Gierus
Участник
|
| отправлено: 22-10-2006 22:28:25 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
Попробую теперь по мотивам, навеянным этой задачкой, пофантазировать на тему космологии, в которой, честно признаюсь - не специалист. То что когда-то учил - почти и не помню. Или, как иногда говорят, хорошо забыл то, чего никогда толком не знал. Так что, не судите строго.
Итак. Когда многие люди начинают интересоваться вопросами мироздания, тем, как устроена Вселенная, наверное, одним из первых вопросов, который при этом возникает, это вопрос о ее конечности. Конечна он или бесконечна? А если конечна, то что находится за ее границами? Дальше, когда люди слышат от астрофизиков, что Вселенная расширяется, невольно задумываются: а почему? Ответ, что так сложилось, в общем-то, не очень обычно людей любознательных удовлетворяет. Далее, когда астрофизики говорят, что Вселенная образовалась с помощью Большого Взрыва (БВ), не важно при участии Бога или без оного, опять встает вопрос о ее конечности. Самое простое (и наверное, верное) это ответить, что мы просто не можем себе это представить потому, что у нас нет жизненного опыта работы с такими большими объектами, а наши мозги умеют работать лишь с моделями - упрощенными картинками, выработанными на основе нашего опыта. Но тут философы подливают масло в огонь и говорят о единатсве мира, его законов. По ихнему получается, что вроде бы на большим масштабах должно быть что-то похожее. Ну это, конечно, вопрос сильно спорный. Если человек изучает не только Вселенную, но и математику, то он сталкивается с такой поразительной вещью, как теорема Геделя (о ней мы уже толковали), из которой, следует, что никогда нет уверенности, что изучая те или иные аспекты жизни ты не наткнешся на проблемы, которые не сможешь вообще разрешить в ее рамках. То есть, они становятся, в определенном смысле, бессмысленными, хотя и и интересными. Увы, так устроена жизнь.
Немного запудрил мозги? Ну ладно, завтра попробую продолжить, вернувшись к жуку и космологии. |
|
| IP |
|
ААЗ
Участник
|
| отправлено: 22-10-2006 23:16:29 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Gierus
Куда ты хочешь нас завести, я понял сразу. И поэтому заранее придумал два возражения. Во-первых, а почему резинку тянут с постоянной скоростью? И почему жук обязан двигаться с постоянной скоростью? А во-вторых, что если условия задачи о жуке усложнить при помощи теории относительности? Конечно, один метр в секунду - это не та скорость, где это сказывается. Но ты ведь будешь не об этой скорости говорить? Может, при большей скорости для жука все путешествие пройдет за достаточно обозримое время?
|
|
| IP |
|
ych
Участник
vanitas vanitatum
licq:3461
|
| отправлено: 23-10-2006 18:34:02 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
| Представляю, как за время путешествия жука натянется резинка (она порвется, скорее всего, уже через несколько секунд). Так что, когда резинка будет выпущена (или порвется), то жук неслабо въедет в стенку (или в того, кто ее тянет). |
|
| IP |
|
ych
Участник
vanitas vanitatum
licq:3461
|
| отправлено: 23-10-2006 20:09:19 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Gierus
цитата:
Конечна он или бесконечна?
В теме "А что на конце Вселенной" уже было:
цитата:
В 1823 г Генрих Олберс увидел черное ночное небо и нашел это парадоксальным. Если Вселенная бесконечна, то "за деревьями не должно быть видно леса", то есть, небо должно быть усыпано звездами. Раз этого нет, либо Вселенная конечна в пространстве (не хватило звезд, чтобы закрыть небо), либо свет включили не бесконечное время назад (свет включили, а до нас не дошло), то есть, Вселенная конечна во времени.
Недавно я узнал, что к таким же выводам пришел швейцарец де Шезо, страшно подумать, в 1744 году. |
|
| IP |
|
Gierus
Участник
|
| отправлено: 23-10-2006 23:16:10 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
Итак, попробую продолжить. Мне так кажется (может я и ошибаюсь), что вопрос о конечности или бесконечности Вселенной должен относиться к такому геделевскому типу. То есть, не иметь смысла. Иными словами, никаким экспериментом не должен быть разрешен. К примеру, в попытках увидеть этот край. Ну, навроде того, есть Бог или нет. Каждый может считать, как ему удобнее, но экспериментально проверить нельзя.
Вы спросите, а при чем тут жук? Попробую сформулировать. Вспомним, что там происходило. Если тянуть резинку с постоянной скоростью, то все точки резинки движутся также с постоянной скоростью относительно центра. Но если сесть на резинку в любой точке и посмотреть, с какими скоростями относительно нее будут разбегаться те точки, которые мы пометим на резинке фломастером, то увидим, что эта скорость будет пропорциональна расстоянию этих точек от той, на которую мы сели. А теперь вспомним об эффекте Хаббла - о красном смещении излучаемых спектров. Спектр тем сильнее смещен, чем дальше от нас находится источник, причем это смещение пропорционально расстоянию между нами. Астрофизика такое смещение объясняет тем, что источники, излучающие такой свет - звезды, движутся относительно нас и смещение спектров - это просто Доплер-эффект, то есть уменьшение частоты из-за относительного движения. И, как в случае с жуком, вернее, с резинкой, скорость разбегания этих звезд прямо пропорциональна расстоянию от нас. Прямо, как с метками на резинке. Возникает естественный вопрос, а как сильно может быть этот спектр смещен или, иными словами, с какой максимальной скоростью относительно нас могут двигаться звезды? Ну не до бесконечности же они разгоняются? Понятно, что есть предельная скорость - скорость света, и т.п. Но до нее пока не добрались. Проблема тут в том, что чем дальше источники, тем слабее от них до нас доходит свет, и уж очень удаленные точки мы пока просто технически не видим. Ну а если мы так усовершенствуем свои приборы, что сможем видеть еще дальше, а еще? Может, мы тогда и край Вселенной увидим? Думаю, вряд ли.
Ну, я уехал немного в сторону. Вернусь опять к жуку. Не напоминает ли Вам эта злосчастная резинка БВ? Судя по смещению спектров, что-то похожее имеется. Если говорить об этой аналогии, то тогда возникают сразу два вопроса. Каков был изначальный размер рез..., нет шара, который начал расширяться в момент БВ? И второй вопрос - с какой скоростью движется то, что было сферой в момент БВ? Ну, на первый вопрос астрофизики дают какой-то не очень внятный ответ. А вот со вторым - хуже. Если есть эта предельная скорость, не совпадающая со скоростью света, то должно быть и предельное смещение спектров. Ну и должны быть какие-то физические соображения об этой величине. Но я об этом не слышал (не исключено, правда, а я говорил, что я неспециалист и что-то мог пропустить). Значит, должно быть, что-то типа, скорости света. Спрашивается, почему? И вот тут-то на сцену выходит жук. Предположим, мы захотели увидеть край Вселенной (если он существует). Тогда пусть край испустил свет в нашу сторону (остальные стороны нас не интересуют) - то есть, жука по нашей терминологии. И мы на своей резинке, то есть на расширяющейся Вселенной, то бишь, наоборот, пытаемся от света убегать. И если край Вселенной не бежит от нас со скоростью света, то этот свет нас догонит, и мы получим информацию об этом крае. Но мне представляется, что этого не должно быть. Добавлю для критиков, что закон об инвариантности скорости света (что скорость во всех система отсчета равна с) в случае движения края Вселенной тоже со скоростью света не работает, так как тогда спектры не просто сместятся, а самоликвидируются.
Еще одна мысль. Если край Вселенной (опять, если он есть) бежит со скоростью света, то куда он бежит-то? Да и мы вслед за ним? Получается, что если у жизни Вселенной есть начало, то и будет конец - она расползется во все стороны. А это будет обидно. Не думаю, что Бог, если он есть, это допустит. Другой вариант, который рассматривают астрофизики - это, что через какое-то время Вселенная начнет опять сжиматься - тоже не очень хорош. Почему? да потому, что уж тут-то мы край Вселенной непременно увидим. А это будет очень плохо - все равно, что Бога голого увидеть (Господи, прости за такую вольность). А его, как утверждают различные религии, увидеть нельзя. Иными словами при расширении Вселенной ему есть куда спрятаться от любопытных взоров, а при сжимании - нет.
Еще один момент, о котором забыл раньше сказать. Вроде бы последние наблюдения астрофизиков показали неизотропность реликтового излучения. Ну, это означает, что не все стороны эквивалентны. То есть, вроде бы как можно будет при повышении точности измерений указать направление на центр Вселенной. А, договорившись с другой цивилизацией (с помощью Ридера), которые определят свое направление на центр, можно будет указать и его (центра) координаты. Может я чего и не понял с анизотропией - пусть Чайник меня поправит.
Как же тогда устроен мой странный мир, в котором край бежит со скоростью света и Вселенная никуда не девается (а так хочется, чтобы она вечно существовала)? Мне сдается, что у него такая хитрая топология, которую мы себе пока представить не можем (в нашей обыденной жизни такого не встречается). Суть ее в том, что по мере расширения относительно центра звезды ускоряются и ускоряются. Когда их скорость достигает скорости света, они как бы проваливаются за горизонт событий и вылезают в центре Вселенной. Может быть, этот горизонт как бы похож на черную дыру - не знаю. Как связан этот горизонт с центром - тоже. Я уже говорил, что такие топологии нам представлять себе не дано. В этом представлении Большой Взрыв вроде бы как совсем и не нужен. Реликтовому излучению тоже можно дать другое объяснение, чем ранее давали астрофизики.
Вы спросите, а какая же все-таки связь с задачкой с жуком? А черт его знает - навеяло...
|
|
| IP |
|
ivi06
Участник
petitio principii
licq:2645
|
| отправлено: 23-10-2006 23:53:01 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
цитата:
можно будет указать и его (центра) координаты. Может я чего и не понял с анизотропией - пусть Чайник меня поправит. Вроде бы он уже говорил, что центр - в каждой точке Вселенной... Ибо она родилась в точке...  |
|
| IP |
|
lb
Участник
|
| отправлено: 24-10-2006 00:01:50 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Gierus
Эту проблему мы как-то обсуждали. Даже родилась гипотеза Б. (лень искать ссылку, но там всё очень стройно получалось). Суть ее, объясняющая все эти фокусы с расширением, такова. Представление Вашей линейной модели не допускает возрастание скорости на краю резинки, скорость сугубо постоянна. А фантазиии жука - относительны. Хуже другое - сейчас доминирует модель с увеличивающейся скоростью расширения вселенной. Вот это уже хуже, тут дойти до скорости света уже придется. Что же будет в этом случае на "краю света"? Самое важное, что нет никакой разницы между "краем света" и точкой, где располагаемся мы. Даже как-то наоборот, на крае света мы видим такую древность мира, что уже почти и добрались до лицезрения почти БВ - не помню, когда там отделилось излучение от материи и стало "реликтовым", но это мы уже видели несколько десятков лет тому назад. Так вот, когда дело дойдет до критической черты, не только где-то далеко, а ровным счетом везде страшные силы разорвут каждую элементарную структурную частицу нашей вселенной и родится, в виде жуткого количества БВ такое же жуткое количество новых вселенных. Собственно, и мы так возникли - в вечной и непрекращающейся последовательности циклов рождения миров в вечном космосе. |
|
| IP |
|
N14__
Участник
|
| отправлено: 24-10-2006 00:50:08 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
| а я почему-то ассоциировала с жуком не световые волны, а человеческий корабль-исследователь, запущенный с максимально возможной скоростью (даже с периодическими ускорениями). Туда, на край Вселенной. Ведь должен долететь, по идее, до края... |
|
| IP |
|
Chaynic
Участник
|
| отправлено: 24-10-2006 15:41:34 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Gierus
цитата:
Предположим, мы захотели увидеть край Вселенной
Вопрос не так прост, но несколько слов сказать могу.
В астрофизике он формулируется следующим образом: с каких расстояний можно в принципе принимать информацию от объектов в расширяющейся Вселенной, иными словами, каков размер причинно-связанной области во Вселенной в заданный момент времени?
Вводится понятие горизонта частиц, который определяется, как поверхность гиперсферы, образованной совокупностью частиц, испустивших свет в момент времени t = 0, который принимается наблюдателем в момент времени t. Физический размер горизонта оказывается зависимым от масштабного фактора, т.е. закона расширения Вселенной.
Если масштабный фактор растет замедленно, то рано или поздно любая точка в расширяющейся таким образом Вселенной оказывается внутри горизонта, т.е. внутри причинно-связанной области.
Если масштабный фактор растет экспоненциально, что видимо и присходит в настоящее время, то размер горизонта не может превысить некоторого предела. При таком режиме расширения две любые точки, за конечное время выйдут из причинно-связанной области. Сказанное означает, что если верны имеющиеся представления, то мы в принципе не можем наблюдать всю Вселенную, и более того, доля ее, доступная наблюдениям, будет со временем уменьшаться.
Если интересуют конкретные формулы и вывод уравнений, могу посоветовать книгу: Засов, Постнов, "Общая астрофизика", 2006 год. Издание доступно для человека с хорошим образованием, но для детального изучения требует некоторых усилий и времени, которые я себе позволить не могу.
цитата:
наблюдения астрофизиков показали неизотропность реликтового излучения. Ну, это означает, что не все стороны эквивалентны Здесь, вероятно, просто недоразумение. Есть дипольная составляющая, которая была обнаружена и измерена еще в 1969 году, связана с движением Земли, и особого интереса не представляет. Сечас измерены и обсуждаются флуктуации более высоких порядков (мелкомасштабные), которые связаны с флуктуациями плотности вещества на поверхности последнего рассеяния, т.е., когда излучение "отделилось" от вещества. Они интересны тем, что позволяют получить информацию о дрстаточно ранних этапах развития Вселенной.
цитата:
В этом представлении Большой Взрыв вроде бы как совсем и не нужен Хочу только напомнить, что представление о Большом взрыве (точнее, "горячем начале", термин БЗ возник потом) возникло из необходимости объяснить не расширение Вселенной, а наблюдаемый хим. состав.
|
| Сообщение изменено Chaynic от 2006-10-24 15:44:09 |
|
| IP |
|
Gierus
Участник
|
| отправлено: 24-10-2006 17:03:45 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Chaynic
Спасибо за грамотные комментарии. Мне действительно в последнее время не до астрофизики - некогда даже популярные материалы просматривать, не то, что научную литературу. Хотя когда-то, регулярно ездил на семирнары В.Л. Гинзбурга. Но это так, бурчание под нос. То что я явил народу, это так, некие фантазии на свободную тему. Тут до строгостей, конечно далеко. Да и размышлений особо значительных не было. Просто поделился некоторыми мыслями, связав их в некую логическую цепочку. Хотя кое от чего отказываться в сказанном не хотелось бы. К примеру о вечности жизни Вселенной, даже при ее расширении. И как я предполагал это состыковать. Второй вопрос, от которого не хочется отказываться - о бессмысленности постановки вопроса о конечности или бесконечности Вселенной, о невозможности увидеть ее край (последнее имеет двойную мессмысленность, ИМХО). Цель моих измышлений состояла в том, чтобы молодые люди, которые, возможно прочли эти опусы, заинтересовались бы проблема мироздания и занялись астрофизикой или какой-то иной физической проблемой, вместо отмывания денег, организации афер, что хотя, возможно и более прибыльно, но для души дает куда меньше. |
|
| IP |
|
ivi06
Участник
petitio principii
licq:2645
|
| отправлено: 24-10-2006 18:33:40 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To N14__
цитата:
Туда, на край Вселенной. Ведь должен долететь, по идее, до края... По формулам ААЗ и Геруса несомненно, должен. Конвективное перемешивание Вселенной от края и до края, от можа и до можа... Раз есть преимущественное направление, несомненно, долетит... Интересна анизотропия реликтового излучения - коль там, далеко на окраине, идут процессы первоначального момента возникновения вселенной, то и реликтовое излучение должно быть изотропным, скорее всего... Но с неизбежностью из законов термодинамики мы узнаем, что Вселенная остывает... Так как мы не на краю Вселенной, значит мы находимся в уже остывшей части Вселенной... Коль так, анизотропию реликтового излучения можно объяснить черенковским излучением на границе между остывшей и еще горячей частей вселенной... Вот бы Гедель удивился - границы не видим, а то, что она есть, знаем... |
|
| IP |
|
ych
Участник
vanitas vanitatum
licq:3461
|
| отправлено: 24-10-2006 18:40:53 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Chaynic
цитата:
флуктуации более высоких порядков (мелкомасштабные), которые связаны с флуктуациями плотности вещества на поверхности последнего рассеяния, т.е., когда излучение "отделилось" от вещества
Анизотропия реликтового излучения - это очень малые величины, порядка 10^(-5) по отношению к самому реликтовому излучению. Коли вручают Нобелевские премии, значит что-то прояснилось. Хотелось бы узнать, что прояснилось, хотя бы в общих чертах. |
|
| IP |
|
Chaynic
Участник
|
| отправлено: 24-10-2006 19:34:44 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To ych
Если только в общих чертах...
Во-первых, положение первого пика в спектре пространственных флуктуаций позволяет оценить кривизну пространства. С хорошей точностью она оказалась равна нулю.
Во-вторых, обнаружениы дополнительные пики. Само их существование означает, что достаточно отдаленные области пространства имеют одинаковые флуктуации, а следовательно причинно-связаны. Поскольку сейчас они таковыми не являются, то были связаны раньше, что позволяет судить о динамике расширения в раннюю эпоху. Последнее позволяет, в свою очередь оценить плотность вещества в ранней Вселенной и, в частности, сделан вывод о существовании и флуктуациях темной материи уже в ту эпоху. Напомню, что именно разросшиеся с расширением Вселенной флуктуации считаются зародышами наблюдаемых сейчас галактик, а без темной материи вариаций плотности для образования галактик не хватает.
Но изчение полученных материалов сейчас продолжается. Материал накапливался в течение 2000-2006 года, так что, возможно, полученные результаты еще не самые интересные.
|
|
| IP |
|
ych
Участник
vanitas vanitatum
licq:3461
|
| отправлено: 24-10-2006 20:12:51 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Chaynic
Спасибо. Особый интерес - к темной материи. Где-то я читал, что ненулевая масса покоя нейтрино могла бы внести заметный вклад в темную материю. Нейтрино улетали в эти моменты времени или в другую эпоху? |
|
| IP |
|
N14__
Участник
|
| отправлено: 07-07-2007 18:09:35 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
Спасибо Чайнику, выложил лекцию А.Линде ftp://192.168.60.120/KIN/Chaynic/
И вот в ней нашла ПРОТИВОРЕЧИЕ с нашей задачкой про жука.
Вывод был здесь какой: при линейном расширении мы запросто дойдем до края, в смысле за КОНЕЧНОЕ время.
А Линде написал наоборот! (см. его текст сразу за картинкой с "Замкнутая, открытая и плоская Вселенная")
цитата:
Наша Вселенная, она как бы трехмерная сфера в четырехмерном пространстве. ... И, кроме того, она расширяется. Если мы захотим пройти от экватора до северного полюса, то нам времени не хватит — такая Вселенная может сколлапсировать, или мы не дойдем, потому что она слишком быстро расширяется. Причем модели расширения берет Фридмана, то есть БЕЗ ускорения --- как в нашей задаче.
Или в этой теме мы были неправы, или Линде не прав, или я чего-то не понимаю (подозреваю, что последнее). |
|
| IP |
|
|