Противник гипотезы

И тут грамотный противник нашей гипотезы приведет едва ли не самый грозный довод против нас. И конечно же, это ре­ликтовое излучение, которое как будто бы прямо свидетельствует о том, что был Большой взрыв, и, следовательно, о том, что в результате взрыва галактики разлетаются. В самом деле, релик­товое, или фоновое, излучение было экспериментально обна­ружено.
Причем его открытие не лишено интриги. «Ученые давно подозревали, что в современную эпоху долж­ны остаться следы» ранней горячей стадии развития Вселенной в виде электромагнитного излучения... с низкой температурой.
По существу, такое предсказание американский ученый Гамов с коллегами сделали еще в конце 40-х годов... Довольно любо­пытно, что предсказание Гамова никто не принял всерьез... В начале 60-х годов ктем же выводам, что и Гамов, пришли... физики из Принстона.
Однако первой реликтовое излучение зарегистрировала не принстонская группа Открытие произош­ло случайно в начале 1965 г. Его сделали сотрудники научно-исследовательской фирмы
«Белл телефон лабораторис» в Холм-деле (шт. Нью-Джерси, США), когда пытались определить ве­личину «радиошума Галактики».
На оборудовании, созданном сугубо для коммерческих целей, было сделано выдающееся на­учное открытие. Большинство астрофизиков сегодня убеждены, что открытие (изотропного фонового излучения с температурой 3,5 °К) слу­жит прямым доказательством того, что в прошлом произошел Большой взрыв». Проф. Нарликар пишет, что не все согласились с тем, что фоновое излучение - это обязательно «след»
Большого взрыва, и приводит несколько альтернативных гипотез.
Часть из них основана на предположении, что «фонить» могут частицы меж­галактической пыли либо молекулы газа, или альтернатива даже увязывается с «испарением маленьких черных дыр», но, кажет­ся, все эти объяснения не подвергают сомнению саму неизбеж­ность Большого взрыва. Завершает свой обзор альтернативных предложений Нарли­кар так: «Любая физическая модель, которая претендует на то, чтобы объяснить происхождение микроволнового фонового из­лучения, должна количественно объяснить его сегодняшнюю наблюдаемую интенсивность» . Сегодня считается общепринятым, что открытие реликтового излучения - это последний крупный и решающий мазок, завер­шивший стройную картину модели расширяющейся Вселенной. И конечно, фоновое излучение — это очень сильный аргу­мент против нас. Я, наверное, просто был бы в панике, если бы заранее и совершенно случайно не был готов... возражать.
Мне просто повезло прочитать случайно то, что многие прочитают только сейчас. Я с удовольствием предоставляю слово проф. Тасманийско­го университета из Австралии Сэмюелю Уоррену Кэри : «Реальное существование фонового радиоизлучения Вселен-ной доказано (но. - А.Б.), его связь с исходным Большим взры­вом остается только умозрительной.
Я же считаю, что фоновое излучение — это неизбежное проявление того, что получило название парадокса Ольберш. В 1826 г. Ольберс обратил внимание на один парадокс (о нем знали еще в XVI веке, например Томас Диггерс. - А.Б.): если бы звезды были распределены в бесконечной Вселенной равномер­но, то луч зрения в любом направлении обязательно натыкался бы на звезду и все небо было бы залито ярким светом. Поглощаю­щее межзвездное вещество не могло бы защитить нас, так как в конечном счете оно излучало бы столько же, сколько получало.
Однако этого нет, в чем тут дело?» Кэри продолжает: «Именно Хабблу принадлежит открытие, что галактики разбегаются со скоростями, пропорциональными их расстояниям от нас... В самом деле, свет самых далеких из наблюдаемых галактик смещается ко все более длинным волнам за пределы красного конца видимого спектра в инфракрасную область.
Но на таком удалении они становятся уже такими туск­лыми, что не различимы в оптический телескоп, а различать еще более удаленные галактики оказывается не под силу и радиоте­лескопам - Вселенная как бы исчезает. Это связано только с ограничениями нашей техники наблюде­ний...
Промежутки между световыми лучами, приходящими к нам от отдаленных галактик... становятся все меньше и меньше, и удаляющееся облако галактик превращается в микроволновую однородную завесу.
Это и есть сплошной светящийся небосвод по Ольберсу, только не ослепительный и обжигающий, а как фо -новое излучение... с температурой менее 3 К. Это излучение идет от обширного облака галактик, столь тесно расположенных в поле зрения, что они не разрешаются антенной.
Они находятся от нас на самых разных расстояниях и имеют различную величину крас­ного смещения, поэтому их общее излучение должно быть одно­родно распределенным по всему спектру и, следовательно, быть таким же, как излучение черного тела».
Проф. У. Кэри поэтичес­ки завершает:
«Я называю эту узкую «щель», позволяющую загля­нуть в самые отдаленные области Вселенной, «окном Ольберса»
Будем считать, что это альтернативное объяснение - еще один кирпичик, еще один вклад в строительство, в результате которо­го, может быть, когда-нибудь модель линейно расширяющейся Вселенной будет заменена на модель Вселенной с линейно (?) замедляющимся временем. Есть, однако, два очень непростых момента... Как только мы начинаем склоняться к признанию модели ста­ционарной Вселенной, так сразу же вновь возникает вопрос о стабильности Вселенной. Причем считается, что эта проблема актуальна для любой модели нерасширяющейся Вселенной.
И для той, в которую верил Ньютон, и для Вселенной Эйнштей­на (до 1917г.). Размышляя над этой проблемой, я однажды вдруг поймал себя на мысли, которая вряд ли делает мне честь.
Я подумал тогда: а есть ли вообще проблема?
Не надумана ли сама проблема? Не сушили ли свои светлые головы «лучшие умы» над решением за­дачи, которая не стоит того? И конечно же, я понимаю, что думать так не очень хорошо, это значит, что я не вижу в проблеме чего-то, что видели Нью­тон, Эйнштейн и сотни специалистов. Они видели, и поэтому мучались, ну а мне не дано.
Ситуация в общем-то совершенно банальная. Но давайте все-таки вместе пройдем по пути моих сомнений. И Ньютон, и Эйнштейн (и другие) полагали, что если во Все­ленной нет сил, которые бы нейтрализовали силы всемирного тяготения, то Вселенная обречена - она тогда просто обязана очень скоро за счет взаимного притяжения масс сбиться в кучу. Как вы помните, Ньютон полагал, что этого не происходит потому, что каждое тело испытывает притяжение от всех других тел Вселенной.
Атак как массы распределены равномерно (в боль­ших масштабах), то общая составляющая сил, действующих на любое тело, уравновешена и по силе, и по направлению. Слабость этого замечательного объяснения, мне кажется, в том, что «все массы Вселенной» находятся где-то далеко, а не­которые тела - близко, и вот эти относительно близкие объек­ты и должны были бы со временем соединиться, что, в свою очередь, дало бы начало новому объединению, т.е. стабильность вряд ли сохранилась бы надолго. Эйнштейн вынужден был ввести в свое уравнение «мифичес­кие» силы отталкивания.
И все это из опасения, что без неких сил, противостоящих всемирному притяжению, все тела попа­дают друг на друга... Но в том-то и дело, что все тела Вселенной на самом деле только тем и занимаются, что падают, — все и всегда.
Под дей­ствием первоначального импульса, не имеющего ничего обще­го ни с Большим взрывом, ни с божественным первоначалом, все тела падают, и силы, сообщившие им импульс и направле­ния, самые разнообразнейшие, и действуют они в любые про­извольные моменты времени и в произвольных направлениях.
Во Вселенной нет низа и верха: куда тело толкнул импульс, туда оно и падает.
Но, падая, оно обладает массой-энергией, а следо­вательно, инерцией («второй закон Ньютона можно толковать как правило измерения масс, а масса — это количественная мера инертности тела»).

Темп вселенной

Так как мы декларируем, что темп вселенского времени в раз­ные космологические эпохи различен, то на какую-то величину он должен измениться и за тот период, пока длился интервал между первым и вторым событиями. Тогда Д/ — интервал времени между событиями в условиях неизменного темпа времени, а Sf — показатель изменения тем­па времени. С учетом того, что скорость фотонов в межгалактическом про­странстве — это практически и есть скорость света в вакууме ( У "С), выразим известную со школы зависимость между расстоянием, скоростью и временем для данного случая в виде D = cbtSv А теперь еще раз посмотрим на формулу Хаббла — /)— "тг и обнаружим, что в этой формуле и в нашей«Л» обозначает одно и то же — расстояние между галактикой, которая излучает свет, и Землей, на которой этот свет фиксируется. Тогда, приравняв правые части этих уравнений, получим: chtst=¥j- Анализ этого уравнения показывает, что к зависит от расстоя­ния, которое преодолевает свет за время At., т.е. от cAt (и от того, как замедляется за это же время темп времени Sf). Иными словами, это означает, что к зависит только от рас­стояния, на котором от Земли находится галактика, ведь <2 — это момент времени в настоящем (в наше время) и потому для всех событий, которые мы фиксируем относительно Земли, эта величина постоянная, т.е. с Л/и Sj зависят только от t. Так что же открыл в 1929 г. Эдвин Хаббл? Он показал, что кажущаяся скорость удаления от Земли да­леких космических систем зависит прежде всего от расстояния до объекта.
А от этого, т.е. от того, сколько времени фотон был в полете, и зависит, на какую величину замедляется время и, следовательно, какова будет величина красного смещения. Хаббл опередил нас на 70 лет...
Он открыл, по существу, что красное смещение зависит от замедления времени, ибо показатель красного смещения определяется зависимостью: Z=btSf, т.е. Z зависит только от того, сколько времени фотоны были в-полете, и от того, насколько за это время изменился темп време­ни Вселенной (S). В свою очередь, в зависит от того, с какой интенсивностью и по какому закону изменяется во Вселенной соотношение ее внут­ренней энергии (или энергии излучения) и массы вещества (или плотности энергии вещества). Что касается численной величины S(то из уравнения она может быть легко определена, если для ряда космических объектов окажутся известны показатели красного смещения и расстояния до них, но, конечно, определенные любым способом, независимым от доплеровского Z( На роль таких объектов, веро­ятно, подходят пульсары — для них как будто умеют определять расстояния без использования Z). Вот какое выдающееся открытие сделал Хаббл, но трактовал его неверно (да простят меня астрофизики...). И тут специалисты должны с возмущением нас остановить, а после обретения дара речи сказать: «Хорошо, согласимся на се­кунду, предположим, что красное смещение — это следствие все­ленского замедления времени, но как же тогда объяснить, что в спек­трах излучения некоторых галактик обнаруживается не красное, а синее смещение? Что же, время то замедляется, то ускоряется?» Нет, конечно же, нет! В масштабах Вселенной время только за­медляется. В отдельных локальностях — у конкретных материаль­ных систем собственное время может и замедляться, и ускоряться, и оставаться неизменным, и все это при участии, в общем случае, та-ких различных факторов, как скорость, внутренняя энергия или гра­витация.
И, конечно, местные изменения темпа времени, естествен­но, должны налагаться на вселенский процесс замедления времени. Что касается синего смещения, то действительно, у неболь­шой части ближних к нам галактик наблюдается такой эффект.
Мы не должны забывать, что все тела Вселенной находятся в движении относительно друг друга. Среди галактик есть такие, что сближаются с Землей.
Например, галактика с красивым на­званием Туманность Андромеды летит навстречу нам со скорос­тью 300 километров в секунду. В этом и подобных случаях эффект Доплера (который, конеч­но же, никто отменить не в состоянии) перекрывает эффект от хроносомного красного смещения.
Недаром все галактики с си­ним смещением - это ближайшие к нам звездные системы, ведь хроносомное красное смещение на близких расстояниях про­является слабо, очень слабо или совсем не проявляется. (Обра­тите внимание на любопытное совпадение: так же, как и у эйн­штейновских сил отталкивания, эффект от снижения темпа вре­мени усиливается с увеличением расстояния.) Допустим, согласится оппонент, но ученые еще установили, что чем меньше светимость звезд, тем с большей скоростью они от нас «убегают». Тут в чем дело? Этот контраргумент совсем сла­бый.
Понятно, что светимость звезд зависит от различных фак­торов: от массы звезды, от ее размера, от наличия в ней тяжелых металлов...
Но, при всех прочих равных условиях, слабее светит тот объект, который находится дальше от Земли.
Чем более про­должительное время фотоны находятся в полете, тем больше уве­личиваются длины волн в связи со вселенским замедлением вре­мени.
Таким образом, чем дальше объект, тем значительнее хро­носомное красное смещение и тем больше иллюзорная скорость иллюзорного удаления от нас космического объекта.

Темп времени

Если темп времени различен в различные космологические эпохи, если он в процессе эволюции Вселенной неуклонно сни­жается, то не кроется ли за этим крамольным «фактом» не ме­нее крамольное предположение.
Давайте рассуждать: некое тело в прошлом излучает свет.
Носители света — фотоны летят к нам многие миллионы (и миллиарды) лет, но ведь за этот период изменяется сама Все­ленная — замедляется темп ее собственного времени. Отме­тим, что это замедление не может быть строго однородным. В первую очередь, на изменение соотношения плотности энер­гии излучения и плотности энергии вещества будут реагиро­вать те локальности Вселенной, в которых сосредоточены мас­сы, в частности, массивные макротела.
Частицы и особенно фотоны (в частности, в связи с отсутствием у них массы покоя) слабо реагируют на относительное увеличение плотности ве­щества во Вселенной. Итак, не только Вселенная в целом снижает темп времени, каждый ее субъект также неуклонно снижает темп собственного времени (что не исключает в отдельные (частные) периоды жиз­ни каждого объекта развитие противоположной тенденции).
Получается, что фотон покидает излучающий объект при более ускоренном времени, амы регистрируем его во Вселенной, темп времени которой относительно замедлен. За многие миллионы лет полета в гравитационном поле Вселенной полная энергия фотонов и темп их собственного времени понижаются.
Проис­ходит своеобразная дистрофия (старение) фотонов.
В велико­лепной монографии В. Бриля [37] утверждается:
«На пути... до наблюдателя обычные фотоны в результате «старения» (т.е. дис­сипации их энергии на фоновых частицах) постепенно превра­щаются сначала в низкоэнергичные «реликтовые» фотоны, а по-том и сами становятся виртуальными фоновыми частицами...»
Фотоны в процессе эволюции Вселенной становятся менее энергичными, и это соответствует фундаментальной тенден­ции снижения вселенского темпа времени. Теперь, используя зависимость Планка Е = A v, где Е- энергия излучения, v — частота волны фотона, a h — постоянная Планка, видим, что при уменьшении энергии для того, чтобы сохранилась эта зависимость, должна уменьшиться частота.
Но частота и длина волны связаны обратно пропорциональной зависимостью, а это значит, что при уменьшении частоты со­ответственно этому произойдет приращение длины волны. То есть в спектре излучения таких волн будет наблюдаться Красное смещение. Это новый тип красного смещения.
Назреем его хроносом-ным, отметив тем самым его генетическую связь с неоднород­ным временем.
Если замедление вселенского темпа времени сосуществует с расширением Вселенной, то теперь при определении скорости и возраста разбегающихся галактик, удастся уменьшить определя­емые величины за счет исключения влияния хроносомного крас­ного смещения, а расстояния до галактик и других объектов и абсолютный возраст Вселенной придется сократить.
Момент же Большого взрыва, соответственно, придется приблизить. Но если окажется, что величина хроносомного красного смещения сопоставима с эффектом от доплеровского (хаббловского) крас-ного смещения или вообще заменяет его, то придется пересмотреть представление о взаимном удалении галактик, и саму идею расши­ряющейся нестационарной Вселенной, и, разумеется, идею Большо­го взрыва. Претензии на новизну, следующие из декларации о том, что интенсивность темпа (хода) времени во Вселенной неуклонно понижается и что в связи с этим появляется хроносомное крас­ное смещение, которым можно объяснить кажущееся удаление галактик, это, конечно, очень серьезно, чтобы не попытаться по­искать дополнительные аргументы. ...И они есть! Но в начале немного истории. И во времена Аристотеля, и в эпоху миропонимания Ньютона Вселенная всегда считалась стационарной.
Следовал такой концепции и Эйнштейн.
Через 200 лет после Ньютона, создавая свою теорию тяготения, он му­чился вопросом: каким образом Вселенной удается избежать кол­лапса, почему под действием всемирного тяготения Вселенная вместо того, чтобы сжаться, остается стационарной?
Над этим, конечно, задумывались и раньше. Еще Ньютон понимал, сколь сложна проблема устойчивости Вселенной. Его рассуждения по этому поводу очень интересны.
Вот как они выглядят в пересказе Девиса; «Если бы Вселенная коллапсировала под действием собственной гравитации, каждая звезда «падала» бы в направлении центра скопления звезд.
Пред­положим, однако, что Вселенная бесконечна и звезды распреде­лены в среднем равномерно...
В этом случае отсутствовал бы об­щий центр...
Любая звезда испытывала бы воздействие гравита­ционного притяжения от всех своих соседей, но вследствие усреднения этих воздействий по различным направлениям не возникло бы никакой результирующей силы...».
Таким обра­зом, по мнению Ньютона, именно по этой причине Вселенная не коллапсирует (обратим внимание, что этот подход Ньютона, в какой-то мере, предшествует принципу Маха, так как ставит по­ведение единичного субъекта Вселенной в зависимость от состо­яния и поведения всей остальной Вселенной). Эйнштейна, однако, такие рассуждения Ньютона не удовлет­ворили.
Он считал, что во Вселенной должны быть наряду с гра­витацией и космические силы отталкивания, которые, в конце концов, и не позволяют сжиматься Вселенной.
Именно по этой причине Эйнштейн и ввел в свое уравнение гравитационного поля дополнительный член, который приводит к появлению силы, обладающей нужными свойствами.
Только привлечение допол­нительных сил отталкивания (антигравитации) и позволило Эйн­штейну создать свою модель стационарной Вселенной. Был ли сам Эйнштейн доволен таким решением проблемы устойчивос­ти Вселенной? Если и да, то очень короткое время.
Ведь никто никогда никаких сил отталкивания не наблюдал и не фиксиро­вал.
Для обоснования этого допущения при­шлось, в свою очередь, допустить, что эти силы всемирного от­талкивания обладают совершенно специфическими свойства­ми — они усиливаются с увеличением расстояния.
Ничего по­добного никто и никогда во Вселенной не предполагал — все силы уменьшаются с увеличением расстояния (и силы гравита­ции, и электромагнитные). Вы представляете, как, очевидно, мучился Эйнштейн с его великолепной научной интуицией, из­начально чувствуя некоторую натяжку.
Между тем, общая тео­рия относительности была опубликована, и ее начали испыты­вать на прочность специалисты. И вот тут оказалось, что уравнения Эйнштейна (с теми сила­ми отталкивания) могут быть решены без сил отталкивания, но для расширяющейся Вселенной. Итак, с разрывом лет в семь прозвучали два первых удара колокола — похоронного звона по модели стационарной Вселенной; сначала (1917) голландский астроном Вилем де Ситтер, а затем и советский математик Александр Фридман (1923- 1924) теоретически показали, что Вселен­ная может расширяться, оставаясь при этом устойчивой под действием сил всемирного тяготения. И Эйнштейн сдался, и в общем-то, без боя, ибо это, кроме всего прочего, принесло ему огромное облегчение: он смог наконец-то сбросить с себя огромную тяжесть и отказаться от им же придуман­ных, но внутренне никогда его не устраивавших космических сил отталкивания.
Впоследствии Эйнштейн признался, что его гипо­теза о силах отталкивания — это главная ошибка его жизни. А когда в конце 20-х годов американские астрономы Эдвин Хаб-5л и его коллега Хьюжасон экспериментально (наблюдатель-но) подтвердили, что галактики удаляются от нас и друг от дру­га, последние сомнения стали быстро рассеиваться — модель расширяющейся Вселенной стала господствующей.
С тех пор прошло 70 лет.
Не смешно ли сегодня сомневаться? Может быть, смешно.
Однако давайте посмотрим, на что опирается концеп­ция нестационарной - расширяющейся Вселенной. Открытие Хаббла случилось в самый подходящий момент -в нем остро нуждались и де Ситтер, и А. Фридман, и Эйнштейн, да в общем-то все, кого волновала проблема стабильности Все­ленной.
Ценность его в том, что расширение как бы удалось увидеть-пощупать.
Ведь применив эффект Доплера к излучению космических объектов, Хаббл обнаружил (впрочем, он не был первым) красное смещение в спектрах их излучения и ин­терпретировал его (и тут он, пожалуй, был первым) как след­ствие удаления от нас галактик. Короче говоря, уже «в начале 30-х годов теоретики и экспери­ментаторы смогли построить такие модели Вселенной, кото­рые, с одной стороны, описываются решениями уравнений Эйн­штейна, а с другой - согласуются с результатами Хаббла». Вопрос о стабильности Вселенной был снят с повестки дня. А все это вместе сегодня считается одним из величайших до­стижений науки XX века...
Склонимся и мы в почтении перед «лучшими умами человечества». Но, отдав дань, зададим себе вопрос: что все-таки открыл Хаббл? 1. Конечно же, то, что в спектрах излучения галактик некото­рые линии смещены к красному концу спектра.
Можно ли эту часть открытия Хаббла подвергать сомнению?
Безусловно, нет!
Это - твердо установленный факт. 2. Красное смещение вызвано эффектом Доплера, а попросту говоря, тем, что галактики удаляются — «разбегаются» от нас. Можно ли эту часть открытия Хаббла подвергать сомнению? Можно, потому что это не факт, а трактовка факта, а мне кажется, что даже нужно, потому что это тот случай, когда возможна аль­тернатива. Давайте разберемся. Хаббл предоставил в наше распоряжение простую (как все (?) гениальное) формулу: V= HD, из которой следует, что чем больше расстояние (D) между Землей и галакти­кой, тем с большей скоростью (V) галактики удаляются от как бы покоящейся Земли.
И - постоянная Хаббла, она (напомним) показывает, как возрастает скорость удаления галактик при уве­личении расстояния на единицу, т.е. на 1 млн. световых лет. Представим себе две (мировые) точки, соответствующие двум событиям во Вселенной, случившимся с одним и тем же объек­том. Это может быть начало извержения вулкана и его оконча­ние, рождение звезды и ее смерть, словом, все, что угодно...
Нам же удобнее, чтобы первым событием было излучение некой га­лактикой порции фотонов, а вторым - фиксирование этих фото­нов у нас на Земле. Итак, в один прекрасный момент времени фотоны покинули галактику и, преодолев миллионы световых лет, в следующий неменее прекрасный момент времени долетели до Земли.
В полете они пребывали некоторый интервал времени — AtS(. Если первое событие случилось в момент времени Г(, а второе — в момент времени / , то интервал времени между этими событиями.

Эффекты всех типов

Эффекты всех типов красного смещения, в том числе грави­тационного, обычно незначительны по величине по сравнению с доплеровским и не носят массового характера.
Именно поэто­му главным виновником красного смещения линий спектра считается удаление излучающего объекта.
Никаких других причин, которые могли бы альтернативно объяснить красное смещение в спектрах излучения галактик, кроме скорости удаления самих галактик, ученые сегодня не видят. Установлено, что если красное смещение мало по сравнению с еди­ницей, то источник излучения удаляется от нас со скоростью Г" & Хаббл обнаружил также, что красное смещение тем больше, чем слабее светимость галактики.
Но, может быть, самое инте­ресное, что установил Хаббл, так это то, что красное смещение и скорость удаления галактик увеличиваются с ростом расстоя­ния до галактик: V— СЪ — HD (где D—расстояние; Н—постоян­ная Хаббла, которая показывает, как изменяется скорость объек­та на один миллион световых лет расстояния). Итак, практически в течение одного десятилетия идея расши­ряющейся (нестационарной) Вселенной и зависимость красного смещения в спектрах излучения галактик от скорости их удале­ния, взаимно обосновывая друг друга, стали общепризнанными.
Правда, в последние десятилетия все чаще раздаются голоса тех, кто сомневается, что был Большой взрыв и что Вселенная расширяется именно по этой причине. Существует хорошо аргументированная концепция стацио­нарного состояния Вселенной, разработанная X. Бонды, Т. Голдом, Ф. Хойлом в 1948 г. Согласно этой теории, Вселенная всегда и везде неизменна, галактики друг от друга разлетаются, но одно­временно во Вселенной возникает новое вещество. (Правда, по свидетельству С. Хокинга, впоследствии авторы добровольно от­казались от своей гипотезы.) По-прежнему актуальна идея нулевой Вселенной (Трайон и Кэри), в соответствии с которой Большого взрыва вообще не было, но Вселенная расширяется за счет образования новых масс как в межгалактическом пространстве, так и в центральных час­тях космических макротел.
При этом сумма масс и потенциаль­ной энергии во Вселенной всегда равна нулю. Наша гипотеза, утверждающая, что время каждого матери­ального субъекта Вселенной зависит не только от причин, при­нятых в теориях относительности, но и от интенсивности энергии внутренних процессов, присущих каждому субъекту Вселенной, приводит к удивительным следствиям.
Вначале, однако, послушаем известного астрофизика Нарликара.
Вот что он пишет в своей «Неистовой Вселенной»
«В момент Большого взрыва и постоянная Хаббла, и средняя плотность вещества были бесконечно велики.
По мере расши­рения Вселенной оба параметра монотонно уменьшаются... пусть — средняя плотность вещества сегодня, а г — средняя 'плотность вещества в момент, соответствующий красному смещению^, тогда р = рр(1 +Z)3.. Таким образом, если, например, мы наблюдаем галактику с красным смещением Z = /, то мы видим ее в момент, когда средняя плотность вещества во Все­ленной была в восемь раз больше, чем сейчас.
Чем дальше мы смотрим в прошлое, тем больше значение Z, а следовательно, ^больше и значение р ».
Далее Нарликар показывает нам, как зависит плотность энергии излучения в различные космологические эпохи.
Показывает, какая была плотность энергии излучения в прошлом (Щ в зависимости otZh плотности энергии излучения сегодня (Up), tV=£/p(I+Z)J. Подставляя в формулу значение Z = 1, получим, что при этом значении красного смещения плотность энергии излуче­ния была в шестнадцать раз больше, чем сегодня.
Нарликар пишет: «И вещество, и излучения влияют на ди­намику расширения Вселенной.
Какое влияние больше? Чем определяется скорость расширения Вселенной: веществом или излучением? На эти вопросы можно ответить, если воспользо­ваться формулой Эйнштейна Е = тс1. Надо просто сравнить плотность энергии излучения (U) с плотностью энергии веще­ства (рс2) Оценки по­казывают, что Up- 10-»Дж/м'.
Оценить значение рр несколько труднее.
Если ограничиться только видимым веществом в фор­ме галактик, квазаров и т.д., то рр~10-38 кг/м3...
Тем не менее, даже при такой заниженной оценке рр (без учета невидимой массы) соответствующее значение плотности энергии веще­ства р с1 превосходит плотность энергии излучения Up при­мерно в 1000 раз». Акцентирую внимание читателя, что таково положение сей­час, т.е. в эпоху, которую Вселенная переживает в настоящее время. Что эти значения дают нам?
Ну, во-первых, мы еще раз убеж­даемся в правоте Гераклита - все в этом мире течет, все изме­няется. Во-вторых, если согласно нашей гипотезе время — это отра­жение энергетического состояния материи в гравитационном поле, то нельзя ли, используя рассуждения проф.
Нарликара, оценить темп времени в прошлом, динамику его изменения во времени. Воспользуемся формулами Нарликара для определения плотности энергии излучения и плотности вещества. Конечно, я отдаю себе отчет в том, что энергия излучения не тождественна энергии внутренних процессов, но я также понимаю, что они не только взаимосвязаны, но, более того, величина энергии излучения пропорциональна плотности внутренней энергии тела.
Во всяком случае, в первом прибли­жении можно считать энергию излучения функцией энергии внутренних процессов.
Аналогично и плотность энергии вещества в первом при­ближении характеризует относительное количество вещества и, следовательно, гравитационное взаимодействие, соответ­ствующее массам вещества в каждый определенный период жизни Вселенной. Итак, мы имеем возможность, пользуясь формулами, кото­рые привел проф. Нарликар, во-первых, установить, во сколько раз энергия излучения в прошлом была больше, чем сейчас, и, во-вторых, во сколько раз плотность вещества во Вселенной была в прошлом больше, чем в настоящее время. Эти значения определяются по соответствующим формулам:
U р щ =a + z)*n— = (i+zy для определенных значений Z , следовательно, для различно­го определенного возраста Вселенной.
А теперь для каждого из значений Z pяд величин, полученных по первой формуле, поделим на соответствующие значения ве­личин, определенных по второй формуле, и, таким образом, полу­чим очень ориентировочные значения, может быть, точнее, тен­денцию того, насколько темп времени в прошлые эпохи Вселен­ной отличается от темпа времени сегодняшней Вселенной.
Оказывается, темп времени во Вселенной в прошлом был более ускоренным, чем в настоящее время.
Вывод, мягко выражаясь, экстравагантный.
Последствия его трудно даже представить, если, конечно, это положение подтвердится. Кстати, вывод о замедлении вселенского времени косвенно подтверждается общепринятой точкой зрения ученых о том, что "скорость эволюции во Вселенной в прошлые эпохи была значительно выше, чем в эпоху современную (исключение составляет эволюция живой материи). Между прочим, если кто-то успел подумать, что Z = 1000 и соответствующее ему превышение «того» темпа времени над се­годняшним - это полная абстракция, то он ошибается.
Воз­раст Вселенной при Z= 1000, по современным представлениям астрофизиков - это временное расстояние от Большого взры­ва, примерно в 0,7— 1,0 миллиона лет. Стоит ли удивляться ги­гантской интенсивности хода времени юной Вселенной, если в тот период температура ее составляла около 3000 °К?
К этому, времени только заканчивается синтез ядер и ядра начинают объединяться с электронами, только образуются первые атомы легких элементов.
Это своеобразный переломный момент, на­чиная с которого излучение перестает доминировать над веще­ством.Стоит ли удивляться, что та Вселенная жила с таким жут­ко интенсивным темпом времени?
Если бы в том мире смог родиться ребенок, то он должен был бы успеть поступить в шко­лу, закончить университет, жениться, доработать до пенсии, со­стариться и умереть, и все это за... 1 месяц. Зная, какое значение Z соответствует какому значению tjt> можно построить график зависимости снижения темпа време­ни от возраста Вселенной. Зависимость вполне закономерная и, очевидно, нелинейная.
Последнее утверждение, пожалуй, объяснимо, т.к. скорость изменения отношения энергонасы­щенности Вселенной (излучение - поле) к веществу Вселен­ной не может быть одинаковой в различные эпохи.
Особенно это отношение должно разительно отличаться от некоторой усредненной величины вблизи областей сингулярности.
Ход времени замедляется с какой-то фундаментальной неизбеж­ностью, и остановить этот процесс невозможно, как и энтро­пию.
И сопоставление это неслучайно. Как уже отмечалось, эти явления связаны общностью происхождения.
Энтропия выра­жает наиболее вероятностные состояния материи, обусловлен­ные ее движением.
Время отражает последовательность и дли­тельность тех же движений материи.

Момент времени

Для нас особенно важно, что космологический принцип так­же допускает, что Вселенная выглядит одинаково в любой мо­мент времени (выделено мною. — А.Б.), из какой бы галактики на нее ни смотрели. Из этого последнего утверждения космологического принципа следуют два фундаментальных (но различных по сути) положения: 1. Время во Вселенной однородно во всех направлениях. 2. Темп времени во Вселенной одинаков во все космологичес­кие эпохи. Последнее утверждение совсем не очевидно, и, тем не менее, современная космология как будто не сомневается в том, что темп времени, присущий Метагалактике, не претерпевает ни­каких изменений в процессе эволюции Вселенной. Как согласуются эти утверждения, принятые как аксиомы традиционно мыслящим большинством, с нашей гипотезой неоднородного времени? Казалось бы, противоречие явное и положение наше безна­дежно, ибо «совершенный космологический принцип» узако­нивает существование во Вселенной единого мирового или даже единого универсального времени, как бы изначально и навсегда присущего Вселенной. И это представляется нам, осторожно выражаясь, несколько странным.
Во всяком случае, картина получается любопытная: несмотря на почти всеми принятое положение теории относи­тельности о том, что время каждого тела, в общем случае, зави­сит от гравитации и системы отсчета (скорости), и, таким обра­зом, каждое тело обладает относительным собственным време­нем, и говорить вообще о времени каждого тела не имеет смысла (в том числе и по причине фактической неоднородности грави­тационного поля).
Несмотря на это, уживается представление о как бы едином в мировом масштабе времени, и тут уже время у всех тел принимается как бы одинаковым вне зависимости от время формирующих факторов, принятых в теории относитель­ности.
Это странно, но, будем объективны, некоторые основа­ния для такого утверждения есть, если рассматривать огромные объемы Вселенной.
В самом деле, представим себе, что некие тела, обладающие такими внутренними свойствами, как масса и энергия покоя, находятся в исчезающе слабом гравитационном поле, скорость их движения мала по сравнению со скоростью света, а выбран­ная система отсчета также находится в слабом гравитационном поле, да к тому же среди самых отдаленных галактик.
Все наши тела, рассматриваемые относительно такой системы отсчета, практически неподвижны.
Зададим себе вопрос: какое у этих тел время?
В соответствии с теорией относительности ответ, очевидно, должен быть таким: их время равно времени выбран­ной системы отсчета... И тогда как бы получается, что представление о едином вре­мени мы можем распространить на различные части Вселен­ной.
Так возрождается или, лучше сказать, продолжает теплить­ся представление о том, что время в мировом масштабе — это некоторая (как бы) субстанция, правда, теперь уже не неизмен­ная, не абсолютная в своих проявлениях, и слово «субстанция» уже не произносится, но время все еще остается как бы одина­ковым изначально (до своих проявлений через факторы относи­тельности) .
Так и тянется ниточка назад от нынешних философов-физиков до Эйнштейна, от Эйнштейна через Ньютона к Аристотелю и до Анаксимандра, жившего 2600 лет назад (какой все-таки молодец этот Анаксимандр!). Это представление и нашло отражение в космологическом принципе.
Эту же идею о том, что Вселенная однородна по вре­мени, как однородна и по веществу, Фридман и принял как допущение, когда предложил модель расширяющейся Вселенной. Как пишет проф.
Нарликар: «Фактически однородность и изо­тропия моделей Фридмана позволяет ввести (?! - А.Б.) единое мировое время.
Два наблюдателя, находящихся в разных галак­тиках, могут синхронизировать ход своих часов, сравнивая фи­зические свойства в своих окрестностях.
Например, они могут отождествить моменты времени, когда плотности материи име­ют одинаковое значение около обоих наблюдателей». Обратите внимание, что и тут говорится, по существу, о срав­нении внешних условий — о влиянии гравитации на часы двух наблюдателей - и, конечно, такого время формирующего фак­тора, как внутренняя энергия, тут нет. Казалось бы, явное про­тиворечие с нашей концепцией и, кажется, ничего не остается, кроме как поднять вверх руки, ибо противостоять такой компа­нии (от Анаксимандра до Эйнштейна) невозможно. Но противоречие это в значительной мере кажущееся, во вся­ком случае, неполное.
Космологический принцип утверждает Вселенную, однородно заполненную веществом, проявляющую одинаковые свойства во всех направлениях.
Возможно, это так, если смотреть на Вселенную как бы со стороны, если сопостав­лять огромные объемы.
Правда, с этим ограничением так уже свыклись, что само ограничение, а в нем суть принципа, начало как бы забываться. Согласимся и мы, что Вселенная однородна и изотропна в больших размерах — формально с этим прихо­дится соглашаться, ибо астрофизики (в значительной мере ус­ловно) считают однородным объемом во Вселенной куб со сто­ронами в один миллион световых лет . Как же быть с гипотезой локально-когерентного времени, если она отвергает положение космологического принципа о том, что время во
Вселенной однородно? Так ли безнадежно наша гипотеза противоречит этому положению? Да, мы теперь знаем, что время локально-когерентно, т.е. проявляет одинаковые свойства только в пределах отдельных локальностей. Но мы также знаем, что оно квазикогерентно в каждой системе, а ведь каждая система входит в систему выс­шего порядка, в которой время, в свою очередь, квазикогерент­но.
Таким образом, в конечном счете, время во Вселенной в больших объемах усредненное и в этом смысле его можно счи­тать в какой-то мере однородным и даже тем самым единым мировым, которое принял Фридман и с которым, как ни стран­но, согласился Эйнштейн. В утверждении, что время во Вселенной усредненное и в рам­ках нашей гипотезы есть, конечно, натяжка, но не большая, чем в космологическом принципе, когда его допускают к примене­нию к конечным объемам Вселенной, в нем не больше противо­речий, чем противоречив сам космологический принцип.
Зна­чительно больше противоречий у нашей гипотезы с тем след­ствием космологического принципа, где утверждается (не очень уверенно), что темп вселенского времени одинаков в любую космологическую эпоху. Точнее сказать, наша гипотеза и эта часть космологического принципа противоположны по смыслу. Прежде чем продолжить разговор о том, одинаково ли время в различные космологические эпохи, конкретизируем некото­рые понятия. Что происходит со светом, когда его источник удаляется (эф­фект Доплера) со скоростью Кот наблюдателя?
Наблюдатель реги­стрирует свет (и это мы уже знаем) с большей длиной волны, чем излучает источник, и при этом длина волны увеличивается про­порционально величине, равной 1 + Z, где — величина красного смещения, зависящая от соотношения скоростей источника света и скорости света в вакууме.
Далее, приращение длины волны,' выз­ванное движением источника, определяется соотношением V ДХ = А,"£" Известны науке и другие типы красного смещения. Например, так называемое гравитационное.
Обусловлено оно тем, что излу­чают массивные гравитирующие тела, точнее, когда испускается световой луч из области сильного гравитационного поля, а регистрируется в области с относительно слабым (такова Земля).

Космологический принцип

Сегодня общепринятым считается космологический принцип, согласно которому Вселенная не статична, но однородна и изо­тропна в любую космологическую эпоху.
К такому представлению ученые пришли не сразу. Еще в 1917 г. Эйнштейн полагал, что Вселенная статична, однородна и изо­тропна.
Вот что пишет проф. Джайант Нарликар из индийского Тата-института фундаментальных исследований в Бомбее: «Смысл этих терминов легко пояснить на примере. Представим себе, что галактики - это своеобразные наблюдательные пунк­ты... однородность Вселенной означает, что, из какой бы галакти­ки мы ни смотрели на Вселенную, она одинаково выглядит.
Изо­тропия означает, что если смотреть на Вселенную из произвольной галактики, то в больших масштабах она одинаково выглядит во всех направлениях (т.е. обладает одинаковыми свойствами А.Б.). И, наконец, в статичной Вселенной отсутствуют крупномас­штабные систематические движения ее составных единиц — галактик.
Иными словами, Вселенная выглядит одинаково в любой момент времени...
Обратите внимание, что первое свой­ство согласуется с идеей Коперника: ни одна область во Вселенной не имеет выделенного положения.
Второе свойство делает равноправными все направления, а третье — все моменты време­ни (выделено мною. - А.Б.)». Проблема, однако, заключалась в том, что Эйнштейну никак не удавалось решить свои знаменитые уравнения тяготения так, чтобы решение соответствовало его космологической модели.
«И тогда он видоизменил уравнения, предположив, что в при­роде существует еще один новый тип сил отталкивания» между любыми двумя массами... Эйнштейн решил уравнения, показав, «каким образом рас­пределение материи определяет характерные черты неевклидо­вой геометрии Вселенной». Но оказалось, что привлечение в уравнения Эйнштейна дополнительных сил отталкивания позволяет иметь и другие ре­шения его уравнений.
В том же 1917 г. нидерландский астроном де Ситтер предложил свое решение и свою модель пустой, од­нородной и изотропной, но уже расширяющейся (не стацио­нарной) Вселенной.
В 1924 г. советский математик А. Фрид­ман предлагает свою модель: Вселенную, заполненную матери­ей, однородную и изотропную.
Решение Фридмана (как и Ситтера) показало, что Вселенная расширяется.
Точнее, они создали модели, в которых Вселенная расширяется. Идея расширяющейся Вселенной необыкновенно быстро ста­ла господствующей. Этому способствовали несколько обстоя­тельств. Во-первых, сам Эйнштейн отказался от своей модели в пользу нестатичной модели Фридмана, а во-вторых, этому по­могло привлечение эффекта Доплера для объяснения красно­го смещения в спектрах излучения далеких небесных объектов. Этот эффект как бы неопровержимо подтверждал, что галакти­ки разлетаются друг от друга, при этом вскоре было установле­но, что скорость удаления галактик тем больше, чем дальше они от нас находятся (Хаббл, 1929)
Итак, сегодня общепринятым считается, что Вселенная не статична (расширяется), однородно заполнена веществом и проявляет одинаковые свойства во всех направлениях.

Page: [1] [2]