Окружающая нас вселенная, космос, с одной стороны поражают воображение. Например своей необъятностью бесконечностью и непонятностью. Он будит в каждом из нас дремлющего исследователя. С другой стороны ни у кого из нас нет и даже в далекой перспективе не предвидится инструментов для его изучения. Я не говорю о домашних телескопах, но чего то реального - огромных радиотелескопов, космических кораблей, спутников и тому подобного, ни у кого из нас нет и быть не может. Именно поэтому мы вынуждены всецело доверять небольшой группе ученых астрономов и физиков, целиком захвативших эту нишу. Но.. все они люди, а людям свойственно.. как бы это помягче сказать.. заблуждаться... и упорствовать в своих заблуждениях, запирая проход другим идеям.
Привет, с вами Эпоха Недоверия и сегодня мы попробуем разобраться с одним из фундаментальных вопросов, заставляющих все извилины в мозгу завернуться гордиевым узлом.. а именно - расширение вселенной.
Казалось бы ну и что? какое нам может быть дело до расширения вселенной вообще и большого взрыва в частности? Мы с вами вроде бы занимаемся историей, пытаемся разоблачить её подделки и такие масштабные вопросы нас вроде бы не касаются. Не соглашусь. Во первых как ни странно, но нас это касается напрямую, хотя и самым неожиданным образом. Но об этом я расскажу в будущих роликах. А во вторых это просто интересно.
Ну и как водится, начинаем по порядку, с классической интерпретации вопроса, а там уж куда кривая выведет )
Итак.
Вопрос о вселенной, в которой мы живем, волновал людей чуть ли не с самого зарождения цивилизации. А может и раньше. Как только человек стал осознавать себя, нам стало интересно знать и свое место в мире.
Поначалу мы познавали мир с помощью собственных органов - глаз, чтобы видеть, ног, чтобы перемещаться в пространстве, рук, чтобы ощупать это самое пространство и удивительные предметы, попадающиеся нам на пути, в общем таким образом дошагали до телескопов, открытия планет солнечной системы и заглянули дальше.
Нам стало интересно как устроена наша вселенная. А для этого нужно было понять фундаментальные законы, по которым она существует.
И вот в 1870 году английский математик Уильям Кингдон Клиффорд, всего 25 лет от роду, пришел к мысли о том, что пространство может быть искривлено, причем неодинаково в разных своих точках, и со временем его кривизна может изменяться.
Кстати сама фигура этого ученого вызывает массу вопросов. Ну посудите сами - в 23 года закончил Тринити-колледж в Кембриджском университете, по нашему по советски это всего лишь уровень ПТУ, правда закончил с отличием, а уже всего через три года , в 26 лет, был замечен Максвеллом и по его рекомендации сразу стал профессором математики и механики Лондонского университетского колледжа. Однако свою мысль об искривлении пространства он оформил еще за год до этого - всего через два года после окончания колледжа. А еще через 7 лет, внезапно и неожиданно умер от туберкулеза, прожив таким образом всего 33 года.
Кроме гипотезы об искривлении пространства он за столь короткий срок успел основать аж целое направление математики - алгебру Клиффорда. А так же был одним из основоположников векторного анализа и много еще чего интересного.
А всего за год до своей странной смерти выдвинул идею что материя и тяготение являются проявлением искривления пространства-времени, которую впоследствии будут использовать все кому не лень, включая Альберта нашего Эйнштейна.
И это всего за 10 лет своей короткой жизни! Если такой человек действительно существовал, то этот человек по праву может считаться одним из величайших гениев последних 200 лет, однако могу поспорить что мало кто о нем вообще слышал. Складывается ощущение, что его намеренно "забыли" и "замолчали". Имя Уильяма Конгдона Клиффорда широкой публике не знакомо.
Отметим это про себя и пойдем дальше.
Через 15 лет, в 1886 году, английский астроном Уильям Хаггинс заметил, что длины волн звездного спектра немножко сдвинуты по сравнению с земными спектрами тех же элементов. Применив к этому сдвигу формулу эффекта Допплера, ученый получил сведения о реальной скорости и направлении движения звезды.
А еще спустя 35 лет, Эдвин Хаббл чисто эмпирически выявил примерную пропорциональность красных смещений и галактических дистанций, которую он с помощью формулы Допплера-Физо превратил в пропорциональность между скоростями и расстояниями.
Как видите ученые-астрономы совершенно не стесняются выдвигать Эмпирические, то есть умозрительные предположения и создавать на их основе очень сильно приблизительные закономерности. Однако такое позволено только неким избранным.
Тем не менее математически вселенную до сих пор считали статичной и ограниченной. Так считал даже Альберт наш Эйнштейн. в 1917 году он пришел к выводу, что наша вселенная представляет из себя четырехмерную сферу. В нашем трехмерном мире она не имеет визуального представления как например четырехмерный куб-тессеракт, однако этот принцип - четырхмерной сферы позволил посчитать массу вселенной и ее размер, количество материи в ней. Энштейновская модель позволяет двигаться бесконечно в любом направлении и при этом рано или поздно вернуться в исходную точку. Так же как и на любой сфере. То есть несмотря на конечное число материи, вселенная при этом безгранична. Однако как выяснилось, при малейшем отклонении радиуса вселенной от равновесного значения, его модель либо начинает бесконтрольно расширяться либо так же бесконтрольно коллапсирует, то есть сжимается.
Выражаясь простыми словами, у вселенной должен быть центр тяжести, находящийся желательно в одной точке, в центре сферы. Вот в этом моменте математика и начинает превращаться из точного инструмента исследования, в опять же инструмент, создающий удобную или нужную заказчику конструкцию. А чем дальше в лес, как говорится, тем толще партизаны - судите сами до чего додумались - например тяжелое ничто - как звучит, а? или виртуальные парные частицы возникающие из ничего вблизи черных дыр, одна из которых испаряется, вызывая синхронное испарение другой, находящейся например внутри черной дыры. Таких формулировок, заплаток и парадоксальных костылей в астрономии и физике на каждом шагу.
Мда.. Нет, конечно выдумать тяжелое ничто это дорогого стоит, однако в фундаментальных вопросах они не в силах ответить на вопрос "почему". Пытаются конечно, придумывают теории большого взрыва, горячую и плоскую вселенную.. котов Шредингера в конце концов.. Вот вам еще пример - пресловутая гравитационная постоянная. Мы каждый день ощущаем на себе действие силы тяготения, и довольно давно выведена формула расчета гравитационной постоянной для любого объекта. Однако в этот расчет каким то образом закрался пресловутый множитель.
G=6,674 30(15)⋅10⁻¹¹ м³·кг⁻¹·с⁻²
Фиксированное число без которого формула не работает. Добавили множитель и формула заработала. Но это ответ на вопрос "что". Но не на вопрос "Почему". Откуда взялось это число? почему его значение именно такое 6,67 умноженных 10 в минус 11 степени?
Тем не менее формула успешно работает и ладно. Вот такой пример подгонки. На самом деле их неизмеримо много.
Давайте сравним этот множитель с не менее пресловутым числом Пи.
Вот тут все понятно, число пи неизменно, поскольку это просто отношение радиуса окружности к его длине.
В нашей десятичной системе исчисления это параметр всегда будет 3, 14 сотых.
Да в общем то и в любой другой системе оно останется точно таким же, изменятся лишь показатели после запятой, но это будет связано лишь с разрядностью системы счисления
То есть это пропорциональное соотношение радиуса или диаметра окружности к его длине, только и всего.
А вот что выражает собой множитель в формуле гравитационной постоянной как то забыли объяснить. Еще раз подчеркиваю - неизвестно не как он вычисляется, а что именно он выражает. То есть почему он именно такой? Какой именно физический обьект или его форма делают число множителя именно таким?
Впрочем почти в каждой формуле есть начальное допущение никак и ничем не обоснованное, на котором строятся все дальнейшие рассуждения и вычисления. Оно и понятно - наша наука прикладная, и когда достигается цель - практический расчет и применение, дальнейшие исследования становятся никому не нужны.
И поэтому становится не совсем понятно чем не устроила Эйнштейновская формула конечной вселенной, почему бы не допустить ее четко зафиксированный и сбалансированный центр? Так же как с числом Пи? никому ведь в голову не приходит что будет если число пи сместит свое значение и станет вдруг равным четырем? В нашей вселенной такое попросту невозможно. Ну так и пусть бы статичная вселенная спокойно существовала в виде четырехмерной сферы, и у нее был бы центр масс - кому это помешало бы?
Однако нет, так же как и в случае с электричеством кто то неизвестный прилагал все возможные усилия для доказательства именно бесконечно расширяющейся с ускорением, вселенной.
Модель вселенной пытались построить еще много ученых, Де Ситтер, Слайфер, Пуанкаре, Леметр, Фридман и так далее...
В итоге, после того как Леметр в 1933 году отождествил космологическую постоянную с плотностью энергии вакуума, его модель расширяющейся вселенной признал весь мир...
Теперь давайте разберемся что это за космологическая постоянная такая?
А это собственно вакуум, ничто, то есть почти ноль. Нет конечно существует формула ее расчета, но она настолько мала, что на самом деле ею всегда пренебрегают. Плотность такого вещества меньше чем 10 в минус 29 степени гр на сантиметр.
Это значит что такое вещество по мнению самих ученых не имеет никакого значения даже в масштабах галактики, даже в масштабах скопления галактик.
Зато энергии в нем предостаточно
Оценили красоту манипуляции? Нужно было лишь найти нужное соответствие и всё заработало. И неважно как это выглядит.. ну да, вакуум, то есть ничто, имеет плотность, вес и энергию больше нуля..
ну да, вакуум, то есть ничто, довольно тяжелое..
ну и что? когда-нибудь кто-нибудь объяснит.. наверное.. а сейчас не приставайте с вопросами - мы сами не понимаем, но зато все сходится.
И снова, как в вопросе с электричеством кто то упрямо и настойчиво изо всех сил пытается не наступить на грабли, то есть не признать материальность и существование эфира. Хотя в том или ином виде, под грузом различных оговорок и костылей, сквозь завесу психоделических фантазий физиков, то тут то там под разными именами выглядывает эфир. То вакуум имеет плотность, то вакуум имеет вес и энергию, то есть проявляет физические свойства, присущие материи.
Ну хорошо, а нам то какое до этого дело? мы же вроде говорим о расширении вселенной?
Потерпите еще немного.
Итак главным доказательством расширения вселенной является Допплеровский эффект.
Поэтому уделим ему чуть больше внимания, чтобы каждый зритель точно понимал что это такое.
Свет это один из видов электромагнитного излучения, волна, имеющая определенный диапазон частот.
В зависимости от длины волны в видимом диапазоне, мы воспринимаем цвета. Чем выше частота, чем короче волна, тем больше она уходит в синий и даже фиолетовый. Чем длиннее волна, тем больше она уходит в красный цвет. Зеленый находится примерно посерединке.
Итак, если обьект, излучающий например зеленый свет у которого частота, то есть амплитуда волны равна к примеру единице, приближается к нам, то волна света становится короче. Ну просто потому что каждый следующий гребешок волны излучается каждый раз чуть ближе к нам, а значит и сама волна становится короче и интенсивнее. И ее значение - единица, уменьшается, ну к примеру до значения в 0.9. Таким образом она переходит сначала в голубую, потом в синюю части спектра и так далее, в зависимости от скорости объекта.
Если же обьект от нас удаляется, то все происходит с точностью до наоборот - длина волны увеличивается например до значения в 1.1 или еще больше и становится все краснее и краснее.
Точно так же работают детекторы скорости на дороге. Благодаря изменению длины волны они определяют не только направление но и с какой скоростью вы нарушаете правила, а затем вам приходит заслуженный штраф.
Надеюсь такой пример понятен всем.
Так вот, еще в позапрошлом веке выяснилось, что подавляющее большинство галактик краснее чем должны быть. И только 4 из 40 (известных на тот момент), синенькие.
Получается что все галактики от нас удаляются, но что самое удивительное - с почти одинаковой скоростью! Точнее сказать, на равном удалении от нас, убегание галактик идет примерно с равной скоростью. Как такое возможно?
И вот как то сам собой напросился вроде бы логичный вывод - вселенная расширяется. Причем не просто расширяется, а со всё возрастающей скоростью. Об этом говорит разница в красном смещении - чем дальше от нас галактика, тем выше смещение в красный цвет и тем быстрее она убегает.
Вполне возможно что именно этим фактом было вызвано стремление математически объяснить расширение вселенной. Однако до Леметра почти все расчеты показывали статичность вселенной. В общем Леметр нашел способ притянуть всё за уши и научный мир немного успокоился.
Хотя для этого и пришлось ввести в формулу тяжелое ничто, обладающее колоссальным запасом энергии. Мало того - это самое ничто, или эфир, материю, разделили на две, условно независимых друг от друга части - темную материю и темную энергию. Настоятельно не рекомендуется их путать.. И вот это все вместе - невидимая энергия и невидимая материя, занимают аж 96 процентов всего состава вселенной. То есть почти всё.
Но зачем их разделили?
А вот это самое интересное. Дело в том, что и темная материя и темная энергия нужны в формулах, чтобы объяснить недостающее гравитационное взаимодействие между галактиками. Однако темная материя может проявлять неоднородность - где то ее может быть больше, где то меньше, где то совсем не быть и таким образом с ее помощью объясняются гравитационные аномалии.
А вот темная энергия считается гравитацией в чистом виде, без привязки к материальному объекту и она якобы равномерно заполняет все пространство.
То есть представьте себе бассейн с водой, в котором плавают большие и маленькие льдинки. и то и другое - вода, но жидкая вода заполняет бассейн равномерно и это темная энергия, а вот льдинки являют собой более плотные и тяжелые куски, плавающие как попало. Хотя это тоже вода, но гораздо более плотная и осязаемая. Вот это и считается темной материей.
А теперь давайте немного остановимся и порассуждаем. Неужели расширение вселенной это единственное возможное объяснение тому, что все галактики уходят в красный спектр? неужели они действительно удаляются от нас с огромной скоростью?
Нет.
Но для понимания как это работает, давайте вспомним еще один интересный физический эффект. Он называется гравитационное линзирование.
Заключается он в том, что когда свет проходит поблизости от массивного гравитационного объекта, он чуточку изменяет свое направление. Именно таким образом находят например черные дыры во вселенной. Саму черную дыру увидеть невозможно. Ничто, даже свет, попавший за границу горизонта событий черной дыры, не может вырваться обратно. Однако если свет от звезды проходит вблизи от горизонта событий, его направление изменяется и он как бы обходит дыру. Наблюдая за этим процессом, мы видим как звезда словно бы прыгает с одного места на другое, постепенно со временем возвращаясь на свою постоянную точку.
Этот оптический эффект и называется гравитационным линзированием. Словно бы линза проходит между нами и звездой.
Но кстати, раз мы назвали этот эффект линзированием, значит свет совершает подобные метаморфозы не только вблизи черных дыр. Само словно - линзирование напрямую говорит нам о том, что этот эффект наблюдается и при помощи обычной линзы. Эту интересную мысль мы разовьем как-нибудь в другой раз, а сейчас сосредоточимся именно на гравитационном эффекте.
Он проявляет себя возле любого объекта, обладающего гравитацией. Например возле обычных звезд. Правда в гораздо меньшей степени, однако он есть. И благодаря ему мы так же находим другие экзопланеты. Я уже упоминал об этом способе в прошлом видео.
Но и это еще не все. ведь по сути любой космический обьект, будь то галактика, черная дыра, звезда или планета - все обладают гравитацией. Кто то больше, кто то меньше, но тем не менее обладают все.
Более того, теоретически - гравитационное поле не имеет границ.
По наиболее распространенной версии визуализации этого процесса, массивный обьект как бы продавливает пространство своей массой, вызывая эдакую пространственную воронку, в которую мы и сваливаемся непрерывно, и называем это силой тяжести.
А теперь соединим всё что мы только что узнали воедино.
1. свет от звезды представляет из себя волну определенной частоты.
2. все объекты во вселенной имеют хоть какое то гравитационное поле.
3. Мы находимся в гравитационном поле земли, которая в свою очередь накрепко погрязла в гравитационном поле Солнца.
Вывод - все мы, все планеты солнечной системы находятся внутри гравитационной линзы солнца, осязаемые границы которой находятся далеко за пределами облака ООРТА то есть дальше 50 тысяч астрономических единиц. И на всем этом расстоянии действует солнечная гравитация, которая продавливает пространство, чуть чуть растягивая его.
Свет от звезд, прежде чем мы его увидим, неминуемо попадает в эту гравитационную линзу, место с растянутым пространством, которое в свою очередь само собой растягивает и световую волну. Таким образом удлиняя ее и переводя в красный диапазон.
Другими словами, при такой логике, мы неизбежно будем видеть уход спектра любого объекта в красный цвет, и нам всегда будет казаться что объекты удаляются, хотя на самом деле это не так. Причем ускорение будет примерно равным на равных расстояниях. А поскольку поле гравитации практически бесконечно, то с увеличением расстояния до объекта, волна будет удлиняться все сильнее, что так же неминуемо вызовет иллюзию ускорения расширения вселенной.
Давайте пойдем в наших рассуждениях еще дальше и предположим что на пути света далеких галактик существуют целые области тяжелого продавленного пространства. Тем более что современная астрономия этого как бы и не отрицает. Что будет происходить со светом дальше? А дальше длина волны будет все сильнее растягиваться пока не покинет видимый диапазон и перейдет в диапазон радиоволн. То есть на определенном удалении от нас, искажение волны в гравитационном колодце станет таким сильным, что свет станет радиоволной. И действительно - самые дальние галактики, самые удаленные звезды, видимые на расстоянии 13 млрд световых лет мы видим только с помощью радиотелескопов. И снова это совпадает с действительностью.
А что будет еще дальше? Согласно официальной теории, Ученые говорят о горизонте событий, когда разбегание галактик достигнет скорости света и мы перестанем их видеть. Да вроде логично.
А как это будет выглядеть согласно нашей теории? Длина волн будет продолжать удлиняться, до тех пор пока не выйдет из наблюдаемого диапазона.
И кстати по мере удлинения световой волны и перехода ее в радио диапазон, будет наблюдаться еще один эффект - мы перестанем их видеть. Это кстати альтернативное объяснение почему космос черный.
Зато в радиодиапазоне мы наблюдаем аж целое реликтовое излучение со всех сторон. Космос буквально светится им.
Злые языки утверждают, что оно возникло сразу после большого взрыва. Хотя если продолжить выпрямлять волны, то на каком то расстоянии, перед тем как стать совсем черным, мы получим как раз картинку фонового реликтового излучения?
Ну с допплеровским эффектом разобрались, а что насчет нестабильности статичной вселенной? Помните - как только математическая модель отклонялась от равновесного значения, она сразу срывалась либо в расширение, либо в сжатие.
А тут на самом деле тоже все очень просто - представьте себе сосуд, полностью наполненный жидкостью. Давление жидкости внутри сосуда распределяет нагрузку равномерно во все стороны. И если внутри такого сосуда будет плавать какой то обьект, ну например рыбка, то независимо от ее положения внутри сосуда, он никогда не потеряет равновесного значения, его центр тяжести никогда не сместится. Именно потому, что вода распределяет нагрузку по всему сосуду равномерно.
Для того чтобы это работало нужна самая малость - существование эфира, и продавливание материи - гравитации
Однако несмотря ни на что, вместо эфира ввели понятие - тяжелое ничто, а так же последнее время прикладываются неимоверные усилия чтобы уйти от популярного простого и понятного примера с продавливанием пространства.
Кстати вспомните то, с чего мы начали, нашего безвременно ушедшего из жизни, 26 летнего гения позапрошлого века Уильяма Кингдона Клиффорда. Напомню, что его заметил Максвелл и сделал профессором почти сразу после того, как тот предположил что само пространство может иметь неоднородность и искривляться.
Конечно это все лишь мои предположения, гипотезы, мой личный альтернативный взгляд, но... как то все сильно подозрительно закручено вокруг существования эфира, вы не находите?