Большой взрыв
[вернуться к содержанию сайта]
Большой взрыв
Современная космология основана на стандартной модели, согласно которой Вселенная возникла в результате Большого взрыва, следы которого мы наблюдаем в форме красного смещения у галактик и реликтового излучения с температурой около 3 К. А между тем всё больше учёных начинает сомневаться в обоснованности этой модели. Так, в 2004 г. в журнале "New scientist" (см. www.btr.nnov.ru) было опубликовано письмо, подписанное несколькими десятками физиков и астрофизиков, назвавших стандартную модель глубоко ошибочной и безосновательной.
Начать с того, что гипотеза Большого взрыва, как отмечали ещё Эйнштейн и Циолковский, эстетически не привлекательна, ибо вводит начало мира, неоднородность во времени. Именно эстетические соображения о красоте и простоте мира привели учёных к космологическому принципу: Вселенная однородна и изотропна в пространстве, то есть во Вселенной отсутствуют избранные точки, направления и центр. Поэтому космологический принцип называют ещё обобщённым принципом Коперника, который лишил Землю статуса центра мира. Но если учесть тесную связь пространства и времени, то Вселенная должна быть так же однородна и во времени - она должна существовать вечно, не имея границ, начал и концов в пространстве-времени. И тогда, выходит, не было никакого Большого взрыва, породившего Вселенную. Примечательно, что об этом говорил ещё Циолковский, бывший ярым противником теории расширяющейся Вселенной и Большого взрыва. Он говорил, что эта гипотеза развращает ум учёных, обращая рациональную, материалистическую науку к мистике, к религии, к библейским мифам о начале и сотворении мира. Не зря давно было замечено, что из гипотезы Большого взрыва выглядывают уши Ватикана.
Кроме чисто эстетических и рациональных соображений против гипотезы Большого взрыва и расширяющейся Вселенной говорят и конкретные факты. Начать с того, что возраст Вселенной оценивают в 15 миллиардов лет, а между тем многие звёзды и звёздные скопления имеют почти такой же или даже больший возраст ("Некоторые вопросы физики космоса", М., 1974). Поскольку процесс звездообразования продолжается - звёзды постоянно рождаются и умирают, - то вероятность застать Вселенную в возрасте порядка срока жизни звезды столь же ничтожна, как застать популяцию каких-либо животных, существующую всего одно-два поколения. Ещё одна проблема - это недостаток плотности вещества Вселенной: дабы объяснить нынешнюю скорость расширения, приходится искусственно вводить много ненаблюдаемой тёмной материи и энергии. Возникли проблемы и при объяснении того, почему Вселенная с огромной точностью плоская. Другая проблема - это упомянутая высокая однородность распределения во Вселенной вещества и реликтового излучения. Если учесть огромные перепады давлений и плотностей, имевшихся на момент Большого взрыва, и конечную скорость распространения сигналов, то Вселенная попросту бы не успела прийти в однородное состояние за истекшие 15 миллиардов лет. Это и многое другое приводит к выводу, что Вселенная существует много дольше, а вероятней всего - вечно.
Именно с такой гипотезой о вечной, стационарной, неизменной во времени Вселенной выступали в прошлом веке многие астрономы, и особенно Фред Хойл (см. У. Корлисс "Загадки Вселенной"). Теперь открылись новые аргументы в пользу этой забытой гипотезы, позволяющие её реабилитировать. Так, легко устранить основную трудность теории стационарной Вселенной - объяснить красное смещение галактик. В теории стационарной Вселенной было бы естественней всего положить, что если Вселенная в целом не меняется, то она и не расширяется - галактики не разбегаются. Как же тогда объяснить красное смещение в их спектрах. Решение предложили ещё 80 лет назад А.А.Белопольский и К.Э.Циолковский, которые считали, что наблюдаемое красное смещение вызвано не доплеровским эффектом от удаления галактик, а неким иным эффектом - эффектом старения света, по которому свет галактик по мере движения наращивает длину волны.
Этот эффект был чисто теоретически предсказан и обоснован ровно сто лет назад, в 1908 г., Вальтером Ритцем на базе созданной им баллистической теории. Согласно ей скорость света c векторно слагается со скоростью его источника v по классическому закону c+v, совсем как скорость вылета снаряда складывается со скоростью движения выстрелившего его орудия (баллистический принцип). Благодаря этому свет, испущенный ускоренно движущимся от наблюдателя источником, будет в каждый последующий момент иметь всё меньшую скорость. Соответственно задние фронты световых волн будут всё больше отставать от передних. То есть длина волны света будет увеличиваться пропорционально ускорению a и пройденному светом пути L: λ'=λ(1+aL/c2). Это и есть эффект Ритца, естественно приводящий к закону Хаббла λ'=λ(1+HL/c), если положить постоянную Хаббла H равной a/c. Ускорение a звёзд в галактиках связано с их обращением вокруг центров галактик и для всех галактик имеет один порядок величины a=V2/R≈20 (км/с)2/пк. В видимой части галактик это ускорение направлено от нас, и свет должен именно краснеть. Получаемое на основе эффекта Ритца значение постоянной Хаббла H=a/c весьма близко к реальному (70 км/с/Мпк), тогда как стандартная модель не только не может предсказать значение постоянной Хаббла, но и вообще не даёт способа теоретической её оценки. (см. более подробно в статье "Ключ к загадкам космоса" // "Инженер", 2006, №3 и "Космос русского Аристарха" // "История науки и техники", 2007, №1)
Также трактовка красного смещения в рамках эффекта Ритца решает многие парадоксы красного смещения, неразрешимые для стандартной модели. Так, известны примеры парных, физически связанных объектов - галактик и квазаров с красными смещениями, отличающимися в несколько раз, что по закону Хаббла заставляет разносить их друг от друга на большое расстояние, исключающее связь. Зато по теории Ритца близкие, связанные объекты вполне могут иметь сильно разнящиеся красные смещения, если они разного типа. Ведь в эффекте Ритца красное смещение задаётся не только удалённостью объекта, но и его вращательным ускорением a. Это же решает и парадокс квазаров, которые по сильному красному смещению относят на гигантские расстояния, что ведёт к их огромным размерам и светимостям, не согласующимся с быстрыми колебаниями яркости. А из эффекта Ритца квазары - это весьма компактные объекты, которые, даже находясь сравнительно близко, могут иметь огромные красные смещения. Объясняет эффект Ритца и то, как объект может иметь на разных длинах волн различное красное смещение. Если излучение разных диапазонов идёт с разных глубин, где ускорения различны, то разным будет и красное смещение.
Наконец, проблемным для теории стационарной Вселенной долгое время казалось и реликтовое излучение - микроволновое фоновое излучение пространства аналогичное излучению чёрного тела с температурой в 3 К. По стандартной космологической модели - это следы излучения некогда горячей Вселенной, остывшей в процессе расширения. Но фоновое излучение можно объяснить и много проще. В стационарной модели Вселенной его естественней считать равновесным излучением межзвёздного газа и пыли, рассеянными в космосе. Об этом говорит уже планковский спектр этого излучения. Любой сферический объём газа постоянно пронизывает излучение миллиардов галактик - газ поглощает мощность SkWR (S - сечение шарика газа, k - концентрация галактик, W - средняя мощность излучения галактик, R=12·1025 м - радиус наблюдаемой Вселенной). Газ разогревается и излучает мощность 4SσT4. Температуру T, до которой разогрет и на которой излучает газ, легко найти из баланса приходящей и теряемой за счёт излучения энергии: T4=kWR/4σ=3Wn/16σπR2. Здесь n=1011 – число галактик в наблюдаемой части Вселенной, откуда T=2,9 K, что близко к реальной температуре реликтового, или правильней сказать, фонового излучения T=2,7 K (см. более подробно в статье "Циолковский и новая космология" // "Инженер", 2007, №9). Таким образом, реликтовое, а точнее микроволновое фоновое излучение легко объясняется равновесным излучением межзвёздного газа, что позволяет теоретически найти его температуру T и объяснить его высокую однородность.
Итак, именно модель стационарной Вселенной, а отнюдь не Большого взрыва, позволяет наиболее просто, красиво и естественно объяснить все космологические эффекты, теоретически получить значения космологических констант - постоянной Хаббла и температуры микроволнового фонового излучения. Как следует из упомянутой выше статьи из "New scientist", в рамках модели стационарной Вселенной удаётся гораздо лучше объяснить распространённость лёгких элементов и многое другое. Что же удерживает учёных от принятия этой перспективной модели? Оказывается, привычка. Стандартная космологическая модель столь прочно вошла в учебники и умы, что выкорчевать её оттуда непросто. Как отмечено в статье, любые попытки опубликовать данные, противоречащие принятой модели, работы, критикующие её, пресекаются, поскольку редакторами большинства научных изданий состоят сторонники стандартной модели Большого взрыва. Фактически всё противоречащее принятой модели находится под негласным запретом и попадает в запрещённый список. Всё это очень напоминает времена, когда так же боролись две другие космологии - официальная геоцентрическая космология, поддерживаемая духовенством и подкреплённая авторитетом Аристотеля и его механикой, и запрещённое гелиоцентрическое учение Коперника, поддерживаемое непризнанной механикой Галилея. Теперь всё так же - изменились лишь имена - вместо Аристотеля и его механики - Эйнштейн с его теорией относительности, отвергающей механику Галилея и Ритца. Вместо Коперника - Белопольский, Циолковский, Хойл. Вместо официальной церкви - официальная наука.
Дата установки: 15.04.2008
[вернуться к содержанию сайта]
ниже см. doc-версию доклада и файл с его презентацией
