Игорь Сокальский,
кандидат физико-математических наук
«Химия и жизнь» №11, 2006

Невидимые действующие лица и их предполагаемые исполнители

В предыдущих статьях цикла мы рассмотрели устройство видимой Вселенной. Поговорили о ее структуре и частицах, которые формируют эту структуру. О нуклонах, играющих главную роль, поскольку именно из них состоит всё видимое вещество. О фотонах, электронах, нейтрино, а также о второстепенных актерах, занятых во вселенском спектакле, что разворачивается 14 миллиардов лет, прошедших с момента Большого взрыва. Казалось бы, рассказывать больше не о чем. Но это не так. Дело в том, что видимое нами вещество — лишь малая часть того, из чего состоит наш мир. Все остальное — нечто, о чем мы почти ничего не знаем. Это загадочное «нечто» получило название темной материи.

Если бы тени предметов зависели не от величины сих последних,
а имели бы свой произвольный рост, то, может быть,
вскоре не осталось бы на всем земном шаре ни одного светлого места.

Козьма Прутков

Что будет с нашим миром?

Рисунок Николая Кращина (изображение: «Химия и жизнь»)

После открытия в 1929 году Эдвардом Хабблом красного смещения в спектрах удаленных галактик стало ясно, что Вселенная расширяется. Одним из вопросов, возникших в этой связи, был следующий: как долго будет продолжаться расширение и чем оно закончится? Силы гравитационного притяжения, действующие между отдельными частями Вселенной, стремятся затормозить разбегание этих частей. К чему торможение приведет — зависит от суммарной массы Вселенной. Если она достаточно велика, силы тяготения постепенно остановят расширение и оно сменится сжатием. В результате Вселенная в конце концов опять «схлопнется» в точку, из которой когда-то начала расширяться. Если же масса меньше некоторой критической массы, то расширение будет продолжаться вечно. Обычно принято говорить не о массе, а о плотности, которая связана с массой простым соотношением, известным из школьного курса: плотность есть масса, деленная на объем.

Расчетное значение критической средней плотности Вселенной примерно 10–29 граммов на кубический сантиметр, что соответствует в среднем пяти нуклонам на кубический метр. Следует подчеркнуть, что речь идет именно о средней плотности. Характерная концентрация нуклонов в воде, земле и в нас с вами составляет около 1030 на кубический метр. Однако в пустоте, разделяющей скопления галактик и занимающей львиную долю объема Вселенной, плотность на десятки порядков ниже. Значение концентрации нуклонов, усредненное по всему объему Вселенной, десятки и сотни раз измеряли, тщательно подсчитывая разными методами количества звезд и газопылевых облаков. Результаты таких измерений несколько различаются, но качественный вывод неизменен: значение плотности Вселенной едва дотягивает до нескольких процентов от критической.

Поэтому вплоть до 70-х годов XX столетия общепринятым был прогноз о вечном расширении нашего мира, которое неизбежно должно привести к так называемой тепловой смерти. Тепловая смерть — это такое состояние системы, когда вещество в ней распределено равномерно и разные ее части имеют одну и ту же температуру. Как следствие, невозможна ни передача энергии от одной части системы к другой, ни перераспределение вещества. В такой системе ничего не происходит и никогда уже не сможет произойти. Наглядной аналогией служит вода, разлитая по какой-либо поверхности. Если поверхность неровная и есть хотя бы небольшие перепады высот, вода перемещается по ней с более высоких мест на более низкие и в конце концов собирается в низинах, образуя лужи. Движение прекращается. Оставалось утешаться только тем, что тепловая смерть наступит через десятки и сотни миллиардов лет. Следовательно, еще очень-очень долго об этой мрачной перспективе можно не задумываться.

Однако постепенно стало ясно, что истинная масса Вселенной намного больше видимой массы, заключенной в звездах и газопылевых облаках и, скорее всего, близка к критической. А возможно, в точности равна ей.

Свидетельства существования темной материи

Первое указание на то, что с подсчетом массы Вселенной что-то не так, появилось в середине 30-х годов XX века. Швейцарский астроном Фриц Цвикки измерил скорости, с которыми галактики скопления Волосы Вероники (а это одно из самых больших известных нам скоплений, оно включает в себя тысячи галактик) движутся вокруг общего центра. Результат получился обескураживающим: скорости галактик оказались гораздо больше, чем можно было ожидать, исходя из наблюдаемой суммарной массы скопления. Это означало, что истинная масса скопления Волосы Вероники гораздо больше видимой. Но основное количество материи, присутствующей в этой области Вселенной, остается по каким-то причинам невидимой и недоступной для прямых наблюдений, проявляя себя только гравитационно, то есть только как масса.

О наличии скрытой массы в скоплениях галактик свидетельствуют также эксперименты по так называемому гравитационному линзированию. Объяснение этого явления следует из теории относительности. В соответствии с ней, любая масса деформирует пространство и подобно линзе искажает прямолинейный ход лучей света. Искажение, которое вызывает скопление галактик, столь велико, что его легко заметить. В частности, по искажению изображения галактики, которая лежит за скоплением, можно рассчитать распределение вещества в скоплении-линзе и измерить тем самым его полную массу. И оказывается, что она всегда во много раз больше, нежели вклад видимого вещества скопления.

Через 40 лет после работ Цвикки, в 70-е годы, американский астроном Вера Рубин изучала скорости вращения вокруг галактического центра вещества, расположенного на периферии галактик. В соответствии с законами Кеплера (а они напрямую следуют из закона всемирного тяготения), при движении от центра галактики к ее периферии скорость вращения галактических объектов должна убывать обратно пропорционально квадратному корню из расстояния до центра. Измерения же показали, что для многих галактик эта скорость остается почти постоянной на весьма значительном удалении от центра. Эти результаты можно истолковать только одним способом: плотность вещества в таких галактиках не убывает при движении от центра, а остается почти неизменной. Поскольку плотность видимого вещества (содержащегося в звездах и межзвездном газе) быстро падает к периферии галактики, недостающую плотность должно обеспечивать нечто, чего мы по каким-то причинам увидеть не можем. Для количественного объяснения наблюдаемых зависимостей скорости вращения от расстояния до центра галактик требуется, чтобы этого невидимого «чего-то» было примерно в 10 раз больше, чем обычного видимого вещества. Это «нечто» получило название «темная материя» (по-английски «dark matter») и до сих пор остается самой интригующей загадкой в астрофизике.

Рассчитанная и измеренная скорость вращения звезд в зависимости от расстояния до центра галактики (изображение с сайта www.astronomy.ohio-state.edu)
Рассчитанная и измеренная скорость вращения звезд в зависимости от расстояния до центра галактики (изображение с сайта www.astronomy.ohio-state.edu)

Еще одно важное свидетельство присутствия темной материи в нашем мире приходит из расчетов, моделирующих процесс формирования галактик, который начался примерно через 300 тысяч лет после начала Большого взрыва. Эти расчеты показывают, что силы гравитационного притяжения, которые действовали между разлетающимися осколками возникшей при взрыве материи, не могли скомпенсировать кинетической энергии разлета. Вещество просто не должно было собраться в галактики, которые мы тем не менее наблюдаем в современную эпоху. Эта проблема получила название галактического парадокса, и долгое время ее считали серьезным аргументом против теории Большого взрыва. Однако если предположить, что частицы обычного вещества в ранней Вселенной были перемешаны с частицами невидимой темной материи, то в расчетах всё становится на свои места и концы начинают сходиться с концами — формирование галактик из звезд, а затем скоплений из галактик становится возможным. При этом, как показывают вычисления, сначала в галактики скучивалось огромное количество частиц темной материи и только потом, за счет сил тяготения, на них собирались элементы обычного вещества, общая масса которого составляла лишь несколько процентов от полной массы Вселенной. Получается, что знакомый и, казалось бы, изученный до деталей видимый мир, который мы совсем недавно считали почти понятым, — только небольшая добавка к чему-то, из чего в действительности состоит Вселенная. Планеты, звезды, галактики да и мы с вами — всего лишь ширма для громадного «нечто», о котором мы не имеем ни малейшего представления.

Фотофакт

(изображение: «Химия и жизнь»)

Скопление галактик (в левой нижней части участка, обведенного кружком) создает гравитационную линзу. Она искажает форму расположенных за линзой объектов — вытягивая их изображения в одном направлении. По величине и направлению вытягивания международная группа астрономов из Южной Европейской обсерватории, возглавляемая учеными из парижского Института астрофизики, построила распределение масс, которое и показано на нижнем изображении. Как видно, в скоплении сосредоточено гораздо больше массы, нежели удается разглядеть в телескоп.

(изображение: \&\#39\;Химия и жизнь\&\#39\;)

Охота на темные массивные объекты — дело небыстрое, и на фотографии результат выглядит не самым эффектным образом. В 1995 году телескоп «Хаббл» заметил, что одна из звездочек Большого Магелланова облака вспыхнула ярче. Это свечение продолжалось три с лишним месяца, но потом звезда вернулась к своему естественному состоянию. А шесть лет спустя рядом со звездой появился какой-то едва светящийся объект. Это и был холодный карлик, который, проходя на расстоянии 600 световых лет от звезды, создал гравитационную линзу, усиливающую свет. Расчеты показали, что масса этого карлика составляет всего 5–10% от массы Солнца.

Наконец, общая теория относительности однозначно связывает темп расширения Вселенной со средней плотностью вещества, заключенного в ней. В предположении о том, что средняя кривизна пространства равна нулю, то есть в нем действует геометрия Эвклида, а не Лобачевского (что надежно проверено, например, в экспериментах с реликтовым излучением), эта плотность должна быть равна 10–29 граммам на кубический сантиметр. Плотность же видимого вещества примерно в 20 раз меньше. Недостающие 95% от массы Вселенной и есть темная материя. Обратите внимание, что измеренное из скорости расширения Вселенной значение плотности равно критическому. Два значения, независимо вычисленные совершенно разными способами, совпали! Если в действительности плотность Вселенной в точности равна критической, это не может быть случайным совпадением, а представляет собой следствие какого-то фундаментального свойства нашего мира, которое еще предстоит понять и осмыслить.

Что это?

Что же мы знаем сегодня о темной материи, составляющей 95% массы Вселенной? Почти ничего. Но что-то всё же знаем. Прежде всего, нет никаких сомнений в том, что темная материя существует — об этом неопровержимо свидетельствуют факты, приведенные выше. А еще нам доподлинно известно, что темная материя существует в нескольких формах. После того как к началу XXI века в результате многолетних наблюдений в экспериментах SuperKamiokande (Япония) и SNO (Канада) было установлено, что у нейтрино масса есть, стало ясно, что от 0,3% до 3% из 95% скрытой массы заключается в давно знакомых нам нейтрино — пусть масса их чрезвычайно мала, но количество во Вселенной примерно в миллиард раз превышает количество нуклонов: в каждом кубическом сантиметре содержится в среднем 300 нейтрино. Оставшиеся 92–95% состоят из двух частей — темной материи и темной энергии. Незначительную долю темной материи составляет обычное барионное вещество, построенное из нуклонов, за остаток отвечают, по-видимому, какие-то неизвестные массивные слабовзаимодействующие частицы (так называемая холодная темная материя). Баланс энергий в современной Вселенной представлен в таблице, а рассказ о ее трех последних графах — ниже.

Баланс энергий в современной Вселенной (изображение: «Химия и жизнь»)

Барионная темная материя

Небольшая (4–5%) часть темной материи — это обычное вещество, которое не испускает или почти не испускает собственного излучения и поэтому невидимо. Существование нескольких классов таких объектов можно считать экспериментально подтвержденным. Сложнейшие эксперименты, основанные всё на том же гравитационном линзировании, привели к открытию так называемых массивных компактных галообъектов, то есть расположенных на периферии галактических дисков. Для этого потребовалось следить за миллионами удаленных галактик в течение нескольких лет. Когда темное массивное тело проходит между наблюдателем и далекой галактикой, ее яркость на короткое время уменьшается (или увеличивается, поскольку темное тело выступает в роли гравитационной линзы). В результате кропотливых поисков такие события были выявлены. Природа массивных компактных галообъектов ясна не до конца. Скорее всего, это либо остывшие звезды (коричневые карлики), либо планетоподобные объекты, не связанные со звездами и путешествующие по галактике сами по себе. Еще один представитель барионной темной материи — недавно обнаруженный в галактических скоплениях методами рентгеновской астрономии горячий газ, который не светится в видимом диапазоне.

Небарионная темная материя

В качестве главных кандидатов на небарионную темную материю выступают так называемые WIMP (сокращение от английского Weakly Interactive Massive Particles — слабовзаимодействующие массивные частицы). Особенность WIMP состоит в том, что они почти никак не проявляют себя во взаимодействии с обычным веществом. Именно поэтому они и есть самая настоящая невидимая темная материя, и именно поэтому их чрезвычайно сложно обнаружить. Масса WIMP должна быть как минимум в десятки раз больше массы протона. Поиски WIMP ведутся во многих экспериментах в течение последних 20–30 лет, но, несмотря на все усилия, они до сих пор обнаружены не были.

Одна из идей состоит в том, что если такие частицы существуют, то Земля в своем движении вместе с Солнцем по орбите вокруг центра Галактики должна лететь сквозь дождь, состоящий из WIMP. Несмотря на то что WIMP представляет собой чрезвычайно слабо взаимодействующую частицу, какая-то очень малая вероятность провзаимодействовать с обычным атомом у нее всё же есть. При этом в специальных установках — очень сложных и дорогостоящих — может быть зарегистрирован сигнал. Количество таких сигналов должно меняться в течение года, поскольку, двигаясь по орбите вокруг Солнца, Земля меняет свою скорость и направление движения относительно ветра, состоящего из WIMP. Экспериментальная группа DAMA, работающая в итальянской подземной лаборатории Гран-Сассо, сообщает о наблюдаемых годичных вариациях скорости счета сигналов. Однако другие группы пока не подтверждают этих результатов, и вопрос, по существу, остается открытым.

Другой метод поиска WIMP основан на предположении о том, что в течение миллиардов лет своего существования различные астрономические объекты (Земля, Солнце, центр нашей Галактики) должны захватывать WIMP, которые накапливаются в центре этих объектов, и, аннигилируя друг с другом, рождать поток нейтрино. Попытки детектирования избыточного нейтринного потока из центра Земли в направлении к Солнцу и к центру Галактики были предприняты на подземных и подводных нейтринных детекторах MACRO, LVD (лаборатория Гран-Сассо), NT-200 (озеро Байкал, Россия), SuperKamiokande, AMANDA (станция Скотт-Амундсен, Южный полюс), но пока не привели к положительному результату.

Эксперименты по поиску WIMP активно проводят также на ускорителях элементарных частиц. В соответствии со знаменитым уравнением Эйнштейна Е=mс2, энергия эквивалентна массе. Следовательно, ускорив частицу (например, протон) до очень высокой энергии и столкнув ее с другой частицей, можно ожидать рождения пар других частиц и античастиц (в том числе WIMP), суммарная масса которых равна суммарной энергии сталкивающихся частиц. Но и ускорительные эксперименты пока не привели к положительному результату.

Темная энергия

В начале прошлого века Альберт Эйнштейн, желая обеспечить космологической модели в общей теории относительности независимость от времени, ввел в уравнения теории так называемую космологическую постоянную, которую обозначил греческой буквой «лямбда» — Λ. Эта Λ была чисто формальной константой, в которой сам Эйнштейн не видел никакого физического смысла. После того как было открыто расширение Вселенной, надобность в ней отпала. Эйнштейн очень жалел о своей поспешности и называл космологическую постоянную Λ своей самой большой научной ошибкой. Однако спустя десятилетия выяснилось, что постоянная Хаббла, которая определяет темп расширения Вселенной, меняется со временем, причем ее зависимость от времени можно объяснить, подбирая величину той самой «ошибочной» эйнштейновской постоянной Λ, которая вносит вклад в скрытую плотность Вселенной. Эту часть скрытой массы и стали называть «темная энергия».

О темной энергии можно сказать еще меньше, чем о темной материи. Во-первых, она равномерно распределена по Вселенной, в отличие от обычного вещества и других форм темной материи. В галактиках и скоплениях галактик ее столько же, сколько вне их. Во-вторых, она обладает несколькими весьма странными свойствами, понять которые можно, лишь анализируя уравнения теории относительности и интерпретируя их решения. Например, темная энергия испытывает антигравитацию: за счет ее присутствия темп расширения Вселенной растет. Темная энергия как бы расталкивает саму себя, ускоряя при этом и разбегание обычной материи, собранной в галактиках. А еще темная энергия обладает отрицательным давлением, благодаря которому в веществе возникает сила, препятствующая его растяжению.

Главный кандидат на роль темной энергии — вакуум. Плотность энергии вакуума не изменяется при расширении Вселенной, что и соответствует отрицательному давлению. Еще один кандидат — гипотетическое сверхслабое поле, получившее название квинтэссенция. Надежды на прояснение природы темной энергии связывают прежде всего с новыми астрономическими наблюдениями. Продвижение в этом направлении, несомненно, принесет человечеству радикально новые знания, поскольку в любом случае темная энергия должна представлять собой совершенно необычную субстанцию, абсолютно непохожую на то, с чем имела дело физика до сих пор.

Итак, наш мир на 95% состоит из чего-то, о чем мы почти ничего не знаем. Можно по-разному относиться к такому не подлежащему никакому сомнению факту. Он может вызывать тревогу, которая всегда сопутствует встрече с чем-то неизвестным. Или огорчение, оттого что такой долгий и сложный путь построения физической теории, описывающей свойства нашего мира, привел к констатации: большая часть Вселенной скрыта от нас и неизвестна нам.

Но большинство физиков сейчас испытывают воодушевление. Опыт показывает, что все загадки, которые ставила перед человечеством природа, рано или поздно разрешались. Несомненно, разрешится и загадка темной материи. И это наверняка принесет совершенно новые знания и понятия, о которых мы пока не имеем никакого представления. И возможно, мы встретимся с новыми загадками, которые, в свою очередь, также будут разгаданы. Но это будет совсем другая история, которую читатели «Химии и жизни» смогут прочесть не раньше, чем через несколько лет. А может быть, и через несколько десятилетий.


21
Показать комментарии (21)
Свернуть комментарии (21)

  • Alex  | 02.12.2006 | 08:36 Ответить
    Хотелось бы знать, почему же динамика нашей собственной Солнечной системы превосходно описывается без привлечения кокого-то ни было темного вещества/энергии. На масштабах многих астрономических единиц в подходах разных авторов все очень неплохо согласуется. И, например, скорость центра Земли относительно центра масс Солнечной системы расчитывается в DE405 и EPM2004 с точностью лучше 0.1см/с (3.10^-8) и хорошо подтверждается наблюдениями.
    Ответить
    • вытеснение > Alex | 04.12.2006 | 00:09 Ответить
      Очевидно, потому, что плотность видимого вещества/энергии Солнечной системы ничтожно мало по отношению к плотности темной части и в своих эволюциях пользуется условиями, определяемыми темной составляющей объема. ИМХО.
      Ответить
      • Alex > вытеснение | 04.12.2006 | 14:38 Ответить
        Немотря на странно сформулированную фразу, думаю, что Вашу идею я понял. Действительно, такую же объемную плотность, как видимое вещество Галактики на радиусе 30 кпк, наша Солнечная система имеет на 6 пк. Достоверного отклонения от динамики Ньютона при таких расстояниях не увидишь.
        Ответить
  • raismar  | 16.01.2007 | 14:51 Ответить
    зачем лезть так долеко ведь веленная равномерна
    и всё можно увидеть под боком
    нет ни тебе звёздных течений рек, озёр, морей и окианов
    свободных газов, гиганских пылевых облаков
    мы не можем наблюдать луч света или поток частиц
    или протонный разряд между галактиками, лиш только факт произошедшего
    такое чуство, как только человечество создаст
    квантовый разум и научится читать между строк
    он прочтёт вырезку из Вселенской таймс
    появяться новые загадки
    которые разум захочет, уяснить для себя
    Ответить
    • Чистильщик > raismar | 18.05.2007 | 23:05 Ответить
      "Эх, не так это всё было!" (с) :)
      Ответить
      • Infinity08 > Чистильщик | 23.05.2007 | 22:07 Ответить
        Послушайте, а эта тёмная материя может как-то перемещаться? И если она заполняет 95% пространства, то наверняка должна быть, выражаясь простым языком, где-то поблизости от нас, нашей Галактики. Известно ли её воздействие на силы тяготения между небесными телами? И не наблюдалась ли она в Солнечной системе?
        Заранее извиняюсь за возможную ординарность вопросов. Честно, многого в этой области не знаю, но очень интересуюсь.
        Спасибо.
        Ответить
  • lisblanc  | 24.05.2009 | 21:04 Ответить
    А в какой последовательности были открыты данные состояния материи:
    а) антивещество;
    б) барионная материя;
    в) физический вакуум;
    г) темная материя;
    д) поле?
    Была бы весьма признательна, если бы кто-то помог мне ответить на этот вопрос!)
    Ответить
  • hwostek  | 11.03.2010 | 19:26 Ответить
    Странно,что при своем полёте ни "Вояджер 1" ни "Вояджер 2" ни разу не столкнулись с темной материей или энергией,и не было ни одного отклонения в расчетной траектории под влиянием каких-либо сил !! А ведь они уже даже вылетели за пределы солнечной системы !!!
    Ответить
    • Jackson > hwostek | 30.04.2010 | 15:28 Ответить
      Как раз у обоих Вояджеров наблюдаются довольно сильные отклонения
      от расчётных траекторий, до сих пор внятно не озвученные...:-)))
      Ответить
  • Subarius  | 14.03.2010 | 16:52 Ответить
    Я бы не сказал что вылететь за пределы нашей солнечной системы, относительно даже нашей галактики, это капля в море =) точнее солнечная система в галактике
    Ответить
    • hwostek > Subarius | 24.03.2010 | 08:15 Ответить
      Вы не поняли ход мысли..Считается ведь,что тёмная материя распределена во вселенной РАВНОМЕРНО !
      Ответить
  • madmaxbox  | 01.10.2010 | 17:34 Ответить
    Опровергните пожалуйста глупую мысль невежды: А не может ли сохранение массы при меньшей плотности обуславливаться центробежной силой вращающейся вселенной
    Ответить
  • Makric  | 31.12.2010 | 01:23 Ответить
    А может Тёмная материя - научное объяснение воплощения Бога?
    Ответить
  • stereomag  | 30.11.2012 | 12:05 Ответить
    У меня давно зреет недопонимание постулатов сегодняшней астрофизики. Особенно не понимаю источника и механизма проявления так называемого реликтового излучения. Если оно, как говорится, было излучено во время оно, чуть ли не в момент «большого взрыва», то как же оно существует до сих пор, почему поступает со всех сторон и имеет свойственные амплитудно-частотные характеристики? В свое время на занятиях по радиомаскировке меня учили не нажимать ключа без приказа, а что излучено, того уже и след простыл. А это реликтовое излучение Бог знает когда излито, а до сих пор приходит с различных направлений.
    Сегодня же в передаче речь шла о темной материи и темной энергии, которые, как полагают, пронизывают Вселенную и несут в себе большую часть ее сущности.
    Как я понял, представления о темной материи и темной энергии родились в поисках причины ускорения расширения Вселенной, выявленного по данным космического телескопа Хаббл. Пришлось признать их существование, приписать им отталкивающие свойства и на их влияние списать приемлемое значение космологической постоянной Эйнштейна.
    Но может быть все обстоит иначе? Предположим, что Вселенная целиком вращается как связанная система, и это невозможно обнаружить, т.к. нет внешнего ориентира. (Сразу вспомнилась замечательная книга Я.Перельмана «Занимательная физика», где показывалась невозможность выявить движение системы, находясь только внутри нее.)
    Тогда, при наличии собственного вращения, центробежная сила (при надлежащей угловой скорости) создаст тот же эффект – ускоренное расширение Вселенной.
    В изложенной постановке у этой гипотезы есть существенный недостаток: нарушается изотропность Вселенной – свойства вдоль оси вращения и в поперечном направлении будут различными.
    Расширим нашу гипотезу до существования четвертого измерения и положим, что структурно трехмерная Вселенная вращается вокруг оси, проходящей через ее центр и параллельной четвертой координате. Влияние такого вращения на трехмерную структуру Вселенной будет одинаковым по всем первым трем осям координат в силу симметричности, так что изотропность должна сохраниться. При этом окажется, что Вселенная имеет некоторую угловую скорость относительно самой себя, чего не видно относительно внешнего мира, ибо его нет. Для внешнего мира это вращение проявляется как раз ускорением расширения!
    Вспомним теперь реликтовое излучение. В нашей гипотезе мы имеем вращающуюся Вселенную, наполненную электромагнитными компонентами, что способно создавать электромагнитные волны. Если это так, становится понятным и наличие излучения и его всенаправленность. Его амплитудно-частотные характеристики зависят от угловой скорости вращения. Важный момент: Если угловые скорости вращения Вселенной, полученные из ускорения расширения и по данным реликтового излучения окажутся соизмеримыми, это будет свидетельствовать в пользу высказанной гипотезы.
    Кто хочет (и может, я не могу), пусть проделает соответствующие расчеты.
    И последнее. Я не связываю четвертую координату со временем. Назовем ее просто: темная координата.
    Ответить
    • vlom > stereomag | 05.12.2013 | 19:45 Ответить
      "Тогда, при наличии собственного вращения, центробежная сила (при надлежащей угловой скорости) создаст тот же эффект – ускоренное расширение Вселенной."
      Увы, при любой угловой скорости вращения Вселенной ее расширение будет не ускоренным а с постоянной скоростью. А идея с реликтовым излучением мне понравилась.
      Ответить
      • stereomag > vlom | 05.12.2013 | 20:24 Ответить
        И вообще время - выдумка математиков, которые фетишизируют свои формальные преобразования, хотя Природа не следует математике.
        Ответить
    • Kover_Vertolet > stereomag | 26.05.2015 | 21:02 Ответить
      В четырехмерном пространстве, например, гравитационное взаимодействие будет иметь не квадратичную обратную зависимость от расстояния, а кубическую. Это значит, что все существующие гравитационно связанные системы не могли бы существовать в том виде, в котором существуют сейчас.
      Ответить
  • ker  | 24.12.2012 | 14:04 Ответить
    Теорий, объясняющих устройство нашей Вселенной, не так уж много. Но практически все они имеют недостатки. Главным из которых является отсутствие разграничения атомарно-молекулярного мира и мира частиц. Слова "мир" употребляются совсем не случайно. Это действительно целые миры. Игнорировать их законы (которые еще не продуманы, не созданы, кроме закона Д. Менделеева)невозможно. Сложилась практика переноса законов физики элементарных частиц на законы, по которым "живет" атомарно-молекулярный мир. Возникают неподтвержденные не теории, а гипотезы о множественности миров, его параллельности (хорошо, что не перпендикулярности). Абсолютно не могут ученые дать научные обоснование простым понятиям: времени и тяготения. Вы не зря прочли - "времени". Понятие времени необходимо рассматривать как процесс передачи взаимодействия в системах. Невозможно рассматривать временные параметры процессов, отвлекаясь от их привязки к системам координат. Любые перемещения во времени лишены не только физического смысла. Отправленный в "будущее" любой гипотетический аппарат должен быть сориентирован в пространстве таким образом, чтобы его координаты в "будущем"совпали с координатами всей системы Вселенной в точке прибытия. Даже предположив, что за секунду путешественник во времени преодолеет миллиарды световых лет, он в точке прибытия будет миллиарды лет , а может и больше ждать, маневрировать, когда вся Вселенная "подрулит" к данной расчетной точке. Путешествия в прошлое представляется еще большим нонсенсом. У вас в теле невозможно развернуть назад процесс распада самых мелких клеток и составляющих элементов, не хватит энергии всей Вселенной, чтобы возвратить даже отдельный ее атом в координату на миллионные доли секунды назад...
    Привязка такого процесса в атомарно-молекулярном уровне основана на выделении стабильно протекающих процессов на соответствующих уровнях - от "эталонных" измерений распадов атомов, до разбивки периода обращений Земли вокруг Солнца (год, месяц, час, секунда..). С этого момента и начинается применение параметра "t" в формулах . Самое парадоксальное свойство времени остается вне сферы исследований. В микромире процесс передачи взаимодействия изучен фрагментарно и на уровне обработки экспериментальных данных, полученных на ускорителях элементарных частиц. Как там протекают взаимодействия во временных рамках, "привязанных" к миру элементарных частиц мы оцениваем, используя временные привязки к атомарно-молекулярному уровню.
    Больше того, игнорируется основополагающее обстоятельство, основа разделения - на "миры" частиц и вещественного, атомарно-молекулярного содержания. Знаете, что не могу сразу и предложить для осознания данное "обстоятельство".
    Немного вернемся к определению основополагающих характеристик образования систем, и нашей Вселенной в частности. Это как раз то,что не смогли до конца осознать большинство физиков и один из авторов теории синергетики И.Пригожин. Мир не делится симметрично, на протоны и антипротоны, электроны м позитроны, вещество и антивещество...Никакого количества флуктуаций не хватит для образования систем при игнорировании понятия ассиметричности для всех составляющих данные системы элементов. То есть уже на уровне частиц принцип ассиметрии действует определяющим образом для их консолидации в системы, ядра,атомы и т.д. Не пропустите этот самый главный момент. Как только частицы становятся "связными"- они приобретают массу, которую мы идентифицируем, "подводим" под нее формулы гравитационных параметров нашего мира.
    А как же быть с оценкой гравитационных параметров темной материи? Совершенно верно. Мы только предполагаем, что темная материя состоит из частиц, но в каком они состоянии не знаем.
    С уважением, Анатолий.
    Ответить
  • Negar  | 26.03.2013 | 11:22 Ответить
    Для начала, надо начать всё с самого начала. Если представить себе тележку Фейнмана с единичным шариком, то при её передвижении шарик продемонстрирует нам свою инерционную массу, с учётом трения. Но если в тележку насыпать много шаров, которые будут контактировать друг с другом, и будут уложены в плотную друг к другу, то их поведение в тележке (коробке) Фейнмана изменится, и взаимодействие будет носить совершенно другой характер, то есть к инерционной массе, прибавится энергия взаимодействия другого рода.Согласитесь, что просто эквивалентность инерционной массы отдельного бозона и гравитационного взаимодействия между большим их массивом, слишком вольное допущение. Именно по-этому Стандартная Квантовая Теория Поля не содержит термина "гравитация" как такового. Её, гравитации, там просто нет. Может быть и сама гравитация, это что то надуманное, вроде "эфира" из 18 Века? Но ведь в классике Ньютона она есть, и подтверждается многолетним опытом механики. Но если сопоставить идеи эфира с открытиями Броуна, в сочетании с последними исследованиями вакуума и отрицательных масс, то окажется, что учёные 18 века не так уж и неправы. Кстати опыты БАК лишь подтвердили СКТП, о гравитации или антигравитации пока говорить рано, но зёрна сомнений по поводу всеобщей эквивалентности инерционного и гравитационного взаимодействий уже посеяны.
    Ответить
  • роткив  | 08.11.2013 | 00:04 Ответить
    можно очень много рассуждать,когда это касается эволюционной динамики оборота самой Вселенной,исходя из тех знаний наработанных в земных условиях и прилагая к ней в качестве основных и при этом перемещаться в пространстве, используя ещё дедовские наветы Ньютона о законе всемирного тяготения. поэтому в определении истинных знаний должен выступать,кто-то главный в осуществлении построений, от чего мы должны плясать дальше. мне можно не верить,а Эйнштейну можно,потому что, он одного поля ягоды с вами,но на своём закате не зря изрёк с сожалением,что тема по Вселенной подкатывает к философской,а там ребята полная вытекающая взаимосвязь различных движняков,о чём Эйнштейн тоже выделил.как основу проявления,которую надо раскатывать. поэтому у вас создан научный абсурд,который держит всю разгадку базовой основы в мёртвом положении. сейчас, на что вы опираетесь,как на основу-только попахивает и требует коррекции к соответствию по универсальности, прилагаемой от Вселенной по логике возникающих в ней построений в их росте и распаде. итог не большой-прикладная наука не вытянет эту тему,это не её задача,так как в основе её самой- действий и направлений, определяющей является сама Вселенная в своих процессах. вот так,кому что дано,тот на то и опирается.
    Ответить
    • alexf > роткив | 22.02.2015 | 20:04 Ответить
      Интересная тема, обязательно буду принимать участие в этом форуме.
      Ответить
Написать комментарий
Элементы

© 2005-2017 «Элементы»