Часть 1 содержит краткое изложение общепринятой современным научным сообществом космологической модели возникновения вселенной.
Часть 2 посвящена критике общепринятой современным научным сообществом космологической модели возникновения вселенной
В третьей части предлагается новая космологическая модель вселенной.
Прежде чем приступить к изложению новой космологической модели, неплохо было бы понять – зачем современной астрофизике потребовался Большой взрыв? Ответ лежит на поверхности. Хорошо наблюдаемое разбегание отдельных частей видимой вселенной по-другому объяснить очень трудно. Вот истинная причина, давшая право на существование в современной космологии абсолютно не научной парадигме, декларирующей одномоментное возникновение всего материального мира из ничего, из пустоты названной сингулярностью. По сути своей такой процесс ни чем не отличается от божественного акта сотворения мира.
Если большой взрыв не может быть причиной расширения вселенной, а расширение наблюдается, то сам собой напрашивается совершенно очевидный вывод - необходимо искать другие возможные объяснения разбеганию галактик. Менее противоречивые и более правдоподобные.
Приходилось ли вам когда-нибудь наблюдать капли дождя на поверхности воды? Завораживающее зрелище, не правда ли?
Падение каждой отдельной капли чем-то напоминает маленький взрыв. И от каждого такого микровзрыва по воде разбегаются волны. Пусть эта лужица будет нашей моделью расширяющейся вселенной. Дополним эту модель гипотетическим крошечным наблюдателем и поместим его на убегающую от центра фотографии волну нижней левой капли, или верхней правой, или любой другой, выбор капли не имеет принципиального значения. Как будут двигаться волны от других капель, по отношению к наблюдателю? Хаотично и беспорядочно – вот первое что приходит в голову. На самом деле, те волны, что двигаются в одном с нами направлении параллельным курсом в зависимости от их скорости, могут догонять нас, или отставать от нас, или оставаться неподвижными. Двигающиеся на встречных курсах всегда будут приближаться. Все остальные разбегаются от нас в разных направлениях и с различными скоростями. Вычислить процентное распределение всех участников такого хаотического движения достаточно просто. Очевидно, что каждая круговая волна может быть поделена на 360 угловых градусов. Тогда двигающихся параллельным курсом в одном с нами направлении будет 0,3%, столько же - 0,3% будет двигаться строго навстречу нам. Остальные 99,4% будут удаляться от нас. Предложенная модель неплохо объясняет не только красное, но и фиксируемое, хотя и гораздо реже, синее смещение спектров галактик, а также даёт простое физическое толкование непостоянству постоянной Хаббла.
Давайте продолжим наше моделирование на каплях дождя и предположим, что нечто подобное происходит и в настоящей вселенной. Т.е. вместо одного грандиозного БОЛЬШОГО ВЗРЫВА, происходит бесконечно большое количество маленьких взрывов. В результате каждого такого микровзрыва рождается галактика или звёздное скопление, которые разбегаются друг от друга. Что бы понять, какие объекты большого космоса могут быть источниками таких взрывов, обратимся в очередной раз к реалиям нашей вселенной, добытым неутомимым Хабблом.
По чисто статистическим соображениям, лучших кандидатов, чем чёрные дыры, на эту роль нам не найти. Об этом свидетельствуют многочисленные наблюдения нашей вселенной. На сегодня в центрах большинства галактик обнаружены массивные чёрные дыры. Вселенная буквально переполнена этими космическими монстрами. Только наша галактика насчитывает более 100 миллионов чёрных дыр. Чёрных дыр во вселенной ничуть не меньше чем капель дождя в нашей модели. И этот факт надёжно подтверждается наблюдательной астрономией. Правда, с механизмом взрыва чёрных дыр в рамках современной астрофизики не всё так гладко. Общая теория относительности, описывающая чёрные дыры, утверждает, что они не взрываются, а совсем наоборот – поглощают любое вещество.
Чёрная дыра — область пространства-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света.
Поэтому нам придётся - либо объяснить какие физические процессы могут инициировать взрыв чёрной дыры, либо поискать других кандидатов на роль расширителей вселенной. Для тех читателей, которые ещё не знакомы с гипотезой о тороидальном строении чёрных дыр, я вкратце повторю суть этой идеи.
Итак, любая чёрная дыра состоит из крошечных частиц. Они значительно меньше электронов. Для этих частиц было заимствовано название гравитоны, применяемое в современной ядерной физике для обозначения виртуальных безмассовых частиц. Наши гравитоны имеют собственную массу. Всё вещество чёрной дыры это колоссальное количество неподвижных, максимально плотно прижатых друг к другу элементарных частиц (гравитонов). Так как масса чёрной дыры достигает значений, при которых её вторая космическая скорость превышает скорость света, гравитоны внутри чёрной дыры «упакованы» оптимальным образом. Дальнейшее их сжатие невозможно. При этом сила гравитации продолжает расти с ростом массы чёрной дыры и продолжает действовать на гравитоны. Сила действует, а работа не совершается. Сжимать гравитоны больше некуда, а увеличить их внутреннюю энергию тем более не удастся – гравитоны абсолютно неподвижны. Налицо прямое нарушение закона сохранения энергии. Что бы избежать столь явных нарушений фундаментальных законов природы, чёрная дыра должна разрушиться, либо сбросить «избыточную» энергию сжатия. Спасительным выходом для чёрной дыры в этой ситуации может стать её собственное вращение, которое позволит избавиться от лишней энергии сжатия. В этом случае, центробежные силы совместно с гравитацией обязательно соберут из гравитонов чёрной дыры классическую 3-х мерную фигуру вращения – тор. Т.е. чёрная дыра, состоящая из гравитонов, это не шар, а тор с дыркой внутри. Такой чёрной дыре не нужна сингулярность, она не искривляет пространство-время и не требует полной остановки времени в центре сферы Шварцшильда. И она точно не червоточина в другую вселенную. Это просто огромный космический бублик, собирающий космическую пыль (гравитоны) на просторах нашей вселенной.
Разобравшись с конструкцией чёрной дыры, давайте попробуем её взорвать. Тем более, что в реальном космосе чёрные дыры это делают самостоятельно и весьма успешно.
Эпицентром взрыва стала сверхмассивная черная дыра в галактическом скоплении Змееносца, находящаяся на расстоянии 360 миллионов световых лет от Земли.
О том, что квазары самые яркие объекты вселенной, знают многие. А вот то, что квазары это взорвавшиеся чёрные дыры, пока мало кому известно. Более подробно познакомиться с гипотезой, объясняющей перерождение чёрных дыр в квазары можно здесь.
Ну а если очень кратко, то спусковым крючком для взрыва ЧД является скорость её собственного вращения. Когда эта скорость достигает значения скорости света, чёрная дыра под действием центробежных сил взрывается. Отличительной особенностью такого взрыва является то, что он может происходить не одномоментно, а постепенно в несколько этапов. Это подтверждается переменной светимостью наблюдаемых квазаров. На практике это означает, что сбросив часть своей массы, чёрная дыра гасит скорость вращения ниже световой и переходит в режим дальнейшего накопления массы. Полное разрушение чёрной дыры происходит лишь в том случае, когда приток вещества к чёрной дыре стабильно превышает массу излучаемого ею вещества. Тогда скорость вращения такой чёрной дыры начинает спонтанно расти и как только скорость вращения внутренней области тора ЧД достигает скорости света, чёрная дыра разрушается полностью, так как всё её вещество разогнано до второй космической скорости. В результате такого взрыва в окружающее пространство выбрасывается огромное количество материи. Тысячи и миллионы миллионов масс нашей солнечной системы. Материя эта представляет собой плазму из самых элементарных частиц вселенной – гравитонов. По сути, это огромное и всё ещё очень плотное облако плазмы, сохраняющее форму диска. Скорость его вращения близка к скорости света, а направление вращения совпадает с направлением вращения исходной чёрной дыры. Такой диск современные астрономы называют квазаром. Так как центростремительные силы не позволяют гравитонам быстро покинуть эпицентр взрыва и разбежаться в разные стороны, они под действием гравитации вынуждены собираться в более организованные структуры. В данном случае природа не проявляет особой фантазии и собирает из гравитонов всё те же торы, только очень маленькие – размером с электрон. Масса такой элементарной частицы не может быть случайной величиной. Возьму на себя смелость предположить, что есть некоторое минимальное значение массы гравитонного тора, при котором у него появляется электрический заряд. Т.е. электромагнитная сила проявляется и действует только на частицы с массой не меньше определённой величины. Значение этой величины современным физикам хорошо известно – это масса электрона. Направление вращения тора в этом случае определяет знак его электрического заряда. Минус – электрон, плюс – позитрон.
В первом приближении, направление вращения электрически заряженной частицы зависит только от направления вращения исходной чёрной дыры и всегда должно совпадать с ним. Т.е. все новые заряженные элементарные частицы могут быть либо электронами, либо позитронами. Преодолеть это проклятие асимметричности материи нам поможет эффект Джанибекова, в котором вращающиеся в невесомости тела самопроизвольно меняют свою ориентацию в пространстве относительно плоскости вращения на 180 градусов.
На ютубе есть прекрасное видео с объяснением эффекта Джанибекова. Вот ссылка на этот канал https://www.youtube.com/watch?v=N9HlQ-XVnFk.
Для нас этот эффект интересен тем, что он даёт надёжное обоснование примерно равному количеству позитронов и электронов в первоначальном плазменном диске. Переворот заряженной частицы в пространстве относительно плоскости её вращения на 180 градусов гарантированно превращает её в античастицу. Таким образом, первые элементарные частицы под действием описанного выше эффекта начинают случайным образом переворачиваться через очень короткие и достаточно случайные промежутки времени, постоянно меняя знак своего электрического заряда. В результате таких кульбитов мы получим электронно-позитронный фреш, состоящий примерно из равного количества ингредиентов. В свободном состоянии электроны и позитроны аннигилируют – это неоспоримый факт. Однако, наши электроны и позитроны не совсем свободные. Они продолжают по инерции вращаться в составе плазменного диска с около световой скоростью. И именно эта скорость, а точнее сила инерции, удерживает их от прямых столкновений и полного взаимоуничтожения. На этом этапе электроны и позитроны вынуждены мирно соседствовать друг с другом. В результате такой толерантности образуются первые парные частицы – позитронии.
Позитро́ний — связанная квантовомеханическая система (экзотический атом), состоящая из электрона и позитрона. Он был впервые экспериментально идентифицирован в 1951 году Мартином Дойчем.
Электроны и позитроны значительно тяжелее гравитонов, вследствие этого они вытесняются на внешний периметр вращающегося плазменного облака. Такая своеобразная центрифуга обеспечивает сепарацию лёгких и тяжёлых частиц в горячей гравитоновой плазме. Это в свою очередь способствует достаточно быстрой концентрации электронно-позитронных пар на периферии плазменного диска.
Следующим этапом сборки элементарных частиц в нашей модели является формирование нейтронов. Строительным материалом для нейтронов выступают парные частицы позитронии, которые под действием электромагнитных сил группируются в более сложные структуры. Примерно такие:
С точки зрения классической электростатики такое расположение позитронов и электронов соответствует стабильной или устойчивой суперпозиции разноименных зарядов. Так как количество позитронов и электронов в нейтроне одинаковое, то в целом, такая система обладает нулевым электрическим зарядом и является высокостабильной. В общем случае нейтрон состоит из 919 электронно-позитронных пар. Чем обусловлено это число пока сказать трудно, но его точное значение вычисляется абсолютно надёжно. Для этого достаточно разделить массу нейтрона на массу электрона. Полученное значение 1838 однозначно определяет количество частиц с массой электрона в составе нейтрона. Т.е. нейтрон состоит из 919 позитрониев или электронно-позитронных пар.
Пока гравитоновая центрифуга продолжает исправно работать, все вновь формируемые нейтроны выталкиваются на её периферию. Вещество плазменного диска постепенно расслаивается на гравитоны, электроны-позитроны и нейтроны. Массовое появление нейтронов на окраинах плазменного диска знаменует собой принципиально новый этап в жизни рассматриваемой модели формирования вселенной. С этого момента начинает работать сборочный конвейер по производству химических элементов. Экспериментальной физикой доподлинно установлено, что свободный нейтрон примерно через 15 минут распадается на протон и электрон. Благодаря этому на выходе нашего конвейера рождается самое распространённое во вселенной вещество - водород. Атомы водорода постепенно накапливаются вокруг вращающегося диска гравитоновой протоплазмы и укутывают его достаточно плотным слоем. В какой-то момент плотность водородного одеяла достигает критического значения, и свободный выход нейтронов из плазменного диска становится затруднённым. Начинается следующий цикл синтеза атомов вещества. Заблокированные свободные нейтроны вынуждены объединяться с протонами предыдущего водородного цикла. В результате формируются знакомые нам атомы из двух протонов и одного нейтрона. Это не что иное, как следующий химический элемент таблицы Менделеева – гелий.
Такие циклы с укутыванием нейтронной центрифуги газовым одеялом повторяются для каждого нового химического элемента. Причём, чем дальше по таблице Менделеева мы продвигаемся, тем плотнее становится внешний нуклоновый слой и тем меньше атомов нового вещества формируется на выходе. Именно по этой причине в нашей вселенной водород составляет 70% от общей массы всех химических элементов. Описанный процесс позволяет понять, как протекает синтез всех химических элементов вселенной. Это не взрывоопасный термоядерный синтез в недрах нескольких поколений звёзд, а аккуратная сборка атомов химических элементов из элементарных гравитонов с помощью очень быстрой плазменной центрифуги. Такой синтез атомов вещества в отличие от термоядерного синтеза представляет собой чрезвычайно энергоёмкий процесс. В нашем случае источником энергии является чёрная дыра. Если быть абсолютно точным, то её масса умноженная на квадрат скорости света. Не смотря на колоссальное количество этой энергии синтез химических элементов рано или поздно должен прекратиться. После остановки сборочного конвейера неизбежно останется небольшое количество свободных нейтронов, которые не успели объединиться с нуклонами атомных ядер предыдущего цикла. Эти неиспользованные нейтроны, отходы сборочного конвейера, в дальнейшем собираются в нейтронные звёзды. Очень маленькие и чрезвычайно плотные космические объекты, покрытые тонким слоем тяжёлых атомных ядер. Всё остальное синтезированное вещество, остывая и фрагментируясь, разлетается во все стороны от эпицентра взрыва чёрной дыры. Далее из этого вещества формируются звёзды и планеты.
После столь удачного подрыва чёрной дыры дальнейшее расширение вселенной не вызывает больших вопросов. Теперь нам стало понятно, почему галактики, звёзды и планеты вращаются вокруг собственной оси. Все они получили способность вращаться в наследство от своей чёрной дыры. Многовекторность и разнонапрвленность их движения в пространстве вселенной объясняется этой же причиной. Разреженность и неоднородность межгалактического пространства тоже легко объяснима в рамках новой модели. Чёрные дыры рассеяны во вселенной достаточно случайно, расстояния между ними измеряются десятками и сотнями миллионов световых лет, а вещество, разбрасываемое чёрными дырами в пространство вселенной, концентрируется в узких дискообразных областях. Отсюда такие большие пустоты в наблюдаемой вселенной.
Самое главное достоинство нашей модели заключается в том, что предложенная гипотеза расширения вселенной избавляет нас от необходимости верить в божественный акт её творения из пустоты и возвращает космологию в лоно объективных научных знаний. И это хорошо!
PS В рамках предлагаемой модели само понятие расширяющейся вселенной становится довольно спорным. Так как в этом случае расширяется или разбрасывается в пространстве исключительно материя, а вселенная в рамках такой модели вполне может оставаться стационарной. Впрочем, как и пространство такой вселенной не обязано прогибаться даже перед самой могущественной силой вселенной - гравитацией.
