На небе мы можем наблюдать Солнце, Луну, планеты, звезды. Все звезды входят в состав нашей Галактики, которую мы иногда именуем Млечный Путь. В южных широтах можно также наблюдать маленькие туманные пятнышки. Это уже другие галактики: Андромеда, Большое Магеланово Облако и Малое Магеланово Облако. В галактики, вроде нашей, входят сотни миллиардов звезд. Вселенная, если она замкнута, состоит из десятков миллиардов галактик, если открыта - то из бесконечности. Часть из этих галактик можно наблюдать в телескоп. Часть Вселенной, доступная наблюдениям, называется Метагалактикой. Вся Вселенная заполнена излучением звезд. В галактиках и межгалактическом пространстве существует вещество в виде пыли и газа, которое переизлучает свет звезд. Этому веществу можно приписать определенную температуру. Излучение, находящееся в равновесии с материей замкнутой Вселенной, можно назвать фоновым излучением.
С другой стороны. На протяжении почти всего 20-го века существует ошибочная, но общепризнанная теория Большого Взрыва. Согласно этой теории, Вселенная родилась порядка 13 млрд лет назад, из ничего, по прихоти нынешних верующих космологов. В момент рождения Вселенная была очень горячей и плотной. А с расширением плотность упала и Вселенная стала прозрачной для излучения. В этот момент излучение оторвалось от вещества, и мы наблюдаем его сейчас в виде "реликтового" фона. Поскольку Вселенная, согласно Большому Взрыву расширяется, то излучение галактик и квазаров претерпевает красное смещение, тем большее, чем дальше находится наблюдаемый объект. Область отрыва реликтового излучения находится от нас на расстоянии порядка 12 млрд. св. лет. То есть реликтовый фон уже получил наиболее сильное красное смещение, или другими словами -- охлаждение. Температура реликтового сейчас 2.725 К.
К настоящему времени существует множество космологических теорий и множество объяснений реликтовому излучению. Здесь проанализируем две теории. Авторскую, "Космическая Генетика", естественно истинную, и общепризнанную "Большой Взрыв", конечно глупую.
Согласно КГ Вселенная замкнута. Ее двумерную модель можно вообразить в виде сферы. Силы гравитации стягивают сферу. Гравитация здесь подобна силам поверхностного натяжения мыльного пузыря. Пленка "старается" схлопнуться, но ей мешает избыточное давление воздуха внутри мыльного пузыря. То есть, силы поверхностного натяжения компенситуются силой давления газа внутри мыльного пузыря. При этом, однако, мы вышли за пределы двумерной поверхности. Вернемся на сферу. Мы знаем, что свет оказывает давление. Два светящихся объекта отталкиваются из-за светового давления, и притягиваются силами гравитации. Отталкивание стремится расширить сферу. Притяжение заставляет коллапсировать сферу. См. рисунок.
В КГ, в разделе Гравитация, масса и объем Вселенной вычислены достаточно точно. Итак, если мы мысленно разобъем Вселенную на две половинки, то сила притяжения между ними будет равна:
Fgr=G(MUn/2)2 /
R2, R = prUn,
(последнее равенство есть
следствие Замкнутой
Вселенной, rUn -
радиус кривизны Вселенной)
MUn = 1.615494918E+51 кг.
rUn = 2.009254604E+25
м.
F=GM2/(2prUn)2
= 1.092455342E+40 Н.
Вот такая точность в КГ! Это вам не БВ. Две эквивалентные половинки Вселенной притягиваются с силой 1.09*1040 ньютон. Вспоминая, что сила гравитации подобна поверхностному натяжению, а также переходя к сечению замкнутого мира, мы получим "поверхностную гравитацию", то есть, отрицательное давление.
pgr = - Fgr/S, S = 4prUn2.
pgr = - 2.153395912E-12 Па.
Итак, на границу раздела двух половинок Вселенной действует отрицательное давление - 2.15*10-12 Па. Это давление должно быть скомпенсировано положительным давлением излучения, нейтрино, межгалактического газа. Предварительный расчет показал, что давление газа вещества при температуре реликтового фона мизерно, на десять порядков меньше гравитационного, то есть, его можно не учитывать. Давление нейтрино тоже будет малым, поскольку энергия уносимая нейтрино из звезд типа Солнца, значительно меньше энергии, уносимой излучением. Итак, главным борцом с гравитацией, стремящейстя схлопнуть Вселенную, является излучение.
Проверим на эту роль
реликтовое излучение. Его
температура 2.725 К.
(Здесь мы учтем, следующее. Давление
излучения в полости равно удельной
энергии излучения деленной на три.
Это следствие евклидовости нашего
мира: объем сферы делится на
площаль сферы, то есть коэффициент
объема 4/3*p на
коэффициент площади 4p.
Так получена троечка в формуле p=u/3.
Поскольку выше для гравитации мы
учитывали неевклидовость, то и
здесь разумно изменить
коэффициент. Для объема половинки
Вселенной коэффициент p2,
а для площади окружающей половинку
4p, следовательно
отношение будет: p/4)
pr = (p/4)*ur
= (p/4)*8p5k4T4/(15c3h3).
pr = 3.276E-14 Па.
Это давление оказывается в 65.7 раз слабее гравитационного стягивания. Неужели КГ не верна?
Просчитывая с другой стороны находим, что для того, чтобы противостоять гравитации, температура реликтового фона должна быть: Tэф = 7.759 К, то есть, в два с половиной раз выше. Это уже не так страшно. Тем не менее, большой проигрыш. (Кстати, обнаружение реликтового фона считают триумфом теории БВ. Однако, температура реликтового фона, по предсказаниям сторонников БВ, была значительно выше, чем здесь, а по энергетике эту ошибку нужно возводить в четвертую степень. Вот такой был липовый триумф.)
Температура Tэф = 7.759 К, на самом деле является не искомой температурой реликтового излучения, а эффективной температурой всего фонового излучения. В межгалактическом пространстве существует не только чернотельное излучение температуры T = 2.725 К, но и излучение от звезд, галактик, квазаров, радиоизлучение, рентгеновское, гамма-всплески.
Попробуем оценить вклад света звезд в полную удельную энергию излучения. Пускай Вселенная состоит только из звезд, подобных нашему Солнцу. Тогда мощность вещества Вселенной, находящегося в одном метре кубическом есть:
PSun-like = LSun/MSun*r, где rmass
= M/V = 1.008953006E-26 кг/м3
плотность Вселенной, LSun=3.826E+26
Вт светимость Солнца, MSun =
1.989E+30 кг, масса Солнца.
PSun-like = 1.941E-30 Вт/м3.
Это мощность, выделяемая веществом каждым метром кубическим. Сколько энергии теряет этот метр кубический за счет излучения, столько же энергии приходит извне. Значит, мы должны умножить полученный результат на время накачки этого метра кубического энергией. Время накачки сопровождается красным смещением, то есть, мы должны взять время от несмещенного значения излучения, до значения смещения реликтового фона. А эта величина близка к значению условного возраста Вселенной, (или Вселенского года). Вселенский год равен:
Tусл=1/H = 1 / 2.374684198E-18 с ~13.34 млрд.лет,
За это время в одном метре кубическом накопится удельная энергия uSun-like = PSun-like*Tусл, и, соответственно, давление на границу раздела двух половинок Вселенной pSun-like = (p/4)*uSun-like:
pSun-like = (p/4) * PSun-like* Tусл = (p/4) * 8.173E-13 Па.
А это давление уже способно бороться с отрицательным давлением гравитации pgr = - 2.153395912E-12 Па. Возьмём их отношение:
dp = pgr/pSun-like = 3.355
Посленний результат показывает не то, что гравитация сильнее излучения (фотонное и, вероятно, нейтринное) в три с лишним раза, а то, что наше допущение, что все звезды во Вселенной подобны Солнцу, не совсем верно. Сейчас можно сказать, что средняя излучательная мощность одного килограмма вещества Вселенной выше мощности одного килограмма вещества на Солнце в 3.355 раз. А это уже можно проверить из наблюдений. И действительно, многие звезды, превосходя Солнце по массе не так значительно, выдают мощность гораздо выше. Кроме того, не нужно сбрасывать со счетов квазары, превосходящие мощность галактик в десятки и сотни раз. Итак, вывод:
Для того, чтобы Вселенная
была статичной необходимо, чтобы (p/4) от энергии излучения,
находящегося в каждом метре
кубическом Вселенной, и,
соответственно, его
"экваториальное" давление,
должны быть вточности равны
гравитационному
"экваториальному" давлению:
(p/4)urad = prad
= - pgr = 2.153395912E-12 Па.
urad = (4/p)prad
= 2.741788830E-12 Дж/м3
Удельная излучательная
мощность вещества во Вселенной:
Pуд.массовая = 6.453107896E-04
Вт/кг,
Pуд.объемная = 6.510882611E-30
Вт/м3.
Получение точных результов здесь удивляет и подлежит сравнению с наблюдениями.
Главный вывод:
Излучение звезд со временем
постепенно смещается в красную
сторону спектра. Доходя до
состояния теплового равновесия с
межгалактическим газом, его
смещение прекращается. Гравитация
во Вселенной полностью
сдерживается давлением излучения
(фотонным и, вероятно, нейтринным).
Здесь находит свое отражение
статичная дофридмановская
космологическая модель
А.Эйнштейна. Фоновое излучение и
есть главная причина силы
антигравитации, описываемой в ОТО,
космологическим членом
отталкивания:
L=H2/c2.
27 Апреля 2000г в Nature опубликована статья, где приведены результаты эксперимента BOOMERanG. В этом эксперименте были измерены очень маленькие температурные флуктуации реликтового фона. Исследователи пришли к выводу, что Вселенная является "плоской", будет расширяться вечно. Или что полная энергетическая плотность равна критической плотности. Это подтверждает инфляционный сценарий Вселенной. Для инфляционного сценария характерно то, что постоянная Хаббла здесь действительно является константой.
Однако инфляционный сценарий в расширяющейся модели Вселенной как-раз соответствует такому распределению объектов, как это следует именно из настоящей модели Вселенной, которая здесь замкнута и статична, то есть, не "плоская" и не расширяющаяся. См. раздел Сущность Понятия Время и Возрасты Вселенной. Всё можно переопределить, или поставить в соответствие величины Вечно Большого Взрыва величинам Вечно Молодой Вселенной, учитывая логические правильные преобразования для космологического времени. Главной связующей величиной будет КОНСТАНТА Хаббла, угловая скорость света. Она же связывает лямбда-коэффициент статичной модели ОТО с линейной скоростью света, L= H2/c2.
При соответствующей
реинтерпретации космологического
времени-расстояния, получим
эквивалентность теорий:
Вечно Большой Взрыв = Вечно-Молодая
Вселенная = Статичная модель ОТО.
Прибавка к БВ слова "вечный" очень многое меняет в его понимании.
Эксперименты по
исследованию свойств реликтового
излучения:
COsmic Background Explorer (COBE)
BOOMERanG
project.
Microwave Anisotropy Probe (MAP).
