Два фундаментальных вопроса, связанных со Вселенной, звучат так: «По какой причине она расширяется?» и «По какой причине она такая громадная?» Мы можем проследить, что происходит на протяжении расширения, и экстраполировать процессы на пара самых первых секунд (и подтвердить наши догадки распространенностью гелия и дейтерия). Но теория Большого взрыва в конечном итоге есть описанием (и достаточно успешным) того, что происходило по окончании Большого взрыва, она ничего не показывает, что же положило начало расширению по большому счету. Другую тайную возможно сформулировать так: «По какой причине наша Вселенная в целом однородна (что делает космологические данные легко поддающимися обработке), но одновременно с этим разрешает образовываться галактикам, скоплениям и сверхскоплениям?» И, в случае, если продолжать дальше: «Что предопределило сами физические законы?»
Наша основная тайная – по какой причине Вселенная расширяется спустя 10 млрд лет, притом что значение числа Ω все еще не через чур отличается от единицы. Наша Вселенная не «схлопнулась» много лет назад и не расширяется так быстро, дабы ее кинетическая энергия существенно преодолела эффект тяготения. Это требует, дабы число Ω в ранней Вселенной было удивительно близко к единице. Что же вынудило все около расширяться таким особым образом? По какой причине, в то время, когда мы замечаем отдаленные районы Вселенной в различных направлениях, они выглядят такими похожими? Либо по какой причине температура реликтового излучения фактически одна и та же на всем небе?
Эти вопросы имеют ответ, в случае, если допустить, что все части нашей сегодняшней Вселенной были синхронизированы между собой на весьма раннем этапе, а позже развивались по отдельности. Это есть ключевым постулатом теории «инфляционной Вселенной» (Слово происходит от лат. inflatio – раздувание. – Прим. пер.). В 1981 г. тогда еще юный американский физик Алан Гут выдвинул эту идею. Как довольно часто случается в науке, у него было пара предшественников – физики Алексей Старобинский и Андрей Линде из СССР и Кацумото Сато из Японии, но Гут сделал положения теории достаточно ясными, дабы убедить большая часть экспертов в том, что эта теория была революционным прозрением. В своей книге «Инфляционная Вселенная» Гут вспоминает момент, в то время, когда его осенила эта мысль, и то, как быстро обсуждали ее физики и как развили дальше. (Гут кроме этого осуществил «социологический прорыв» в американскую академическую науку с точки зрения молодого исследователя, ищущего свою нишу в переполненной области.)
В соответствии с теории инфляционной Вселенной, обстоятельство того, по какой причине Вселенная столь громадна и по какой причине тяготение и расширение так четко уравновешены, лежит в каком-то большом событии, которое случилось весьма рано, в то время, когда вся наша замечаемая Вселенная была практически микроскопических размеров. При колоссальной плотности той эры в игру вступило некое «космическое отталкивание», похожее на невообразимо сильное число λ. Конкретно оно взяло верх над простым тяготением. Расширение «рвануло на верхней передаче», что стало причиной неудержимому ускорению, разрешившему зародышу Вселенной раздуться, гомогенизироваться и установить «отлично настроенное» равновесие между тяготением и кинетической энергией.
Предполагается, что все это случилось в пределах всего лишь первых 10–35 секунд Большого взрыва! Условия, каковые существовали тогда, весьма далеки от тех, каковые мы можем проверить экспериментально, исходя из этого о деталях возможно сказать лишь умозрительно. Однако мы можем строить предположения, согласующиеся с другими физическими теориями и с тем, что мы знаем о более поздней Вселенной.
Мысль, стоящая за инфляционной теорией, очень привлекательна, в силу того, что она, по-видимому, показывает, как целая вселенная могла развиться из маленького «зернышка». Мы думаем, что это случилось, потому, что расширение идет по экспоненте: оно удваивается, опять удваивается, после этого удваивается еще раз… Математические формулы (в случае, если лишь они не весьма долгие и в действительности сложные) в большинстве случаев не оперируют огромными числами. Единственный естественный путь для «скромного» числа – создать огромное – такое, как 1078, общее число атомов в замечаемой Вселенной, – если оно есть показателем экспоненциальной зависимости (так возможно сказать, в случае, если применять математические термины), т. е. оно говорит нам, сколько раз параметр удваивается. Любой раз, в то время, когда радиус сферы возрастает в два раза, ее количество возрастает восьмикратно (в простом евклидовом пространстве). Чтобы достигнуть для того чтобы числа, как 1078, потребуется только сотня аналогичных удвоений.
Именно это, предположительно, и происходило на протяжении инфляционной фазы эволюции нашей Вселенной. Неистовое отталкивание, руководившее раздуванием, должно было «выключиться», разрешив Вселенной, которая к тому времени достаточно увеличилась, дабы вместить в себя все, что мы на данный момент видим, перейти к более ленивому и спокойному расширению. Данный переход перевоплотил огромную энергию, скрытую в первоначальном «вакууме», в простую энергию, являющуюся источником тепла в огненном шаре, и начал более привычный процесс расширения, который и сделал нашу Вселенную таковой, какой мы ее видим сейчас.
Понятие «инфляция» эмоционально обсуждалось с того времени, как в первый раз было выдвинуто десятки лет назад. Оно прошло через множество вариантов, основанных на различных предположениях о том, как давление, плотность и т. д. вели себя при условиях, весьма далеких от того, что мы можем изучать напрямую. Но сама мысль в целом, очевидно, будет сохранять свою популярность, пока не появится теория получше. В настоящий момент лишь инфляционная теория дает точное объяснение того, по какой причине наша Вселенная так громадна и без того единообразна. Она предлагает объяснение того, по какой причине Вселенная расширяется с таковой кажущейся отлично настроенной скоростью, что смогла растянуть себя во всех направлениях на 10 млрд св. лет.
Следующий ход в теоретическом понимании субатомной физики может затрагивать понятие, которое называется «суперсимметрия». На этом этапе нужно связать ядерные силы с другими силами в атомов (и так обеспечить лучшее познание нашего космического числа ?). Тут задействованы и кое-какие виды электрически нейтральных частиц, каковые были созданы на протяжении Большого взрыва и массу которых возможно вычислить.
Это подтверждение в действительности говорит нам о разнице квадратов масс двух разных видов нейтрино. Более ранний вариант опыта «Камиоканде» записал данные 11 событий, связанных с высокоэнергетическими нейтрино от появившейся в 1987 г. недалеко от нас сверхновой. Американский опыт в соляной шахте в Огайо зафиксировал данные еще восьми событий. (Кроме этого нейтринные события зарегистрировал детектор в Баксанской лаборатории на Кавказе. – Прим. авт.) Полученные цифры порадовали астрофизиков, потому, что отлично согласовываются с предсказаниями теорий сверхновых.
Если бы вы перед критикой хотя-бы поверхностно познакомились с способами науки (ОТО эйнштейна) то осознали бы, что она сначала сооружает модель, а позже наблюдает попали ли явления в эту модель, в случае, если нет, то модель не верна- на доработку. А если они что-то подсчитывают значит они опираются на модель, доказавшую свою работоспособность. Да, она может ошибаться, но эта ошибка скорее будет в неточности, а не в том, что все расчёты неосуществимы
Куда более занимательный вопрос – не нарушается ли закон обратных квадратов в весьма мелких масштабах либо – что приблизительно есть тем же самым – не вступает ли в масштабах меньше нескольких метров в игру «пятая сила». Рассуждения, связанные с теорией суперструн, предполагают, что так смогут проявляться дополнительные пространственные измерения. Тут нам опять не достаточно экспериментальных доказательств, и они выясняются куда менее правильными, чем нам бы хотелось, в силу того, что тяготение между лабораторными объектами есть весьма не сильный.
Из книги «Кварки, хаос и христианство» (John Polkinghorne, Quarks, Chaos and Christianity, SPCK Triangle Press, 1994).
Меньшее количество дейтерия в случае, в то время, когда плотность выше, на первый взгляд думается ошибочным результатом, но в действительности это в полной мере естественно. Чем выше плотность, тем чаще ядра сталкиваются между собой и тем стремительнее ядерные реакции будут превращать водород (с одним протоном) в гелий (с двумя протонами и двумя нейтронами). Дейтерий (с одним протоном и одним нейтроном) – промежуточный продукт реакции. В случае, если плотность высока, его остается не через чур много, в силу того, что реакции проходят так быстро, что практически целый дейтерий перерабатывается в гелий. Иначе, если бы плотность была ниже, нам стоило бы ожидать большего количества «остаточного» дейтерия, оставшегося по окончании первых трех мин. существования нашей Вселенной. Эта зависимость узкая, исходя из этого каждые достаточно правильные измерения доли дейтерия говорят нам о средней плотности атомов во Вселенной.
Правильное значение критической плотности и, кстати, некоторых других плотностей, упомянутых тут, зависит от текущего масштаба Вселенной – это то, что известно с точностью всего 10–20 % из-за неприятностей определения так называемой постоянной Хаббла. Эти неприятности сами по себе смогут составить содержание целой книги. Однако я должен упомянуть, из уважения к экспертам, что числа в данной книге соответствуют постоянной Хаббла, составляющей (в простых единицах) 65 км/с на мегапарсек.
Следующие приятель за другом «гребни волн» в излучении любого атома либо молекулы связаны с их колебанием, которое, в сущности, есть микроскопическими часами. Вершины волн прибывают медленнее, в то время, когда источник удаляется и протяженность волны возрастает.
(прошлый комментарий удалён)если бы наука не работала и не имела возможности наперед предсказывать, то никто бы не смог напечатать на своей шайтан коробочке через интернет слова о том что “ваша наука ниче не имеет возможности”?)
Изображения, отражающие целый диапазон масштабов нашей Вселенной от самых громадных к самым мелким, в первый раз были представлены голландцем Кисом Биком в книге «Космическая точка зрения: Вселенная в сорока прыжках» (Cosmic View: the Universe in Forty Jumps, John Day, 1957). Эти изображения развились потом и стали популярны по окончании выхода книги и фильма называющиеся «Степени десяти» (Powers of Ten), представленных Чарльзом и Рэй Имз совместно с Филиппом и Филлис Моррисон (W. H. Freeman, 1985).
“Но по мере того, как астрономические симуляции становились все более изощренными…”
В соответствии с теории Эйнштейна гравитация зависит не только от плотности, но от [(плотность) + 3 (давление) / с2]. В случае, если проигнорировать второй член, то в случаях, в то время, когда принципиально важно давление излучения, мы получаем отличие вдвое. Однако мы заметим в, что кроме того в пустом пространстве возможно какая-то энергия. В случае, если это так, она будет иметь отрицательное давление (в противном случае говоря, «упругость»). Тогда второй член компенсирует первый, и это вызывает большое качественное изменение: расширение в действительности ускоряется вместо того, дабы замедляться. Данный интуитивно непостижимый итог ответствен в ранней Вселенной, а также в настоящее время, в случае, если энергия пустого пространства ( другими словами космическое число ?) станет главной.
На первый взгляд может показаться, что это противоречит утверждению о том, что число Q остается одним и тем же во всех масштабах. Однако Q в действительности рассчитывается как избыточная плотность, умноженная на квадрат масштаба длины. В соответствии с законам тяготения Ньютона, гравитационная энергия связи на поверхности сферы зависит от массы, деленной на радиус. Однако для сфер разной массы, но однообразной плотности масса зависит от (радиус)3, исходя из этого энергия связи отличается на (радиус)2. Следовательно, в более больших масштабах колебания плотности имеют меньшую амплитуду.
В данном случае ответ будет звучать следующим образом: “Инфляционная теория дает объяснение колебаниям плотности в разных м
Чтобы атом вышел из сферы действия тяготения, должна быть проделана работа. Ее можно считать силой «обратного квадрата» и вычисляется она как соотношение (масса) / (радиус)2, умноженное на расстояние, через которое действует сила и которое пропорционально (радиусу). Кроме этого известна и энергия связи. Она пропорциональна соотношению (масса) / (радиус). Следовательно, эту формулу возможно представить как (масса)2/3, в силу того, что при постоянной плотности радиус вычисляется как (масса)1/3.
“Алан Гут выдвинул убедительную революционную теорию в 1981 году”