Chaynic
Участник
|
| отправлено: 09-03-2006 18:14:20 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
С тех пор, как человек стал проявлять интерес к окружающему миру не только с точки зрения основных инстинктов, его понимание природы непрерывно совершенствовалось. Круг знаний постоянно расширялся, но, как заметил еще Пифагор, вместе с тем увеличивалась и область соприкосновения с неведомым. Каждый раз, как только ученым удавалось объяснить какое-либо явление, возникало несколько новых, еще более сложных вопросов. К счастью, в науке новые вопросы вырастают не на одном и том же месте. Любая теория, которая является не чем иным как ответом на очередной вопрос, и в дальнейшем остается правильной. Уточняется лишь ее область применимости.
Постепенно усложняются наши представления о Вселенной, ее устройстве и взаимоотношении частей, ее составляющих. Долгое время Вселенная рассматривалась как некий контейнер, в который каким-то образом помещены объекты для изучения – частицы, планеты, звезды и т.д. Делом ученых было описание этих объектов и их взаимодействия друг с другом.
Первые облачка, бросающие тень на эту идиллическую картину, появились после открытия А. Фридмана, обнаружившего, что стационарное состояние Вселенной неустойчиво, и она должна либо расширяться, либо сжиматься. Скорость расширения/сжатия Вселенной оказалась зависящей от средней плотности вещества. Свойства «ящика» зависят от его содержания? Странно… Дальнейшие исследования привели к выводу о том, что вся наша Вселенная родилась около 14 млрд. лет назад из пространственной области порядка 10^-27 см или меньше. А это на 19 порядков меньше размера атома. Понятно, что в такой маленькой области не могло существовать все обилие частиц, составляющих звезды. Следовательно, Вселенная и частицы рождались одновременно! И, конечно же, влияли друг на друга. Сейчас уже ясно, что наша Вселенная это не «кастрюля с супом», в которой могло находиться любое содержимое, а сложный организм, все части которого, большие и малые, сложнейшим образом переплетены и взаимообусловлены.
Мы живем в удивительное время – предыдущие поколения не представляли себе всю судьбу Вселенной, возможные варианты ее истории, ее прошлого и будущего. Они изучали только то, что видели в данный момент. Только сейчас становится понятным общий ход эволюции Вселенной, начиная с момента ее рождения и далее в будущее. Конечно, детали, и существенные детали, еще не ясны, но практически все возможные варианты эволюции нашей Вселенной уже названы.
|
| Сообщение изменено Chaynic от 2006-03-09 19:30:22 |
|
| IP |
|
Chaynic
Участник
|
| отправлено: 09-03-2006 18:23:51 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
Расширение Вселенной было обнаружено 70 лет назад, когда наблюдения показали, что свет от более далеких галактик «краснее» света от более близких. Общепринятым объяснением этого факта является предположение о разбегании галактик. Скорость галактик пропорциональна расстоянию от Земли (закон расширения Хаббла), и за счет эффекта Доплера более далекие галактики кажутся более «красными».
Возникает резонный вопрос, если, в каком направлении ни посмотри, скопления галактик разбегаются от Земли, то не является ли наша Земля центром Вселенной?! Увы, это не так. Где бы не находился наблюдатель, он будет видеть все ту же картину – все галактики разбегаются от него. В нашей Вселенной все наблюдатели равны!
Но такой однородный разлет вещества должен был иметь начало. Значит, все галактики должны были родиться в одной точке! Расчеты показывают, что это произошло примерно 14 млрд. лет назад. Такой удивительный вывод требует серьезной проверки. Например, в момент такого взрыва, температура должна была быть очень большой. Конечно, с возрастом остывает все, не является исключением и наша Вселенная. Тем не менее, какая – то, пусть небольшая температура должна оставаться и в наши дни. Как мы уже знаем, доказательство пришло в 1964 году, когда было обнаружено реликтовое электромагнитное излучение с температурой около 3 Кельвин. Это открытие сделали А.Пензиас и Р.Уилсон, тем самым подтвердив идею Г.Гамова, о том, что на ранней стадии наша Вселенная могла быть очень горячей, настолько, что были возможны ядерные реакции. Именно это открытие, неожиданное для многих ученых, убедило их, что Большой Взрыв действительно имел место.
Именно Гамов "придумал" «Большой Взрыв». На эту мысль его натолкнул результат расчета процентного содержания гелия в результате звездных реакций. Он прекрасно знал, что Вселенная возникла примерно 14 млрд. лет назад. Столько же времени (примерно) звезды производили гелий. Полученный результат его сильно удивил – гелия во Вселенной гораздо больше, чем могли произвести звезды! Гамов предположил, что должен быть еще один механизм синтеза гелия, и единственным разумным предположением была идея первичного нуклерсинтеза. Гелий образуется еще до появления первых звезд. Но ядерная реакция, в результате которой образуется гелий, требует высоких температур. Значит, рождение Вселенной происходило с одновременным сильным нагревом пространства – произошел Большой Взрыв.
Теория Большого Взрыва позволила объяснить множество проблем, стоявших перед космологами. К сожалению, а может быть и к счастью, эта теория поставила перед космологами новые вопросы. Вот их небольшой перечень:
• Что было до Большого взрыва?
• Почему наше пространство плоское, т.е. описывается геометрией Евклида, которую мы изучали в школе?
• Если теория Большого взрыва справедлива, то размер Вселенной сейчас должен был быть никак не более 1 см. Тесновато было бы!
• Во время любого взрыва, вещество разлетается в разные стороны крайне неравномерно. В одну сторону – больше, в другую – меньше. Но наблюдения показывают, что Вселенная на удивление однородна. Например, отклонение температуры реликтового излучения от среднего значения составляют одну сотую процента!
• Температура в первый момент должна быть очень высокой, никак не менее 10^13 К. Что привело к такому нагреву?
Эти и некоторые другие проблемы указывали на то, что теория Большого Взрыва не полна. Долгое время казалось, что продвинуться далее невозможно. Тем не менее, примерно 25 лет назад, благодаря работам советских физиков Е. Глинера, А. Старобинского и американского физика А. Гуса было открыто новое явление – возможность сверхбыстрого расширения Вселенной. Теперь считается общепринятым, что такой период, получивший название «инфляция» имел место в начальной стадии развития нашей Вселенной. Объяснение этого явления основывается на уже хорошо изученных разделах теоретической физики – общей теории относительности Эйнштейна и квантовой теории поля. С одной стороны, это вселяет уверенность в правильности выводов. С другой стороны, остаются нерешенными некоторые вопросы (что, впрочем, тоже хорошо). Например, нет окончательного ответа на вопрос «что такое время?», и почему наше пространство трехмерное.
|
|
| IP |
|
Chaynic
Участник
|
| отправлено: 09-03-2006 19:38:09 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
Инфляция
Прежде всего, пришлось ввести еще одно гипотетическое поле. Назвали его, естественно, «инфлатонным». Это инфлатонное поле заполняло собой все пространство. Благодаря случайным флуктуациям, оно принимало самые различные значения в различных пространственных областях и в различные моменты времени. Ничего интересного не происходит, пока случайно не образуется однородная конфигурация этого поля, размером не менее 10^-33 см. Предполагается, что на таких размерах уже справедливы основные законы физики, что позволяет предсказать дальнейшее поведение системы. Оказывается, что сразу после рождения пространственная область, занятая флуктуацией, начинает очень быстро увеличиваться в размерах, а инфлатонное поле стремится занять положение, в котором его энергия минимальна. Такое расширение продолжается примерно 10^-35 секунды, но этого оказывается достаточно, чтобы размер Вселенной возрос как минимум в 10^27 раз и к окончанию инфляционного периода наша Вселенная имеет размер порядка 1 см. Инфляция заканчивается, когда инфлатонное поле достигает минимума энергии – дальше падать некуда. При этом накопившаяся энергия переходит в кинетическую энергию рождающихся и разлетающихся частиц, происходит нагрев Вселенной. Как раз этот момент воспринимается нами как Большой Взрыв. |
|
| IP |
|
Chaynic
Участник
|
| отправлено: 09-03-2006 19:56:30 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
Частицы и античастицы
После инфляции пространство оказывается заполненным уже знакомыми частицами – протонами, нейтронами, электронами, нейтрино и фотонами, а также, что важно, их античастицами. Свойства частиц и античастиц практически идентичны. Казалось бы, и количество их должно быть одинаковым сразу после инфляции. Но тогда все частицы и античастицы взаимно уничтожились бы, и строительного материала для галактик и нас с вами не осталось! И здесь нам, разумным (хочется верить) обитателям Вселенной сильно повезло. Природа позаботилась, чтобы частиц было немного больше, чем античастиц. Мы существуем только благодаря этой мизерной разнице, меньшей на 9 порядков по сравнению с числом частиц!
Существует множество моделей и механизмов, объясняющих, как такое нарушение симметрии между частицами и античастицами могло появиться. Все они требуют применения математического аппарата, неуместного здесь. Поэтому рассмотрим модель, слишком простую, чтобы полностью соответствовать истине, но которая позволит понять основную идею. Итак, мы хотим разобраться, каким образом законы, одинаковые для частиц и античастиц, приводят в конечном итоге к различной их концентрации. Заодно, неплохо бы понять, каким образом первоначальная разница оказалась такой маленькой.
Обычные, уже установленные законы не позволяют этого сделать, поэтому приходится вводить новое поле, которое одинаково взаимодействует как с частицами, так и с античастицами. Потенциальную энергию этого поля выберем в простейшей форме в виде параболы.
Ничто не запрещает этому полю порождать как частицы и античастицы. Поле может отдать часть своей энергии частицам, которые и остаются существовать далее. Энергия поля при этом слегка уменьшается.
В момент рождения нашей Вселенной ее плотность энергии была очень велика. Значит и наше предполагаемое поле должно иметь высокую энергию. Конечно, энергия поля сразу начнет уменьшаться, стремясь к минимуму. Точно также шарик не лежит неподвижно на стенке ямы, а стремится попасть на ее дно. Ничто не запрещает части энергии поля перейти в рождающиеся частицы.
Ну хорошо, частицы могут рождаться сразу после рождения Вселенной. Но как сделать, чтобы античастиц было НЕМНОГО меньше? Оказывается, что совсем несложно организовать взаимодействие таким образом, чтобы частицы рождались при движении поля по левой ветви параболы, а античастицы – по правой. Ситуация продолжает быть симметричной: ни частицы, ни античастицы не имеют изначального, заложенного в модели преимущества. Квантовая флуктуация, зародыш нашей Вселенной, может возникнуть как на левой ветви, так и на правой с одинаковой вероятностью. Момент истины наступает именно в момент рождения нашей Вселенной. Если мы живем во Вселенной, родившейся случайным образом на левой ветви, то происходило следующее. Поле начнет двигаться вниз и порождать частицы. Затем оно «проскочит» положение минимума и заберется на правую ветвь параболы. Но часть энергии поля уже отдана частицам, и оно поднимется ниже начального значения. Поэтому, когда поле начнет движение обратно к минимуму потенциальной энергии, то оно будет порождать античастицы, но в меньшем количестве. Эти затухающие колебания продолжаются довольно долго, и суммарное количество частиц, конечно же, не будет совпадать с количеством античастиц. Просто потому, что своим рождением на левой ветви потенциала Вселенная нарушила симметрию теории. Кстати, если бы Вселенная случайно родилась на правой ветви, то у нас доминировали бы античастицы. Мы также состояли бы из античастиц, но, конечно, называли бы их «частицами».
Если бы наша Вселенная случайно родилась бы в минимуме потенциала, то никакого движения поля не было бы, барионы и антибарионы не рождались, и сейчас пространство было бы пустым.
И конечно же, это не единственный механизм нарушения симметрии между частицами и античастицами. За последние пару десятилетий открыто много других вариантов. Который из них реализовался в нашей Вселенной – покажет будущее.
|
|
| IP |
|
mardai
Участник
|
| отправлено: 09-03-2006 20:49:57 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Chaynic
Я лично очень благодарен Вам за изложение. И всё-таки простите, ложку дёгтя. В этом изложении я не увидел самого главного категории необходимости исходной постулативной достоверности. Веками сложившийся процесс познания мне представляется как:
- имеют место три необходимости, три чтойности в терминах платоников- материя, вера и информация. Сами по себе они безлики, ибо суть потенции в терминах платоников.
Познание начинается тогда когда мы (простите за просторечее) накрываем их колпаком из трех ортогональных координат-субстанций: объект, субъект и знание. Необходимости образуют плоскости между этими лучами, ограничивая их беспредельность и давая смысл нашему постижению Вершина колпака первоединство субстанций и есть бытие.
А из Вашего изложения я понял, что наблюдатель есть центр вселенной. А потому первый вопрос на засыпку- состоятельна ли Вселенная без наблюдателя?
|
|
| IP |
|
Reader
Участник
Interpla.net
licq:2934
|
| отправлено: 09-03-2006 21:06:14 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
Антропный принцип участия, сформулированный в 1983 году американским физиком Джоном Уиллером (Wheeler's Participatory Anthropic Principle (PAP)):
«Observers are necessary to bring the Universe into being»
(«Наблюдатели необходимы для привнесения Вселенной в бытиё»)
 |
| Сообщение изменено Reader от 2006-03-10 13:28:11 |
|
| IP |
|
Chaynic
Участник
|
| отправлено: 09-03-2006 21:10:27 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To mardai
цитата:
А потому первый вопрос на засыпку- состоятельна ли Вселенная без наблюдателя?
Во-первых, это только начало материала. Если будет интерес - я возможно продолжу.
Во-вторых, Ваш вопрос обычно обсуждается в рамках, так называемого "Антропного принципа", до которого я просто не дошел.
И, в-третьих, не уверен, что Вы поняли правильно, ибо термин "Центр Вселенной" в изложенном не определяется.
|
| Сообщение изменено Chaynic от 2006-03-09 21:20:59 |
|
| IP |
|
Hedgehog
Участник
Music, IT, Science, Sci-Fi ftp://192.168.90.8
licq:3058
|
| отправлено: 10-03-2006 12:25:25 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Chaynic
Хороший цикл статей (постов?).
цитата:
Если будет интерес - я возможно продолжу
Интерес есть, всегда любил почитать подобного рода материалы. |
|
| IP |
|
Gierus
Участник
|
| отправлено: 10-03-2006 12:41:48 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Chaynic
цитата:
Возникает резонный вопрос, если, в каком направлении ни посмотри, скопления галактик разбегаются от Земли, то не является ли наша Земля центром Вселенной?! Увы, это не так. Где бы не находился наблюдатель, он будет видеть все ту же картину – все галактики разбегаются от него. В нашей Вселенной все наблюдатели равны!
Но такой однородный разлет вещества должен был иметь начало. Значит, все галактики должны были родиться в одной точке!
Не могли бы Вы этот момент чуть более подробно описать? Интуитивно кажется, что если бы галактики разлетелись из одного центра, то картина все же должна различаться, смотрите Вы в сторону центра или от него. Если бы Вы смотрели от центра, то действительно картина должна меняться монотонно и однородно - в соответствии с законом Хаббла. Но если смотреть в сторону центра, то скорость разбегания галактик по ту сторону центра должна описываться совсем другой постоянной, значительно бОльшей. И наблюдая такую особенность можно было бы установить местоположение Центра, то есть, абсолютную систему отсчета. Пока же это никому не удалось. В чем тут дело? |
|
| IP |
|
Chaynic
Участник
|
| отправлено: 10-03-2006 12:51:36 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Gierus
цитата:
Интуитивно кажется, что если бы галактики разлетелись из одного центра, то картина все же должна различаться, смотрите Вы в сторону центра или от него.
Все дело в том, что в данном случае не галактики разлетаются в неподвижном пространстве, а расширяется само пространство.
Представить себе это затруднительно, но возможно поможет двумерная аналогия.
Рассмотрим сферу с некоторыми точками на ней. Относительно поверхности сферы точки не движутся, но если радиус сферы увеличивать, расстояния между точками также будет увеличиваться. А центр на поверхности, как легко видеть, отсутствует. |
|
| IP |
|
Chaynic
Участник
|
| отправлено: 10-03-2006 12:58:56 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
Состав Вселенной до первых звезд
Как же выглядела Вселенная до появления первых звезд, какие объекты содержала? Очевидно, что благодаря первичному нуклеосинтезу, Вселенная заполнена частицами. Кроме того, вполне возможны и более сложные объекты.
1.Количество барионов (в основном это протоны, нейтроны а также еще меньшая доля лития) во Вселенной ~ 10^80 штук – т.е. наша Вселенная «весит» ~ 10^56 грамм. Электронов ровно столько же, сколько и протонов – суммарный заряд Вселенной считается равным нулю. Нейтронов примерно вчетверо меньше, чем протонов.
2.Антивещество, если и присутствует, то в гомеопатических дозах, его доля меньше 10^-4 по сравнению с веществом. Тем не менее, не исключена возможность, что несколько тысяч звезд нашей галактики Млечный Путь состоят из антивещества [Хлопов]. Проверить это на расстоянии очень трудно – ведь «антизвезды» светят тем же светом, что и обычные.
3.Космический вакуум заполнен реликтовыми фотонами, т.е. фотонами, которые остались от тех жарких денечков, когда Вселенная была молодой и горячей. Число реликтовых фотонов в 10^9 больше, чем число нуклонов.
4.Скрытая масса (темная материя) – по массе в несколько раз больше, чем масса нуклонов. Проявляется только за счет гравитации. Создана Природой исключительно для того, чтобы помочь нормальным частицам собраться в галактики и звезды. Из чего она состоит – до сих пор неизвестно.
5.Струны самого разного типа – вполне возможны. Чем меньше размер струн, тем большее их количество присутствует после окончания инфляции. Струны – объекты неустойчивые. Они очень быстро распадаются, в основном на волны того поля, из которого были сделаны. К нашему времени выживают лишь струны космологических масштабов, т.е. размером со Вселенную. В отличие от частиц, указанных выше, струны – объект гипотетический. Согласно многим моделям, они могут находиться в космическом пространстве, но не обязательно.
6.Доменные стенки – это сложные полевые конфигурации, которые могут родиться в период инфляции, согласно многим современным моделям. Стенки, также как и струны, быстро распадаются и мы их вряд ли обнаружим. Впрочем, замкнутые стенки больших размеров, сразу после появления коллапсировали в первичные черные дыры.
7.Первичные черные дыры. Раньше многие полагали, что черные дыры могли появляться только в результате коллапса звезд. Естественно, масса таких черных дыр должна быть сравнима с массой коллапсировавшей звезды. Потом стало понятно, что маленькие черные дыры могут рождаться при сжатии случайных сгустков скрытой массы, задолго до образования звезд. Но чем больше масса сгустка, тем меньше вероятность его случайного появления. Поэтому-то такие первичные черные дыры считались маленькими. Здесь критическим становится эффект, открытый С. Хокингом, - черные дыры медленно испаряются. Причем чем больше масса, тем медленнее. Расчеты показывают, что черные дыры с массой 10^15 грамм испаряются за 14 млрд. лет, т.е. за время жизни Вселенной. Это означает, что первичные черные дыры меньших масс уже испарились, а больших – еще существуют. Но оказывается, замкнутые полевые стенки также способны коллапсировать в черные дыры, при этом масса последних теоретически ничем не ограничена. Возможно, что часть черных дыр, находящихся в центрах галактик, как раз такого происхождения.
8.Какую же картину увидит наблюдатель, окажись он в те времена в нашей Вселенной? Оказывается, не увидит ничего, кроме яркого, однородного фона! Пока протоны и электроны не объединились в атомы водорода, Вселенная непрозрачна для фотонов. Фотон, испущенный в каком либо процессе, начинает, конечно, двигаться прямолинейно, но встречает на своем пути множество заряженных частиц – протонов и электронов – и охотно взаимодействует с ними. При этом импульс фотона, а, значит, и направление его движения случайным образом меняется. Движение фотона становится похожим на движение броуновской частицы, и фотон движется внутри ограниченной области, там, где он был рожден. Но со временем происходят две вещи – температура Вселенной падает, и при 4000К электроны и протоны рекомбинируют в нейтральные атомы. Кроме того, длина волны фотонов со временем увеличивается и, к моменту образования атомов, последние взаимодействуют с фотонами как единые нейтральные объекты. Фотоны же крайне неохотно взаимодействуют с нейтральными объектами, поэтому прямолинейному движению фотона уже ничего не мешает. Вселенная становится прозрачной.
|
|
| IP |
|
Gierus
Участник
|
| отправлено: 10-03-2006 13:41:22 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Chaynic
цитата:
Все дело в том, что в данном случае не галактики разлетаются в неподвижном пространстве, а расширяется само пространство. Здесь я с Вами уж совсем не соглашусь. Это лишь два разных способа описания. В одном подходе считается, что пространство неизменно и однородно, в нем движутся различные предметы. В таком пространстве свет будет "летать" по кривым траекториям, искривляясь в гравитационном поле тяжелых масс. При этом возникает метрическая проблема - измерения расстояния между телами кривой линейкой. В другом подходе считается, что свет "летает" по прямой, но при этом пространство становится кривым. Я уже когда-то об этом писал.
Ваш двумерный пример, к сожалению, мало что проясняет. По-видимому, ответ здесь лежит в нашей невозможности представить себе бесконечность. А может быть вообще, не было никакого взрыва, а бесконечная вселенная совершает попеременные сжатия и разрежения? Поясню. Если взять конечных размеров упругий куб (или шар) и заставить его совершать упругие колебания основной моды, когда он попеременно равномерно сжимается и разжимается, то мгновенная фотография любой области пространства будет действительно похожей (хотя и неодинаковой - области, ближние к центру будут испытывать бОльшие деформации, чем периферийные, но это к делу не относится, а связано с конкретной зависимостью возвращающей силы). Но для того, чтобы такая мода установилась, нужно достаточно много времени, определяемого добротностью системы (хотя, сторого говоря, это в моем примере тоже связано с упругостью). Кроме того, если говорить про возможные системы отсчета, связанные с веществом тела, то инерциальной будет только система, привязанная к центру. Если же мы попытаемся начать возмущение куба из центра (к примеру, резко нагрев его), то картина уже не будет одинаковой. Поэтому, представить себе ситуацию, чтобы при таком центральном возмущении работал закон Хаббла, мне, что-то затруднительно. Либо, как я говорил, проблема в том, что мы (я, по-крайней мере) не умеем переходить от пространства конечных размеров к бесконечным.
Кстати, если бы во Вселенной действовали подобные упругие силы, то она бы совершала синусоидальные колебания, попеременно сжимаясь и разжимаясь. При этом на малых расстояниях скорость разбегания описывалась бы как раз постоянной Хаббла (при малых изменениях синус похож на прямую). Но это так, к слову. |
|
| IP |
|
Chaynic
Участник
|
| отправлено: 10-03-2006 14:30:46 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Gierus
цитата:
Здесь я с Вами уж совсем не соглашусь. Это лишь два разных способа описания
Боюсь, что это не совсем так. Это не способ описания. А именно расширение пространства. Иначе сложно объяснить закон Хаббла (увеличение скорости с расстоянием)? Да и ряд других явлений. Если бы это был инерциальный разлет, скорость в первом приближении не менялась бы, а во втором - уменьшалась из-за гравитации.
А впрочем, никто, и я тем более, не претендует на истину в последней инстанции. Я всего лишь излагаю мейнстрим. Если у вас есть альтернативное объяснение - милости прошу.
Что такое упругие волны во Вселенной, я, простите, не понял. Единственное, что приходит в голову - старая шутка: "Я планирую занятся вакуумной акустикой". |
|
| IP |
|
Gierus
Участник
|
| отправлено: 10-03-2006 14:51:17 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Chaynic
Очень кратко - уезжаю.
Упругие силы - вовсе не только близкодействующие (механические). Ими могут быть и электромагнитные и короткодействующие (сильные, слабые) и их комбинации. Упругими силами (в обобщенном смысле) можно назвать те силы, которые возникают (или меняются) при попытке изменить расстояние между телами, стремясь вернуть эти тела в исходное состояние (возвращающие силы).
Я и не говорил, что разлетание галактик происходит по инерции (с инерцией вообще, дело темное, см. "Принцип Маха").
Все наблюдатели никак не могут быть эквивалентными, если произошел центральный взрыв. Для этого должна быть некая эргодичность - чтобы система забыла о своем первоначальном состоянии, как это имеет место в системах с большим количеством частиц. Здесь же об эргодичности не может быть и речи - в принципе, если определить скорости значительного числа галактик или звезд, то можно определить место, откуда они все вылетели, поскольку все они летят хоть и не по инерции, но в направлении Большого Пинка. |
|
| IP |
|
Reader
Участник
Interpla.net
licq:2934
|
| отправлено: 10-03-2006 15:04:12 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
А. Д. Чернин (ГАИШ МГУ)
КОМПАКТНАЯ, ДРУЖЕСТВЕННАЯ РАЗУМУ, ВСЕЛЕННАЯ
(Тезисы доклада на конференции SETI 2005, САО РАН, Нижний Архыз)
Новейшие космологичееские наблюдения (WMAP, SN1a и др.) свидетельствуют:
наша Вселенная устроена просто и экономно. Ее сопутствующее пространство практически евклидово, а полный объем конечен и не выходит за пределы области, принципиально доступной наблюдениям. Простым оказывается и энергетический состав Вселенной. Его не зависящий от времени рецепт, записанный на языке фридмановских интегралов, представляет собой равенство, по порядку величины, величин этих интегралов, вычисленных по отдельности для четырех основных энергетических ингредиентов космоса -- вакуума, темного вещества, барионов и излучения. Равенство выражает новую внутреннюю (негеометрическую) симметрию мира. Компактность, простота и симметрия делают эту маленькую Вселенную эстетически привлекательной, предсказуемой, дружественной изучающему ее Разуму.
 |
| Сообщение изменено Reader от 2006-03-10 15:07:15 |
|
| IP |
|
Chaynic
Участник
|
| отправлено: 10-03-2006 15:25:33 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Gierus
цитата:
Я и не говорил, что разлетание галактик происходит по инерции
А как Вы говорили? Увеличение расстояния может происходить (в первом приближении) либо приразлете по инерции, либо вследствие расширения пространства. Второе Вы отрицаете, первое, как выясняется, тоже... Предложите тогда что-нибудь третье
цитата:
Все наблюдатели никак не могут быть эквивалентными, если произошел центральный взрыв.
На центральном взрыве настаиваете именно вы. Аргументов не приводите, разве что отрицательные. Я о центральном взрыве ничего не писал. |
|
| IP |
|
Chaynic
Участник
|
| отправлено: 10-03-2006 15:34:37 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Reader
цитата:
наша Вселенная устроена просто и экономно
Позволю себе по этому поводу цитату:
"Все проще, чем Вы думаете, и одновременно сложнее, чем Вы можете вообразить".
И. В. Гете.
|
|
| IP |
|
Reader
Участник
Interpla.net
licq:2934
|
| отправлено: 10-03-2006 15:49:23 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
хорошая цитата:
"Все проще, чем Вы думаете, и одновременно сложнее, чем Вы можете вообразить".
И. В. Гете. |
| Сообщение изменено Reader от 2006-03-10 16:00:59 |
|
| IP |
|
Chaynic
Участник
|
| отправлено: 10-03-2006 18:02:33 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
Эволюция звезд
В ходе эволюции звезды от ее рождения до смерти можно выделить три основных этапа. На первом этапе газо-пылевое облако начинает сжиматься под действием собственных гравитационных сил. Совсем не обязательно всему облаку сжиматься к одному центру. Чаще всего сжимается лишь некоторая область, в которой по тем или иным причинам увеличилась плотность газа. Это может происходить, например, из-за возникновения гравитационной неустойчивости системы, либо благодаря столкновению встречных потоков газа внутри облака. Частицы, ускоряясь к центру, сталкиваются, передавая свою кинетическую энергию другим молекулам газа и тем самым нагревая среду.
Вначале тепловая энергия эффективно удаляется из облака и нагрев и рост давления незначительны. Газ продолжает свое движение к центру. Плотность образующегося сгустка газа быстро увеличивается, что приводит к быстрому уменьшению его прозрачности. Теперь тепло не выходит из системы и сгусток газа начинает нагреваться. Зарождение звезды началось.
Второй этап наступает, когда температура в центре протозвезды повышается до нескольких миллионов градусов, когда начинаются первые ядерные реакции. Протозвезда превращается в молодую звезду. Выделяющаяся в результате ядерных реакций энергия компенсирует затраты звезды на излучение с ее поверхности. Вместе с температурой растет и давление, которое теперь в состоянии противодействию гравитационному сжатию.
Сколько же времени тратит звезда на свое рождение? Ответ зависит от массы младенца. Более массивные рождаются быстрее. Например, Солнце рождалось 30 млн. лет, а в 3 раза более массивные – всего 100 тыс. лет. Красные карлики, масса которых на порядок меньше солнечной, рождаются 100 млн. лет, но и живут гораздо дольше. Причина такой разницы очевидна - медленное сжатие маломассивных газовых облаков. Массивные же звезды иногда формируются так быстро, что звезда оказывается окружённой своей газовой оболочкой - газопылевым коконом. Таковым например является объект Беклина - Нейгебауэра в туманности Ориона. Температура кокона составляет 600К, хотя светимость звезды внутри него примерно в 2 тыс. раз больше солнечной. Излучение звезды потихоньку разрушает кокон.
Когда в ходе ядерных реакций будет исчерпан водород, ядро сжимается, и при температуре 10^8 К начинаются ядерные реакции с участием гелия, который превращается в углерод и кислород с небольшой примесью более тяжелых элементов. В результате, внутреннее давление возрастает настолько, что внешние слои удаляются от центра и увеличиваются в размерах. Звезда превращается в красного гиганта. Температура его поверхности не превышает 3000 K.
Затем, если звезда была массивной, она взрывается, а небольшие звезды типа нашего Солнца, после сброса внешних слоев, превращаются в белого карлика.
Последняя стадия эволюции звезды тесно связана с ее массой. Так, звезды с массами меньше 5-10 солнечных масс оставляют после себя белые карлики и разлетающееся облако газа (планетарную туманность). Более массивные звезды в конце своего существования взрываются образуя т.н. сверхновые. В центре взрыва остается нейтронная звезда. Звезды еще большей массы после взрыва оставляют после себя черную дыру |
|
| IP |
|
Gierus
Участник
|
| отправлено: 10-03-2006 21:09:24 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Chaynic
Движение по инерции, это когда суммарная сила, действующая на тело равна нулю. При этом оно движется равномерно и прямолинейно (1-й закон Ньютона). Описываемый Вами случай Большого взрыва как-то трудно отнести к такому движению. Во-первых, в начальный момент силы, которые действовали на все тела были просто гигантскими, во-вторых, раз галактики разлетаются с все возрастающими скоростями, как следует из трактовки хаббловского смещения спектров, то это никак не может быть движением по инерции (в силу определения).
Насчет расширения пространства...
Нехило бы тогда для начала сказать, что Вы под этим словом понимаете. Как Вы отделяете различные тела, частицы, поля, темную материю от самого пространства? Как я Вас понимаю, сразу после момента Большого Взрыва были тела (неважно в каком виде), расширяющееся пространство и "непространство", куда расширялось пространство. А совпадала, по-Вашему, область, где находились различные тела с пространством? Что-то слишком много вопросов (скорее всего, без ответов) возникает при Вашей трактовке "пространства", отделенного от тел.
Под пространством обычно понимают некую математическую абстракцию, арену, на фоне которой происходят различные события, в частности, взаимодействие и движение тел. В "кривом" пространстве, которым пользовался Эйнштейн, в него была включена и гравитация. То есть, рассматривалось взаимодействие, скажем, электромагнитное (или еще какое) различных тел или частиц, но при этом не учитывалось взаимодействие с различными гравитационными массами, поскольку оно уже учтено "кривой" метрикой пространства, как раз и учитывающей гравитационное взаимодействие.
Центральный взрыв, на котором я вовсе не настаиваю, это как раз Большой Взрыв, придуманный Гамовым и описываемый Вами. Слово "центральный", которое я позволил себе применить, означает, что взрыв произошел в одной точке, именуемой центром. Не более того.
Не подумайте, что я цепляюсь к Вам. Я просто сам не понимаю некоторых моментов в теории Большого Взрыва и с Вашей помощью хочу их прояснить, поскольку не являюсь специалистом в этом вопросе. |
|
| IP |
|
Chaynic
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 00:33:13 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Gierus
Может быть попробуете не высказывать свое недоумение, а поконкретней сформулировать вопросы, а я попробую, в меру своих слабых сил, ответить.
Иначе мне трудно определить из Вашего поста, что именно непонятно.
Например, по первому абзацу Вашего поста, я не понял - принимаете ли Вы, что скорости растут с расстоянием или нет? Если да, то другого объяснения, кроме расширения пространства, пока нет. Во всяком случае, я не встречал.
Далее Вы пишете, что "под пространством обычно понимают некую математическую абстракцию, арену, где происходят события". Эта точка зрения несколько устарела. Например, в модели де Ситера (1917 год) рассматривается поведение пространства в отсутствие каких либо тел, частиц, полей. Только вакуум. При "обычном" понимании - это все равно, что рассматривать поведение пустой арены.
В современной космологии пространство - это некий физический объект, свойства которого связаны с тем, что в нем находится. И оно может расширяться.
По поводу врыва в точке. Да, почти в точке, в достаточно малой области, размером порядка планковской длины (меньшие размеры пока никто обсуждать не рискует). В конце инфляции этот размер вырос до 1 см (встречаются и оценки в 1мм). И это вся наша нынешняя Вселенная, все пространство и все вещество. Затем она за время поряка 14 млрд лет расширилась до нынешнего состояния, несколько более удобного для нашего с вами проживания. Куда она расширилась, в какое другое пространство или надпространство? Пока не совсем понятно. Есть разные теории на этот счет, но пока нет критерия, по которому можно было бы выбрать наиболее предпочтительную.
|
| Сообщение изменено Chaynic от 2006-03-11 00:34:06 |
|
| IP |
|
alar
Участник
to put the Funk in Funktion
|
| отправлено: 11-03-2006 10:12:08 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Chaynic
цитата:
Куда она расширилась, в какое другое пространство или надпространство? Пока не совсем понятно.
То есть, теория БВ, которую вы тут излагаете, пока что, несостоятельна? |
|
| IP |
|
alar
Участник
to put the Funk in Funktion
|
| отправлено: 11-03-2006 11:15:27 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Chaynic
цитата:
что Вы называете "несостоятельной теорией"
Cодержащей хотя бы одно противоречие: внутреннее, либо с современными научными представлениями. |
| Сообщение изменено alar от 2006-03-11 11:15:38 |
|
| IP |
|
alar
Участник
to put the Funk in Funktion
|
| отправлено: 11-03-2006 11:18:07 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Chaynic
Насколько я понимаю, теория БВ - это своеобразная реконструкция: берётся наблюдаемое движение (галактик), описывается некими уравнениями, потом эти уравнения обсчитываются назад по времени. Так? |
|
| IP |
|
Chaynic
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 11:51:00 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To alar
Во-первых, мне кажется, неправомерен сам термин "теория БВ". Поскольку это не набор неких уравнений, а скорее представление о том, как возникла наша Вселенная. Эти представления охватывают и поясняют достаточно широкий круг наблюдаемых явлений, а не только разбегание галактик.
Например, элементный состав Вселенной, на имеющий отношения к разбеганию галактик, существование реликтового излучения, предсказанного Гамовым за 20 лет до открытия именно на основании представления о БВ, и еще много чего.
Кроме того, на основе этого представления была развита теория инфляции (см. выше), которая в свою очередь имеет несколько ответвлений, и какое из них более правильно описывает существующий порядок вещей покажут только будущие наблюдения.
Другими словами, это большой комплекс теорий и наблюдательных данных, в создании которого участвовала не одна сотня ученых за последние 50 лет.
Говорить о противоречии с современными научными представлениями не приходится, ибо это и есть современные научные представления.
И разумеется, эти представления объясняют далеко не все, и вопросов больше, чем ответов, как справедливо заметил Герус. Но это обычное состояние для развивающейся области науки.
Что касается конкретного вопроса: куда расширяется? Из изложенного выше видно, что это "куда" находится за пределами нашей Вселенной. Поэтому более или менее исчерпывающий ответ может быть получен только при поступлении какой-либо информации "оттуда", на что в ближайшее время рассчитывать, к сожалению, не приходится. А теории есть, и не одна.
|
|
| IP |
|
Gierus
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 15:22:57 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Chaynic
1. Начну с конца. Насчет пространства. Его физичности. Сдается мне, Вы телегу ставите впереди лошади. Повторю еще раз. Изначально (в СТО) пространство трактовалось, как МАТЕМАТИЧЕСКАЯ арена, на которой разыгрывались ФИЗИЧЕСКИЕ события. В таком пространстве вводилось такое понятие, как метрика - расстояние между двумя точками этого пространства. В ОТО, наряду с таким пространством, вводилось другое, в которое, как бы заключили часть физики, а именно, гравитацию. Поскольку в физике нельзя обойтись без измерений, то необходимо было ввести инструменты для таких измерений. В частности линейку - прибор, которым можно мерять расстояние до различных объектов. Было предложено в качестве такой линейки использовать свет. (Легко понять, что лучше линейки трудно придумать.) Измерение длины производится такой линейкой по измерению времени, которое свет проходит до объекта и обратно. Но вот беда - линейка оказалась кривой - в силу того, что фотоны обладают гравитационной массой, они притягиваются к массивным телам, мимо которых пролетают, из-за чего их траектория искажается и расстояние оказывается измеренным неправильно. Поэтому, чтобы точнее измерить расстояние, нужно учесть взаимодействие фотонов со всеми гравитационными массами, мимо которых фотон пролетает. Поэтому Эйнштейн поступил по другому. Чтобы каждый раз не решать задачу с учетом искривления траектории фотонов в гравитационном поле, он запихнул это поле в пространство. При этом пространство, вернее его метрика, описываемая тензором Римана-Кристофеля, стала "кривой", а фотон стал бегать как бы по прямой, не взаимодействуя с массами, но в таком кривом пространстве. Но самое главное, из того, что я сказал, заключается в том, что пространство кривое из-за того, что в нем присутствуют массы, а не наоборот. То есть метрику пространства (а это и есть пространство) определяют различные гравитационные массы, которые в нем распределены. Оно не существует отдельно от масс. |
|
| IP |
|
Chaynic
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 15:50:02 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Gierus
цитата:
Изначально (в СТО) пространство трактовалось, как МАТЕМАТИЧЕСКАЯ арена, на которой разыгрывались ФИЗИЧЕСКИЕ события
А кто спорит. Просто этому "изначально" в прошлом году исполнилось сто лет. За это время произошли некоторые изменения, в том числе и в некоторых трактовках.
цитата:
То есть метрику пространства (а это и есть пространство) определяют различные гравитационные массы, которые в нем распределены.
Это сильное заявление. Большиство физиков, работающих в данной области придерживаются все-таки более осторожной точки зрения. А именно, в каком пространстве (в смысле метрики) мы живем, можно определить только по результатам наблюдений.
Скажем, 30 лет назад наблюдательная оценка плоскостности была в пределах (больше 0,3 и меньше 10, здесь 1 - плоское пространство по Евклиду). По последним данным (февраль 2003 года) это 1,02 с точностью плюс/минус 0,2.
Так что вполне вероятно, что мы действительно живем в плоком пространстве.
цитата:
Сдается мне, Вы телегу ставите впереди лошади.
Боюсь, что в данном случае мейнстрим состоит в том, что "телегу и лошадь" вообще не разделяют
|
|
| IP |
|
Chaynic
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 15:59:03 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Gierus
В добаление к предыдущему.
Я подумал, что вероятно мы говорим о разной кривизне. Вы имели в виду локальную кривизну, вызванную присутствием, опять же локальным, гравитационной массы. Я же говорю о глобальной, космологической кривизне, которую допускают уравнения ОТО без присутствия масс. |
| Сообщение изменено Chaynic от 2006-03-11 15:59:36 |
|
| IP |
|
Gierus
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 16:04:04 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Chaynic
2. По поводу красного смещения спектров. Вы спрашиваете, есть ли другое объяснение смещению, кроме как увеличение скорости разбегания с расстоянием? Да, есть. Я его как-то давно приводил (будучи студентом пытался довести до чисел, но не удалось). Идея следующая. Вернемся опять в старую добрую "не кривую" систему координат, где гравитацию будем учитывать явно, а не через искривление метрического тензора. Представьте себе, что в нашем направлении с далекой звезды вылетел фотон, возникший в результате какого-то известного нам квантового перехода известного вещества. Пусть этот фотон пролетает вблизи другой какой-то звезды. Поскольку фотон обладает гравитационной массой (в отличие от массы покоя=0), то он будет притягиваться к этой звезде, из-за чего его траектория немного искривится. В силу 3-го закона Ньютона, он также будет притягивать к себе различные части звезды. Причем, более сильно будет притягивать те части, которые к нему ближе находятся. В результате звезда, которая, предположим, до этого имела круглую форму, станет слегка вытянутой в направлении точки, ближайшей к траектории фотона. После того, как фотон улетел далеко-далеко, звезда начнет релаксировать к своей прежней форме, по инерции проскочит равновесное состояние - начнутся затухающие колебания (гравитационные волны). Спрашивается, откуда взялась энергия на эти колебания? Ответ простой - у фотона. Таким образом, пролетая мимо множества звезд, планет, может еще чего, фотон постепенно теряет свою энергию. Чем больше расстояние, которое он прошел, тем больше энергии он потерял. Вот Вам и красное Хаббловское смещение. |
|
| IP |
|
Gierus
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 16:06:51 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Chaynic
цитата:
Я же говорю о глобальной, космологической кривизне, которую допускают уравнения ОТО без присутствия масс. Это я просто не понимаю. Хотя я ОТО и изучал довольно давно, но, ей Богу, такого там не помню. Дайте ссылку, плз. |
|
| IP |
|
Chaynic
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 16:15:21 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Gierus
цитата:
Дайте ссылку, плз
Легко.
А. М. Черепащук, А. Д Чернин. "Вселенная, жизнь, черные дыры", Фрязино, 2004.
Это та самая книга, которую Вы в свое время, не глядя, обругали на нашем форуме.
Если подождете пару месяцев, появится
С. Г. Рубин "Устройство нашей Вселенной" |
|
| IP |
|
Gierus
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 16:30:31 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Gierus
3. Тот вопрос, о котором Вы спрашиваете (что именно я не понимаю).
Мне непонятно, как можно совместить две вещи - Большой Взрыв и Ваше утверждение: цитата:
В нашей Вселенной все наблюдатели равны! На мой взгляд, эти вещи несовместимы. Чтобы пояснить это, такой двумерный пример. Представьте себе где-то далеко в море в штиль кто-то в одной точке возбуждает волну, которая разбегается в пространстве кольцами. Пусть на некотором расстоянии от этой точки расположилось множество серфингистов. И они впрыгивают на каждую волну, расположившись равномерно по кругу, причем на каждую волну запрыгивает одинаковое количество серфингистов, каждый из которых раполагается на переднем скате волны перпендикулярно его фронту (без боковых смещений). Предположим (хотя таких решений на воде нет), что скорость этих волн со временем нарастает, так, что расстояние между волнами возрастает. Спустя какое-то время каждый серфингист увидит, что нарастает расстояние как между его соседями по волне, так и между серфингистами, находящимися на других волнах. Как видим, несколько похоже на Большой Взрыв. Можно сказать, что все серфингисты равны? Нет, конечно. Равны серфингисты на одной волне. И все! Картина получается не изотропная, а центрально-симметричная (вот почему я говорил про центральный взрыв!). Скорость разбегания серфингистов будет пропорциональна расстоянию вне зависимости от направления лишь далеко от центра. А уж серфингисты, расположенные по другую сторону центра будут разъезжаться от одного по эту сторону с совершенно другим коэффициентом (да и вообще, зависимость будет нелинейная от расстояния, особенно вблизи центра). |
|
| IP |
|
Gierus
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 16:31:39 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Chaynic
цитата:
А. М. Черепащук, А. Д Чернин. "Вселенная, жизнь, черные дыры", Фрязино, 2004. Она у меня есть. Нельзя ли место поточнее указать? |
|
| IP |
|
Chaynic
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 16:36:04 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Gierus
цитата:
Нельзя ли место поточнее указать?
Если о кривизне пространства, то "Проблема плоскостности", стр. 244. |
|
| IP |
|
Gierus
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 16:39:53 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Chaynic
Спасибо, сейчас поищу книгу и посмотрю.
Вам понятен мой вопрос о несовместимости Большого взрыва с эквивалентностью наблюдателей? |
|
| IP |
|
Chaynic
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 17:02:10 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Gierus
цитата:
На мой взгляд, эти вещи несовместимы. Чтобы пояснить это, такой двумерный пример.
Ваш пример просто неадекватен. И не надо придумывать волны, серфингистов и прочую экзотику. Достаточно взять группу людей, раходящихся из центра с постоянной скоростью, чтобы получить все то же, что Вы и получили.
Здесь нет главного - расширяющегося пространства.
БВ - это не тривиальный разлет осколков в неподвижном пространстве. Это расширение пространства вместе со всем, что в нем находится.
Понимаю, звучит парадоксально, но соответствует наблюдательным данным.
Можно, конечно придумать какую-то более или менее подходящую аналогию, но боюсь в силу неизбежных упрощений, она только запутает ситуацию.
Здесь я бессилен. Вам, скорее всего, поможет только авторитет и некоторое время на привыкание к новой непривычной картине мира. |
| Сообщение изменено Chaynic от 2006-03-11 17:03:44 |
|
| IP |
|
Egor
Virgin Suicider
1010
licq:1010
|
|
Chaynic
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 17:25:35 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Gierus
Некоторая аналогия БВ с неизбежными упрощениями.
Представим себе шарик, наполненный газом. Если отвлечься от движения молекул и стокновений между ними и рассматривать только геометрию, то можно сказать, что расстояния между всеми молекудами одинаковы. А если "края далеко", то каждая молекула "видит" только некоторую свою окрестность и вполне может считать себя центром вселенной.
Теперь внешнее давление стало уменьшаться, а наш шарик расширяться. Достаточно медленно, чтобы не принимать во внимание всякие посторонние для нашего рассмотрения процессы, т.е. в каждый момент времени внутри шарика наблюдается некоторое квазиравновесие. Поскольку число молекул не меняется, а занимаемый объем растет, то расстояния между молекулами будут увеличиваться. В силу того, что все просходит медленно и "краев не видать", каждая молекула будет наблюдать что ее окружение от нее удаляется. Причем, чем дальше "соседка", тем быстрее. При этом все молекулы равноправны и каждая - центр вселенной.
|
|
| IP |
|
Gierus
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 17:46:32 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Chaynic
цитата:
Это расширение пространства вместе со всем, что в нем находится. Ну и что? Все равно картина должна остаться в первом приближении центрально-симметричной, а вовсе не изотропной. Ведь если мы обратим все импульсы составляющих вселенную частей в обратную сторону (вместе с Вашим пространством), то они (составляющие) должны через какое-то время прийти назад в Центр. При изотропном разлете, расширении (?) такого быть не может.
Похоже Вы меня не можете понять. Давайте завяжем. |
|
| IP |
|
Chaynic
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 17:55:07 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Gierus
цитата:
если мы обратим все импульсы составляющих вселенную частей в обратную сторону (вместе с Вашим пространством), то они (составляющие) должны через какое-то время прийти назад в Центр
Видимо Вы не прочитали мой последний пост. Если смотреть на всю картинку снаружи, то возможно так и есть. Но мы все находимся внутри.
цитата:
Давайте завяжем.
В общем-то, я пишу здесь не только для Вас (без обид). И вопросы, аналогичные Вашим, могут быть и у молчаливых читателей. |
|
| IP |
|
lb
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 17:56:49 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Gierus
На самом деле, самую корректную аналогию Chaynic уже приводил ранее: это поверхность расширяющейся сферы. Главное в этом примере добавление +1 измерения, и невозможность для плоскостных жителей сферы его, это +1е измерение осознать, так как оно направлено ортогонально к их миру.
В случае с БВ ситуация аналогична. Мы не можем увидеть и наглядно понять это 4-е квазипространственное измерение. Так же как и представить 4-мерный куб.
|
|
| IP |
|
Chaynic
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 18:15:14 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
После интересных, но все же частных вопросах об устройстве Вселенной можно поговорить и о более общих проблемах, а именно – к чему, собственно ученые должны стремиться?
Такие вопросы вызывают, как правило, больший интерес, поскольку собственное мнение по ним есть почти у всех.
Очевидный ответ «к объяснению законов природы» слишком абстрактен и уже многих не удовлетворяет. Обсуждаются вопросы типа «можно ли объяснить все законы природы?» , «почему выполняются именно эти законы, а не другие?», и, наконец, «почему законы вообще выполняются?». Предположим, мы пришли к цели и создали окончательную «теорию всего». В современной научной литературе такая возможность обсуждается и даже введена устоявшаяся аббревиатура – ТОЕ – на английском “Theory Of Everything”. Что она собой должна представлять и на чем она должна быть основана? Похоже, есть три основных варианта:
А. Законы созданы неким высшим разумом для каких-то своих целей. Ведь создают же ученые питательную среду в пробирках и чашках Петри для размножения микробов. И цели их совсем не те, о которых думали бы микробы, будучи разумными.
Б. Законы природы строго выводятся из начального единого постулата и просто не могут быть другими. Вся история науки видится как приближение к этому постулату.
В. Существует много вселенных с различными законами, и мы живем в одной из них. Этот подход приобретает все больше сторонников, но является ли он конструктивным?
Вариант А возможен. Но в таком случае, разработка идеи высшего разума скорее должна принадлежать богословам. Ученый, должен исходить из противоположной предпосылки об отсутствии сверхразума. Предположим, обратное – ученые верили бы, что законы природы были созданы высшими существами. Тогда науки просто не существовало бы. Действительно, с точки зрения такого ученого, например, то, что яблоки падают на Землю – это просто «свойство такое», введенное сверхразумом, и у нас не было бы сейчас теории тяготения. Орбиты планет? – тоже «свойство такое». И никогда люди не увидели бы связи между, этими явлениями не могли бы предсказывать траектории небесных тел. Не было бы вообще никаких теорий, да и науки в целом – сверхразум объясняет все! Итак, вариант А исключить нельзя, но оставим его богословам и философам. Удел ученого – исследовать природу без ссылок на сверхразум. Для него остается выбор между вариантами Б и В.
Вариант Б. Найти теорию, объясняющую устройство мира – достойная задача. Но даже в такой «окончательной теории» должны быть исходные постулаты. Например, в М-теории, одной из современных теорий, претендующей на многое, предполагается, что пространство на самом деле имеет 10 измерений (в некоторых моделях - 11 и 26). Конечно же, следующие поколения ученых будут пытаться сделать следующий шаг, который бы объяснял, почему именно пространство имеет 10 измерений и из чего состоят объекты такого многомерного мира. «Все опять повторится сначала». Ну что же, быть всегда в пути – не самая плохая участь. Только выбрав ее, надо понимать, что эта дорога имеет начало, но не имеет конца. Путь, пройденный нами до сих пор, короче того пути, который предстоит пройти, и так будет всегда. И всегда будет оставаться вопрос – почему изначальные постулаты таковы, что в результате множества метаморфоз становится возможным существование разумной жизни? И тогда на повестку дня выходит
Вариант В.
Как бы вы отнеслись к человеку, разрабатывающему теорию, с помощью которой он собирается объяснить конкретное число – массу нашей планеты Земля? Подчеркну: не рассчитать, а вывести из первоначальных постулатов. Наверное, вы бы попытались объяснить ему, что планет много, что масса каждой образуется в результате множества случайностей. Короче, что такой теории не существует, просто есть много вариантов, а человечество реализовалось на одном из них, оказавшемся благоприятным. Но где гарантия, что, например, с массой электрона ситуация не аналогична? Может быть вселенных много, в каждой из них – своя масса электрона, а мы случайно оказались в одной из них? Конечно, и в этом подходе возникает много вопросов – где эти вселенные расположены, почему у них свойства разные и т.д. Кроме того, если «все возможно», то зачем изучать конкретную вселенную? Не будем ли мы напоминать червячков, живущих на одном из яблок, и с увлечением обсуждающих цвет, топологию и размеры их яблока-вселенной? И невдомек им о яблоневом саде вокруг них. Тем не менее, все больше доводов в пользу именно варианта В. И на вопросы о свойствах нашей Вселенной-яблоке также стоит отвечать.
Проблема множественности вселенных тесно связана так называемым антропным принципом.
|
|
| IP |
|
lb
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 18:26:59 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Chaynic
Антропный принцип, особенно сильный антропный принцип принято считать очень сильным аргументом именно в пользу Варианта А. В этом варианте, несмотря на богоданность всех законов природы, вовсе несправедливо утверждение "оставим его богословам и философам". Так как 1) доказать этот вариант невозможно и 2) жить лучше всё-таки по открытым законам. |
|
| IP |
|
Chaynic
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 18:36:39 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To lb
К обсуждению антропного принципа я предполагал перейти позже.
Я согласен с Вами и по первому и по второму пункту.
Я просто не вижу в варианте А предмета для обсуждения (если оставаться конечно в рамках естественнонаучной проблематики, на что я все-таки надеюсь).
|
|
| IP |
|
lb
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 19:02:17 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Chaynic
Действительно, для варианта А создана своя тема "Наука, о существовании БОГА". Поэтому и говорить, вроде, следует там. Но мне кажется, что методологически остается зазор между Богом и богословием. В этом зазоре (опять же чисто методологически) существует и Бог-творец и не участвет богословие, ибо такого бога оно не знает. Оставляя пока в стороне восточные религии, мы в нашей цивилизации и ее ближайшем окружении видим личностных богов. Всякие первотолчки и первопричины с дальнейшим отстранением от своего творения для них ересь. В этот зазор "попадали" уже многие ученые.
|
|
| IP |
|
Gierus
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 19:07:43 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To lb, To Chaynic
Самую корректную аналогию, ИМХО, я приводил. Это упругие свободные колебания основной моды шара. Движение различных частей в фазе расширения шара напоминает расширение Вселенной - наиболее удаленные части, близкие к поверхности движутся с максимальной скоростью. Части, близкие к центру почти покоятся. Зависимость скорости от расстояния от сферы при этом , правда не линейная, а синусоидальная, но в небольших пределах, (если мы находимся достаточно далеко от центра) скорость движения частиц будет линейно менятся с расстоянием от точки наблюдения, причем во все стороны. При этом экспериментально определить положение центра можно не только снаружи но и находясь внутри. Я совсем не зря приводил пример с серфингистами - любой серфингист померив расстояния до некоторого числа других серфингистов запросто это сделает.
Не морочь голову, плз, с 4-х мерным кубом и дополнительным измерением. Мы имеем дело с обычным 3-х мерным пространством.
|
|
| IP |
|
lb
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 19:21:33 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To Gierus цитата:
Не морочь голову, плз, с 4-х мерным кубом и дополнительным измерением. Мы имеем дело с обычным 3-х мерным пространством. Вот тебе, бабушка, и Юрьев день! Этак мы, может, еще с позиций Ньютоновских воззрений ОТО рассматривать будем? Не корректны твои замечания, неправильны твои рассуждения. Призывал же Chaynic увидеть разницу между наблюдателем внешним и внутренним!
Итак, твоя проблема в том, что не удается представить раширение без центра. Давай, отвлечемся от всех накопленных знаний, терминов, предубеждений. Даже от опыта катания на серфинге. Давай расположимся на поверхности воздушного шарика, вместе с участниками данной темы, да и других тем, в образе плоских человечков. И вот этот крайне упругий шарик стал неудержимо раздуваться. Скажи, разве мы, плоские человечки, не стали друг от друга удаляться? Скажи, где на нашей сфере ты сможешь указать центр этого расширения?
|
|
| IP |
|
Gierus
Участник
|
| отправлено: 11-03-2006 19:57:32 | |
инфо • правка • ссылка • сообщить модератору |
To lb
цитата:
Итак, твоя проблема в том, что не удается представить раширение без центра. Совсем не так. Я не могу себе представить одновременно расширение из центра (а Большой Взрыв, несомненно, именно им является) и изотропность пространства, в том числе эквивалентность всех наблюдателей.
Переход от двумерной ситуации к трехмерной вовсе не является плавным, как ты себе представляешь (предлагая перейти от модели сферы к трехмерному миру). Приведу лишь один пример. В одномерной или двумерной квантовой яме в зависимости от ее геометрической ширины и высоты стенок дискретные уровни могут быть, а могут и не быть. В трехмерной же яме уровни всегда есть. Со сферой, о которой ты говоришь, наблюдая за другими человечками я могу установить центр ее расширения. Ну и что, если он не принадлежит сфере? Находясь на сфере я не могу остаться в рамках двумерной модели - мне придется для создания метрики пользоваться фотонами, которые летают по кругу. А это как-то неприятно...
Заодно уж добавлю, что концепция Большого Взрыва вообще сильно затрудняет введение постулатов хоть ньютоновской, хоть эйнштейновской механики - любые системы отсчета, которые мы себе можем вообразить, будут неинерциальными, раз галактики, в одной из которых мы живем, движутся с непостоянной скоростью. Хоть этот рост скорости и не очень значительный, но в некоторых ситуациях может привести к неприятным последствиям. Но это так, к слову. |
|
| IP |
|
|