Космология – это о космосе, ее прошлом, настоящем и будущем. Космосе, который существует независимо от человека и любых внешних воздействий и манипуляций. Все сведения о космосе мы черпаем из наблюдений, из астрономии. Прошлое и будущее космоса является нашей экстраполяцией на основе наблюдений и формул от арифметики до тензорного исчисления. Надо отметить, что природа неразумная создала весь этот космос, включая и разумные существа, не пользуясь никакими формулами. При этом оказывается, что формализовать природу задача непростая и необходимо вводить допущения и гипотезы, которые приводят к результатам не всегда согласующимся с реальностью. Ситуация такова, что даже сами ученые признают, что космология находиться в состоянии стагнации. В настоящее время формальный аппарат описания космоса и микромира считается почти завершенным и на его основе созданы стандартные модели космологии и элементарных частиц. Исследуя космос с помощью этого формального аппарата, мы получили, что наблюдаемая материя (включая излучение, газы, пыль и прочее) составляет менее 5% от всей энергии космоса. Остальная энергия приходится ни темные сущности, такие как темная материя (ТМ 22% ) и темная энергия (ТЭ 74%)
Естественно возникает вопрос: какова роль гипотез и расчетов в столь странном конечном результате? Но здесь не только математика мутит воду. Дело в том, что эффекты ТМ и ТЭ реально наблюдаемы. Материя действительно ведет себя очень странно, особенно на периферии вращающихся галактик. Её тангенциальная скорость не убывает, как это выглядит в теоретических предсказаниях. Для обоснования таких наблюдаемых расхождений теория требует введения темной материи. Вселенная также не расширяется с постоянной радиальной скоростью как при взрыве. Ее размеры вообще не соответствуют взрывному расширению и, более того, в настоящее время она расширяется с ускорением. Чтобы это расширение соответствовало предсказаниям приходится вводить в расчеты темную энергию.
Еще одним наблюдаемым свойством Вселенной является реликтовое излучение. Причем, во всем мире его называют микроволновым фоном, а в постсоветском пространстве, с подачи академика Шкловского, реликтовым. Такое название является подпоркой теории большого взрыва. И не зря адепты теории относительности так рьяно опровергают эфир. В этом случае излучение действительно является просто возмущением эфира от присутствующей в ней материи.
Желание теоретического обоснования наблюдаемых фактов без их философского осмысления привело к появлению нескольких темных сущностей, которые необходимы, чтобы результаты расчетов соответствовали наблюдениям. Не факт, что после применения сложных математических расчетов и достижения удовлетворительного соответствия наблюдательным данным мы окончательно приблизились к разгадке тайн природы. Проблема еще и в том, что теория относительности, квантовая механика, теория струн существенно расходятся в представлении мира и не всегда совпадают в результатах. Теория относительности принципиально не годится для описания микромира, кроме того она неудовлетворительно описывает области вблизи сингулярности (внутри ядер звезд и черных дыр). Теория струн вообще оперирует многомерным (более 4-ти измерений) миром. Для приведения в соответствие размеров и возраста Вселенной предлагается теория инфляции или инфляционная модель Вселенной. Она уже предполагает, что большой взрыв произошел не сразу, а после гиперинфляции, то есть после раздувания инфлатона со скорость значительно больше скорости света, да еще и при неизменной плотности. И в этой новой модели, которая предполагается наиболее близкой к реальности, много различных представлений, авторов и результатов. Вместе с неизбежной многомерностью теория предсказывает множество Вселенных, отличающихся не только местом, но и содержанием.
Еще одной проблемой, которую пытаются решить с помощью инфляционной модели, является глобальная однородность. Это наблюдаемое свойство состоит в том, что средняя плотность материи в разных областях Вселенной одна и та же. Казалось бы, что взрыв, гравитация, разнообразие физических процессов должны были нарушить эту однородность, но этого не наблюдается. Инфляционная модель объясняет эту однородность свойствами гипотетического инфлатона.
В инфляционной модели актуальна также и проблема одновременности при фазовом преобразовании инфлатона в материю (что теперь считается таким размазанным большим взрывом – не где-то и когда-то, а везде и одновременно). А почему одновременно в столь больших масштабах? Возможно потому, что если не предполагать одновременность, то не было бы и однородности, но это уже экспериментально установленный факт.
Еще при Эйнштейне была проблема с лямбда членом. Она состоит в том, что до сих пор невозможно определиться с динамикой Вселенной, с ее кривизной. Теория предсказывает различные сценарии без этого члена и стационарность (плоскостность) с этим членом. Все наблюдательные данные свидетельствуют о том, что Вселенная, с высокой точностью, является плоской.
Природа света и гравитации и ее связь с пространством и временем – это тоже большая проблема современной космологии. В теории относительности есть гипотеза о том, что скорость света в вакууме есть величина постоянная и не зависящая от движения источника или приемника. А в уравнениях теории относительности (в формальном аппарате) эта гипотеза реализована таким образом, что скорость света – это максимально достижимая скорость материи в пространстве. Это следует из преобразований Лоренца, которые при скоростях близких к скорости света теряют физический смысл.
Например, если от источника света два фотона разлетаются в противоположные стороны, то их скорость относительно друг друга не станет в два раза больше, а тоже будет равна скорости света. В теории это достигается тем, что одновременно изменяется расстояние и время таким образом, что их отношение всегда равно скорости света. Вообще в обосновании теории относительности используется много факторов связанных с распространением света, хотя преобразования Лоренца при таких скоростях вырождаются.
Теория большого взрыва загадочна во многих смыслах. В том числе в вопросе происхождения тяжелых элементов. Она предполагает, что тяжелые элементы образуются в недрах звезд, а когда эти звезды взрываются эти элементы оседают на поверхностях планет в процессе их образования. Казалось бы, при таком подходе все планеты должны бы иметь одинаковый состав. Почему сами планеты не могут изначально быть звездами? В общем к теории образования звезд и планет больше вопросов, чем ответов.
И это далеко не полный перечень проблем современной космологии, оригинальное решение которых предлагается в теории физического пространства. Основная, казалось бы очевидная, идея теории состоит в том, что не только все сущее в ней, но и само пространство должно быть следствием гипотез теории. Этим теория физического пространства отличается от механики Ньютона и теории относительности Эйнштейна. В механике Ньютона геометрическое эвклидово пространство является безучастным вместилищем всего сущего. Эта безучастность подтверждается первым законом Ньютона, когда тело без воздействия внешних сил движется в пространстве по инерции, то есть не изменяя скорости по величине и направлению. В теории относительности Эйнштейна, которая является чисто тензорной теорией, геометрия пространства-времени и материя взаимодействуют друг с другом. Пространство в теории относительности уже участвует в физических процессах, но никак не проявляет при этом свои физические свойства, то есть просто не является физическим объектом. Но если наделить пространство очевидными, не противоречащими реальности, физическими свойствами, то Вселенная оказывается не таким уж загадочным объектом. Чем же она в теории физического пространства отличается от стандартной космологической модели?
1. Вселенная вечна и бесконечна. Плотность физического пространства отрицательна и равна по модулю критической плотности материи.
2. Физическое пространство является проводником электромагнитного излучения (света, в том числе) и гравитации. Электромагнитное излучение - это распространение волн в физическом пространстве, а гравитация обусловлена течением физического пространства. Физическое пространство по свойствам это идеальная жидкость с отрицательной плотностью.
3. Темной материи в природе не существует. Эффект темной материи объясняется распределением плотности галактики по типу диска Местеля (1/r). Вопрос только в том, почему это не учитывается при расчете количества темной материи и почему у большинства галактик имеет именно такое распределение плотности.
4. Темной энергии в природе не существует. Ускоренное разбегание галактик является следствием выделением физического пространства материальными объектами.
5. Равномерное распределение материи во Вселенной (однородность) является следствием однородности физического пространства.
6. Большого взрыва и периода гиперинфляции у Вселенной не было, так как она вечна и бесконечна. В разных ее частях и в разное время происходят крупномасштабные процессы в виде взрывов сверхновых, образования черных дыр и т.д. Время 13-15 млрд. лет - это время полного обновления материи, в не возраст Вселенной.
Подробности на сайте "Физическое пространство" и в Дзен-студии "Как устроен этот мир!"