Обвинения против теории «усталого света» (ТУС) ложны. Она элементарно решает проблемы и развенчивает мистику «расширения Вселенной».
Часто даже научные статьи начинаются не с наблюдательных фактов, а прямо в терминах «расширения Вселенной», которые на самом деле являются лишь одной из многих интерпретаций этих фактов.
Это, как если бы мы при всех рассуждениях о Земле отталкиваясь от вогнутой её формы: «Если с берега моря подняться на пригорок, то мы отчётливо увидим, что уровень воды на горизонте существенно выше оставшихся внизу домиков. Это наблюдение неопровержимо доказывает вогнутость земной поверхности».
Из факта «красного смещения» делается вывод, что пространство расширяется, и все дальнейшие наблюдения рассматриваются под этим углом.
«Красным смещением» называется увеличение длины волны спектров известных атомов в удалённых от Земли галактиках.
Красное смещение спектров галактик было обнаружено американским астрономом Весто Слайфером в 1912—1914 годах; в 1929 году Эдвин Хаббл открыл, что красное смещение для далёких галактик больше, чем для близких, и возрастает приблизительно пропорционально расстоянию (закон красного смещения, или закон Хаббла).
Астрономы обычно объясняли «красное» или «синее» смещение спектра эффектом Доплера, возникающего при движении излучающих объектов. Естественно, что этот же эффект казался самой очевидной причиной красного смещения Слайфера-Хаббла.
Однако, когда наблюдения начали давать для некоторых галактик очень большие смещения, многие астрономы, в том числе — Хаббл, стали сомневаться в доплеровской причине красного смещения, тем более, что ретроспектива такого поведения Вселенной — происхождение её из точки — казалась совершенно абсурдной.
Мы не будем пока рассматривать альтернативные точки зрения, а продолжим рассмотрение модели расширяющейся Вселенной.
Модель расширения Вселённой ΛCDM — «стандартная модель» космологии
Читатели, знакомые даже в общих чертах с моделью ΛCDM, могут пропустить этот раздел.
В 1922 году Александром Фридманом в немецком журнале Zeitschrift für Physik была опубликована статья, в которой он показал, что уравнения общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна одним из решений имеют постоянное расширение Вселенной.
Если обратить эти решения в ретроспективу, то получится, как и у Шварцшильда, стягивание вещества в точку (в так называемую «чёрную дыру»). В какой-то момент это вещество должно было начать расширяться наподобие (Большого) взрыва — БВ.
Жорж Леметр, бельгийский католический священник, опубликовал в 1927 году работу, подтверждающую выводы Фридмана.
В 1896 – Шарль Эдуард Гийом оценивает космический фон «излучения звезд» в 5-6 К.
1926 г. – Сэр Артур Эддингтон оценивает нетепловое излучение звездного света в галактике «… по формуле E = σT⁴. Эффективная температура, соответствующая этой плотности, равна 3,18° абсолютной … черноты тела».
1930–е годы – Космолог Эрих Регенер подсчитал, что нетепловой спектр космических лучей в галактике имеет эффективную температуру 2,8 K.
1941 г. – Эндрю Маккеллар обнаружил космический микроволновый фон как самый холодный компонент межзвездной среды, используя возбуждение дублетных линий CN, измеренное У. С. Адамсом в звезде B, найдя «эффективную температуру пространства» (среднюю болометрическую температуру) 2,3 К
В 1946 – Гамов Джордж, известный в Советском союзе, как Георгий решил проанализировать факт космических излучений с точки зрения решений Леметра. Он получил 50 К (в предположении, что Вселенной 3 миллиарда лет), комментируя, что это «… находится в разумном согласии с фактической температурой межзвездного пространства», и не упоминая при этом фоновое излучение.
1964-65 – Арно Пензиас и Роберт Вудро Вильсон измеряют температуру космического излучения, равную приблизительно 3 K.
Роберт Дик, Джеймс Пиблз, П. Г. Ролл и Д. Т. Уилкинсон интерпретируют это излучение как признак «Большого взрыва». Оно получило в дальнейшем название «реликтовое» излучение.
Согласно современным измерениям, температура космологического излучения равна ~2,7К
Таким образом, астрофизики всё более склонялись к объяснению имеющихся наблюдений как результату БВ.
В теории ΛCDM вводится параметр Хаббла — H(t), характеризующий увеличение скорости расширения в зависимости от расстояния до галактики. Современное значение этого параметра H₀ называется постоянной Хаббла. Скорость обычно измеряется в км/сек, а расстояние в мегапарсеках — Мпк. Напряжением Хаббла называется различие в значениях этого параметра, вычисленных разными способами.
Головокружение от расширения. Чем дальше видим, тем ближе объект?
Отношение прироста длины волны при «красном смещении» к исходному значению (λ₀−λ(t))/λ(t), принято обозначать буквой z.
Современными наблюдениями установлено, что для удалённых галактик z может превышать единицу, т.е., получается, что эти галактики удаляются от нас со скоростью, превышающей скорость света. На вопрос, почему скорость превышает скорость света, сторонники теории Большого взрыва (ТБВ) отвечают, что это расширение самого пространства, а свет двигается относительно этого пространства в полном соответствии со специальной теорией относительности — СТО.
Согласно ΛCDM «реликтовое излучение» приходит к нам с тех времён, когда вещество имело температуру ~3000°C (380 тыс. лет с момента БВ). Таким образом, до нас этот свет доходит с z ≈ 1100.
Но! По обсуждаемой теории Вселенная в те времена имела значительно меньший размер, чем сейчас. Начиная с z ≥ 1, t ≥ 8 млрд. лет, восприятие расстояний землянами становится аналогичным восприятию расстояний до сверхзвукового самолёта по слышимому перемещению источника звука: самолёт как бы «раскалывается» в ближайшей от нас точке траектории.
Если принять, что скорость поступательного движения точек пространства, находившихся на сфере реликтового излучения, всегда была приблизительно такой же, как сейчас ~1100c, где c — скорость света, то, когда Вселенной было 380 000 лет, радиус излучения составлял 3.8*10⁵*1.1*10³ = 4.18*10⁸ = 418 миллиона световых лет. Именно с такой «убегающей» сферы по расчётам теории ΛCDM (!) мы должны наблюдать реликтовое излучение. Пока оно к нам ползло, вокруг нас образовались триллионы галактик, объединённых в причудливые скопления и сверхскопления.
Мы опять в центре мироздания?
В предыдущих главах не акцентировалось, что и Хаббл и другие астрономы отсчитывали «красное смещение» от своего телескопа, т.е., с Земли, и, при этом, получали одинаковые величины в разных направлениях. Измерения «реликтового излучения» показали высокую его изотропность за исключением небольшой косинусоидальной зависимости, связанной с движением Земли. Измерения настолько точны, что улавливают орбитальное движение и даже вращение Земли — точность 10-⁸ от скорости света.
Авторы ΛCDM, видимо, не придавали значения этой «мелочи» на фоне великих вычислений общей теории относительности (ОТО). Преподаватели и популяризаторы ТБВ вынуждены придумывать свои объяснения.
В частности, некоторые сравнивают Вселенную с надувным шариком, на котором точками обозначены галактики. При надувании шарика расстояния между точками увеличиваются, и картина, на взгляд толкователей БВ, одинакова, с какой бы точки мы её ни смотрели.
Другие сравнивают Вселенную с тестом, которое в процессе брожения увеличивает объём, и расстояния между изюминками-галактиками при этом возрастают.
Популяризаторы уверяют, что с любой точки теста или сферы в данных случаях Вселенная будет выглядеть одинаково.
Всё это замечательно и остроумно, но есть маленькая деталь: симметрично относительно любой точки тесто-шар и сфера будут выглядеть, если они бесконечно большого размера! А согласно ΛCDM Вселенная в настоящее время имеет конечный радиус, мы видим Вселенную в возрасте 0.5 млрд лет (телескоп Уэбб) и даже ранее («реликтовое излучение») — 380 тыс. лет, причём её характеристики в древние времена по ΛCDM очень сильно отличались от нынешних. То есть, даже небольшое отклонение наблюдателя от центра идеально симметричного, согласно ΛCDM (!), результата расширения привело бы к разным характеристикам упомянутых параметров. Мы же видим эти параметры строго одинаковыми во все стороны.
Таким образом, к каким бы фантазиям человеческого мозга ни взывали изощрённые пропагандисты, логика ΛCDM однозначно приводит к видимости нахождения Земли в центре Вселенной. Католический священник Леметр без сомнения и с благовением воспринял это как Умысел Божий при сотворении мира.
Проблема «напряжения Хаббла»
Для неспециалиста ΛCDM эта проблема кажется весьма сложной для понимания.
В ΛCDM принимается, что красное смещение зависит ТОЛЬКО от скорости удаления галактик. Измеряя z, находят величину скорости.
Существуют два основных способа вычисления постоянной Хаббла H₀.
1. Производится измерение расстояний до галактик методами так называемой «лестницы расстояний»: до близких звёзд методом параллакса, накапливается статистика по абсолютной светимости цефеид; до галактик расстояния определяются сравнением видимой светимости цефеид с абсолютной, накапливается статистика по зависимости абсолютной светимости сверхновых типа Ia; сравнение видимой и абсолютной светимости СНIa даёт следующую ступень расстояний. Деление скорости удаления (определённой по красному смещению) на расстояние до галактики даёт постоянную Хаббла. Этот способ иногда называют «ближним». Он даёт значение постоянной Хаббла, полученное с помощью наблюдений сверхновых, ~ 73 (км/сек)/Мпк.
2. Второй способ получения информации об H₀ — космологическое микроволновое излучение (КМИ). Согласно ΛCDM, данные КМИ дают прямое измерение физического масштаба «пика», наблюдаемого в температурных флуктуациях остаточного свечения Большого взрыва, показывая, каким был «акустический масштаб», когда Вселенной было всего 380 000 лет. В то время Вселенная представляла собой не скопление галактик, а скорее ровный суп из частиц и света — плазму. Звуковые волны, проходящие через космическую плазму, оставляли на КМИ рябь, которую сегодня можно проанализировать со сверхвысокой точностью. Используя теоретические модели космического расширения, теоретики предсказывают, каким должно быть H₀ сегодня. Этот способ даёт H₀ = 67,4 ± 0,5 (км/с)/Мпк.
Таким образом, разные способы дают разные значения, и это различие составляет хаббловскую напряжённость.
Ускоренное расширение Вселенной
Большая российская энциклопедия:
Наблюдения в конце 1990-х годов показали, что далёкие сверхновые «ближней» Вселенной (z<1) являются более тусклыми, чем они были бы при расширении Вселенной по линейному закону Хаббла. Это означает, что расширение современной Вселенной происходит быстрее, чем ожидалось. Другими словами, соответствующая диаграмма Хаббла указывает на нелинейность спада яркости, что по теории ΛCDM означает ускоренное расширение современной Вселенной. Сопоставление наблюдательных данных со Стандартной космологической моделью показало наилучшее соответствие либо при наличии положительной космологической постоянной (Λ>0), либо при наличии нового физического поля, параметр уравнения состояния которого W≈−1.
Полученные результаты интерпретировались как наличие тёмной энергии – равномерно распределённого по пространству «вещества», обладающего свойством гравитационного отталкивания.
По имеющимся оценкам, ускоряющееся расширение Вселенной началось приблизительно 5 миллиардов лет назад. Предполагается, что до этого расширение замедлялось благодаря гравитационному действию тёмной и барионной материи. Плотность барионной материи в расширяющейся Вселенной уменьшается быстрее, чем плотность тёмной энергии (?). В конце концов, тёмная энергия начинает преобладать. Например, когда объём Вселенной удваивается, плотность барионной материи уменьшается вдвое, а плотность тёмной энергии остаётся почти неизменной (или точно неизменной — в варианте с космологической константой).
В 2020 году группа корейских исследователей показала, что с очень высокой вероятностью светимость сверхновых типа Iа коррелирует с химическим составом и возрастом звёздных систем — а следовательно, применение их для определения межгалактических расстояний, в том числе для определения скорости расширения Вселенной — может давать ошибку. А поскольку ускорение расширение Вселенной установлено с помощью стандартных свечей этого типа — вызывает сомнение концепция тёмной энергии, введённой для объяснения феномена ускоряющегося расширения.
Хотя мнение корейцев, казалось бы, ликвидирует «тёмную энергию», появляется другая проблема: с какой стати, поведение сверхновых должно зависеть от возраста звёздных скоплений?
Вариативность плотности космической материи Sigma8
Sigma 8 – это параметр, который используется в космологии для анализа плотности материи в различных областях Вселенной. Он определяется по правилам статистического анализа как средневзвешенное (т.н., стандартное) отклонение плотностей материи в конкретных объёмах 8 Мпарсек³ от средней по наблюдаемой Вселенной плотности (по наблюдениям, близкой к критической плотности, которая соответствует стационарной Вселенной).
Первый метод измерения Sigma8 опирается на реликтовое излучение, космический микроволновой фон. Крошечные температурные флуктуации в этом излучении считаются отпечатками первичных неоднородностей материи. Анализируя их с помощью космических обсерваторий вроде Planck, учёные экстраполируют, как эти зародыши структур должны были вырасти к сегодняшнему дню. Получается значение Sigma8 около 0,83.
Второй метод работает напрямую с современной Вселенной. Слабое гравитационное линзирование позволяет картографировать распределение массы — включая невидимую тёмную материю — по тому, как она искривляет свет далёких галактик. Обзоры вроде DES, KiDS и HSC скрупулёзно собирают данные о форме миллионов галактик, выявляя систематические искажения, вызванные гравитацией промежуточной материи. И что они находят? Sigma8 около 0,76.
Процентная величина расхождения этих значений удивительным образом совпадает с напряжением Хаббла!
Что общего в проблемах напряжения Хаббла, вариациях плотности материи и ускоренного расширения Вселенной?
Если оставить в стороне риторику ΛCDM, а исходить из непосредственно наблюдаемых параметров, то проблемы напряжения Хаббла, вариативности плотности материи и ускоренного расширения Вселенной сводятся к тому, что данные дальней фотометрии не сходятся с функциональной зависимостью красного смещения от расстояний, выведенной на основе наблюдений более близких галактик. Не будем пока строить предположений о причинах такого несовпадения, а вернёмся к этому вопросу после рассмотрения альтернативных моделей.
Другие замечания к ΛCDM.
Хотя другие замечания к ΛCDM серьёзней, чем перечисленные, мы их отметим кратко, поскольку они далеко выходят за рамки объявленной темы статьи. Подробней о них можно узнать в других статьях канала.
1. Сама концепция «расширения пространства», впервые обнародованная теорией относительности (ТО) в начале ХХ века, в сущности, является подменой общепринятых к тому времени понятий, см. статью «Откуда берутся понятия?» https://dzen.ru/a/ZXDI7CeYFRHwu5ce?share_to=link.
2. Сингулярность в начальной точке БВ. Сама возможность такой сингулярности восходит к исходным предположениям ОТО, игнорирующим закон Гука и принцип Гейзенберга. В этой точке не существовали эйнштейновские «пространство-время» — математические переменные модели ОТО. В статье «БЫЛ ЛИ У ЛОРЕНЦА ПРИНЦИП ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ?» https://dzen.ru/a/Z0krLBJg5khkbt-G?share_to=link показано, что у Лоренца эти переменные — вспомогательные и не имели физического смысла.
3. Теоретики ΛCDM признают, что в самой сингулярности нарушаются все известные законы физики, но, начиная со времени 10-⁴³ сек, когда температура была 10²⁸ К, им будто бы известны законы поведения материи, хотя экспериментально исследованные к настоящему времени значения энергии на десяток порядков меньше. Для того, чтобы увязать процессы «ранней» Вселенной с её нынешним состоянием приходится вводить гипотетическое «инфлатонное поле», которое «раздуло» за время ~10-³² сек Вселённую в 10⁷⁸ раз по объёму.
4. Для объяснения «ускоренного расширения Вселенной» ΛCDM вынуждена вводить «тёмную энергию», которая ничем другим себя не обнаруживает.
5. И последнее (по счёту , но не по значимости). Как уже отмечалось, по ΛCDM центр Вселенной совпадает с Землёй, и все ухищрения с попыткой нивелировать этот пункт не более , чем самообман.
Уставшие факты
Фриц Цвикки предложил в 1929 году механизм «усталого света». Цвикки предположил, что фотоны могут медленно нерезонансно 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.
В чём теоретики БВ обвиняют сторонников 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 обжалования, хотя, на самом деле, всё наоборот — это ТБВ приводит к нереализуемому, можно сказать, абсурдному ожиданию!
Дело в том, что ТБВ — релятивистская теория, сторонники которой насмерть стоят на утверждениях:
· Собственное время фотона всегда равно нулю.
· Фотон не меняется, сколько бы и в каких бы условиях он ни путешествовал по Вселенной (Кстати, их собственное утверждение об изменении фотона вследствие «расширения пространства» и эффекта Доплера противоречит этому постулату).
Выдумки ТБВ 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 фотон в процессе своего движения в космосе нерезонансно 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 фотонов, причём очевидно, что часть фотонов рассеивается?!
Таким образом, астрономические наблюдения поверхностной яркости говорят пользу ТУС, а не ТБВ.
Вторым замечанием против ТУС сторонники ТБВ считают, что при взаимодействии с веществом или другими излучениями фотоны будут рассеиваться, и изображения дальних объектов будет размыто.
Простейшее возражение против этого — земная атмосфера. Если бы свет рассеивался на атомах и молекулах, мы бы уже на расстоянии свободного пробега молекулы в газе ничего не видели. Свет не переизлучается на каждой молекуле, а обтекает их, взаимодействуя с электронной оболочкой, что и объясняет изменение скорости света и его преломление — нормальное и аномальное.
Дополнительные подтверждения вышеизложенному — двухщелевой эксперимент Юнга и самофокусировка лазерного луча в воздухе.
Третьим опровержением сторонники ТБВ считают, что ТУС не может объяснить увеличение продолжительности послесвечения сверхновых при больших красных смещениях.
При этом они забывают, что пространственное распределение межзвёздной и межгалактической среды (МЗС) весьма неоднородно. Помимо войдов, скоплений галактик, общегалактических структур, таких как спиральные рукава галактик, есть и отдельные холодные и тёплые облака, окружённые более горячим газом. Плотность МЗС, в среднем 1000 атомов в кубическом сантиметре, 400–500 фотонов микроволнового фонового излучения и ещё нейтрино разных энергий. На одних тех же частотах разные облака дают дисперсию разных знаков.
Из-за разнородности среды получается немного разной скорость света, а это значит, что разница времён прихода разных фотонов от огромных объектов, коими являются сверхновые, увеличивается с расстоянием.
Предположим, импульс СН — короткий, равный 1 дню, разница скоростей света из-за неоднородности среды = 10-¹¹. Тогда на расстоянии 5 млрд св. лет набегает разница прихода одновременно испущенных фотонов в 0,05 года = 18,3 дня. Т.е., первый фотон, двигавшийся, предположим, в пустоте (повезло) придёт ровно через 5 млрд. лет, а последний — к восходу (19 + 1) = 20-го дня после первого, хотя испущен был в течение 0 ̶ 24 часов после начала вспышки.
Примерно в той же пропорции уменьшается энергия фотона (красное смещение).
Таким образом, в ТУС увеличение продолжительности послесвечения сверхновых объясняется вполне реальными физическими процессами, а не какой-то мифической «тёмной энергией».
Кстати, как уже отмечалось в разделе «Ускоренное расширение Вселенной», корейскими учёными установлена зависимость светимости СН от возраста звёздного скопления, что добавляет ещё один штрих в миф «тёмной энергии».
Решение проблем напряжения Хаббла, «тёмной энергии» и вариативности плотности Вселенной в ТУС.
В теории «усталого света» несовпадение функциональных зависимостей яркости космических объектов и их красного смещения от расстояния выглядит совершенно закономерным. Более того, было бы странно, если бы его не существовало.
Красное смещение отражает нерезонансную потерю энергии каждым отдельным фотоном, а светимость, кроме этого, зависит ещё и от рассеивания и поглощения (уменьшения количества) фотонов, попадающих наблюдателю. Последний фактор имеет очевидную экспоненциальную зависимость от расстояния, в то время как красное смещение регистрируется в довольно узком диапазоне электромагнитных волн и ближе к линейной зависимости.
При значениях расстояний от объектов до наблюдателя <~5 млрд световых лет функциональную зависимость красного смещения получают анализом «лестницы расстояний», т.е. наклон достаточно пологой экспоненты общей светимости аппроксимируется прямой красного смещения Хаббла. На расстояниях >~5 млрд св. лет эти линии начинают расходиться , что и интерпретируется сторонниками ТБВ как ускоренное расширение Вселенной. Этот же эффект лежит в основе «напряжения Хаббла».
Установленная корейскими учёными зависимость светимости СН от возраста звёздного скопления означает на самом деле, что в скоплениях с активным звездообразованием значительно больше пыли, чем в старых системах, и сверхновые выглядят тусклее.
Микроволновое космическое излучение (МКИ) интерпретируется в ТУС как “красное смещение”, доведённое до своего логического предела, т.е., излучение удалённых галактик и межгалактических пространств, понесшее всевозможные потери энергии и прошедшее фильтрацию на своём невообразимо длинном пути, показывающее как бы среднюю эффективную температуру наблюдаемой вселенной, то излучение, которое швейцарский астроном де Шезо предполагал обнаружить в видимой части спектра (1744 г.) – парадокс Шезо-Ольберса.
Вариативность МКИ имеет те же законы, что и «красное смещение», а менее далёкие объекты наблюдаются методами фотометрии. Характерно, что МКИ, проходящее через войды, холоднее средней температуры излучения. Этот факт лишний раз показывает, что фотоны теряют энергию, и тем больше, чем холоднее среда.
Общие проблемы ТУС и ТБВ
1. Тёмная материя
Как известно, звёзды на периферии галактик обращаются вокруг центров значительно быстрее, чем это следовало бы из законов Кеплера. Получается, что кроме светящейся существует какая-то «тёмная материя».
Термин «тёмная материя», возможно, впервые использовал в 1906 году Анри Пуанкаре. «Множество наших звёзд, возможно, даже их подавляющее большинство, могут быть тёмными телами».
Исследование тёмной материи проводилось Фрицем Цвикки, начиная с 1933 года.
В те времена считалось, что тёмная материя — это обычное вещество, которое не светится из-за низкой температуры и отсутствия внешнего освещения. ΛCDM отвергает такое объяснение по ряду причин, главной из которых считается недостаточность времени после БВ для образования такого количества холодных звёзд и другой материи.
ТУС этот вопрос не рассматривает, он никак не связан с основами этой теории.
Интересны в этой связи опыты, проведённые В. Н. Самохваловым и описанные им в статье «Неэлектромагнитное силовое взаимодействие при вращении масс в вакууме» / ЖФНН №1\1/ http://www.unconv-science.org/n1/samokhvalov/.
Автором представлены результаты экспериментальных исследований взаимодействия вращающихся дисков из неферромагнитных материалов и их силового воздействия на подвижные массы в вакууме – возникновение отталкивания твёрдых тел от вращающейся массы с силой порядка 2,5…2,7 ньютонов. Это более чем на 20 порядков больше величины гравимагнитных сил, определяемых ОТО.
В сущности, В. Н. Самохвалов уловил приливную силу, тот же механизм, который отталкивает Луну из-за приливных сил, возникающих вследствие вращения Земли.
Отталкивание по механизму Самохвалова в близких быстро вращающихся космических объектах может существенно изменить силу взаимодействия этих объектов по сравнению с силой невращающихся, определяемой законом всемирного тяготения (ЗВТ) Ньютона. Для более удалённых и более жёстких объектов сила Самохвалова будет меньше. Таким образом, оценка массы быстро вращающихся сверхсжатых космических объектов (СКО — ЧД — «чёрных дыр» в терминологии ОТО), производимая астрономами по движению близких звёзд, может быть сильно занижена. На дальние объекты сила Самохвалова действует слабее, т.е., система стремится к восстановлению ЗВТ, и реальная масса СКО будет действовать в полном объёме. Этот феномен как раз и даёт вклад в эффект «тёмной массы».
Астрономы, работающие с данными «Джеймса Уэбба» (JWST) и очень большого телескопа (VLT), сообщили об открытии в центре галактики Abell 402-BCG, расположенной в 4,4 миллиарда световых лет от Земли, пары сверхмассивных черных дыр с суммарной массой в 60 миллиардов солнечных масс (Science news).
История открытия началась в 2018 году, когда ученые заметили странную аномалию в ядре Abell 402-BCG: обширную темную область диаметром около 3200 световых лет, лишенную звездного света. Инфракрасное «зрение» телескопа «Джеймс Уэбб» показало, что в этой зоне не просто нет света — там физически отсутствуют звезды. Пустота возникла в результате «космического танца» двух гравитационных монстров. Гравитационное взаимодействие пары настолько мощное, что она буквально вышвыривает любые приближающиеся звезды за пределы центрального региона.
Abell 402-BCG — яркий пример гигантской гравитационной пращи — механизма отталкивания вращающихся космических тел.
Самая большая черная дыра, известная на сегодня, массой 66 млрд масс Солнца — ТОН618 — сверхъяркий радиогромкий квазар, расположенный вблизи Северного полюса Галактики в созвездии Гончие Псы. Радиус её горизонта событий 400 млрд км. (радиус солнечной системы 300 млрд).
2. Динамика энтропии
Пенроуз в своей книге «Путь к реальности» подсчитал: вероятность того, что Вселенная стартовала с настолько низкой энтропией, какую мы наблюдаем, составляет примерно 1 к 10^(10¹²³). Это число, при записи которого закончились бы все атомы наблюдаемой Вселенной задолго до того, как вы дошли бы до конца. И вот фокус — никакая инфляция эту проблему не решает: просто одни странные начальные условия меняет на другие. И ещё неизвестно, какие маловероятнее.
Энтропия — это неопределённость состояния системы.
Если вероятность какого-либо состояния системы равна pi, то величину -ln(pi) иногда называют неожиданностью этого состояния. Средневзвешенная неожиданность
и есть энтропия.
Если все состояния равновероятны, то pi = 1/W где W — число состояний, оно же — количество слагаемых в сумме. Тогда получим формулу Больцмана:
или (без картинки) S = lnW.
Совершенно очевидно, что равновероятность состояний — скорее исключение, чем закономерность.
Простейшие примеры:
1. Состояния, не соответствующие общей энергии вообще невероятны. Столь же невероятны состояния, когда какие-либо подсистемы имеют энтропию, равную нулю (третий закон термодинамики).
2. 2-й закон термодинамики и энтропия доказаны теорией и практикой для классических газов, когда взаимодействия потенциальны. В ОТО и других теориях гравитации ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ зависят от E/c², где E — энергия носителей теплового движения, зависящая не только от координат, но и от скоростей частиц. Вспоминая формулу Клаузиуса:
или (без картинки) S = Int(dq/T),
получим, что вблизи сильно гравитирующих тел, где T выше, чем в окружающей среде, энтропия уменьшается, особенно сильно — при образовании нейтронных звёзд, где тепловая энергия dq переходит в радиоактивную dq < 0.
Таким образом, энтропия не является функцией состояния, а зависит от условий протекания процессов, см. «Непотенциальные взаимодействия» https://dzen.ru/a/ZYj-CL_25nM2dZtG?share_to=link.
Исходя из этого, вопрос Пенроуза, можно сказать, переходит в другую плоскость.
3. Удивительное совпадение наблюдаемой плотности материи с критически необходимой для стационарности Вселенной
Вопрос, заключённый в заголовке, наверное, скорее философски-риторический, чем физический. Само обобщение каких-то вычислений плотности на всю Вселенную вызывает сомнение.
Что можно утверждать достаточно обоснованно, так это распространённость галактических образований. В статье «Джеты галактик» показано, что в джетах происходит образование «ядерного горючего» для звёзд. Это позволяет заявить, что галактики обладают более длительной устойчивостью, чем это было бы без учёта динамической зависимости энтропии.
Круговорот материи и энергии в галактике можно сравнить с круговоротом воды на Земле.
Для оценки динамики более крупных образований в наблюдаемой Вселенной, на мой взгляд, недостаточно данных. Возможно , существует какой-то динамический процесс, который определяет состояние наблюдаемой Вселенной и не требует точной настройки плотности материи, например, особенности нейтринного фона и фона электромагнитных и гравитационных полей.
Здесь уместно вспомнить представления Маха о существовании единого гравитационного поля (эфира), связанного с положением всех звёзд (вообще, всей материи) Вселенной. Действительно, откуда «знает» маятник Фуко, что надо сохранять плоскость колебаний относительно удалённых звёзд, не обращая внимания на движение Земли и Солнца?
Отметим ещё раз огромную роль непотенциальности взаимодействий в космических и вообще во всех природных процессах.