В связи с уникально сильным космическим гамма-всплеском 7 октября 2022 года, побившим предыдущий рекорд по яркости сразу на порядок, Борис Штерн написал в марте 2023 года в газете «Троицкий вариант» научно-популярную статью, в которой осветил историю обнаружения, имеющиеся наблюдательные факты и гипотезы теоретиков о природе этих всплесков. Читатели, интересующиеся подробностями, могут найти эту статью а также статью в Scientific.ru http://www.scientific.ru/journal/burst2.html и другие сведения по этой теме.
Во множестве гамма-всплесков выявились два класса — короткие и длинные. Б.Штерн утверждает, что это два разных явления и рассматривает в статье только длинные гамма-всплески.
Обычно под термином «гамма-всплеск» подразумевают событие жесткого рентгеновского — мягкого гамма-излучения, продолжающегося от нескольких секунд до десятка минут (есть и по полчаса). Но история на этом не заканчивается. После всплеска начинается послесвечение — на всех волнах от радио- до гамма-квантов сверхвысоких энергий. Дней через десять затухающее послесвечение начинает слегка разгораться в оптике, появляются спектральные линии — всё выглядит так, будто там взорвалась сверхновая. Это и есть сверхновая — ядро звезды сколлапсировало, произведя гамма-всплеск, а периферия разлетелась, как и при прочих взрывах сверхновых.
По наиболее распространённой модели взрыва сверхновой гамма-излучение проходит через толщу сбрасываемой оболочки сверхновой ПОЗЖЕ появления вспышки в оптическом диапазоне, а приходит на Землю РАНЬШЕ.
Значит, сдвиг по частотам для земного наблюдателя происходит из-за разной скорости распространения излучений разных энергий (частот).
При нормальной дисперсии скорость распространения высокочастотных излучений ниже скорости низкочастотных. Такая дисперсия наблюдается, например, в стеклянной призме при прохождении волн оптического диапазона.
В рассматриваемом случае (гамма-всплеск) мы имеем дело с аномальной дисперсией.
Под аномальной дисперсией понимается случай, когда скорость распространения гамма лучей немного выше, чем у видимого света.
Подобное явление наблюдается также в пульсарах.
Пульсары – это вращающиеся нейтронные звезды, которые испускают импульсы с очень регулярными интервалами от миллисекунд до секунд. Астрономы полагают, что импульсы излучаются одновременно в широком диапазоне частот. Однако, на Земле наблюдается, что компоненты каждого импульса, излучаемого на более высоких радиочастотах, поступают раньше тех, что излучаются на более низких частотах.
К чему весь этот разговор?
К тому, что сторонники Большого взрыва, обвиняя своих оппонентов в отсталости, сами не учитывают ряд фактов, в том числе — вышеизложенный.
В работе «Проверка гипотезы о расширении Вселенной» М. Лопес-Корредойра (Испания) Перевод М.Х. Шульмана (shulman@dol.ru, www.timeorigin21.narod.ru приведены тесты для проверки различных космологических гипотез. В основном сравниваются гипотезы «Большого взрыва» и так называемого «усталого» света.
Короткая историческая справка
Термин «Большой Взрыв» (БВ) появился с лёгкой руки Хойла, который сам придерживался стационарной модели Вселенной, однако первым, кто произнёс слово «взрыв», был ленинградский математик А. А. Фридман.
В 1922 году он показал существование нестационарных решений уравнений общей теории относительности, и из этих решений получалось, что Вселенная должна расширяться. Но экстраполяция этого утверждения в прошлое, по его мнению, означала, что когда-то давно вся Вселенная была весьма компактной, и то, что мы видим сейчас, есть фактически результат взрыва.
Вначале в теории Фридмана сомневался сам Эйнштейн.
Жорж Леметр, бельгийский священник и учёный включил в состав своей вселенной не только вещество, но и электромагнитное излучение. Этого не сделали ни Эйнштейн, ни де Ситтер, чьи работы были Леметру известны, ни Фридман, о котором он тогда ничего не знал.
Работу Леметр опубликовал в 1927 году в журнале «Анналы Брюссельского научного общества». Леметр смог обсудить свои выводы с Эйнштейном и узнал от него о результатах Фридмана. Создатель ОТО решительно не поверил в физическую реальность леметровской модели (подобно тому, как раньше не принял фридмановские выводы).
Смещение оптического спектра далёких галактик по сравнению с близкими в сторону низких частот — «красное смещение» — было обнаружено американским астрономом Весто Слайфером в 1912—1914 годах, а в 1929 году Эдвин Хаббл открыл, что красное смещение для далёких галактик больше, чем для близких, и возрастает приблизительно пропорционально расстоянию (закон Хаббла).
Хаббл, возможно, знал о модели расширения Вселенной, однако в его знаменитой статье эта модель ни прямо, ни косвенно не упоминалась. Позднее Хаббл высказывал сомнения, что фигурирующие в его формуле скорости реально описывают движения галактик в космическом пространстве, однако всегда воздерживался от их конкретной интерпретации. Смысл своего открытия он видел в демонстрации пропорциональности галактических расстояний и красных смещений, остальное предоставлял теоретикам. Поэтому считать его первооткрывателем расширения Вселенной нет никаких оснований.
Исследования Хаббла дали повод для признания расширения Вселенной и модели Леметра.
В 1931 году Леметр опубликовал краткое (и без всякой математики) описание еще одной модели Вселенной. В этой модели начальным моментом выступает взрыв первичного атома (Леметр также называл его квантом), породивший и пространство, и время.
_
Усталый свет – это класс гипотетических механизмов красного смещения, который был предложен в качестве альтернативного объяснения зависимости Хаббла.
В соответствии с этим, Фриц Цвикки предложил в 1929 году механизм «усталого света». Цвикки предположил, что фотоны могут медленно терять энергию, поскольку они преодолевают огромные расстояния в статичной вселенной при взаимодействии с веществом или другими фотонами, или с помощью какого-либо нового физического механизма. Поскольку уменьшение энергии соответствует увеличению длины волны света, этот эффект приведёт к красному смещению в спектральных линиях, которые увеличиваются пропорционально расстоянию до источника.
Термин «усталый свет» был введен Ричардом Толменом в начале 1930-х годов для обозначения этой идеи. Хельге Краг отметил: «Гипотеза Цвикки была далеко не единственной. Более десятка физиков, астрономов и ученых-любителей предложили в 1930-х годах идеи усталого света, общим для которых было предположение о том, что фотоны туманностей взаимодействуют с межгалактической материей, которой они передают часть своей энергии». Крэгх, в частности, отметил Джона Куинси Стюарта, Уильяма Дункана Макмиллана и Вальтера Нернста.
Механизмы усталого света были альтернативой Большому взрыву. До середины двадцатого века большинство космологов поддерживали одну из этих двух парадигм.
О различии теории Большого взрыва (ТБВ) и теории «усталого света» (ТУС)
Сторонники теории большого взрыва (ТБВ) утверждают, что в статичной Вселенной с механизмами усталого света поверхностная яркость звёзд и галактик должна быть постоянной, то есть чем дальше объект, тем меньше света мы получаем, но его видимая площадь также уменьшается, поэтому полученный свет, делённый на видимую площадь, должен быть постоянным.
В расширяющейся же Вселенной, по их мнению, яркость поверхности уменьшается с расстоянием. По мере удаления наблюдаемого объекта фотоны испускаются с меньшей скоростью, потому что каждому фотону приходится преодолевать расстояние, которое немного больше предыдущего, в то время, как его энергия немного уменьшается из-за увеличения красного смещения на большем расстоянии.
Это предполагаемое различие сторонники ТБВ положили в основу так называемого теста Толмена. Согласно астрономическим наблюдениям поверхностная яркость далёких галактик меньше, чем близких, поэтому ТУС была отброшена без права переписки обжалования, хотя, как показано ниже, на самом деле всё наоборот: аналитики должны были серьёзно усомниться в ТБВ.
Дело в том, что ТБВ — релятивистская теория, сторонники которой насмерть стоят на утверждениях:
· Скорость фотона не зависит от скорости источника.
· Собственное время фотона всегда равно нулю.
· Фотон не меняется, сколько бы и в каких бы условиях он ни путешествовал по Вселенной.
Конечно, они придумали столько всего про «расширяющееся пространство» что пара-тройка новых придумок в своей теории уже не принципиальна, но выдумки в отношении ТУС — это называется перекладыванием с больной головы на здоровую.
Термин «усталый свет» придуман для уничижения, со временем он отомрёт, поскольку речь идёт просто о пакете волн — солитоне, построенном на уравнениях Максвелла, коим является фотон, но пока мы будем пользоваться старым термином, чтобы читатель понимал дальнейшее.
Так вот, с точки зрения теории усталого света (ТУС) фотон в процессе своего движения в космосе взаимодействует с имеющимися там полями и частицами, постепенно теряя энергию. И как наблюдаемая на Земле поверхностная яркость может сохраниться, если эта теория ОСНОВАНА на потере энергии, причём очевидно, что часть фотонов рассеивается?!
Таким образом, астрономические наблюдения поверхностной яркости говорят скорее в пользу ТУС, чем ТБВ.
Прежде, чем говорить о других тестах, приведём здесь некоторые результаты статей этого канала: «Границы относительности…» и «Пуанкаре и основания ОТО».
Пуанкаре незадолго до смерти осмыслил «неприятный факт»: группа преобразований Лоренца не обладает коммутационными свойствами. Под некоммутационностью Пуанкаре имел в виду «несоединяемость», т.е., два и более последовательных преобразований СТО дают другой результат, чем непосредственное преобразование из начального в конечное состояние.
Напишем уравнение СТО для показаний движущихся часов2 по сравнению с неподвижными часами ИСО1:
где v21 — скорость ИСО2 относительно ИСО1,
∆t21 и ∆t1 — соответственно, показания рядом оказавшихся движущихся и неподвижных часов.
Поскольку все ИСО равноправны и все они произвольны, то для какой-либо третьей ИСО3 в полном соответствии с СТО мы можем записать:
Смысл обозначений легко установить, сравнивая (2э) с ф-лой (1э).
Но тогда, при мгновенном переходе v32 = –v21 = v, получим:
вместо очевидного ∆t31 = ∆t1.
Третий близнец, движущийся противоположно второму вдруг помолодел, хотя в реальности никуда не улетал и спал в соседней койке с близнецом №1!
В математике такой казус называется нерефлексивностью. В более общем случае мы имеем нетранзитивность преобразований СТО.
Пуанкаре придерживался в своих работах представления об абсолютном пространстве, независимо от того, доступно оно для наблюдения или нет. Следуя этому принципу, мы должны под «неподвижной» ИСО в рассуждениях Лоренца-Эйнштейна понимать абсолютную систему отсчёта — АСО, и записать вместо (1э) значение для интервала времени ∆t10 в ИСО1 относительно соответствующего интервала ∆t0 в АСО:
где v10 – скорость ИСО1 в АСО.
Уравнения в движущихся системах невозможно привести к тому же виду, что и в неподвижной. У движущегося близнеца не просто замедлится время, у него изменятся все физические процессы.
Этот же вывод можно сделать на основании уравнений Лиенара-Вихерта: при приближении к скорости света атом просто развалится от действия магнитных сил. Уравнение (1) справедливо лишь для v << c.
Но если СТО ещё может получать верные результаты при v << c и удачном (а вовсе не произвольном) выборе исходной ИСО, то общая теория относительности (ОТО) получает свои дифференциальные уравнения как последовательность преобразований мгновенных ИСО, поэтому накапливает ошибки нетранзитивности, особенно при больших отклонениях от ньютоновских решений. В результате она приходит к ошибочным выводам о существовании так называемых «чёрных дыр» с «горизонтами событий» и торможении света перед ними. Реальные сверхсжатые космические объекты имеют другие свойства, что подтверждается астрономическими наблюдениями.
Теорию, использующую транзитивные преобразования от АСО будем называть теорией транзитивной метрики ТТМ.
В транзитивной метрике фотон — это пакет электромагнитных волн. Понятие собственного времени в ТТМ ограниченно случаем v << c, где оно лишь приблизительно отображает протекание физических процессов по сравнению с отображением в АСО — формула (1). Понятие собственное время для фотона — бессмыслица.
Скорость внутренних движений в фотоне превышает скорость света: это движение более тонкой материи.
Продольный размер фотона не равен нулю, согласно многим признакам этот размер больше средней длины волны пакета. Его эффективная величина должна определяться конкретно для каждого явления. В частности, эффект Допплера адекватно описывается, если принять продольный размер равным длине волны.
Устойчивость пакета волн свидетельствует о взаимодействии его фаз. В принципе такое взаимодействие может быть описано уравнениями Максвелла при учёте сверхсветовых скоростей тонкой материи.
Естественно положить, что внутренние движения в структуре фотона взаимодействуют не только между собой, но и с внешними полями, заряженными частицами, другими фотонами. Об этом свидетельствуют эффекты Комптона, Фарадея и др. Искривление лучей света в гравитационном поле согласно 3-му закону Ньютона вызывает движения элементов гравитирующего тела, энергия которых диссипируется, отнимая энергию у фотона.
Заметим, что взаимодействие фотона с гравитационным, магнитным полем и полями других фотонов не резонансное. Энергия фотона в таких процессах меняется не полными квантами формулы Планка E = hν, а изменением частоты. Изменение полными квантами означало бы исчезновение фотона.
Кроме изложенного выше нарушения логики в исходных условиях составления дифференциальных уравнений ОТО (нетранзитивность, нерефлексивность и нековариантность преобразований при переходе от одной мгновенной ИСО к другой), в этих исходных условиях не учтены электромагнитные, внутриядерные и квантовомеханические силы, которые на 40 порядков превосходят гравитацию в малых объёмах. Не учтена также диссипация.
По этим причинам уравнения ОТО не могут быть применены ко всей Вселённой. Лишается всяких оснований теория большого взрыва.
Однако всё это ещё не отменяет возможность удаления от нас других галактик. Но, прежде, чем оценивать скорость этого удаления, необходимо учесть перечисленные выше потери энергии фотона на пути следования.
Огромным минусом гипотезы расширения Вселенной является нахождение Земли в центре этого расширения. Попытки представить такой эффект на детском надувном шарике вызывают недоумение: откуда сторонники БВ взяли, что линии пространства в противоположных направлениях смыкаются? Неадекватность ОТО ставит крест на этом представлении.
Иллюзия нахождения Земли в центре Вселенной — эффект наблюдения. Если даже представить, что пространство расширяется, то, ввиду высокой изотропности наблюдаемой величины этого расширения, мы должны положить, что его центр находится на бесконечном удалении, и все разговоры о времени жизни Вселенной ~13.8 млрд лет теряют основания.
Перейдём к другим тестам космологических моделей.
В упомянутой работе М. Лопес-Корредойра приведена таблица результатов этих тестов.
Таблица 1. Космологические тесты
1-й тест. Температура космического микроволнового фонового излучения (CMBR) в зависимости от красного смещения.
Поскольку мы отбрасываем гипотезу большого взрыва (ГБВ), то само происхождение CMBR невозможно объяснить без ТУС и речь может идти только о доле вклада расширения в этот эффект. Кстати, пониженная температура CMBR, проходящего через войды лишний раз свидетельствует о происхождении этого излучения не от Большого взрыва.
2-й тест “Растяжение” времени.
Один из самых трудных для ТУС. Но если мы вспомним о фактах дисперсии, изложенных в самом начале статьи, то увидим, что дисперсия растягивает период свечения сверхновых.
В начале ХХ века А. А. Белопольский, Г.А. Тихов и Ш. Нордман обнаружили запаздывание синих лучей относительно красных при прохождении света от звёзд к наблюдателю. Юнг и Форбс нашли, что, наоборот, синие лучи в пространстве распространяются быстрее красных. Различие в скоростях по их расчетам составляло 2%.
Позже, в 1915—1916 гг. Маджини точными наблюдениями 20 переменных звёзд подтвердил факт запаздывания фаз в синем свете относительно фаз в красном свете. В то же время он обнаружил, что для некоторых звёзд типа Алголя, RZ Кассиопеи и V Короны наблюдается обратное поведение. Для этих звёзд минимум в длинноволновом свете запаздывал относительно минимума в коротковолновом диапазоне.
Указанная разница между дисперсиями от разных источников говорит о разном составе газов на пути следования света. Важно, что в любом случае дисперсия растягивает период свечения для удалённых наблюдателей.
Остальные тесты свидетельствуют в пользу статичных моделей.
Большинство космологических тестов для подтверждения гипотезы БВ требуют неправдоподобных предположений об эволюции галактик и/или иных эффектов: тёмная энергия, тёмная материя
Сторонники БВ заявляют, что если бы фотон по пути следования взаимодействовал с частицами газа и пыли, то изображение космических объектов казалось бы размытым для земного наблюдателя.
Если следовать их логике, то Солнца на Земле мы бы вообще не видели, так как на пути любого фотона обязательно нашлась бы молекула воздуха. Кстати, оранжевое Солнце на восходе и закате прекрасно иллюстрирует модель космологического «красного смещения».
Явление самофокусировки лазерного луча свидетельствует, что, наоборот, воздух сводит лучи.
Космическая среда, конечно, сильно отличается от атмосферы Земли, но рассеяние света там будет ещё меньше. В принципе даже планеты дают тень на мизерные для космических величин расстояния.
Гамма-всплески расположены на небосводе с высокой изотропностью. Лишь у части из них наблюдается послесвечение в оптическом диапазоне. Вероятней всего, у остальных «красное смещение» настолько велико, что переходит в инфракрасный, а возможно, и в миллиметровый диапазон. Гамма-лучи обладают высокой пробивной способностью, остальные постепенно «устают» до состояний микроволнового излучения.
Некоторые комментаторы сравнивают структуру Космоса со структурой головного мозга. Ну что сказать? В случае с человеческой памятью Создатель стирает излишнюю информацию, иногда не считаясь с пожеланиями самого человека, т.к. старается сделать его счастливым. В Космосе Он тоже стирает лишнюю информацию, иначе весь небосвод был бы пылающим пожаром, сжигающим любую жизнь.
Борис Штерн восклицает в конце своей статьи:
– Да Они просто насмехаются над нами!
Думаю всё не так: Они нас берегут! Будьте счастливы!
*****************