся часть Вселенной, в которой мы живем.
Мантия, расширяясь, удаляется с замедлением, а Ядро, в результате гравитационного взаимодействия между Ядром и Мантией, расширяется с ускорением и догоняет ее. Именно воздействие гравитационного поля Мантии на Ядро и обуславливает разбегание галактик в нашей части Вселенной с ускорением. Что и объясняет закон разбегания галактик, открытого в 1929г, Э. Хабблом.
Воссоединение и сжатие Вселенной
[править]Ускоренное расширения Ядра и замедленное расширение Мантии, приведет к соединению обеих частей Вселенной и начнется всеобщее замедленное расширение, которое впоследствии сменится сжатием.