Космология, становление и развитие вселенной, время, пространство, энергия

Иван Пономаренко, Евгений Тихомиров

Космология, становление и развитие вселенной, время, пространство, энергия

Введение

Хотим вас и нас поздравить, господа читатели. Во время написания этой книги произошло знаменательное событие. 10 апреля 2019 года в сети впервые появилась фотография центрального тела нашей галактики «Млечный Путь», которое удерживает как на коротком поводке всю нашу галактику от разлёта. Эту фотографию многие видели воочию. На фотографии через очень плотный чёрный фильтр изображён светящийся тор (бублик), что подтверждает информацию одного из авторов этой книги Ивана Васильевича Пономаренко, которую он получил с помощью высокоразвитой цивилизации со звёздного скопления «Плеяды», вторая звезда, третья планета. «Но позвольте, – скажет иной прогрессивный и начитанный читатель,– на фотографии изображён совсем не тор, а чёрная дыра, которая светится через горизонт событий».

Этот казус говорит о том, что одну и ту же фотографию можно воспринимать по-разному. Тот, кто хотя бы в общих чертах знает «общепринятую» теорию мироздания и верит в неё, будет воспринимать её как светящуюся чёрную дыру, которая светит через горизонт событий. Тот же, кто ничего не знает о «общепринятой» теории мироздания и о горизонте событий, воспримет эту фотографию тем, чем она является на самом деле, а именно, изображением светящегося тора.

Данный пример говорит о том, что теории искажают мировосприятие человека, и он начинает «видеть» то, чего на самом деле нет и в помине. Как говорил Козьма Прутков: «Если увидишь на клетке со львом надпись «Тигр» – не верь глазам своим». В качестве этой «надписи» на тысячах фотографиях, расплодившихся по всей сети, чёрным по белому написано, что на фотографии дано изображение чёрной дыры. Так, ложь, повторённая многократно становится как бы правдой, но нам надо проявлять здоровый скептицизм дилетантов. Мы не утверждаем, что ортодоксы врут злонамеренно, конечно же, нет. Они искренне заблуждаются, но от этого ложь не перестаёт быть ложью. Как мы уже разбирали во втором выпуске серии «Физика высокоразвитой цивилизации» в книге «Методология научных исследований» [1], первый этап разработки теории – выдумывание её из головы (или по Фейнману: «Сначала надо догадаться»). Однако, как мы видели на примере гравитации [2], догадаться, или выдумать из головы довольно сложно, особенно по общим теориям, когда эксперимент стоит не впереди теории, а находится позади её как средство проверки теории. Поэтому разработка общих теорий, к которым относятся теории мироздания это повод для безудержных фантазий ортодоксов, так как по их мнениям, никто не в состоянии проверить и подтвердить, или опровергнуть эти фантазии. Однако ортодоксы забыли о высокоразвитых цивилизациях, которые могут разоблачить любую ложь: как злонамеренную, так и невинную ложь заблуждающихся.

Теперь по поводу нашего дилетантизма. Мы являемся дилетантами только по теориям. Однако, по этим пресловутым «общепризнанным» теориям мироздания, или, как говорят, по космологическим теориям, профессионалов-то и нет, так как это настолько огромный, многоплановый, математизированный и сложный объём разнообразнейшей информации, который не под силу даже любому гениальному ортодоксу. Поэтому мы приведём, конечно, же «общепризнанную» теорию мироздания и, даже, поверхностно и кратко проанализируем её. Но, мы помещаем эту теорию не для анализа, а в большей степени, для сравнения с феноменологией мироздания, где мы пока единственные профессионалы. Когда теория и феноменология будут перед глазами читателя, он сам сможет и сопоставить и выбрать. К слову сказать, нет никакого единства и в самом стане ортодоксов, если они действительно учёные, а не чиновники от науки. В шкафу каждого орта спрятан «скелет» альта. Орты, разумеется, никому этот «скелет в шкафу» не показывают из-за своих корпоративных интересов. Но иногда и у них бывают срывы. Вот как высказался однажды перед журналистами Рольф-Дитер Хойер (Генеральный директор ЦЕРНа): «Стандартная модель – это (экскьюз ми) говно, фантастика и ничего не объясняет».

Надо несколько слов сказать о термине «общепризнанная теория». Этот термин применяется официальной наукой, чтобы подчеркнуть всемирное единство ортодоксальной науки, но это пресловутое «единство» есть только в воспалённых мозгах академиков. На самом деле, этого единства нет и в помине, так как альтернативные учёные в каждой стране предлагают десятки, а, пожалуй, и сотни, теорий мироздания на любой вкус. По методологии научных исследований теории ортодоксальных и альтернативных учёных ничем не отличаются. Обе эти разновидности учёных первый этап своих теорий выдумывают из своих голов, или догадываются по Фейнману. В этом смысле теории ортодоксальных и альтернативных учёных абсолютно равноправны и по методологическому закону Тихомирова-Пономаренко [1] – несостоятельны, поэтому рассматривать альтернативные теории не имеет смысла, как не имеет смысла менять одну несостоятельную теорию на другую.

Итак, после того как мы сравним «общепринятую» теорию мироздания землян, и феноменологию мироздания высокоразвитой цивилизации, мы в этой книжке рассмотрим физико-философские понятия, такие как, «время», «пространство» и «энергия». Сделать это настоятельно необходимо, так как эти понятия сильно различаются в земной ортодоксальной науке и в науке высокоразвитой цивилизации.

Часть 1. Становление и развитие вселенных

1. Общепринятая теория мироздания землян

Прежде, чем характеризовать и излагать земную теорию мироздания, заметим, что, если в строении вещества наши знания удивительном образом во многом похожи и почти совпадают со знанием высокоразвитой цивилизации, то в вопросах мироздания всё совершенно наоборот.

Действительно, мы правильно определили, что вещество состоит из атомов, а атомы в свою очередь имеют в своём составе обособленные элементарные частицы: протоны, нейтроны и электроны. Протоны и нейтроны сосредоточены в центре атома, а электроны находятся далеко от протонов и нейтронов, на внешней границе атома. В строении вещества у нас только одна незначительная ошибка, которая заключается в том, что квантовые механикисты зачем-то объединили протоны и нейтроны в, так называемом, нуклонном ядре. Было две ошибки, но сейчас одна. Вторая ошибка заключалась в том, что до сих пор не было открыто истинное ядро атома, которое есть отдельная элементарная частица. Однако эта ошибка нами уже исправлена. В 2018 году нами сделано физическое открытие, что ядро атома является отдельной элементарной частицей, которое опубликовано в международном реферируемом научном журнале «Наука через призму времени» [3].

К сожалению, в вопросах мироздания всё не так. В этих вопросах у нас одна сплошная ошибка. Мы сходимся лишь в одном, что галактики вселенных разбегаются. Но почему именно? Об этом у нас совершенно разные мнения.

Характерно, что самые начальные этапы развития вселенной наши земные учёные «знают» гораздо лучше, чем этапы её развития более позднего времени. Так, учёные «знают», что происходило за миллиардные, миллионные и тысячные доли секунды после Большого взрыва, но чем ближе к нашим временам, тем больше затруднений и неопределённостей. Теперь рассмотрим, какие этапы развития вселенной нам предлагает Википедия.

«Предметом данной статьи является современное представление об основных этапах развития Вселенной с момента её образования и до наших дней. Оно базируется на следующих теориях:

1. теории расширения Фридмана;

2. теории Большого взрыва (теории горячей Вселенной);

3. теории инфляции;

4. иерархической теории формирования крупномасштабной структуры;

5. теории звёздного населения.

Экстраполяция расширения Вселенной назад во времени приводит к точке космической сингулярности, вблизи которой ныне известные законы физики перестают работать. Время же расширения из этой космической сингулярности до современного состояния называют возрастом Вселенной; по различным данным, оно составляет приблизительно 14 млрд. лет».

Уже первая приведённая цитата ведёт к неопределённости. Из этого отрывка следует, что вселенная у нас образовалась одна. То же следует и из общего контекста статьи. Однако это противоречит наблюдательным данным. В статье правильно указывается, что галактики разбегаются. Но тогда вселенная не может быть одной, так как Интернет полон фотографий сливающихся галактик. Но раз некоторые галактики сливаются (соединяются), то вселенных должно быть много, по крайней мере, несколько. Ведь слиться могут только галактики разных вселенных, раз галактики одной и той же вселенной разбегаются. Это слияние галактик, а так же приближение к нашей галактике «Млечный путь» галактики «Туманность Андромеды» вызывает у обывателя недоверие к учёным. Не могут же галактики разлетаясь сближаться и, тем более, сливаться. Но это просто объясняется – галактики одной и той же вселенной разбегаются, но галактики разных вселенных могут и сближаться и сливаться. Это очень важный вывод, так как слившиеся галактики фактически объединяют вселенные, и их становится меньше числом. Но в Википедиевской статье о количестве вселенных ничего не говорится. Однако множественность вселенных имеют очень важные следствия: значит, «Больших взрывов» было много и самое главное, они не обязательно происходили в одно время. Значит, сливающиеся галактики имеют разный возраст, и, следовательно, разный срок эволюции звёзд. В одной слившейся галактике оказываются звёзды разного возраста.

Кроме того, в перечне теорий, на которых базируется земная теория мироздания, пропущена ещё одна теория о том, что наши привычные элементарные частицы – протоны, нейтроны и электроны – это и есть барионная материя, называемая веществом. Но это неверно вещество состоит из двух материй.

Продолжим цитировать Википедию. «Момент образования реликтового фона является пограничным для эволюции вещества. Если до него она полностью определялась расширением, то после роль первой скрипки берет на себя гравитационное взаимодействие скоплений вещества, как друг с другом, так и с самим собой. Именно она отвечает за образование звёзд, звёздных скоплений галактик, а также слияние последних.

Отделение реликтового фона стало возможным благодаря остыванию Вселенной, вызванным расширением. Таким же процессом, предопределивший конец эпохи доминирования гравитации и порождённый ей – изменение химического состава из-за вспышек сверхновых звёзд».

Стало быть, до момента образования реликтового фона гравитация не действовала, или была существенно меньше сил обеспечивающих расширение. Но такие силы должны быть, иначе придётся признать, что расширение началось без причины. Так и следует из этой теории, так как о силах обеспечивающих расширение ничего не говорится, что является затруднением этой теории.

Продолжим цитировать Википедию: «Планковская эпоха

Планковская эпоха – самая ранняя эпоха в истории наблюдаемой нами Вселенной, о которой существуют какие-либо теоретические предположения. В эту эпоху вещество Вселенной имело энергию ~1019 ГэВ, плотность ~1097 кг/м³ и находилось при температуре ~1032 К. Ранняя Вселенная представляла собой высокооднородную и изотропную среду с необычайно высокой плотностью энергии, температурой и давлением. В результате расширения и охлаждения во Вселенной произошли фазовые переходы, аналогичные конденсации жидкости из газа, но применительно к элементарным частицам. Она закончилась по истечении планковского времени (10−43 секунд после Большого Взрыва). После планковской эпохи гравитационное взаимодействие отделилось от остальных фундаментальных взаимодействий.

Современная космология полагает, что по окончании Планковской эпохи началась вторая фаза развития Вселенной – Эпоха Великого объединения, а затем нарушение симметрии быстро привело к эпохе космической инфляции, в течение которой Вселенная за короткий период очень сильно увеличилась в размерах.

Теоретические основы

Поскольку в настоящее время не существует общепринятой теории, позволяющей комбинировать квантовую механику и релятивистскую гравитацию, современная наука не может описать события, происходящие за время, меньшее, чем планковское время, и на расстояниях меньше планковской длины (примерно 1,616×10−35 м – расстояние, которое проходит свет за планковское время).

Без понимания квантовой гравитации – теории, объединяющей квантовую механику и релятивистскую гравитацию, – физика Планковской эпохи остаётся неясной. Принципы, лежавшие в основе единства фундаментальных взаимодействий, а также причины и течение процесса их разделения до сих пор малоизучены.

Три из четырёх сил были успешно описаны в рамках единой теории, но проблема описания гравитации до сих пор не решена. Если не учитывать квантовые гравитационные эффекты, то получается, что Вселенная началась с сингулярности с бесконечной плотностью; учёт этих эффектов позволяет прийти к другим выводам.

Среди наиболее проработанных и перспективных кандидатов на объединяющую теорию – теория струн и петлевой квантовой гравитации. Кроме того, ведётся активная работа по некоммутативной геометрии и другим областям, позволяющим описать процессы зарождения Вселенной.

Экспериментальные исследования

Экспериментальные данные, позволяющие обосновать предположения о Планковской эпохе, до недавнего времени практически отсутствовали, но последние результаты, полученные зондом WMAP, позволили учёным проверить гипотезы о первой 10−12 доли секунды существования Вселенной (хотя реликтовое излучение, которое регистрировал WMAP, возникло, когда Вселенной было уже несколько сотен тысяч лет). Несмотря на то, что этот временной интервал по прежнему на много порядков больше, чем Планковское время, в настоящее время продолжаются эксперименты (включая проект «Планк»), имеющие многообещающие результаты, которые позволят отодвинуть границу «изученного» времени ближе к моменту возникновения Вселенной и возможно дадут сведения о Планковской эпохе.

Кроме того, некоторое понимание процессов в ранней вселенной дают данные с ускорителей частиц. Например, эксперименты в релятивистском коллайдере тяжелых ионов (RHIC) позволили определить, что кварк-глюонная плазма (одно из ранних состояний материи) ведёт себя скорее как жидкость, чем как газ. На Большом адронном коллайдере возможно исследовать ещё более ранние состояния материи, однако в настоящее время нет ни существующих, ни планируемых ускорителей, которые позволят получить энергии порядка Планковской энергии (около 1,22×1019 ГэВ)».

Слава Богу, хоть о планковской эпохе ничего не известно, было бы ещё лучше, если бы и об остальных эпохах нашим земным учёным было бы ничего не известно, но, к сожалению, слишком они много «знают» об остальных эпохах.

Учёные совершенно напрасно стараются слить Общую теорию относительности и квантовую теорию гравитации. Нет, слить то теоретически можно всё, что угодно. Но в действительности гравитация не чисто квантовое явление. Кто читал первый выпуск настоящей серии, «Гравитация, новая парадигма» [2], тот уже знает, что гравитация – это когда каждый протон, каждый нейтрон и каждое ядро атома (отдельная элементарная частица) взаимодействует на притяжение с большими массами ядер звёзд, планет и спутников, представленные сильно уплотнённым массивным и большим куском отрицательной (тёмной) материи. Таким образом, феноменологически гравитация является смесью классики и квантовой механики. Поэтому, чтобы создать чисто квантовую модель её, ортодоксам надо очень сильно постараться и хорошенько пофантазировать.

Продолжим цитировать Википедию. «Расширение Вселенной – это крупномасштабный процесс, ход которого, по сути, определяет ход её эволюции: из-за расширения средняя температура падает, определяя как долго и с какой скоростью будет идти первичный нуклеосинтез, на фоне расширения происходит и развитие флуктуаций, которые затем должны стать галактиками и так далее. Экспериментально расширение Вселенной проявляется в виде красного смещения спектральных линий удалённых галактик в соответствии с законом Хаббла, а также в виде удлинения времени видимого протекания различных процессов в них (длительность вспышек сверхновых и других).

Вселенная расширяется из начального сверхплотного и сверх горячего состояния – так называемый Большой взрыв. Является ли исходное состояние сингулярным (как предсказывает классическая теория гравитации – общая теория относительности или ОТО) или нет – активно дебатируемый вопрос, надежды на его разрешение связывают с разработкой квантовой теории гравитации.

Модель Фридмана

В рамках ОТО вся динамика Вселенной в первом приближении может быть сведена к простым дифференциальным уравнениям для масштабного фактора a(t) – величины, отражающей изменение расстояний в однородно расширяющихся или сжимающихся пространствах:

где k – кривизна пространства (принимает значения −1, 0, 1), Λ – космологическая постоянная, ρ – средняя плотность Вселенной, P – среднее давление, с – скорость света, а точка над буквой обозначает взятие производной по времени, например, a=da/dt.

Для подобной модели интервал между двумя событиями записывается следующим образом:

где dR² описывает геометрические свойства пространства модели и является метрикой трёхмерного изотропного и однородного пространства: плоского при k=0, сферического при k=1 и гиперболического при k=−1. В таких системах координат скорость изменения физического расстояния l между двумя точками, покоящимися в сопутствующей системе координат, равна:

Это не что иное, как закон Хаббла, где параметр Хаббла есть меняющаяся от времени величина:

Если теперь подставить это выражение в уравнение энергии и привести значения, приходим к выражению:

где Ωm=8πGρ/3H2 , Ωk = -(kc2)/(a2H2) , ΩΛ=(Λc2)/(3H2)».

Всё это хорошо и возможно так бы и было, если бы пространство действительно имело кривизну. Однако по сведениям предоставленными нам высокоразвитой цивилизацией пространство не изгибается, не является вещественным, и не имеет структуры. Пространство всего лишь трёхмерно, поэтому «время» не является физическим понятием, а придумано человеком. Время – это просто счётчик для нашего удобства. Поэтому весь вышеприведённый кусок текста из Википедии является математическим шаманством и ничего не выражает.

Продолжим цитировать Википедию. «Инфляционное расширение

Большой взрыв

Согласно теории Большого взрыва, Вселенная в момент образования была в чрезвычайно плотном и горячем состоянии, называемом космологической сингулярностью

Большо́й взрыв (англ. Big Bang) – космологическая модель, описывающая раннее развитие Вселенной, а именно – начало расширения Вселенной, перед которым Вселенная находилась в сингулярном состоянии.

Обычно сейчас автоматически сочетают теорию Большого взрыва и модель горячей Вселенной, но эти концепции независимы и исторически существовало также представление о холодной начальной Вселенной вблизи Большого взрыва. Именно сочетание теории Большого взрыва с теорией горячей Вселенной, подкрепляемое существованием реликтового излучения, и рассматривается далее.

Космологическая сингулярность

Космологическая сингулярность – состояние Вселенной в начальный момент Большого Взрыва, характеризующееся бесконечной плотностью и температурой вещества. Космологическая сингулярность является одним из примеров гравитационных сингулярностей, предсказываемых общей теорией относительности (ОТО) и некоторыми другими теориями гравитации.

Возникновение этой сингулярности при продолжении назад во времени любого решения ОТО, описывающего динамику расширения Вселенной, было строго доказано в 1967 году Стивеном Хокингом. Также он писал:

«Результаты наших наблюдений подтверждают предположение о том, что Вселенная возникла в определённый момент времени. Однако сам момент начала творения, сингулярность, не подчиняется ни одному из известных законов физики».

Например, не могут быть одновременно бесконечными плотность и температура, так как при бесконечной плотности мера хаоса стремится к нулю, что не может совмещаться с бесконечной температурой. Проблема существования космологической сингулярности является одной из наиболее серьёзных проблем физической космологии. Дело в том, что никакие наши сведения о том, что произошло после Большого Взрыва, не могут дать нам никакой информации о том, что происходило до этого.

Попытки решения проблемы существования этой сингулярности идут в нескольких направлениях: во-первых, считается, что квантовая гравитация даст описание динамики гравитационного поля, свободного от сингулярностей, во-вторых, есть мнение, что учёт квантовых эффектов в негравитационных полях может нарушить условие энергодоминантности, на котором базируется доказательство Хокинга, в-третьих, предлагаются такие модифицированные теории гравитации, в которых сингулярность не возникает, так как предельно сжатое вещество начинает расталкиваться гравитационными силами (так называемое гравитационное отталкивание), а не притягиваться друг к другу.

Св. Августин утверждал, что время – это свойство вселенной, которое появилось вместе с ней самой. Поскольку однозначного научного объяснения такого парадокса не существует, Георгий Гамов предложил называть Августинской эпохой состояние Вселенной «до» и «в момент» Большого Взрыва. Такое состояние часто называется нулевой точкой или космологической сингулярностью».

Святой Августин – это конечно большой авторитет по всем вопросам и по времени особенно, тем более что он что-то там утверждал. Но почему Георгий Гамов не послушал другого авторитета Иммануила Канта, который утверждал довольно обоснованно, что время не физическое понятие, а придумано человеком, в основном для занятия наукой. Здесь Кант немного перебарщивает, конечно. Время придумано человеком не только для занятия наукой, но и для того, чтобы знать, когда вставать и когда спать ложиться, когда обедать и когда работать, то есть «время» человек придумал для своего удобства. Кроме того, этот кусок текста говорит о том, что писал его человек, начисто отравленный математическим формализмом, так как пишет, что вначале вселенная имела бесконечную плотность и бесконечную температуру. Настоящий физик не должен писать такого. Правда писатель этот ссылается на физическую теорию – Общую теорию относительности, она, мол, имеет такую предсказательную способность в точке, когда время равно нулю. Но по нашему мнению, из-за плохой предсказательной способности Общей теории относительности Хокингу надо было посчитать её несостоятельной, а не городить на её основе одну нелепость на другую и не умножать бесконечную плотность на бесконечную температуру.

Продолжим цитировать Википедию. «Первые три минуты. Первичный нуклеосинтез Основные ядерные реакции на этапе первичного нуклеосинтеза.

Предположительно, с начала рождения (или по крайне мере с конца инфляционной стадии) и в течение времени, пока температура остаётся не ниже 1016 ГэВ (10−10 с), присутствуют все известные элементарные частицы, причём все они не имеют массы. Этот период называется периодом Великого объединения, когда электрослабое и сильное взаимодействия едины.

На данный момент невозможно сказать, какие же именно частицы присутствуют в тот момент, но кое-что всё же известно. Величина η является показателем энтропии, а также характеризует избыток частиц над античастицами:

В момент, когда температура опускается ниже 1015 ГэВ, вероятно, выделяются X– и Y-бозоны с соответствующими массами.

Эпоху Великого объединения сменяет эпоха электрослабого объединения, когда электромагнитное и слабое взаимодействия представляют единое целое. В эту эпоху идет аннигиляция X– и Y-бозонов. В момент, когда температура понижается до 100 ГэВ, эпоха электрослабого объединения заканчивается, образуются кварки, лептоны и промежуточные бозоны.