Новая модель эволюции вселенной (стр. 2 из 7)
в 4-мерном псевдоевклидовом пространстве-времени Минковского, на котором строится Специальная Теория Относительности (СТО), фотоны распространяются по 4-мерным изотропным. Движение по этим изотропным, согласно свойств этого пространства-времени, происходит мгновенно, вне времени. А значит у фотона нет той “бездны” времени, за которую он может “постареть” и “покраснеть”;
как известно, что свойства фотонов очень сильно зависят от их частоты (длины волны). Если даже допустить, что такое явление как “старение” фотонов имеет место, то для фотонов различной длины волны (частоты) эти изменения были бы существенно различными, изменения частоты излучения разительно бы отличались от наблюдаемой “картины” “красного” смещения;
изменение частоты излучения – есть такой хорошо изученный эффект в нелинейной оптике, показывающий проявление квантовых свойств фотонов. Этот эффект проявляется, на пример, при взаимодействии лазерного когерентного излучения с веществом, при этом возникают дополнительные линии в спектрах излучения, но не само “красное” смещение. Наблюдается также изменение направления луча излучения;
в “рамках” гипотезы “старения” фотонов нельзя найти объяснения тому, почему “красное” смещение возрастает со временем.
Перейдём к гипотезе “Большого Взрыва”. Здесь “красное” смещение в спектрах излучения объектов во Вселенной – интерпретируется как проявление эффекта Доплера. Смещение спектра излучения в “красную” сторону показывает то, что объект удаляется от наблюдателя. По данным наблюдения, все объекты во Вселенной, в межгалактическом масштабе, удаляются друг от друга со скоростями, тем бóльшими, чем дальше они расположены. В начале прошлого века, когда астрономы стали измерять скорости объектов во Вселенной, было замечено значительное красное смещение в спектрах излучения этих объектов. Самое простое и быстрое объяснение этому феномену было дано то, что объекты удаляются. Что же заставило объекты удаляться? Начался поиск той “причины”, в силу которой все объекты во Вселенной стали удаляться друг от друга. Было сделано следующее предположение, что вероятно, в прошлом Вселенная имела меньшие размеры и огромную плотность. В этой последовательности умозаключений легко вписалась “мифологическая” идея о “первородном яйце”, “проатоме” из которого, в силу случившегося вселенского катаклизма – “Большого Взрыва”, произошедшего предположительно 20 млрд. лет назад, возникло всё сущее.
Гипотезе “Большого Взрыва” также не удалось избежать серьёзных недостатков:
скорость разлетающихся “обломков” не должна увеличиваться с расстоянием от “точки взрыва”, иначе это противоречит Закону Сохранения Импульса;
в физике известно, что для разведения зарядов друг от друга, в потенциальном поле, котором они находятся, нужно совершить работу. И нет, никакой принципиальной разницы в том, что эти заряды электрические и находятся они в электростатическом поле; или это гравитационные заряды, которые находятся в гравитационном поле. Всё равно нужно совершить работу. Пространственные масштабы и величины полей и зарядов не отменяют необходимость совершения работы. Но для совершения работы нужна энергия! Откуда взять необходимую энергию для выполнения этой работы по разведению зарядов друг от друга? Где её источник? Иначе Закон Сохранения Энергии не будет выполняться! А теперь вообразим, что вся Вселенная представляет собой единое гравитационное поле, в котором “роль” зарядов “играют” галактики, звёзды, квазары и так далее. Нам также известно, что Вселенная “расширяется”, то есть все её “заряды” разносятся друг от друга. А по последним данным наблюдения – это “расширение” Вселенной происходит ускоренно (приложение #2). Снова тогда возникает вопрос- “Откуда берётся энергия, столь нужная, для того чтобы Закон Сохранения Энергии выполнялся?”
Гипотеза “Большого Взрыва” не может дать ответ на следующие “частные” вопросы:
почему Постоянная Хаббла, характеризующаяся скорость “расширения” Вселенной, наблюдается в таком числовом интервале?
почему такие сверхмощные Источники Энергии, как квазары “наблюдаются” на краю “видимой” части Вселенной, к тому же “удаляющимися” от нас с гигантскими скоростями? Почему их (квазаров) нет поблизости? Ведь Космологический Принцип гласит, что Вселенная однородная и изотропная. А наблюдения показывают, что такие “горячие” сверхмощные источники энергии, как квазары “наблюдаются” на краю её “видимой” части? Откуда же такое “расслоение”, неоднородность появляется? “Механизм”, возникновения этой иллюзии, будет показан в ходе проведения мысленного эксперимента # 1.
Для введения дальнейшего исследования, давайте приведём все те возникающие вопросы, проблемы, требующие объяснения, которые нам стали известны из наблюдений за объектами во Вселенной, и которые мы попытаемся разрешить в рамках новой космологической модели. (Здесь мы не будем приводить частные проблемы, имеющие место только в рамках отдельных гипотез, примеру проблему нахождения средней плотности Вселенной, которая появляется в космологических моделях эволюции Вселенной Эйнштейна-Римана.)
во Вселенной нет “неподвижных” объектов;
все объекты удаляются друг от друга (в межгалактических масштабах);
скорость удаления объектов друг от друга пропорциональна расстоянию их между собой (то есть, чем дальше находится объект, тем быстрее он удаляется);
скорость удаления объектов во Вселенной увеличивается со временем (происходит ускоренное “расширение” Вселенной);
в Астрономии известна зависимость “Светимость-Масса”, вычисление массы Вселенной, произведённое с использованием этой зависимости, резко отличается от вычислений с применением расчётов по гравитационному влиянию движущихся тел (объектов) друг на друга. Это несоответствие теоретических вычислений и наблюдений породило проблему “Тёмной Массы”;
в Астрономии также известен фотометрический парадокс Ольберса или простой, казалось бы, вопрос – “Почему небо ночью тёмное?”;
В начале статьи было высказано предположение, что всё дело в свойствах окружающего нас пространства-времени. А что мы об этих свойствах знаем? Какие “возмущающие” факторы меняют их, которые нам известны из школьного курса Геометрии? Перечислим эти “возмущающие” факторы:
огромные Массы Вещества;
около световые Скорости Движения;
в дополнении к тем вышеперечисленным факторам, автор высказывает мысль, что этим фактором является Источник Энергии, характеризующийся таким показателем как Мощность. О влиянии этого фактора на свойства пространства-времени посвящена данная статья.
Теперь рассмотрим влияние каждого фактора на свойства пространства-времени в отдельности:
если Массы Вещества небольшие и Скорости Движения не высокие, то таким примером может служить наше околоземное пространство. Искажения в нём столь незначительны, что на практике их можно не учитывать. Такое пространство можно считать Евклидовым;
если Скорости Движения приближаются к световым, то можно уже “говорить” о релятивистских эффектах Специальной Теории Относительности. Рабочим инструментом здесь будет 4-мерное псевдоевклидово пространство-время Минковского;
напротив если Массы Вещества в какой-то области пространства значительны, то можно уже “говорить” об искривлении пространства-времени вблизи этого огромного тела. “Чем больше Масса, тем больше искривлений”. Очень хорошо это влияние на свойства пространства-времени показаны в Уравнениях Эйнштейна, связывающими Тензор Кривизны пространства-времени с распределением Масс Вещества (в формуле в виде Тензора Энергии-Импульса). (Смотрите приложение #1 в конце статьи). Рабочим инструментом в этом искривлённом пространстве будет уже не Геометрия Евклида, а Римана.
“Рассматривая” такое свойство пространства-времени – как способность искривляться вокруг больших Масс Вещества, почему-то ранее не учитывался такой “существенный” фактор, что большие Массы Вещества, а это – звёзды, ядра галактик, квазары, сами галактики излучают энергию. А по всему они являются Источниками Энергии, которые характеризуются таким своим показателем как мощность – N. И чем мощнее Источник Энергии, тем значительнее будет его влияние на окружающее пространство. Забегая вперёд, отметим, что это влияние в космологическом плане, проявляется в следующем: “чем Источник Энергии мощнее, тем быстрее он “удаляется”, а следовательно, и “наблюдается” дальше”.
О специфическом влиянии этого фактора пойдёт дальнейшее повествование.
Краткое содержание этой новой “особенности” пространства-времени, выраженное словами будет следующее:
Изменение объёма единичного параллелепипеда, составленного из определителя метрического тензора пространства-времени прямо пропорционально относительной мощности происходящего в этой области пространства энергетического процесса.
Или обычными словами то же самое:
Чем мощнее процесс выделения (или поглощения) энергии идёт в этой точке пространства, тем более заметнее становятся изменения свойств пространства-времени в этой точке; то есть искривления (изменения объёма) этого пространства-времени напрямую зависит от относительной мощности происходящего там (в этой точке пространства) энергетического процесса.
В символьном виде эта зависимость выражается так:
или 
, или 