Мне больше импонирует представление о бесконечном строении Вселенной и относительно равномерном (или не очень) распределении вещества в пространстве, когда расширяться этому пространству некуда и незачем. Понятно, что в этой модели центр тяжести Вселенной отсутствует. В этой же модели закон Хаббла работает в любом направлении, если постоянную Хаббла понимать как ускорение лучевой скорости расширения видимой части Вселенной, т.е. радиуса последней относительно произвольно выбранной точки пространства.
В этой связи рассчитанный выше возраст Вселенной знаменует собой не возникновение вещества из ничего с последующим раздвижением этого вещества на некой расширяющейся шарообразной сфере пространства относительно неизвестно где расположенной точки большого взрыва, а акт разделения первичной (доисторической и недоступной для восприятия человечеством) материи на вещество и пространство с одновременным приобретением веществом свойства гравитации, а пространством – свойства электромагнитного поля. Возраст Вселенной – это радиус того объема пространства, который доступен наблюдению из любой точки Вселенной. Но далее 14 с небольшим миллиардов световых лет мы ничего не увидим: за этим горизонтом находится наше недосягаемое прошлое – первичная материя. Однако это вовсе не означает, что в настоящее время эта материя там присутствует. В настоящее время мир за этим горизонтом выглядит точно так же, как и вокруг нас, но мы узнаем об этом лишь через несколько миллиардов лет, когда расширится горизонт видимой части Вселенной и свет от ее окраин достигнет Земли.
Если "расширение" Вселенной реализуется путем увеличения удельного объема пространства, что тождественно уменьшению его плотности, то совсем не обязательно участие в этом процессе вещества и нет никакой необходимости привлекать гипотезу о некогда произошедшем большом взрыве – его просто не было. В противном случае мы бы не наблюдали такое распространенное в далеком космосе явление, как столкновение (или слияние) галактик. Кроме того, участие вещества в процессе расширения (при условии возникновения этого расширения в результате первоначального взрыва) предполагает признание факта удаления от нас галактик, расположенных на окраинах видимой части Вселенной, со скоростью света, что противоречит здравому смыслу. По-моему, следует признать, что наблюдаемая нами Вселенная, включая вещество и пространство, вовсе не расширяется: увеличивается удельный объем пространства и радиус видимой части Вселенной, а плотность так называемой темной материи, или вакуума, – уменьшается. При этом плотность энергии вакуума остается постоянной и не зависит ни от возраста Вселенной, ни от скорости света:
E = ρVc2 = (mVc2)/(4/3πR3) = 3g2/2πG = 3.1875·10-8 г/(см · с2).
В настоящее время радиус видимой части Вселенной из любой ее точки составляет:
R = ½gt2 = ½Vc2/g = 6.73467·1022 км
или 4370.2 Мпк в новом его исчислении, т.е. с учетом ускорения скорости света, а удельный объем вакуума:
Wm = (4/3πR3)/m = 2/3πGt2 = 2.8196·1028 см3/г.
Соответственно, плотность вакуума будет равна обратной величине удельного объема – 3.5466·10-29 г/см3, а плотность энергии вакуума – 3.1875·10-8 г/(см · с2).
Если наши предположения о распространении света с некоторым ускорением соответствуют действительности, то реальные параметры светового года, как единицы измерения расстояний (в обычных для физических величин размерностях) до наблюдаемых нами космических объектов, будут уменьшаться пропорционально степени отдаленности последних от наблюдателя. Поэтому рассчитанный выше радиус видимой части Вселенной оказывается в два раза меньше, чем при условии, когда скорость света является постоянной величиной. В результате следует признать, что мы наблюдаем гораздо меньший объем окружающего нас пространства, чем это считалось ранее. Более того, нам пока не известна величина исходного удельного объема пространства, с которого начался процесс его увеличения и, соответственно, – первоначальная скорость распространения электромагнитных волн. Следовательно, обозреваемая нами Вселенная оказывается еще более ограниченной в пространстве. Может быть, поэтому наши приборы способны регистрировать находящиеся на окраинах видимой части Вселенной объекты?
Теперь вернемся к явлению красного смещения спектральных линий всех элементов в спектрах далеких звезд, которое было воспринято Эдвином Хабблом как результат расширения Вселенной.
Действительно, в пределах нашей галактики по величине и направлению смещения спектральных линий отдельных элементов в спектрах различных объектов удается определять их относительную скорость движения и моделировать структуру всей галактики в целом. Более того, эффект Допплера позволяет достаточно надежно оценивать скорости вращения Солнца, ближайших к нам звезд и целых галактик. Однако на очень больших расстояниях в смещении спектральных линий доминирует, по-видимому, вторая составляющая данного эффекта – увеличение длин волн от далеких источников их излучения по мере приближения этого излучения к Земле в связи с общим ускорением скорости света. Соответственно, следует признать, что частоты доходящих до нас электромагнитных волн, которые идентифицируются по лабораторным, т.е. современным, аналогам, – меньше частот последних и эта разница тем больше, чем дальше от нас находится источник излучения. Иными словами, частоты колебаний всех элементов в далеком прошлом были меньше частот колебаний тех же элементов в настоящее время. Следовательно, частота электромагнитного излучения, как и скорость его распространения, является функцией времени, равно как и возраста пространства (но не источника излучения).
Поясним это предположение следующими рассуждениями. Электромагнитное излучение от далекого космического объекта с частотой ν0 = V0/λ воспринимается нами с большей длиной волны и современной скоростью света: ν0 = Vс/(λ + ∆λ). Отсюда стартовая скорость отрыва излучения от наблюдаемого объекта V0 = Vcλ/(λ + ∆λ). У современного аналога того же источника излучения частота колебаний составляет νc = Vс/λ. Отсюда ν0 = νсλ/(λ + ∆λ). При этом время прохождения сигнала t = (Vc – V0)/g. Соответственно, формула Хаббла для стационарной Вселенной с расширяющимся удельным объемом пространства должна выглядеть следующим образом:
(Vc – V0) = H0 · r,
определяя не скорость удаления объекта от наблюдателя, а разницу в скоростях распространения электромагнитных волн между современной эпохой и тем временем, когда измеряемое нами излучение покинуло тот или иной объект.
В свете изложенного реликтовое излучение, интенсивность которого одинакова во всех направлениях звездного неба и факт обнаружения которого считается главным аргументом в пользу гипотезы о некогда произошедшем большом взрыве, можно рассматривать как результирующий эффект от излучения газообразной оболочки примитивного вещества, по-видимому, того же водорода, примыкающей к краю видимой части Вселенной, где скорость света составляет порядка 97 км/с, а возраст Вселенной – около 4.6 миллионов лет. Эти оценки соответствуют 2 мм длин волн фонового излучения при условии, что источником данного излучения является водород. Очевидно, что со временем длина волн фонового излучения будет расти пропорционально увеличению скорости света и радиуса видимой части Вселенной. Таким образом, "шелест" реликтового излучения, по очень удачному определению этого явления американским астрономом Стивеном Мараном, отражает завершающую стадию формирования вещества на окраинах расширяющегося объема видимой части Вселенной, где это вещество по неизвестным нам причинам начинает взаимодействовать с пространством, и результат этого взаимодействия мы обнаруживаем в настоящее время.
В заключение несколько слов о перспективах проекта Планк в отношении более точного определения значения постоянной Хаббла инструментальными методами. Если эффект Допплера имеет два составляющих фактора: относительную скорость движения источника света и предполагаемое нами ускоренное распространение электромагнитных волн во времени, то эти надежды, по-видимому, не могут быть реализованы в полной мере, поскольку неизвестны относительные скорости и направления векторов движения тех источников излучения, которые обычно используются в подобных экспериментах (в астрофизике их называют индикаторами расстояний).
Так, при небольших расстояниях между источником излучения и наблюдателем величина смещения спектральных линий ∆λ1 от движущегося объекта определяется по формуле ∆λ1 = λυ/V0, где υ – относительная скорость движения объекта, а при значительных расстояниях – к этой величине добавляется вторая составляющая ∆λ2 = λ(Vc – V0)/V0, которая определяет степень отдаленности этого объекта от наблюдателя. Очевидно, что чем дальше от наблюдателя будет находиться источник излучения, тем более весомым будет вклад ∆λ2 в итоговое значение величины красного смещения спектральных линий ∆λ = ∆λ1 + ∆λ2 = λ(υ + Vc – V0)/V0. Отсюда следует, что скорость удаления наблюдаемого объекта, которая рассчитывается обычно по всей величине красного смещения, имеет более сложную зависимость: υ = Vc·∆λ1/(λ + ∆λ2), и определить ее можно лишь зная расстояние до этого объекта.
Например, при неподвижном нахождении, относительно наблюдателя, источника излучения, красное смещение зеленой линии водорода (λ = 5000 Å = 5·10-5 см) на 100 Å будет означать, что стартовая скорость отрыва света от него составляет 0.9804Vc, а время прохождения сигнала – 85.691 Мпк. Если же мы уверены, что этот объект расположен ближе, скажем, на расстоянии 80 Мпк, то 93.24 Å в величине красного смещения той же линии водорода должно приходиться на эффект ускоренного прохождения светового сигнала до Земли, а 6.76 Å – на удаление от нас наблюдаемого объекта со скоростью 397.9 км/с. Если тот же объект расположен дальше, например, на расстоянии 90 Мпк, то при соответствующей этому расстоянию скорости света в 0.9794Vc красное смещение должно быть 105.14 Å. Следовательно, данный объект приближается к нам со скоростью 301.5 км/с, что проявляется в уменьшении ожидаемой величины красного смещения на 5.14 Å.