?

Log in

No account? Create an account

РАЗДУМЬЯ И НАБЛЮДЕНИЯ

В попытках объять необъятное...

Previous Entry Share Flag Next Entry
Тёмная, тёмная энергия тёмной, тёмной материи...
bigstonedragon
Не помню, делал ли я тут уже заявление о том, что не люблю я теорию «Большого взрыва», а тем более идеи о наличии «темной материи», «темной энергии», и вообще к большинству идей современной физики отношусь скептически. Если нет – то вот, заявляю об этом сейчас.
По этой причине несказанное удовольствие доставило мне чтение ещё одного фрагмента из «Астровитянки», который я и упрятал тут вот под катом:

– Сегодня мы как раз приступаем к общему обзору современной космологии, – сказал, наконец, профессор Гутт, – который и начнём с перечисления основных загадок, стоящих перед ней. Первая проблема – гравитационная сингулярность. Общеизвестна ньютоновская формула для гравитационного притяжения, зависящего от массы тела и от квадрата обратного расстояния до его центра. Если в формуле принять массу постоянной и устремить радиус сферического тела к нулю, то есть сжимать тело в точку, то гравитационная сила и плотность самого тела устремится в данной точке к бесконечности. Физики назвали точку бесконечного сжатия «сингулярностью» от латинского singularis – отдельный, особый.
Это не просто гипотетический случай. Ещё в двадцатом веке Чандра, Пенроуз и Хокинг математически строго доказали, что сжатие или коллапс массивной звезды неизбежен – его невозможно остановить! Следовательно, вещество звезды или всей Вселенной должно сжаться в сингулярную точку. Многие учёные считали, что наличие сингулярности в решении уравнений означает величайший кризис в физике…
Профессор посмаковал острую проблему сингулярности и воскликнул:
– Сжатие в точку целой Вселенной! Сотни миллиардов галактик; в каждой сотни миллиардов звёзд; любая весом в сотни миллионов миллиардов тонн раскалённого вещества – и всё должно уместиться в одной точке, не имеющей размера вообще! Да – судьба незавидная, но неизбежная. Ведь с математической теоремой не поспоришь! – и он назидательно посмотрел на спокойную Никки.
– Ну ну, профессор, – свободно сказала девочка с астероида, – с математической теоремой и не нужно спорить, нужно обсуждать – соответствует ли данная теорема физической реальности. Предположение о постоянстве массы сразу делает категоричный пафос теоремы о сингулярности неприменимым к реальной Вселенной. Теорема Пенроуза Хокинга математически верна, но физически бессмысленна!
– Предлагаю не высказывать ваши замечания до тех пор пока я не разрешу вам говорить! – вскричал негодующий профессор, дёрнул головой и продолжил лекцию. – Большинство полагает, что проблема сингулярности исчезнет в квантовой теории гравитации, к построению которой мы вплотную приблизились за последние десятки лет. Сжавшись в микроскопический объём, Вселенная впадет в квантовую дрожь из за неопределенности Гейзенберга и, возможно, избежит сжатия в точку, а может, снова расширится. Пока непонятно, как сжатая Вселенная преодолеет собственное могучее притяжение… Большинство надеется, что ещё не построенная квантовая теория гравитации решит и эту проблему.
Никки сердито, но тихо проворчала:
Если справедливость теорий решается голосованием большинства, да ещё заранее, – значит, теоретическая наука тихо скончалась…
– Расширение Вселенной началось с Большого Взрыва. Причина Большого Взрыва и рождения нашей Вселенной – это вторая проблема современной космологии. Ближе всех к разгадке – буквально на её пороге! – стоит теория раздувания вакуума или инфляции.
Никки пробурчала себе под нос:
Эта раздутая теория стоит на пороге разгадки так давно, что пустила там корни, обросла пенсионерами и стала достопримечательностью для туристов…
– Теория инфляции предполагает, что до Большого Взрыва ничего – даже самого времени! – не существовало. Вселенная родилась из нестабильного вакуума. Почему вакуум стал нестабилен?.. э э… не будем пока об этом… в некий момент времени… гм… это не совсем понятно, так как времени ещё не было… из вакуума выделилось обычное вещество с положительной энергией и гравитационное поле с отрицательной энергией… Мы ещё не знаем смысла отрицательной энергии, но надеемся скоро понять – что она из себя представляет…
Кошмарный кошмар она из себя представляет. Зарплату таким мыслителям надо платить отрицательными долларами…
– В сумме энергия Вселенной равнялась нулю, но количество каждой из её компонент – положительной и отрицательной – увеличивалось… Почему эти компоненты решили вырасти – сказать трудно, но почему бы и нет если это разрешено правилом сложения отрицательных и положительных чисел?.. Так сказать, бесплатный ланч… хе хе… видимо, закон благотворительности работает и в космосе…
Первый раз в своей детской жизни слышу такой детский лепет…
Аудитория засмеялась, и профессор обрадовался успеху своей лекции.
– В первую долю секунды времени во Вселенной действовало мощное отталкивающее поле пока непонятной природы… отрицательное давление вакуума? – которое и породило Взрыв… Важно тщательно подобрать по величине это давление… мы ещё не знаем, откуда оно возьмётся в нужном нам количестве, но оно обязательно должно быть, так как без него наша теория работать не будет!
…! Ой, извини, Робби, я как то обещала тебе не выражаться…
– Ладно, я не вижу на ваших лицах сосредоточенности, так что детальное изложение этой замечательной теории, в которой за многие годы интенсивного развития осталось не больше полудюжины туманных мест, я отложу на последующие лекции…
О, Волопас, и этот инфантильный бред мы будем изучать? Космическая мыльная опера о выдувании пузырей…
– Третья космологическая проблема – ускорение Вселенной. Представим себе, что мы, стоя, скажем; на Земле, бросили вверх камень и вместо замедления подъёма и падения увидели поразительное самопроизвольное ускорение камня и уход его в дальний космос. Именно такое скандальное поведение вещества мы наблюдаем во Вселенной! На больших масштабах в нашем мире царит не притяжение, а отталкивание из за непонятной антигравитации. Сила, расталкивающая Вселенную, примерно в два раза превосходит силу притяжения между галактиками. Феномен ускорения Вселенной – величайшая загадка теоретической физики. «Модификаторы» пытаются заменить теорию относительности на новую теорию гравитации с отталкивающей силой.
Прежде чем отказываться от теории старика Эйнштейна, хорошо бы найти хотя бы пару человек, которые доподлинно знают, в чём она заключается…
– «Кладоискатели» ищут неизвестные мировые субстанции: «тёмную энергию» – загадочное нечто с отрицательным давлением, – которая приводит к антигравитации… и ещё таинственное отталкивающее поле, названное «квинтэссенцией духов» или «настойкой из привидений» – очень уж оно неуловимо…
Лишние сущности плодятся как мухи. Оккам устал махать бритвой… Впору звать священника со святой водой.
– Четвёртая главная проблема современной космологии – это темнота материи… – Профессор Гутт подошёл к столу и отпил воды из стакана. – Мы можем вычислить массу Вселенной, но мы не можем найти, где находится эта масса. Наблюдаемого вещества в виде воды… – профессор поднял повыше стакан, – земли и воздуха, звёзд и галактик недостаточно, чтобы обеспечить измеренную массу нашего мира. Поэтому «кладоискатели» ищут в космосе «тёмную материю» – ещё неизвестный вид элементарных частиц…
Поставленные перед выбором: чего не хватает? – мозгового вещества в их головах или тёмного вещества во Вселенной – учёные единодушно решили, что ущербна Вселенная…
– … суммарный вес этих тёмных частиц во много раз больше, чем вес всех звёзд!
Любителям тёмной материи стоит подумать о профессии золотаря…
– Я ответил на ваш вопрос об основных космологических проблемах, мисс Гринвич? – спросил Гутт.
– Сэр, вы поразили меня до глубины моей бесхитростной души, – ответила Никки. – Верно ли, что четыре основные проблемы космологии существуют очень долго и их решения принято искать по трём различным направлениям – в теории квантовой гравитации, в теории раздувания вакуума с парой новых физических полей и в рамках физики элементарных частиц, где потерялись тёмные частицы?
– В целом вы неплохо усвоили содержание сегодняшней лекции, – снисходительно похвалил Никки профессор Гутт.
– Профессор, я в недоумении, – продолжала Никки, – обычно наука находит объяснения для наблюдаемых феноменов довольно быстро. А тут четыре глобальные проблемы не решаются уже столько времени! Может быть, причина этого именно в том, что их решения ищутся в различных направлениях? Системология подсказывает: все четыре проблемы должны решиться в рамках единой концепции. Перепрыгнуть пропасть в три прыжка нельзя. Тесная связь всех космологических проблем очевидна – Большой Взрыв обратен гравитационному коллапсу, а тёмная материя сопоставима по количеству с тёмной энергией. Значит, все эти загадки должна решить теория гравитации – ведь других сил в масштабе Вселенной нет. Если гравитацию нельзя компенсировать другими физическими силами, то остаётся один вариант – победить гравитацию самой гравитацией. Гравитационное притяжение – вовсе не единственный эффект гравитационного поля, поэтому мы можем натравить гравитационные феномены друг на друга до полного взаимного уничтожения.
Профессор Гутт слушал с выражением глубокого скепсиса на лице.


А вспомнил я об этом сегодня по причине ознакомления с весьма любопытной статьёй в «Эксперте»… Впрочем, что-то уж очень многабукаф получается, разобью-ка я получившееся на два отдельных поста :-)

promo bigstonedragon january 5, 2014 03:46 36
Buy for 20 tokens
Ещё в сентябре yasnaya_luna «осалила» меня таким флэшмобом: рассказать 11 фактов о себе, ответить на 11 вопросов и задать другие 11 вопросов такому же количеству друзей. Труднее всего мне лично оказалось написать 11 фактов о себе. К тому же результат получился каким-то уж чересчур…

  • 1
Лично я предпочитаю вселенные пульсирующие и с тёмной материей... ;)

Ну что же, для особо "одаренных", но абсолютно невежественных даем пояснения для всех четырех вопросов
1. Сингулярность Хокинга-Пенроуза действительно математическая. Решение, которое позволяет избавиться от бесконечности находится с учетом дополнительных пространственных измерений числом 6, которые свернуты на Планковском размере. Читайте теорию суперструн и М-теорию. Там не только это показывается и объясняется качественно, но многие вещи рассчитаны количественно.
2. Теперь про Теорию Инфляции. Да будет неучам известно, что решения уравнений Эйнштейна, которые описывают этот процесс были получены еще Виленом Де-Ситтером в конце 20-х годов прошлого века. В уравнениях Эйнштейна есть такая величина - собственная энергия вакуума, ибо ниоткуда не следует, что энергия вакуума (то есть пространства) равна нулю. Сообщаю, что она положительна, что соответствует эффекту отталкивания (энергия притяжения - отрицательна). Скорость изменения плотности материи пропорциональна логарифму времени в первые мгновения существования Вселенной, поэтому энергия материи очень напоминает эту самую энергию вакуума. И в результате мы получаем экспонециальное расширение Вселенной. Заметим, что расширяется НЕ МАТЕРИЯ, А ПРОСТРАНСТВО! То есть зона многомерного пространства, имеющего определенные свойства. Это, кстати, элементарно для понимания любого мыслящего человека.
3. Причина Большого Взрыва. Для этого требуется теория инфлантонного (то есть первичного калибровочного поля). Именно флуктуация энергии этого поля приводит к развертыванию нескольких пространственных осей (3 из 10) на Космологические масштабы. Остальные измерения остаются свернуты на Планковском размере. ПОчему только три? На этот вопрос опять же отвечает Теория Суперструн. Вероятность суперструны "намотаться" на 3 измерения, чрезвычайно мала. А вот на остальные пространственные измерения вероятность намотаться и не дать развернуться составляет 99.997%. Энергия суперструны гигантская, и ее хватает, чтобы не дать за время флуктуации остальным измерениям развернуться. Про это великолепно написано в книгах Б.Грина и Э.Виттена.
4. Ускоренное расширение Вселенной? Еще проще. Плотность энергии вакуума при расширении Вселенной НЕ МЕНЯЕТСЯ, а плотность материи ПАДАЕТ. Соответственно гравитация слабеет и на определенных расстояниях между объектами положительная энергия вакуума становится больше отрицательной энергии гравитации. И в этот момент скорость расширения Вселенной становится увеличивающейся. Кстати, ускоренное расширение испытывают Метагалактики (Сверхскопления Галатик), что соответствует расстояниям в 70-100 миллионов световых лет. Внутри Сверхскоплений гравитация превосходит энергию вакуума. Так что метагалактика скорее всего уцелеет, не беспокойтесь!
5. Темная Масса? Да тут совсем просто. Это та материя, которая не вступает в электромагнитные взаимодействия и потому НАМ НЕВИДИМА. А вот по ее гравитационному взаимодействию, мы великолепно определяем где она расположена и в каких количествах. Для справки - Темной Массы примерно в 5-6 раз больше видимой материи. А сосредоточена она преимущественно в Гало Галактик. причем распределена сферически-симметрично.
P.S. Дилетантам нечего делать в Космофизике и физике элементарных частиц.

Записано со слов знакомого физика-теоретика, работающего в области физики высоких энергий.

Так и знал, что своим постом спровоцирую кого-нибудь вспомнить «Письмо к ученому соседу» :-)
Отвечу сначала кратко по пунктам.
1. …Читайте теорию суперструн и М-теорию. Там не только это показывается и объясняется качественно, но многие вещи рассчитаны количественно. -- читал, в научно-популярном, естественно, изложении, о котором я и говорю во «второй части» своего поста: Б.Грин «Элегантная Вселенная».
2. Теперь про Теорию Инфляции. ... И в результате мы получаем экспонециальное расширение Вселенной. Заметим, что расширяется НЕ МАТЕРИЯ, А ПРОСТРАНСТВО! То есть зона многомерного пространства, имеющего определенные свойства. Это, кстати, элементарно для понимания любого мыслящего человека. - естественно, понятно. Но вот вопрос – а Вы цитату из Горькавого внимательно прочли? Там ведь совсем иного рода претензии к Теории Инфляции выдвигаются!
3. Причина Большого Взрыва. ... Про это великолепно написано в книгах Б.Грина и Э.Виттена. - опять же, читал. Не будучи специалистом в данной области, возразить не могу. Но ведь я и не возражаю. Я пишу, что теория Большого Взрыва мне просто не нравится. Ну, не люблю я её. Возможно, в этом уподобляюсь тому самому пресловутому автору «письма ученому соседу». Но ведь – имею право? ;-) А причины моей «нелюбви» Горькавый изложил весьма красочно! :-)
4. Ускоренное расширение Вселенной? Еще проще. Плотность энергии вакуума при расширении Вселенной НЕ МЕНЯЕТСЯ, а плотность материи ПАДАЕТ. … - собственно, см.статью в «Эксперте», каковая и послужила поводом, «спусковым крючком», для этого моего поста.
5. Темная Масса? Да тут совсем просто. … - ну, что тут скажешь? Мне нечего добавить по данному пункту сверх того, что высказано в вышеприведенной цитате из Горькавого!
6. P.S. Дилетантам нечего делать в Космофизике и физике элементарных частиц.
Ради Бога! Я ж ведь об этом и пишу (точнее, цитирую опять же Горькавого) – «Если справедливость теорий решается голосованием большинства, да ещё заранее, – значит, теоретическая наука тихо скончалась…»

Отвечает физик-теоретик:

"Я окончательно убедился, что имею дело с человеком, который о современной физике не имеет ни малейшего представления. Делить физические теории по принципу нравится/не нравится - это уже верх дилетантизма. Научные максимы не определяются по тому же принципу, как выбор, какой девочке я сегодня развешу лапшу на уши, чтобы она ночью в постели ножки раздвинула. Рекомендую больше никогда не писать о теоретической физике - читать подобные опусы даже не смешно"

Я не понимаю. Я ж об этом же и пишу - "Если справедливость теорий решается голосованием большинства, да ещё заранее, – значит, теоретическая наука тихо скончалась…"
В чем суть претензий-то?

"Дилетантам нечего делать в Космофизике и физике элементарных частиц" " окончательно убедился, что имею дело с человеком, который о современной физике не имеет ни малейшего представления"
О, великий современный физик-теоретик Имярек Батькович снизошел до нас, тупых плебеев, чтоб сообщить нам, насколько мы тупы и безмозглы! Конечно, мы только и делаем, лазаем девочкам между ног, куда нам до мыслей о Вселенной! Так пусть Его Светлость и дальше пребудет в высоких чертогах по ту сторону Запада, беседуя там с Богом о Вечности и не замечает нас, бренных букашек. А мы не будем замечать его с его позами.

Напомнило (см. 2-ю половину поста): http://ivanov-petrov.livejournal.com/1372389.html.

«Темная Масса? Да тут совсем просто».
«Ускоренное расширение Вселенной? Еще проще».
Физик-теоретик, который так примитивно-уверенно рассуждает о таких глубоких вещах, никогда не достигнет серьёзных высот в этой науке. Аспирант? Свежий кандидат? Почему-то вспоминается блатное и меткое: «Чем мельче фраер, тем смачней трёп».

«Делить физические теории по принципу нравится/не нравится - это уже верх дилетантизма».
Дилетант Эйнштейн делал именно так.

Как говорилось в вышеприведенной цитате, "Поставленные перед выбором: чего не хватает? – мозгового вещества в их головах или тёмного вещества во Вселенной – учёные единодушно решили, что ущербна Вселенная…" :-)

В существовании слабо взаимодействующих массивных частиц ничего особо странного не было бы.

  • 1