|
Скажите мне капитан, а не хотели бы Вы сегодня
ночью разгромить заведение Денвера Дика
(О. Генри)
Аннотация
Рассмотрены истоки проблемы «нулевых бесконечностей» в гипотезе Большого Взрыва и сделан вывод, что корректную модель Вселенной можно построить, только дополнительно включив в неё пространство с отрицательной кривизной. Предложена дедуктивная структурно-сингулярная модель эволюции Вселенной, логическая схема которой включает положения:
клиффордо-шиповское: изменения кривизны пространства и есть то, что реально происходит в явлении, которое мы называем движением материи, будь она весомая или эфирная, в физическом мире не происходит ничего, кроме таких изменений;
хокинговско-пенроузское: в начальном состоянии должны были существовать малые квантовые флуктуации кривизны пространства;
марковское: флуктуации кривизны пространства на планковском масштабе сопровождаются рождением частиц вещества - “максимонов”;
эйнштейновское: масса искривляет пространство, гравитация есть отражение кривизны пространства;
фридмановское: пространство может иметь как положительную, так и отрицательную кривизну; сахаровское: пространство в момент образования кривизны приобретает «метрическую упругость», то есть становится упругим;
хокинговское: при коллапсе звезд (образовании “черных дыр”) материя в принципе может попасть в другое пространство, существуют “белые дыры”, через которые материя может попадать в наше пространство из другого пространства; галиулин-смутовское: пространство нашей Вселенной структурировано.
“Плоское” пространство испытывает малые возмущения (флуктуации) кривизны в квантовом режиме, вблизи области планковского масштаба. Наличие действия пространства-времени приводит к возникновению метрической упругости, обобщенной силы, препятствующей искривлению пространства и возвращающей кривизну в исходное состояние. Если величина флуктуации достигает масштаба Планка, скачкообразно происходит необратимый квантовый процесс - рождается “максимон”, частица космической пыли. Рост концентрации космической пыли ведет к её аккреции, к формированию планет, звезд. Появление массивного тела искривляет пространство вокруг себя, этому противится возникающая упругость, как следствие на определенных расстояниях от центрального тела (по правилу Тициуса-Боде) происходят разрывы пространства в виде сфер (в математическом выражении разрывы функции, сингулярности), образуются потенциальные места будущих орбит планет. Отсутствие (разрыв) кривизны на этих сферах определяет возможность рождения здесь “максимонов”, то есть космической пыли, аккреция которой приводит к образованию планет. Рост массы звезды определяет возможность её коллапса (образования черной дыры) и квантового перехода вещества в пространство с отрицательной кривизной. В связи с упругостью последнего это действие будет сопровождаться актом “выталкивания” вещества через “белые дыры” в пространство с положительной кривизной - участки его разрыва, то есть сингулярные элементы: в центрах массивных тел (отсутствие притяжения указывает на отсутствие здесь кривизны) и сферах (орбитах) вокруг них. Этот механизмом кругооборота вещества и роста массы небесных тел становится моделью бесконечной эволюции Вселенной.
Проверяемым (или фальсифицирующим) следствием модели, как и для гипотезы Большого Взрыва, является выявление возникновения фонового, так называемого «реликтового» излучения на орбите Земли.
Введение
Конец 90-х годов прошлого века в космологии ознаменовался открытием явления расширения Вселенной с ускорением. Факта, кардинальным образом входящего в противоречие с гипотезой Большого Взрыва. Казалось бы, это должно было поставить вопрос о справедливости последней. Тем более что природа Большого Взрыва до сих пор остаётся большой загадкой, «выпадает» из современной физики. Обсуждая состояние проверки теории относительности космическими исследованиями, В.Л. Гинзбург еще в 1967 г. писал, что проверка любой теории асимметрична, даже один противоречащий теории результат легко может её опровергнуть, в то время как согласие теории с теми или иными опытными данными ещё не является её доказательством [7]. Космологи не подчинились этому методологическому требованию, и оказалось, что существует физика (физика в сингулярности, в «нулевой бесконечности»), в которой физические законы не действуют. С. Хокинг [38] подчеркивает, что законы физики должны быть справедливы всегда, включая начало Вселенной. Гипотеза же Большого Взрыва как теория не делает предсказаний, так как нет начальных условий, она не может объяснить, почему Вселенная однородна и изотропна, почему расширяется со скоростью, почти точно совпадающей с критической скоростью, позволяющей избежать обратного коллапса.
Решающий факт, поддерживающий гипотезу Большого Взрыва – так называемое космическое «реликтовое» излучение (космическое микроволновое излучение). Но это при условии, что «реликтовое» излучение по своей природе действительно является реликтовым, остаточным.
В статьях Дж.К. Мазера [20], М.В. Сажина [28], Дж.Ф. Смута III [31] обобщены результаты интенсивных исследований космического микроволнового излучения за последние 15-20 лет. Даже если не учитывать того, что многие проблемы «реликтового» излучения остались не решенными, например, такие как несоответствие стандартной космологической модели наблюдениям анизотропии и поляризации реликтового излучения [28], вызывает сомнения методика интерпретации полученных данных. Оказалось, что высокую степень изотропии и однородности излучения, ключевое свидетельство в пользу Большого Взрыва, было получено после того, как громадная информация была отфильтрована, скорректирована в соответствии с принятой космологической парадигмой. Малые отклонения от изотропии были получены именно фильтрацией информации. Источники излучения “переднего плана”, противоречащие ей, были просто исключены, отброшены, усреднены. Чрезвычайно важный факт концентрации микроволнового излучения в области вблизи плоскости нашей галактики объявлен “осью зла” и, как и излучение пылевых зон, “запертых в орбитальных резонансах” с планетами солнечной системы, как и наличие корреляции между излучением и областями концентрации пыли, не принято во внимание при построении модели Вселенной. Но именно эти факты являются решающими в фальсификации гипотезы Большого Взрыва и согласуются с предложенной ниже космологической моделью.
Ученые, спасая положение, возникшее в космологии в связи с выявлением ускоренного расширения Вселенной, специально для этого случая ввели дополнительное понятие «темной энергии». Но снова «природа темной энергии остается загадкой». Л. Смолин [30] констатирует, что «темная энергия» не объясняется в терминах любой из существующих теорий. Показательно, что формулировки понятий «темная энергия» и использованного в физике век назад «эфира» не отличаются - это нечто неизвестное, некая субстанция, новый вид энергии/материи, заполняющий всю Вселенную.
Судя из обзора А.Д. Чернина [40], космологи стали утверждать, что есть не только всемирное тяготение, но и всемирное антитяготение (отталкивание), причем преобладающее над тяготением и создаваемое «темной энергией», не известной ранее формой энергии/массы (гипотетическая особого рода непрерывная среда). Если в такую среду поместить две материальные частицы (например, два атома водорода), физический вакуум преодолевает их взаимное тяготение и заставляет удаляться друг от друга с ускорением. Но при этом вводится дополнительное условие на соотношение между массами частиц и расстояниями между ними, создающее новую проблему, так как в этой искусственной ситуации будет действовать механизм или тяготения, или антитяготения. Для условий, кода «первоначальная линейная стадия гравитационной неустойчивости должна завершиться по крайней мере не позднее того момента, когда во Вселенной как целом начинает преобладать антитяготение темной энергии” [40, с. 284]), образование нашей Вселенной выглядит случайностью.
Одновременно с этим, космологическая литература наполнена описаниями явлений в нашей Вселенной, подобными, например, следующему. В центре галактики находится потенциальная яма, в которую стекает огромное количество вещества. Постепенно из него возникают звёздные скопления, образующие яркие галактические ядра. Когда эти скопления коллапсируют, образуется чёрная дыра. Как видим в данном случае причиной образования и эволюции объектов Вселенной является уже гравитационное притяжение. Оценка соотношений между дискретными массами и их расстояниями даже не ставится.
Это реальное состояние космологии. Имеем модели Вселенной, в которых звезды и галактики образуются из вещества под влиянием сил гравитационного притяжения, и одновременно тоже вещество разлетается с ускорением под действием сил гравитационного отталкивания. Эти силы действуют одновременно и в одной точке пространства – модель логически крайне противоречивая, она объединяет не совместимые понятия (явления).
Эти положения фактически подтверждаются обширными обзорами актуальных проблем космологии, приведенными в статьях [3, 6, 8-10, 17-19, 23-25, 27, 30, 32, 36, 38-41], имеющими дискуссионный характер. Общепринятой модели Вселенной нет, гипотезы одних ученых отрицаются другими, предлагающими свои модели. Например, А.В. Маршаков [23] особо отмечая, что квантовой теории поля присущи непреодолимые внутренние проблемы, что большинство научных направлений является практически тупиковыми, одновременно указывает, что внутри альтернативной им теории струн положение пока более чем далеко от совершенства. Современное состояние квантовой гравитации Г.Е. Горелик [9] оценил как «кладбище» физико-математических конструкций и сравнил их с заброшенными «кладбищами» проектов вечного двигателя и гидродинамических теорий эфира. Темная энергия, темная материя не установлены, физическая природа их неизвестна. Строго говоря, установлены определенные эффекты (ускоренное расширение Вселенной, повышенная орбитальная скорость в гало галактик), которые интерпретируются как проявления темной энергии и темной материи, но допускают и другие объяснения.
Нужна новая идея, новая модель Вселенной. Это вывод Л. Смолина [30], сделавшего детальный обзор и анализ существующих космологических гипотез. Заключение Л. Смолина [30] одно: последние 30 лет характеризуются кризисом в физике. В области пространства-времени нет успешных гипотез (рассмотрены теория твисторов, причинные ряды, супергравитация, динамическая триангуляция, петлевая квантовая гравитация, теория струн, инфляция). Главный недостаток этих гипотез – они, при бесконечно большом количестве версий (порядка 10500), не делают проверяемых предсказаний, они и не верифицируемые, и не фальсифицируемые. Близкие взгляды на теорию струн, инфляцию – наиболее популярные в настоящее время гипотезы, высказывает С. Хокинг [38].
Истоки проблемы «бесконечностей» в гипотезе Большого Взрыва
Причиной безвыходной ситуации, в которой находится гипотеза Большого Взрыва, является по нашему мнению формальное отношение исследователей к исходным позициям общей теории относительности (ОТО). С введением А. Эйнштейном в свои формулы преобразований Х.А. Лоренца, при скорости движения тела (v) равной скорость света (c) появилась не только нулевая длина, но и бесконечно большая масса (по выражению Р. Пенроуза «нулевая бесконечность» в точке, получившей название «сингулярной»). Более того, при v > c длина тела, масса выражаются уже мнимыми величинами, откуда делается вывод, что скорость света нельзя достигнуть и превысить, скорость света предельная. Вывод, сделанный А. Эйнштейном, является основой существующих космологических моделей и, как оказалось, основой проблемообразующей – из принципов ОТО вытекает, что в прошлом Вселенной должна была существовать сингулярность, где законы физики нарушаются и в результате ОТО не может предсказать эволюцию Вселенной [38]. По замечанию Дж.А. Уиллера, появление сингулярностей в ОТО явилось “величайшим кризисом в истории физики” (ссылка заимствована у [8]).
В.Г. Турышев [32] подчеркивает, что, несмотря на выдающиеся успехи ОТО, в ней существует несколько проблемных направлений, которые включают в себя появление пространственно-временных сингулярностей и невозможность классического описания физических процессов в очень сильных гравитационных полях. Решением целого круга таких проблем могло бы стать квантование гравитации. Но к настоящему времени такая законченная и самосогласованная теория неизвестна.
Это положение подтверждают в своем обширном обзоре В.А. Рубаков, П.Г Тиняков [27]. Многочисленные варианты модифицированной теории гравитации наполнены «духами», «тахионами», сингулярностями, патологиями. Авторы делают заключение, что сегодня неизвестно никакого способа устранения этих проблем и довольно маловероятно, что эту теорию можно сделать свободной от патологий и феноменологически приемлемой.
Современное состояние решения космологической сингулярности освещено также в недавнем сообщении И.М. Халатникова, А.Ю. Каменщика [36]. Авторы указывают, что названная проблема выделялась как одна из наиболее важных задач в теоретической физике еще много лет назад Л.Д. Ландау и широко исследовалась в течение последних 50 лет. Но, не смотря на то, что для нее были получены многие важные результаты, она все ещё сохраняет некоторую интригу. Важными результатами стало, главным образом, открытие новых типов космологических сингулярностей, новых свойств космологической динамики в окрестности сингулярности. Но оказалось, что по причине того, что вблизи сингулярности (вблизи масштаба Планка) описание пространственного континуума и основанной на пространстве-времени (квантовой) теории поля нарушается, описание должно быть заменено гораздо более абстрактным описанием в терминах алгебр Ли. На основе последнего рядом авторов объявлено об открытии новой программы развития квантовой гравитации и космологии.
На наш взгляд это указывает на то, что физики в качестве дальнейшего развития космологии намерены сконструировать очередные 10500 моделей Вселенной. Правда, некоторую надежду на то, что ученые перейдут, наконец, от формального, «математического» периода развития космологии [30] к «физическому», дает их переход от «Большого взрыва и хруста» к режиму «Большого торможения».
Показательна следующая ситуация. Еще в середине прошлого века Р. Пенроуз писал, что наличие сингулярности является серьезной проблемой при анализе физических процессов во внутренней области (за горизонтом событий) черной дыры. Тридцать лет спустя, чтобы хоть как-то разрешить эту проблему он ввел «принцип космической цензуры»: возникновение настоящих физических сингулярностей в пространстве-времени, которые достигают нулевой бесконечности, не должны допускаться [38]. Но тогда, констатирует Р. Пенроуз, неизбежно локально появляется отрицательная энергия (или нарушаются уравнения Эйнштейна). Близкие требования «отсутствия духов», необходимости «избавиться от тахионов» имеются и в теории струн [23]. Чтобы избежать появления тахионов, духов, сингулярностей в модифицированной на больших расстояниях гравитации В.А. Рубаков, П.Г. Тиняков [27], как и многие другие исследователи, регулярно вводят в теоретические построения искусственные ограничения или производят «подходящий выбор параметров». Даже при использовании разрывной функции исследователи используют «правило обхода сингулярностей при интегрировании ядра функции Грина» или сглаживания «путем усреднения по времени между последовательными сингулярными пиками» [3]. На основе такой «недопустимости» сингулярностей С.С. Герштейн и др. [6] осуществляют формально-логическое обоснование гипотезы «самоограничения гравитационного поля» и таким образом решают проблему возникновения сингулярностей в моделях эволюции Вселенной.
Как видим, проблема сингулярностей, указанная еще А. Эйнштейном, сохраняется и в настоящее время. Если же появление сингулярности «запретить», то появляется отрицательная энергия (или масса, длина), которая воспринимается также как недопустимое положение. Но почему существование отрицательной энергии (массы, длины) является недопустимым? Потому что она не допустима в нашем пространстве – пространстве с положительной кривизной. Да, это так, и сингулярная точка оказывается тупиковой. Но это до тех пор, пока принимается, что пространство с положительной кривизной единственное. Если же признать, что пространство с отрицательной кривизной также реально, тогда для рассматриваемой ситуации допустимо принятие математического понятия сингулярности, как о точке (поверхности) разрыва функции. Это путь к преодолению проблемы бесконечностей при v = c и мнимых (мнимых для нашего пространства с положительной кривизной) величин при v > c.
Такой подход успешно реализован при выводе уравнений ударной волны в теории взрыва [26]. Что бы перейти к математическому описанию зоны больших градиентов параметров взрывной волны, исследователям необходимо было эту зону сжать в плоскость, но тогда рассматриваемые параметры (плотность, давление) становятся бесконечно большими. В математике последнее может квалифицироваться как разрыв функции. То обстоятельство, что за плоскостью разрыва (фронтом ударной волны) имеется продолжение среды (пространства) распространения волны, позволило исследователям без всяких надуманных проблем принять это положение о разрыве функции и отказаться от требования непрерывной дифференцируемости.
Из этого примера становится понятным, что именно восприятие мира только как пространства с положительной кривизной является причиной тупиковой ситуации с бесконечностями в сингулярностях. При всех своих сомнениях в гипотезе Большого Взрыва и замечаниях в адрес ОТО С. Хокинг не видит причин отвергать непрерывной теории, то есть не принимает идею о дискретной структуре пространства-времени [38]. Р. Пенроуз всю свою научную деятельность пытался преодолеть названные бесконечности, но оказалось, что на позициях «непрерывной дифференцируемости» в мире только с положительной кривизной, от бесконечностей можно избавиться только введением «космической цензуры». В научном плане последнее не очень убедительно и, как оказалось [38], не эффективно.
В частности надежды на то, что алгебры Ли помогут создать новые типы сингулярности и тем самым спасут космологию [36] несбыточны. Описание пространственного континуума и основанной на пространстве-времени (квантовой) теории поля нарушается в окрестности сингулярности именно потому, что события рассматриваются только в одном пространстве и подразумевается при этом положительная её кривизна. Если вблизи сингулярности кривизна физически (не формально) достигает масштаба Планка, то это означает, что произошел скачкообразный (математически – разрыв функции), именно квантовый (т.к. на масштабе Планка) [21], переход из одного пространства в другое по кривизне пространство.
Точно также не должно возникать проблем при переходах в в области планковского масштаба и в других моделях. Например, при переходе квантовой теории в режим сильной связи на ультрафиолетовом энергетическом масштабе, который много меньше планковского [27]. Физика в области планковского масштаба – физика на границе пространств с положительной и отрицательной кривизной.
Сложившееся понимание строения мира характеризует часто встречающееся выражение «Вселенная безгранична, ибо не имеет границ, но она конечна». Интуиция подсказывает, что-то подобное должно существовать, но логически фраза абсурдная. На наш взгляд, истоками возникновения таких логических парадоксов является нарушение физического принципа симметрии (или диалектического принципа единства и борьбы противоположностей) при построении моделей мира. В них не участвуют противоположности, отсюда существующие модели предполагают пространство только с положительной кривизной. Если же мир состоит из пространств с положительной и отрицательной кривизной, тогда наша Вселенная не противоречиво может быть конечной (сферической или эллиптической) в пространстве с положительной кривизной и, не входя в противоречие с утверждением о бесконечности мира, иметь конечные размеры 1028 см и содержать 1080 нуклонов. А мир в целом будет бесконечным, открытым, включающим дополнительно пространство с отрицательной кривизной (гиперболическое).
Корректную модель мира без включения в него пространств и с положительной, и с отрицательной кривизной построить не удастся.
Основания для того, чтобы принять положение о реальности пространства с отрицательной кривизной, имеются. Теоретически такая возможность следует из геометрии Б. Римана. Пространства с положительной и отрицательной кривизной являются непременным следствием решений уравнений А. Эйнштейна, полученных А.А. Фридманом [33, 34]. Наблюдения отклонения лучей света в 1919 г. во время солнечного затмения, описанные [11], стали одним из главных подтверждений правоты ОТО, а именно правоты утверждения, что масса искривляет пространство. Ведь фотон отклонился вблизи звезды не потому, что он обладает энергией и, соответственно, эквивалентной ей релятивистской массой, взаимодействующей с гравитирующим объектом, а потому, что пространство искривлено (в противном случае надо отбросить и кривизну пространства, и ОТО). Искривить траекторию луча света (фотона) – физической сущности, пространство могло только в одном случае, если пространство само является физической сущностью, физической реальностью, то есть пространство является физическим. Если пространство с положительной кривизной является реальностью, то нет никаких оснований исключать реальность пространства с отрицательной кривизной. При этом подчеркнем, что понятие «пространство» в таком понимании становится самодостаточным и нет необходимости вводить такие понятия, как «физический вакуум», “вакуумоподобная фаза среды”, «гипотетическая сплошная среда», «эфир», «темная энергия», “квинтэссенция”, “фантомное поле” и т.п. Это замечание особенно актуально, если учитывать приведенное выше клиффордо-шиповское положение о реальности кривизна пространства. У гипотезы инфляции только одно оправдание для существования - она обеспечивает исходную стартовую однородность и изотропию во всем объеме Вселенной (мира). Но признание реальности физического пространства также решает эту проблему. Если же добавить закономерную структурированность пространства, то однородность и изотропия становятся неизбежными в масштабах “ячеек однородности”. Как указывалось выше, при знакомстве с обзорами по современным космологическим гипотезам становится ясным, что нет общепринятой модели Вселенной, а отдельные положения одних авторов другие воспринимают как экзотические. Это и понятно, ведь исследователи пытаются особенности пространства с отрицательной кривизной сохранить, втиснуть в пространство с положительной кривизной. Например, этому соответствует выражение, что сингулярности появляются, как в нелокализуемой теории, в некотором гиперболоиде, «залезшем» на расстояния порядка планковской длины в пространственноподобную область [23]. Отсюда появляются такие экзотики как сингулярности, «тахионы», «духи с отрицательной энергией», «темная энергия» или «вакуумоподобная среда» с отрицательным давлением и другие мнимые для нашего пространства величины.
Принятие положения о реальности пространств с положительной и отрицательной кривизной снимает еще одну глобальную проблему космологии – проблему нарушения второго закона термодинамики, закона энтропии, закона сохранения, потери информации, в том числе в черной дыре. Последняя (как и наша Вселенная в целом) в этом случае становится открытой системой и горизонт событий представляет собой границу с пространством, имеющим отрицательную кривизну.
Принятие положения о реальности существования пространств с положительной и отрицательной кривизной позволяет построить непротиворечивую космологическую модель, избавленную от «нулевых бесконечностей».
Исходные положения и формулировка модели
Логическая схема предлагаемой модели включает положения:
- клиффордо-шиповское [14, 42]: изменения кривизны пространства и есть то, что реально происходит в явлении, которое мы называем движением материи, будь она весомая или эфирная, в физическом мире не происходит ничего, кроме таких изменений;
- хокинговско-пенроузское [38]: в начальном состоянии должны были существовать малые квантовые флуктуации кривизны пространства;
- марковское [21]: флуктуации кривизны пространства на планковском масштабе сопровождаются рождением частиц вещества - “максимонов”;
- эйнштейновское [44]: масса искривляет пространство, гравитация есть отражение кривизны пространства;
- фридмановское [33, 34]: пространство может иметь как положительную, так и отрицательную кривизну;
- сахаровское [29]: пространство в момент образования кривизны приобретает «метрическую упругость», то есть становится упругим;
- хокинговское [37, 38]: при коллапсе звезд (образовании “черных дыр”) материя в принципе может попасть в другое пространство, существуют “белые дыры”, через которые материя может попадать в наше пространство из другого пространства;
- галиулин-смутовское [5, 31]: пространство нашей Вселенной структурировано.
“Плоское” пространство испытывает малые возмущения (флуктуации) кривизны в квантовом режиме, вблизи области планковского масштаба. Наличие действия пространства-времени приводит к возникновению метрической упругости, обобщенной силы, препятствующей искривлению пространства и возвращающей кривизну в исходное состояние. Если величина флуктуации достигает масштаба Планка, скачкообразно происходит необратимый квантовый процесс - рождается “максимон”, частица космической пыли. Рост концентрации космической пыли ведет к её аккреции, к формированию планет, звезд. Появление массивного тела искривляет пространство вокруг себя, этому противится возникающая упругость, как следствие на определенных расстояниях от центрального тела (по правилу Тициуса-Боде) происходят разрывы (в математическом выражении разрывы функции, сингулярности) кривизны пространства в виде сфер (в соответствии с симметрией действия центрального тела), образуются потенциальные места будущих орбит планет. Отсутствие (разрыв) кривизны на этих сферах определяет возможность рождения здесь “максимонов” - космической пыли, аккреция которой приводит к образованию планет. Рост массы звезды определяет возможность её коллапса (образования черной дыры) и квантового перехода вещества в пространство с отрицательной кривизной. В связи с упругостью последнего это действие будет сопровождаться актом “выталкивания” вещества через “белые дыры” в пространство с положительной кривизной - участки его разрыва, то есть сингулярные элементы: в центрах массивных тел (отсутствие притяжения указывает на отсутствие здесь кривизны) и сферах (орбитах) вокруг них. Этот механизмом кругооборота вещества и роста массы небесных тел становится моделью бесконечной стационарно-динамической эволюции Вселенной.
Структурно-сингулярная модель Вселенной
Вариант такой дедуктивной модели был предложен нами ранее [1, 2] и в описательной форме излагается ниже, но уже с указанием возможных моментов согласования с современными космологическими гипотезами и фактами.
В начальном состоянии “плоское” пространство испытывает малые возмущения (флуктуации) кривизны в квантовом режиме, то есть в области планковского масштаба. Поскольку пространство может иметь как положительную, так и отрицательную кривизну [33, 34], флуктуации означают её колебания вокруг нулевого значения в ту и другую сторону. При этом это явление (существование “квантовой пенки” по выражению ряда физиков) может происходить только в точках пространства с нулевой кривизной. Р. Пенроуз подчеркивает [38, с. 130], что комплексные числа играют фундаментальную роль в квантовой теории, структура которых лежит в основе структуры пространства-времени. Но в структуру комплексного числа входит так называемое мнимое число - “не наше число”. Последнее подчеркивает, что любая модель пространства-времени должна в качестве обязательного элемента содержать пространство с отрицательной кривизной. Р. Пенроуз указывает [38, с. 128], что нам действительно необходимо иметь что-то, чтобы заставить вейлевскую кривизну быть близкой к нулю. На наш взгляд этим “что-то” может быть сахаровская “метрическая упругость”, появляющаяся при наличии действия пространства-времени - “обобщенная сила, препятствующая искривлению пространства” [29]. Поскольку в нашем пространстве, пространстве с положительной кривизной, любое действие, любой сигнал передается с конечной скоростью и не более скорости света, упругим может быть пространство с отрицательной кривизной. Тогда акт флуктуации кривизны представляет собой положительное искривление пространства в произвольной точке, а одновременно возникающая упругость отрицательной кривизны возвращает её в нулевое состояние. Однако если величина флуктуации достигает масштаба Планка, скачкообразно происходит необратимый квантовый процесс - рождается “максимон” М.А. Маркова [21], представляющий по нашему мнению частицу космической пыли. Рост концентрации космической пыли приведет к её аккреции, к формированию космических тел, в том числе массивных - планет, звезд. Появление массивного тела и рост его массы имеет два следствия. Во-первых, массивное тело искривляет по А. Эйнштейну [44] пространство вокруг себя. Но поскольку этому процессу противится упругость отрицательной кривизны, на определенных расстояниях от центрального тела, по нашему предположению в соответствии с правилом Тициуса-Боде, происходят разрывы пространства в виде сфер (в математическом выражении разрывы функции, сингулярности), образуются потенциальные места будущих орбит планет. Пространство становится структурированным [5, 31]. Во-вторых, рост массы звезды определяет возможность её коллапса (образования черной дыры). В этом случае по С. Хокингу [37] появляется возможность квантового перехода вещества в пространство с отрицательной кривизной. Однако, опять-таки, в связи с упругостью последнего это действие будет сопровождаться актом “выталкивания” вещества в пространство с положительной кривизной, но только уже через элементы “контакта” двух типов пространства - участки его разрыва, то есть сингулярные элементы: в центрах массивных тел и указанных выше сферах (орбитах) вокруг них. Эти элементы пространства - “белые дыры” по С. Хокингу [38] (или “кротовые норы” по другим исследователям [24, 41]). На этих элементах пространства, в связи с отсутствием кривизны, возможен квантовый процесс (переход) - рождение “максимонов”. Взникают все исходные предпосылки зарождения Вселенной и её бесконечной эволюции.
Вселенная в целом, скопления галактик, галактики, звездные и планетные системы определенным образом организованы, закономерно структурированы. Нельзя согласиться с утверждением ряда космологов, что распределение объектов во Вселенной хаотично, если при этом (например, [40, с.283] говорят о «хаббловских ячейках», «строительных блоках», указывают, что размеры галактик, расстояния между скоплениями галактик, галактиками близкие, распределение их однородное и изотропное. На наличие во Вселенной крупномасштабной структуры, групп галактик, объединенных Великими Аттракторами (притягивающих центров из огромных скоплений материи), указано в статье Дж.Ф. Смута [31]. К выводу о том, что Вселенная может иметь кристаллоподобную модель приходит Р.В. Галиулин [5] и другие исследователи. На уровне планетных и спутниковых систем закономерность выражена в правиле Тициуса-Боде. По нашему мнению структура Вселенной в целом будет определяться иерархией Аттракторов, пространственное распределение которых будет подчиняться правилу Тициуса-Боде. Следовательно, в модели должен быть заложен механизм образования структурных элементов Вселенной, что может быть обеспечено, если переход материи из одного вида пространства в другое, “зарождение” массы в нашем пространстве будет происходить только в определенных элементах пространства. Более того, масса должна быть причиной структурирования пространства, то есть появления этих элементов. Если пространство (объем) может принимать как положительную, так и отрицательную кривизну [33, 34], то неизбежно должны существовать точки, линии, поверхности с нулевой кривизной или с её отсутствием (разрывом). Они и есть, по нашему мнению, сингулярные элементы пространства. В нашей Вселенной элементами, обладающими свойствами сингулярности, могут быть центры звезд, планет, орбиты и сферы, на которых находятся эти тела. Уже из ньютоновской теории известно, что гравитационное притяжение в центрах массивных небесных тел (планет, звезд) равно нулю, а в свете излагаемых здесь положений (гравитация есть отражение кривизны пространства) - это точки с нулевой кривизной, то есть сингулярные точки. Флуктуации кривизны пространства возможны в пространстве с нулевой кривизной. Следовательно, на указанных элементах пространства допустимо скачкообразное изменение метрики пространства, с квантовыми переходами из пространства с отрицательной кривизной в наше пространство, что выразится в «зарождении» в них материи, например космической пыли, водорода. Подобные волнообразные флуктуации метрики, пространства, приводящие к «зарождению» вещества, рассмотрены М.А. Марковым [21]. Поскольку длина волны при этом содержит гравитационную постоянную, постоянную Планка и скорость света, её можно рассматривать как квант искривленного пространства и, соответственно, параметры частицы (размеры, масса, энергия), переходящей из пространства с отрицательной кривизной в пространство с положительной кривизной в сингулярных элементах пространства (её разрыва) будут соответствовать этому кванту. Масса таких частиц, названых М.А. Марковым [21] «максимонами», оказалась равной планковской массе - 10-5 г. При сравнении её с массой частиц космической пыли – 8.4-440 мкг или (0.84-44.0) ´ 10-5 г [16] обнаруживается их удивительное совпадение. По нашему мнению частицы космической пыли и есть “максимоны” М.А. Маркова.
Появление и увеличение концентрации пыли на орбите неизбежно приведет к её аккреции. Если учесть, что среди космической пыли имеются и магнитные частицы, начало гетерогенной аккреции становится неизбежным [4, 43]. Это решает одну из проблем космогонии - зарождение и рост планетезималей, еще далекой от завершения [22]. М.Я. Маров [22] отмечает, что спектральные наблюдения у молодых звезд Т-Тельца свидетельствуют о наличие в них мелкой пыли (£ 1 мкм) в течение 1-10 млн. лет. В тоже время, если исходить из теоретических предпосылок, то во внутренней части диска за это время могут вырасти крупные тела размером ~ 100 – 1000 км или еще более крупные сгущения эквивалентной массы. Это несоответствие снимается, если учесть, что космическая пыль постоянно зарождается на определенных орбитах вокруг звезды и её концентрация в течение 1 – 10 млн. лет не была постоянной, она увеличивалась до наблюдаемой.
Таким образом, на сингулярных сферах (орбитах) вокруг звезд неизбежно будут появляться планеты, спутники. Причем на одной орбите может быть несколько центров аккреции. Соответственно будут формироваться двойные планетные и спутниковые, а в последствие двойные звездные и галактические системы (для последних считается, что это сталкивающиеся галактики). Поскольку барицентр планеты находится на сингулярной орбите, где, как и в центре планеты, кривизна пространства, гравитационное поле, гравитационное притяжение отсутствуют, планета не «падает» на центральное тело (Солнце), а энергия-импульс сосредотачиваются в орбитальном движении и вращении планеты. На языке современной космологии [18] на орбите возмущения метрики определяются условием, для которого тензорная мода равна нулю (кривизна отсутствует), а векторная мода максимальна. Правило Тициуса-Боде является показательной функцией и указывает на то, что с переходом на более удаленные от центрального тела (Аттрактора) орбиты векторная мода будет нарастать не линейно, а по экспоненте. Иначе говоря, это отражает меру нелинейности закона суперпозиции гравитационных полей [32]. По-видимому, здесь заложен источник «гравитационного» эффекта, который фиксируется начиная с определенной небесной сферы (начиная с определенного расстояния от Аттрактора) и который интерпретируется как проявление темной материи.
Показательно, что у А.Д. Чернина [40, с.272] в отношении роли сочетания гравитационной константы, постоянной Планка и скорости света имеются близкие к М.А. Маркову расчеты, но он отдал предпочтение не планковской массе, а планковской плотности. Однако плотность - величина “удельная”, производная и предполагает непрерывную среду, континуум. Поэтому А.Д. Чернин, как и многие физики, работают с уравнением состояния и не допускают разрыва среды, не вводят разрыва функции. Даже те авторы, например Ю.М. Лоскутов [17], которые строят модели с использованием дельта-функций, распределение вещества во Вселенной аппроксимируют сплошной средой. Главную роль в моделях эволюции Вселенной играют изменения плотности, энергии, масштаба, времени, но не массы - причины гравитации. Если же модель основана на изменении массы, то необходимо учитывать её дискретное распределение в пространстве, переходить к дискретному пространству, например по правилу Тициуса-Боде.
Л.Б. Окунь [25] показал, что широко распространенное представление о том, что по ОТО масса тела растет с его скоростью, является заблуждением. Но это положение есть исходным для представлений о не достижимости и превышении скорости света для тел, обладающих инертной массой. Особенно странным это выглядит для фотона, инертной массой не обладающего. Почему он не может превысить скорость света? Если пространства с положительной и отрицательной кривизной реальны, то допустимо предположение, что если фотон приобретает скорость большую, чем скорость света, он “исчезает” из нашего мира - пространства с положительной кривизной, уходит в пространство с отрицательной кривизной (уходит за горизонт событий). Мы наблюдаем только те фотоны (сигналы), которые имеют скорость света. Фотон со скоростью, большей чем скорость света, исчезает только из нашего мира, но не превращается в “ничто”. С учетом пояснений Л.Б. Окуня [25] допустимо перенести данное рассуждение и на тело, обладающее массой покоя - при превышении скорости света тело уходит в пространство с отрицательной кривизной и приобретает отрицательные длину, массу, энергию (свойства пространства с отрицательной кривизной). Этот переход осуществляется скачкообразно, с разрывом функции, на квантовом уровне, при колебаниях кривизны в окрестности сингулярности масштаба Планка. Бесконечности при таких переходах не образуются. Материя не исчезает, она переходит из пространства с положительной кривизной в пространство с отрицательной кривизной (приобретает свойства пространства с отрицательной кривизной), условием чего является достижение и превышение скорости света. Будут выполняться законы сохранения материи, энергии, энтропии, информации.
Вышеизложенное проливает свет на истоки исторического спора А. Эйнштейна и Н. Бора по основам квантовой механики. Как известно А. Эйнштейн не признавал последнюю, так как не соглашался с принципом неопределенности В. Гейзенберга и волновой функцией Э. Шрёдингера, говоря по этому поводу, что “Бог не играет в кости со Вселенной”, а также веря в то, что в нашем мире нет сигнала со скоростью более световой и, соответственно, не признавал нелокальную связь. Но с осуществлением эксперимента Дж.С. Белла было доказано, что квантово-механические объекты описываются именно волновыми функциями распределения вероятностей и ряд физиков поставили под сомнение правоту А. Эйнштейна. Эта неопределенность до настоящего времени способствует тому, что квантовая гравитация, как и “объединительная теория” остаются до конца не созданными. С принятием положения о реальности пространств с положительной и отрицательной кривизной становится очевидным, что правы были обе стороны. А. Эйнштейн прав для условий пространства с положительной кривизной, где действительно не может быть сигнала со скоростью выше световой, иначе фотон уходит в пространство с отрицательной кривизной. В пространстве же с отрицательной кривизной, в связи с её сахаровской упругостью, действует мгновенная передача сигнала, что обеспечивает выполнение эксперимента Дж.С. Белла. Явление флуктуации кривизны пространства на его сингулярном элементе (его разрыве) будут осуществляться в области масштаба Планка, то есть это квантовый объект. Соответственно, эти флуктуации будут описываться волновыми функциями распределения вероятностей. Как указывалось выше, квантовая физика - физика на границе пространств с положительной и отрицательной кривизной и это путь к построению квантовой гравитации. Отдельные элементы такого подхода просматриваются в нижеприведенных существующих космологических моделях, но полной реализации мешает игнорирование пространства с отрицательной кривизной.
Например, предлагаемая идея решения проблемы сингулярностей в ОТО подобна гипотезе Э.Б. Глинера [8], если под вакуумоподобным состоянием понимать пространство с отрицательной кривизной, а под физической средой - пространство с положительной кривизной. Э.Б. Глинер [8] подчеркивает, что при переходе в вакуумоподобное состояние тяготение становится антитяготением, то есть возникает расхождение геодезических. Но последнее указывает на то, что пространство в этом случае является гиперболическим, то есть с отрицательной кривизной. Для рассматриваемой Э.Б. Глинером модели характерен огромный рост массы вселенной в эпоху отрицательного давления (на 40-90 порядков). Он обусловлен гравитационным действием сверхплотной среды с отрицательным давлением (под действием гравитационного отталкивания). Эта сверхплотная среда по-видимому и соответствует сахаровской упругости. Поэтому у материи, попадающей в результате коллапса в пространство с отрицательной кривизной есть движущая сила – упругое пространство или антигравитация, возвращающее её в пространство с положительной кривизной. Но возвращается только через определенные её элементы - сингулярные, не обладающие кривизной, являющиеся граничными.
Вышесказанное наводит на мысль, что «темную энергию», характеризующуюся отрицательным давлением, и отвечающую ей материю (антиматерию), следует поместить в пространство с отрицательной кривизной. На возможность того, что космологический член (постоянная) в уравнениях производит отрицательную пространственную кривизну и уравновешивает положительную кривизну, создаваемую обычной материей и темным веществом, указывал Дж.К. Мазер [20]. Тогда антиматерия не может быть возмущена гравитационными полями пространства с положительной кривизной и будет оставаться “нескученной” [19], но под действием отрицательного давления антигравитации будет разбегаться, расширяться. Антитяготение не будет входить в противоречие с гравитационным притяжением, так как воздействовать на наш мир может только косвенно, через «белые дыры» по С. Хокингу [38], возможно «кротовые норы» по И.Д. Новикову и др. [24, 41], если анизотропию уравнения состояния допустимо понимать как возможность одностороннего движения. Такие характеристики кротовых нор, как «фантомная материя», «фантомная энергия», «отрицательное давление» - это атрибуты пространства с отрицательной кривизной. Поскольку проходимость кротовых нор обеспечивает «экзотическая материя с отрицательной плотностью массы и энергии» [41], можно допустить, что движение происходит из пространства с отрицательной кривизной. В модели «кротовой норы» [41] основным её элементом является пронизывающее сильное магнитное поле. Если в центрах звезд, планет находится «кротовая нора», то с этим можно связать их магнитное поле, в частности исключительно большое у нейтронных звезд и генерироваться оно будет потоком антивещество - вещество.
Признание реальности существования пространств с положительной и отрицательной кривизной позволяет избежать упорного совмещения не совмещаемых явлений при построении модели Вселенной. Также нет необходимости отрицать кривизну нашего пространства, делать его абсолютно плоским.
Существование в нашей Вселенной коллапсирующих объектов, образование «черных дыр», предопределяет возможность перехода вещества в пространство с отрицательной кривизной, то есть существование, с учетом белых дыр и кротовых нор, предполагаемого в модели кругооборота вещества. Материя, фотоны при падении в черную дыру в момент её образования превышают скорость света и уходят за горизонт событий, в пространство с отрицательной кривизной. С. Хокинг [37] считал, что при коллапсе черной дыры материя в принципе может выйти наружу в другой Вселенной или в нашей Вселенной с появлением голой сингулярности с отрицательной массой. Это положение нуждается только в одном уточнении - материя уйдет в пространство с отрицательной кривизной, и в одном замечание – образовавшаяся черная дыра уже не может быть гравитирующим объектом для нашего пространства, у неё нет нашей массы (гравитирующая масса может сохраниться только в оболочке черной дыры, выше «радиуса последней устойчивой орбиты», если существование последней вообще возможно). По-видимому, отсутствием гравитирующей массы в черной дыре обусловливается известная линейная связь между энтропией черной дыры и площадью поверхности горизонта, тогда такой вид связи не будет противоречить положению, что число степеней свободы в гравитации пропорционально объему [23].
Первоначально [1, 2] мы предполагали, что, приобретя в черной дыре свойства пространства с отрицательной кривизной, частицы материи уже не взаимодействуют с нашей материей и могут, подобно “планкеонам” Станюковича, “свободно” двигаться сквозь наше пространство, пока не попадут в его сингулярные элементы. В сингулярных элементах (белых дырах или кротовых норах), вещество с отрицательной кривизной переходит в наше вещество. Но здесь возникает проблема – вся мнимая материя должна «осесть» в ближайшем к черной дыре окружении сингулярных сфер. Источник питания для отдельного объекта становится нерегулярным, что неизбежно нарушит однородное и изотропное строение Вселенной, в том числе единый темп её расширение, то есть однородность «хаббловского потока». Чтобы обеспечить последнее, необходимо, чтобы мнимое вещество (энергия, поле, сигнал, информация) через пространство с отрицательной кривизной мгновенно поступало ко всем центрам роста массы (сингулярным сферам, белым дырам, кротовым норам). Мгновенная передача информации (бесконечно быстрое распространение мод) разрешено в линеаризованной теории гравитации [27]. При этом надо допустить, что именно пространство с отрицательной кривизной приобретает «метрическую упругость», появляющуюся по А.Д. Сахарову [29] при искривлении пространства в результате квантовых флуктуаций вакуума (в нашем случае в результате квантовых флуктуаций физического пространства в его элементах с нулевой кривизной, приводящих к рождению максимонов). Пространство с отрицательной кривизной является упругим. Поскольку действие в таком пространстве передается мгновенно, гравитационные эффекты и выглядят так, как если бы обладали мгновенным дальнодействием, эффектом нелокальной связи.
Если рождение “максимонов” происходит в центрах планет, звезд, массы их растут. Но по мере роста массы тела, в соответствии с ОТО, кривизна пространства вокруг него меняется. Последний момент открывает принципиальную возможность появления в пространстве вокруг тела элементов с разрывом кривизны, возникающие в связи с одновременным накоплением упругости отрицательной кривизной. Поскольку в нашем мире явления, процессы являются “квантованными”, в том числе и пространство [37], можно допустить, что “квант” массы формирует “квант” кривизны пространства. Существует какая-то критическая масса, и отвечающая ей критическая кривизна, определяющие появление вокруг тела поверхностей (сфер) с разрывом кривизны. Отсюда по мере роста массы звезды (планеты) вокруг неё будут появляться все новые и новые, закономерно расположенные (по правилу Тициуса-Боде) сингулярные сферы. Если при построении модели появляются последовательности сингулярных пиков [3], их следует не сглаживать или обходить, а использовать для построения структуры пространства. Тогда, пользуясь струнной терминологией, орбиты (сферы) планет будут представлять собой браны, а пространственное распределение бран будет определяться массой центрального тела. При этом заметим, что брана вообще может иметь натяжение, только если является разделом пространств с разной кривизной. Л. Смолин [30], ссылаясь на Дж. Полчински и Р. Буссо, указывает, что браны в теории струн являются дискретными объектами и появляются в дискретных единицах – 1, 2, 17 или 2040197 бран. Легко видеть, что этот ряд отвечает показательной функции 2n. Но этот же множитель определяет закономерное распределение орбит (сфер) планет в солнечной системе. Это наводит на мысль, что если выразить правило Тициуса-Боде в уравнениях ОТО, с учетом динамики изменения массы центрального тела (аттрактора) и пространств с положительной и отрицательной кривизной, то это и будет моделью современной Вселенной.
Одинаковая средняя плотность вещества для различных областей Вселенной (10-28 - 10-29 г/см3) указывает на одинаковую степень кривизны пространства. Следовательно, суммарная степень кривизны пространства должна сохраняться, быть постоянной, а в математических терминах это значит, что интеграл кривизны должен быть равен постоянной величине. Это указывает на применимость в данном случае дельта-функции Дирака, что, решая проблему дифференцирования в точках разрыва, не только допускает, но и делает неизбежным существование сингулярностей.
Таким образом, каждый новый нуклон, искривляя пространства, будет одновременно наращивать и размеры Вселенной. Но, как указывал А.Д. Сахаров [29], наличие действия пространства-времени приводит к «метрической упругости» пространства, т.е. к появлению обобщенной силы, препятствующей искривлению пространства. Поэтому эволюция Вселенной представляет собой «выравнивание» кривизны пространства, «плоскостность» которого нарушается зарождением и ростом в ней массы. В предлагаемой модели содержится элемент динамической стационарности Вселенной, при росте массы и размеров средняя плотность вещества и степень кривизны в ней будут постоянными. В.Л. Гинзбург [7] указывал, что логически разбегание галактик можно совместить со стационарностью Вселенной, сделав предположение о появлении (рождении) нового вещества, компенсирующего уменьшение плотности, связанное с расширением. Неустранимость кривизны пространства, которая по А.Д. Чернину [40] связана с космологической постоянной, имеет динамическую причину и обусловлена непрерывным зарождением массы.
В соответствии с гипотезой П.А.М. Дирака [12] темпы наращивания массы вещества пропорциональны квадрату возраста Вселенной, то есть квадрату времени (t2). Отсюда следует заключение, что при зарождении в центре галактики, звезды, планеты новой массы, пространство вокруг такого тела будет расширяться. Выражаться это будет в том, что сингулярные сферы (орбиты), как реперные элементы кривизны пространства, будут удаляться вместе с находящимися на них телами от центрального тела, причем с темпом, пропорциональным t 2 (квадрату возраста тела), то есть с ускорением.
В предлагаемой модели каждая звезда, планета, спутник становятся центрами расширения. Поэтому Вселенная и выглядит так, как если бы она расширяется из любой точки пространства, в том числе она расширяется от нас. Поэтому наблюдатель в любой точке Вселенной будет видеть её как расширяющуюся в разные стороны, в полном согласии с известным утверждением Б. Паскаля, что Вселенная - круг, центр которого везде, а окружность нигде.
Это механизм динамики нашей Вселенной – расширение всех её объектов с ускорением. Такая динамика определяет спиральную структуру галактик, указывает на их не стационарность и требует уточнении применения вириальной теоремы для оценки их масс. Рост массы центрального тела (аттрактора) будет приводить в конечном итоге к образованию черной дыры и, соответственно, к потере им массы. Галактика начнет терять спиральную структуру и приобретать эллиптическую, шаровую или неправильную формы. Очевидно, что в предлагаемой модели рост массы центрального тела будет определять возраст, размеры, массу самой галактики. Из обзора А.М. Черепащука [39] следует, что наличие корреляции между указанными выше параметрами уже установлено.
В рамках предлагаемой модели находит объяснение ещё одна проблема, указанная в работе А.М. Черепащука [39]. В распределении масс в тесных двойных системах ядер галактик (нейтронная звезда – черная дыра) имеется провал, который не может быть объяснен эффектами обмена масс и аккрецией. Массы черных дыр должны были быть большими в процессе их рождения. Но трудно придумать механизм наблюдательной селекции, обеспечивающий установленный провал в распределении масс. Прежде уточним, что в статье А.М. Черепащука черные дыры выделяются условно, та как нет критериев для их выделения и окончательных доказательств их существования. В центрах галактик установлены объекты с громадной массой. Как указывалось выше, двойная система зарождается в случае, если на орбите формируются два центра аккреции и образуются объекты одного поколения. Со временем более массивный объект захватывает меньший на свою вновь возникшую сингулярную орбиту. Возникает двойная система (Нептун-Плутон, Земля-Луна), для которой разница в массах будет относительно небольшая, по сравнению с системами разных поколений (Солнце и планеты солнечной системы, Юпитер и его спутники). В последующей эволюции объекты системы разных поколений становятся одиночными релятивистскими объектами, а одного поколения – тесными двойными системами. Но в связи с тем, что рост массы происходит с ускорением (по экспоненте), имеющаяся разница в массах исходных объектов приведет к провалу в распределении масс в тесных двойных системах, в том числе в центрах галактик.
Группы галактик, основные “строительные блоки” Вселенной [40], связаны Великими Аттракторами [31]. Тогда рост массы центрального тела - Великого Аттрактора и будет определять регулярность потока расширения внутри «ячейки однородности» и определять единый темп расширения (хаббловского потока) в локальном и в глобальном масштабах и при этом не выглядеть загадочным [40] и мифичным [19].
В связи с выше изложенным следует вернуться к одному замечанию А. Эйнштейна: условие v < c для скорости тела или действия связано не с вопросом о релятивистской инвариантности, а требованием причинности – ни в одной системе отсчета следствие не должно опережать причину. Как видим, в представленной модели для того, чтобы следствие попало в точку пространства-времени, предшествующую причине, необходимо во всей Вселенной вернуть массу и кривизну пространства на нужный момент времени в искомую точку. Динамика предлагаемой модели не допускает такого сценария. Остановка или возврат времени не возможны, возможен только обрыв времени для всех мировых линий внутри черной дыры [10].
Проверяемое следствие структурно-сингулярной модели Вселенной
Между количеством космической пыли, образующейся на орбите Земли и выпадающей на Землю, должно установиться динамическое равновесие. Следовательно, скорость рождения космической пыли на орбите Земли должна соответствовать скорости её аккреции Землей - по А.К. Лаврухиной, Р.А. Мендыбаеву [16] 107 кг в год (3.17 ∙ 102 г/сек) или же 2.795 ∙ 10-12 г/сек в 1 см3 пространства вокруг точки на линии земной орбиты. Среди космической пыли преобладают силикатные микрометеориты. При образовании силикатов из атомов выделяется теплота в пределах 3-4 ккал/г, в частности для клиноэнстатита, одного их главных минералов космической пыли – 3.56 ккал/г. Отсюда в 1 см3 пространства вокруг точки на орбите будет выделяться 2.795 ∙ 10-12 г/сек ∙ 3.56 ккал/г = 9.95 ∙ 10-12 ккал/сек теплоты, что создает мощность теплового потока через поверхность сферы, объемом 1 см3: 9.95 ∙ 10-12 ккал/сек / 4.828 см2 = 2.061 ∙ 10-12 ккал/(см2 ∙ сек) или 8.629 ∙ 10-5 Вт/м2. Образование космической пыли, квантового объекта, происходит в среде с температурой, близкой к абсолютному нулю. Поэтому температура излучения должна соответствовать излучению абсолютно черного тела, и её можно рассчитать из закона Стефана-Больцмана: Т°К = (8.629 ∙ 10-5 Вт/м2 / 5.67 ∙ 10-8 Вт/(м2 ∙ К4))1/4 = 6.247°К. В статье Н.С. Кардашева [13] указано, что для областей концентрации межзвездной пыли наблюдаются температуры до 7°К и ниже.
Таким образом, полученная цифра близка к фоновому, так называемому “реликтовому” излучению, воспринимаемому как фундаментальное доказательство гипотезы Большого Взрыва. В предлагаемой модели космическое микроволновое излучение имеет совершенно иную природу. Прямое обнаружение данного излучения на орбите Земли (и вообще орбитах планет, звезд) является экспериментом по фальсификации – верификации как предлагаемой структурно-сингулярной модели Вселенной, так и гипотезы «реликтового» излучения, а, следовательно, и гипотезы «Большого Взрыва» («горячей вселенной»). Области рождения и, соответственно, концентрации космической пыли (орбитальные сферы, орбиты, плоскости сосредоточения орбит, в т.ч. “переднего плана”, область вблизи плоскости нашей Галактики) и будут источниками космического микроволнового излучения. Интерпретацию уже накопленного фактического материала по «реликтовому» излучению следует пересмотреть. Дж.Ф. Смут III задолжал автору этих строк два билета.
Заключение
Автор выражает надежду, что специалисты учтут конструктивное содержание выше изложенной идеи и этому не помешает то обстоятельство, что она высказана “со стороны”, не физиком и на “ботаническом” уровне (выражение Р. Пенроуза). Геологи за прошедшее столетие накопили достаточно фактов, указывающих на то, что Земля, планеты земной группы расширяются (увеличивается их радиус, площадь поверхности, объем, масса) [15], но физики это явление природы “запрещают”. Господствующая космологическая парадигма и космогоническая гипотеза вошли в противоречие с фактами не только астрономии, но и других естественных наук, в т.ч. геологии - основной мотив, заставивший автора этих строк “взяться за перо”.
В.Г. Турышев [32], сделав глубокий анализ обширного материала по экспериментальной проверке ОТО, пришел к выводу, что чисто тензорная теория гравитации в ОТО требует модификации. Из всего вышесказанного намечаются пути такой модификации. Необходимо отказаться от гипотезы Большого Взрыва, принять за реальность существование пространств с положительной и отрицательной кривизной, структурировать пространство с учетом роста массы центрального тела (аттрактора), правила Тициуса-Боде и ввода разрывной функции (дельта-функции). Переход между обоими видами пространств будет осуществляться на масштабе Планка, в черных дырах – в пространство с отрицательной кривизной, в белых дырах или кротовых норах – в обратном направлении. Космическая пыль при этом будет отвечать «максимонам» М.А. Маркова. Положительное искривление пространства, обусловленное рождением нового вещества, «выравнивается» упругостью пространства с отрицательной кривизной, что ведет к разрыву кривизны и расширению пространства. Рождение вещества пропорционально t2 определяет ускоренное расширение Вселенной.
Пограничное свойство скорости света должно помочь в понимании того, что такое физическое пространство, материя, поле, излучение и подсказать путь к Великому объединению. В стандартной модели физики элементарных частиц взаимодействия определяются рядом констант, включая гравитационную постоянную и постоянную тонкой структуры - α= 1/137 или 1/128 [35]. Но число 128 = 27, т.е. α = 2-7 . Как указывалось выше, появление бран также подчиняется закону 2n и тот же параметр входит в правило Тициуса-Боде. По В. Гейзенбергу α = 2-4 ∙ 3-3 ∙ π [35]. Хотя это выглядит и наивно, но число p - это параметр, структурирующий пространство, регулирующий длину волны, следовательно, названное правило, браны и постоянная тонкой структуры могут иметь одни корни.
Выше указывалось, что пространство является физическим, а эволюция Вселенной представляет собой «выравнивание» кривизны пространства, «плоскостность» которого нарушается зарождением и ростом в ней массы. Поэтому, по нашему мнению, радикально перестроить модель Мира можно только, если полностью перейти на представления У. Клиффорда [14], Г.И. Шипова [42], что изменения кривизны пространства и есть то, что реально происходит в явлении, которое мы называем движением материи, будь она весомая или эфирная. В физическом мире не происходит ничего, кроме таких изменений. То, что Солнце искривило пространство, а пространство искривило луч света, указывает на то, что пространство, материя, излучение имеют общую природу. В этом случае материя и излучение (поле) выступают как разные характеристики (состояния) пространства, а энергия - как эквивалент перехода между полем и материей. В классической физике понятия масса, поле, сила, энергия выстраиваются в цепочку причинно-следственных связей, что и позволяет описывать явление природы, т.е. строить её модель. Принимая же в основе описания реальности только поле или только энергию, мы теряем причинно-следственные связи и, соответственно, теряем возможность построить модель, адекватную природе. В итоге появляются такие совершенно абстрактные модели Вселенной, причиной эволюции которых являются изменения масштаба, изменения времени или вообще не имеющих каких-либо физических основ, как, например, инфляция.
Список литературы
1.Ахкозов Ю.Л. Расширяющаяся Земля или дополнение к существующей космогонической гипотезе / Геолого-мінералогічний вісник. 2007. № 1. С. 91-102.
2.Ахкозов Ю.Л. Космологические предпосылки расширяющейся Земли. Экологические следствия / Екологія і природокористування. 2007. Вип. 10. С. 31-36.
3.Барвинский А.О. Космологические браны и макроскопические дополнительные измерения // УФН. 2005. Т.175. № 6. С. 569-601.
4.Войткевич Г.В. Основы теории происхождения Земли. М.: Недра, 1979. 135 с.
5.Галиулин Р.В. Кристаллографическая картина мира // УФН. 2002. Т. 172. № 2. С. 229-233.
6.Герштейн С.С., Логунов А.А., Мествиришвили М.А. Самоограничение гравитационного поля и его роль во Вселенной // УФН. 2006. Т.176. № 11. С. 1207-1225.
7.Гинзбург В.Л. Космические исследования и теория относительности // Эйнштейновский сборник 1967. М.: Наука, 1967. С. 80-120.
8.Глинер Э.Б. Раздувающаяся вселенная и вакуумоподобное состояние физической среды // УФН. 2002. Т.172. № 2. С. 221-228.
9.Горелик Г.Е. Матвей Бронштейн и квантовая гравитация. К 70-летию нерешенных проблем // УФН. 2005. Т.175. № 10. С. 1093-1108.
10.Гриб А.А., Павлов Ю.В. Возможно ли увидеть бесконечное будущее Вселенной при падении в черную дыру? // УФН. 2009. Т. 179. № 3. С. 279-283.
11.Дайсон Ф., Эддингтон А., Дэвидсон К. Определение отклонения луча света в гравитационном поле Солнца по данным наблюдений, проведенных во время солнечного затмения 29 мая 1919 г. // Альберт Эйнштейн и теория гравитации. М.: Мир. 1979. С. 564-570.
12.Дирак П.А.М. Космологические постоянные // Альберт Эйнштейн и теория гравитации. М: Мир, 1979. С. 538-539.
13.Кардашев Н.С. Радиовселенная // УФН. 2007. Т. 177. № 5. С. 553-558.
14.Клиффорд В. О пространственной теории материи // Альберт Эйнштейн и теория гравитации. М.: Мир, 1979. С.36-37.
15.Кэри У. В поисках закономерностей развития Земли и Вселенной. История догм в науках о Земле. М.: Мир, 1991. 447 с..
16.Лаврухина А.К., Мендыбаев Р.А. О генезисе космической пыли // Геохимия. 1987. № 12. С. 1674-1693.
17.Лоскутов Ю.М. Сценарий непрерывно пульсирующей Вселенной // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физика. Астрономия. 2005. № 2. С. 7-15.
18.Лукаш В.Н., Михеева Е.В. Темная материя: от начальных условий до образования структуры Вселенной // УФН. 2007. Т. 177. № 9. С. 1023-1028.
19.Лукаш В.Н., Рубаков В.А. Темная энергия: мифы и реальность // УФН. 2008. Т. 178. № 3. С. 301-308.
20.Мазер Дж.К. (Mather J.C.) От Большого взрыва до Нобелевской премии и дальше // УФН. 2007. Т. 177. № 12. С. 1278-1293.
21.Марков М.А. Может ли гравитационное поле оказаться существенным в теории элементарных частиц? // Альберт Эйнштейн и теория гравитации. М.: Мир, 1979. С. 467-478..
22.Маров М.Я. Малые тела солнечной системы и некоторые проблемы космогонии // УФН. 2005. Т. 175. № 6. С. 668-678.
23.Маршаков А.В. Теория струн и теория поля // УФН. 2002. Т. 172. №. 9. С. 977-1020.
24.Новиков И.Д., Кардашев Н.С., Шацкий А.А. Многокомпонентная Вселенная и астрофизика кротовых нор // УФН. 2007. Т. 177. № 9. С. 1017-1023.
25.Окунь Л.Б. Формула Эйнштейна: E0 = mc2. «Не смеётся ли Господь Бог»? // УФН. 2008. Т. 178. № 5. С. 541-555.
26.Райхенбах Г. Ударные волны в газах / Физика быстропротекающих процессов. М.: Мир, 1971). Т.3. С. 56-102.
27.Рубаков В.А., Тиняков П.Г. Модификация гравитации на больших расстояниях и массивный гравитон // УФН. 2008. Т. 178. № 8. С. 785-822.
28.Сажин М.В. Анизотропия и поляризация реликтового излучения. Последние данные // УФН. 2004. Т. 174. № 2. С. 197-205.
29.Сахаров А.Д. Вакуумные квантовые флуктуации в искривленном пространстве и теория гравитации // Докл. АН СССР. 1967. Т. 177, № 1. С. 70-71.
30.Смолин Л. Неприятности с физикой: взлет теории струн, упадок науки и что за этим следует (Lee Smolin, The trouble with physics: the rise of string theory, the fall of a science, and what comes next, Houghton Mifflin, Boston, 2006. Перевод Ю. Артамонова английского издания Penguin Book, London, 2007: http://zhurnal.lib.ru/a/artamonow_i_a/).
31.Смут Дж.Ф. (G.F. Smoot III) Анизотропия реликтового излучения: открытие и научное значение // УФН. 2007. Т. 177. № 12. С. 1294-1317.
32.Турышев В.Г. Экспериментальные проверки общей теории относительности: недавние успехи и будущие направления исследований // УФН. 2009. Т. 179. № 1. С. 3-34.
33.Фридман А.А. О кривизне пространства // Альберт Эйнштейн и теория гравитации. М.: Мир, 1979. С. 320-329.
34.Фридман А.А. О возможности мира с постоянной отрицательной кривизной пространства // Альберт Эйнштейн и теория гравитации. М.: Мир, 1979. С. 330-336.
35.Фритцш Х. Фундаментальные физические постоянные // УФН. 2009. 179. № 4. С. 384-392.
36.Халатников И.М., Каменщик А.Ю Лев Ландау и проблема сингулярностей в космологии // УФН. 2008. Т. 178. № 6. С. 639-647.
37.Хокинг С. Рождение частиц на черных дырах // Альберт Эйнштейн и теория гравитации. М.: Мир, 1979. С. 479-509.
38.Хокинг С., Пенроуз Р. Природа пространства и времени. СПб.: Амфора, 2007. 171 с.
39.Черепащук А.М. Поиски черных дыр // УФН. 2003. Т. 173. № 4. С. 345-384.
40.Чернин А.Д. Темная энергия и всемирное тяготение // УФН. 2008. 178. № 3. 267-300.
41.Шацкий А.А., Новиков И.Д., Кардашев Н.С. Динамическая модель кротовой норы и модель Мультивселенной // УФН. 2008. Т. 178. № 5. С. 481-488.
42.Шипов Г.И. Теория физического вакуума. М.: “НТ-Центр”, 1993. 362 с.
43.Шкодзинский В.С. Проблемы глобальной петрологии. Якутск: НИПК Сахаполиграфиздат, 2003. 240 с.
44.Эйнштейн А. Вопросы космологии и общая теория относительности // Альберт Эйнштейн и теория гравитации. М.: Мир, 1979. С. 287-297.