Вселенная до горячего Большого взрыва

Валерий Рубаков (mozgovoyshturm.ru)

Валерий Рубаков (mozgovoyshturm.ru)

Все, кто сколько-нибудь интересуется космологией, знают, что на ранних этапах эволюции Вселенной вещество в ней было очень горячим и плотным, а темп расширения Вселенной — огромным. Пожалуй, менее известно, что данные наблюдательной космологии неопровержимо свидетельствуют о том, что эта стадия, которую называют стадией горячего Большого взрыва (ключевое слово здесь — «горячего»), была не самой первой, что до этой стадии была еще какая-то эпоха (а возможно, и не одна) с кардинально иными свойствами.

Сам факт существования эпохи, предшествовавшей горячей стадии, ни у кого из космологов не вызывает сомнения, а вот вопрос, что это была за эпоха, до сих пор однозначно не решен. Наиболее популярна и проработана (в гораздо большей степени, если сравнивать с другими) теория инфляции, но надо подчеркнуть, что это всё еще гипотеза, однозначного подтверждения которой пока нет (хотя многие воспринимают инфляцию как данность).

На самом деле инфляция не единственная гипотеза, есть и другие, речь о которых пойдет ниже. Замечательная особенность современного этапа развития космологии состоит в том, что есть основания полагать: экспериментальные данные (результаты космологических наблюдений) позволят в обозримом будущем сделать выбор в пользу той или иной гипотезы. С помощью данных о современной Вселенной на огромных масштабах расстояний мы рассчитываем узнать, что представляла собой Вселенная в те мельчайшие доли секунды своего существования, которые предшествовали известной нам горячей стадии и которые, скорее всего, характеризовались гигантскими плотностями энергии!

Ключом к осознанию необходимости эпохи, предшествовавшей горячей стадии, а в будущем — к выяснению, что это была за эпоха, служат неоднородности во Вселенной.

На очень больших масштабах расстояний Вселенная почти однородна: области размером миллиард световых лет и больше выглядят все одинаково. На меньших масштабах в современной Вселенной имеются структуры — галактики, скопления галактик, гигантские пустоты-войды, мы с вами, в конце концов. Значит, материя (обычное вещество и темная материя) распределена в пространстве неоднородно. Так есть сейчас, так было и в прошлом.

Неоднородности в распределении массы материи и связанные с ними гравитационные потенциалы на космологическом жаргоне принято называть скалярными возмущениями. Возможны также тензорные возмущения — реликтовые гравитационные волны. Подчеркнем, что речь здесь не идет о гравитационных волнах, недавно открытых в эксперименте LIGO: те гравитационные волны были излучены сравнительно недавно в результате слияния черных дыр или нейтронных звезд и несут мало космологической информации.

Реликтовые гравитационные волны, если они существуют, — это сигнал, пришедший к нам как раз из той эпохи, которая предшествовала горячему Большому взрыву. Об их свойствах, предсказываемых инфляционной теорией, мы еще поговорим. Наконец, в принципе могли бы быть так называемые векторные возмущения, но даже если они образуются в сверхранней Вселенной, их амплитуда быстро затухает со временем и надежды на их регистрацию мало. Кстати, классификация космологических возмущений (скалярные, векторные, тензорные) была разработана Евгением Лифшицем в 1940-х годах.

Чтобы пояснить, почему свойства неоднородностей во Вселенной прямо свидетельствуют о том, что горячая стадия не была первой, будем рассуждать от противного. В предположении, что история Вселенной началась непосредственно с горячей стадии, приходится считать, что эволюция началась с настоящего Большой взрыва, в «момент» которого плотность материи и темп расширения пространства были гигантскими — формально бесконечными. Заметим, что темп расширения пространства не имеет прямого отношения к скорости передачи сигналов, поэтому пространство в принципе может расширяться сколь угодно быстро.

Надо думать, правда, что бесконечностей в природе не бывает, что Вселенная стартовала из совершенно непонятного для нас сегодня состояния, где на всю катушку работали эффекты квантовой гравитации, а представления о пространстве, времени и поле не имели привычного для нас смысла (а скорее всего, описание Вселенной в этих терминах было вообще невозможным).

Для нас сейчас это неважно; важно, что время жизни Вселенной с момента Большого взрыва конечно — сегодня это 13,8 млрд лет. В такой картине сигналы, испущенные в момент Большого взрыва и распространяющиеся с максимально возможной скоростью — скоростью света, — пролетели к фиксированному моменту времени t конечное расстояние. Это расстояние называют размером космологического горизонта: области, находящиеся в момент t на расстоянии, большем этого размера, никак не успели обменяться сигналами, они ничего друг о друге не знают, все физические процессы происходили внутри этих областей независимо.

В современной Вселенной размер горизонта составляет примерно 45 млрд световых лет (за 13,8 млрд лет свет пролетел расстояние 13,8 млрд световых лет, а к тому же Вселенная сама по себе расширилась). Как выглядят или когда-то выглядели области пространства, отделенные от нас сегодня на расстояние больше 45 млрд световых лет, мы не можем знать в принципе (если считать, как мы сейчас делаем, что горячая стадия была первой). И это при том, что мы твердо уверены, что полный размер Вселенной, если он вообще конечен, значительно превышает размер горизонта. Мы видим лишь очень небольшую часть Вселенной (точно не более одного процента ее объема, а скорее всего, на много порядков меньше).

Вернемся теперь к неоднородностям во Вселенной. Их свойства измеряются не только путем построения карты распределения материи в современной и сравнительно поздней Вселенной (на что нацелены глубокие обзоры галактик и квазаров). Важнейшим источником информации служит реликтовое электромагнитное излучение. Оно дает нам фотографию Вселенной (точнее, видимой ее части, размер которой сегодня и составляет 45 млрд световых лет) в возрасте всего 380 тыс. лет, в это время реликтовое излучение «отщепилось» от вещества, его называют временем рекомбинации.

Рис. 1. Карта реликтового излучения по данным «Планка». Пунктиром обведены холодные и теплые области, размер которых многократно превышает размеры горизонта Вселенной времен последнего рассеяния реликтовых фотонов

Рис. 1. Карта реликтового излучения по данным «Планка». Пунктиром обведены холодные и теплые области, размер которых многократно превышает размеры горизонта Вселенной времен последнего рассеяния реликтовых фотонов

На этом «снимке» (рис. 1) красные области соответствуют более горячим и плотным областям Вселенной, а синие — менее горячим и менее плотным. Полезно, наверное, сказать, что относительные отклонения температуры и плотности вещества здесь от среднего значения составляют всего-навсего величину порядка 10-5: во время рекомбинации (т. е. в возрасте 380 тыс. лет) Вселенная была гораздо однороднее, чем сегодня. Тем не менее отклонения от средних значений есть, причем — и это главное для нас — на всех угловых масштабах. Действительно, нево­оруженным глазом видно, что имеются области с размерами совсем немного меньше размера всей Вселенной, в которых температура (и плотность) в целом ниже или выше средней по Вселенной; некоторые из этих областей показаны пунктиром.

Вот тут-то мы и можем завершить наше доказательство от противного. Размер космологического горизонта во время рекомбинации составлял всего около 1 млн световых лет (это несколько больше 380 тыс. световых лет из-за расширения Вселенной до рекомбинации). С тех пор этот размер растянулся из-за расширения Вселенной после рекомбинации примерно в тысячу раз, т. е. сегодня он составляет 1 млрд световых лет. А размер всей видимой Вселенной — 45 млрд световых лет. Это озна­чает, что угловой размер горизонта эпохи рекомбинации составляет около 2°. Глядя на небо в направлениях, различающихся более чем на 2°, мы видим (с помощью реликтового излучения) области Вселенной, которые в эпоху рекомбинации ничего не могли знать друг о друге.

Это полностью противоречит наблюдаемой фотографии. Во-первых, все области Вселенной, даже находящиеся друг от друга на расстоянии, превышающем тогдашний горизонт (а сегодня разделенные угловым расстоянием больше 2°), были во время рекомбинации одинаковыми с точностью порядка 10-5. Для этого не было никаких оснований — эти области не успели еще прийти в причинный контакт!

Рис. 2. Схема, показывающая парадокс с горизонтом в ранней Вселенной. Красные конусы показывают распространение света, испущенного в момент начала расширения Вселенной, если оно совпадает с Большим взрывом, т. е. началом горячей стадии. Синий конус — наше поле зрения. По вертикали — конформное время, «замедляющееся» обратно пропорционально масштабному фактору расширяющегося пространства, по горизонтали — конформное расстояние, определяемое аналогично

Рис. 2. Схема, показывающая парадокс с горизонтом в ранней Вселенной. Красные конусы показывают распространение света, испущенного в момент начала расширения Вселенной, если оно совпадает с Большим взрывом, т. е. началом горячей стадии. Синий конус — наше поле зрения. По вертикали — конформное время, «замедляющееся» обратно пропорционально масштабному фактору расширяющегося пространства, по горизонтали — конформное расстояние, определяемое аналогично

Во Вселенной, стартовавшей сразу с горячей стадии, области, разделенные угловым расстоянием больше 2°, должны были бы быть совершенно разными — а они совершенно одинаковы (с точностью 10-5). Эту трудность теории горячего Большого взрыва называют проблемой горизонта. Во-вторых, и это, пожалуй, главное, во Вселенной в эпоху рекомбинации были более холодные и более теплые области, размер каждой сильно превышал размер горизонта (а угловой размер сегодня сильно превышает 2°); некоторые из них обведены пунктиром на рисунке. Неоднородности такого размера никак не могли образоваться в процессе эволюции Вселенной от Большого взрыва до рекомбинации. А они есть! Противоречие налицо.

Чтобы уйти от противоречия, необходимо считать, что стадии горячего Большого взрыва предшествовала какая-то другая эпоха. Именно во время этой эпохи образовались неоднородности во Вселенной — зародыши галактик, скоплений галактик, а через них и мы с вами.

Из уже сказанного ясно, что эта новая (с точки зрения космологии сорокалетней давности) эпоха должна была быть в определенном смысле очень длительной, иначе неоднородности гигантского размера не поместились бы внутрь тогдашнего светового конуса и не могли бы образоваться. Нужно, правда, уточнить, что требуемая большая «длительность» новой эпохи не обязательно означает, что эта эпоха должна занимать большой интервал времени: достаточно, чтобы изначально близкие друг к другу точки пространства к концу новой эпохи из-за расширения Вселенной оказались разнесенными на очень большое расстояние. Именно последняя возможность реализуется в сценарии инфляции, а в альтернативных сценариях новая эпоха действительно длится долго в обычном смысле этого слова.

Итак, до горячей стадии была существенно иная эпоха — эпоха образования первичных неоднородностей. Отсюда следует общий вывод о том, что, изучая методами космологических наблюдений свойства неоднородностей, мы можем надеяться выяснить механизм их образования, а тем самым узнать, что именно происходило во Вселенной до горячей стадии.

Как обстоит с этим дело сегодня? Как уже говорилось, наиболее популярным и разработанным сценарием новой эпохи является инфляция. В этом сценарии Вселенная на самом раннем этапе быстро, экспоненциально расширяется, пространство растягивается в невообразимое число раз, а наша видимая часть Вселенной представляет собой маленькую долю области, причинно связанной к концу инфляции.

Рис. 3. Схема причинной структуры в теории со стадией, предшествующей Большому взрыву. Вершины красных конусов — начало Большого взрыва, черным показан световой конус, исходящий из некой точки в какой‑то момент предшествующей стадии. Таким образом, все области размером с горизонт в момент рекомбинации оказываются причинно связанными. Предшествующая эпоха выглядит длительной потому, что по вертикали отложено конформное время, «текущее» очень быстро, когда Вселенная была маленькой

Рис. 3. Схема причинной структуры в теории со стадией, предшествующей Большому взрыву. Вершины красных конусов — начало Большого взрыва, черным показан световой конус, исходящий из некой точки в какой‑то момент предшествующей стадии. Таким образом, все области размером с горизонт в момент рекомбинации оказываются причинно связанными. Предшествующая эпоха выглядит длительной потому, что по вертикали отложено конформное время, «текущее» очень быстро, когда Вселенная была маленькой

Замечательно, что инфляционные модели имеют автоматически встроенный механизм образования первичных возмущений — это усиление вакуумных флуктуаций полей (как правило, того самого поля, которое обес­печивает инфляцию — инфлатона), происходящее благодаря быстрому расширению пространства.

Рискну высказать предположение, что независимо от того, верна или нет инфляционная теория, источником первичных возмущений во Вселенной служат вакуумные флуктуации какого-то поля или каких-то полей, усиленные в процессе эволюции. Тут надо напомнить, что в квантовой тео­рии вакуум — это далеко не безжизненная пустота: в нем всё время возникают и исчезают флуктуации всех полей, какие есть в природе.

Другой язык для описания этих флуктуаций — виртуальные частицы, рождающиеся и уничтожающиеся в вакууме. Эффекты, связанные с этими вакуумными флуктуациями, хорошо известны, рассчитаны и измерены с высокой точностью, в квантовой электродинамике это лэмбовский сдвиг, аномальные магнитные моменты электрона и мюона и др. В интенсивных внешних полях и вообще в необычных условиях вакуумные флуктуации могут усиливаться и тем самым превращаться из виртуальных в реальные, непосредственно наблюдаемые; в квантовой электродинамике это должно проявляться, например, в рождении реальных электрон-позитронных пар сильным электрическим полем. Усиление вакуумных флуктуаций полей в процессе эволюции Вселенной и является, по всей видимости, механизмом образования неоднородностей. В этом смысле все мы — далекие потомки вакуума.

Возможность рождения реликтовых гравитационных волн в нестационарной Вселенной из-за усиления вакуумных флуктуаций была обнаружена еще в 1974 году Леонидом Грищуком, а картина образования неоднородностей плотности материи из нулевых колебаний была предложена независимо от инфляционной теории в работах Владимира Лукаша 1980 года. Однако получавшиеся в этих работах свойства неоднородностей материи были далеки от того, что требовалось для согласия с наблюдениями.

Всё встало на свои места в 1981 году, когда Вячеслав Муханов и Геннадий Чибисов выполнили анализ в инфляционной теории и обнаружили, что образующиеся первичные возмущения обладают как раз правильными свойствами. Этот вывод блестяще подтвердился последующими исследованиями неоднородностей материи (с помощью как наблюдений реликтового излучения, так и изучения распределения материи в современной и сравнительно поздней Вселенной), выполненными с весьма высокой точностью.

Тем не менее сегодня нам известны лишь самые общие, базовые свойства возмущений материи, поэтому пока нельзя сказать с полной уверенностью, что горячему Большому взрыву предшествовала именно инфляционная стадия. Одной из альтернатив инфляции служит сценарий с отскоком. В нем Вселенная стартует с периода медленного сжатия из состояния с малой плотностью энергии, похожего на современное состояние. В процессе эволюции скорость сжатия увеличивается, плотность материи растет, а в какой-то момент сжатие прекращается и сменяется расширением, и эволюция переходит в известную нам горячую стадию. Первичные неоднородности в таком сценарии образуются на ранней стадии, когда сжатие происходит медленно, и времени для образования неоднородностей больших масштабов предостаточно. Вариантом сценария с отскоком служит сценарий пульсирующей Вселенной, в которой эволюция — циклическая (сжатие — расширение — сжатие — расширение и т. д.).

Другой сценарий, альтернативный инфляции, был предложен сравнительно недавно, в 2010 году Паоло Креминелли (Paolo Creminelli), Альберто Николисом (Alberto Nicolis) и Энрико Тринкерини (Enrico Trincherini). Они довольно нахально назвали его генезисом (Genesis — Бытие, первая книга Библии). В этом сценарии в начальном состоянии Вселенная пустая, плоская и статическая. Затем в ней появляется ненулевая плотность энергии, из-за этого Вселенная начинает расширяться, плотность энергии и темп расширения растут, а на каком-то этапе уже быстрого расширения плотность энергии переходит в тепло и начинается горячая стадия. В сценарии генезиса образование неоднородностей тоже происходит на раннем этапе эволюции, когда Вселенная расширяется очень медленно.

Надо сказать, что построить тео­ретически согласованные модели Вселенной с отскоком или генезисом очень непросто. Не менее сложно предложить механизм образования неоднородностей со свойствами, правильными с точки зрения наблюдений. Всё это находится сейчас, как говорят, в работе. Предварительно можно сказать, что самосогласованные и даже красивые теоретические варианты построить можно, хотя для этого надо привлекать довольно экзотические поля, до сих пор не встречавшиеся в природе (впрочем, большинство моделей инфляции тоже основаны на введении нового поля — инфлатона).

Можно ли будет выяснить с помощью экспериментов, какой из сценариев реализовался в природе? Вполне обоснованные надежды на это есть. Они связаны с обнаружением и исследованием достаточно тонких свойств неоднородностей во Вселенной. Прежде всего инфляционные модели, и только они, часто предсказывают существование уже упоминавшихся реликтовых гравитационных волн (тензорных возмущений), причем со всеми длинами.

Наиболее интересны гравитационные волны с длинами, близкими или немного меньшими размера видимой части Вселенной. Периоды колебаний таких гравитационных волн составляют миллиарды и десятки миллиардов лет! Надежда на их обнаружение в том, что во многих инфляционных моделях амплитуды этих гравитационных волн весьма велики — порядка 10-6 или немного меньше (сравните с амплитудами порядка 10-21-10-22, характерными для гравитационных волн существенно меньшей длины, зарегистрированных LIGO и VIRGO). Влияние реликтовых гравитационных волн на температуру и особенно поляризацию реликтового излучения может быть обнаружено будущими экспериментами, что послужит, на мой взгляд, доказательством инфляции.

Различные инфляционные теории, а также варианты альтернатив инфляции отличаются и тонкими корреляционными свойствами неоднородностей материи. На сегодняшнем уровне точности наблюдений эти неоднородности обладают самыми простыми (гауссовыми) статистическими свойствами, которые, кстати сказать, характерны и для вакуумных флуктуаций простейших полей, — это одно из прямых указаний на изначальную природу неоднородностей, о которой мы говорили выше.

Так вот, обнаружение и изучение в будущем негауссовости, если оно произойдет, позволит отбросить одни сценарии и подтвердить другие. Отметим, что в простых инфляционных моделях негауссовость очень мала, так что если они верны, то ее обнаружение — дело далекого будущего. Есть и другие возможные особенности неоднородностей материи, которые возникают в некоторых сценариях и в принципе могут быть обнаружены путем наблюдений.

Итак, ситуация в космологии сегодня своеобразная. С одной стороны, мы уверены, что горячей стадии эволюции Вселенной предшествовала другая, весьма отличающаяся от нее эпоха, важная для нас тем, что именно в эту эпоху образовались зародыши столь необходимых неоднородностей материи — галактик, звезд, нас с вами. С другой стороны, однозначно сказать, что это была за эпоха, мы сегодня не можем. Вся надежда на будущие наблюдения (и развитие теории образования структур!) — с их помощью мы должны разгадать эту, пожалуй, главную загадку Вселенной.

Валерий Рубаков,
академик РАН

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Связанные статьи

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (7 оценок, среднее: 4,43 из 5)
Загрузка...
 
 

Метки: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

 

27 комментариев

  • Владимир Аксайский:

    Статья понравилась — радует перспективой долговременной творческой работы для всех. Почему-то вызывает жгучий неутолимый интерес вопрос — …что было до…, например, до меня? Статья дает надежду на ободряющий, по-человечески привлекательный ответ — …Мир, подчиняющийся антропному принципу — иначе бы мы не появились. Получается, допустимо расширить антропный принцип и на ситуацию до горячего БВ? И тогда вероятность появления именно нашей Вселенной, не исключено, — не меньше вероятности появления любого из нас on-line живущих?. Братья Стругацкие как-то мимоходом отметили — …что мы знаем о вероятностях? Получается — не так уж и мало, если допустить работоспособность антропного принципа и для ситуаций до БВ. :)

  • Абрам Соломонович:

    Невероятно как наука может быть интересней любой фантастики ! никогда не задумывался о том что из-за ограничения на скорость света области видимой вселенной не могли влиять друг на друга — у хогинга и пенроуза такого не встречал видимо это очевидный факт. Автор не стал уделять внимание совсем «неьычным» сценариям типа «эпикритического», и мнимого времени. лет 10 назад обидел человека который писал кандидатскую по теории «твисторов», назвав её маргинальной, недавно в книге пенроуза ознакомился с «популярным» объяснением, возможно я погорячился. принцип бритвы оккама похоже работает не всегда :)

  • Абрам Соломонович:

    если можно один глупый вопрос? очень уж тема меня интересует. «конформное время» в смысле оносительное к плотности материи, как быть с точкой когда время становится неотличимым от других измерений можно об этом периоде как-то порассуждать или за этой точкой физика заканчивается?

    • Борис Штерн:

      Известная физика заканчивается при планковской плотности. Там вообще заканчиваются классические координаты — время.

      • Александр:

        «Известная физика заканчивается при планковской плотности».
        Как произошла трансформация физик?

  • Патриарх советской астрофизики Виктор Амазаспович Амбарцумян не жаловал гипотезу большого взрыва. В его вселенной звезды рождались и умирали непрерывно и всегда.
    По поводу красного смещения он говорил (примерно) «по дороге с фотонами что-то происходит».

    • archimed:

      И был абсолютно прав. Это подтверждает и карта реликтового излучения. Там не теплые и холодные области, а молодые и старые. Если звезды рождаются и сейчас, то зачем нужен еще один механизм их образования в виде большого взрыва. Бесконечная Вселенная может расширяться и сжиматься и без большого взрыва. Потом проще допустить что-то происходит с фотонами, чем допускать гигантские давления и сверхсветовые скорости расширения, темную материю, темную энергию и прочие сущности для спасения сомнительной гипотезы. В представлении Амбарцумяна ничего этого не требуется.

  • Ключевым выводом автора акад. Рубакова является его фраза: «горячей стадии эволюции Вселенной предшествовала другая, весьма отличающаяся от нее эпоха, важная для нас тем, что именно в эту эпоху образовались зародыши столь необходимых неоднородностей материи — галактик, звезд, нас с вами». Этот вывод даже повторяется два раза — в начале и в конце статьи.
    Но каковы причины появления неоднородностей в самом начале Вселенной? Они не названы, думаю, потому, что их нет. Нет причины, как нет ее при распаде именного этого атома урана 235, а не иного. То есть, тут мы имеем то самое слияние мегамира и микромира, ту самую квантовую гравитацию, к которой царит случайность, и ее выражение в виде вероятности. Вероятность лежит в основе мира изначально при его возникновении и далее там правит бал.
    Казалось бы тут есть противоречие с антропным принципом, согласно которому Вселенная создана такой, чтобы мы вместе с галактиками и атомами-молекулами в ней возникли. Но, скорее, это кажущееся противоречие. Если уж случайность лежит в основе мира, то она могла дать и такой выход как нашу галактику и нас в ней. И даже должна была дать, ибо, как заметил Гегель, необходимость есть форма проявления случайности. В конце концов зачатие каждого из нас есть случайность (причем с очень малой вероятностью), но мы — есть, и, значит, здесь проявилась некая вселенская необходимость. Особенно в случае такого отменного автора, как зам. председателя комиссии по борьбе со лженаукой академик В.А. Рубаков.

  • А кто ответит на вопрос, почему во вселенной существуют равные величины между материей и энергией?
    Помните о апориях зенона элейского? Вот ещё припишите туда же равные величины трехмерного нашего мира и ответом всему будет средневековая квинтэссенция.
    А астрофизика сегодня как шоу-бизнес.
    Вы в призраков верите? Не верите потому, что не убедили?
    В нло верите? А видели его?
    Психология…

  • Откуда берутся равные величины во вселенной? Помните апории зенона элейского? Прочтите их и дайте некоторый ответ равенству между материей и энергией.
    А ещё дайте себе ответ замкнутой системе закона сохранения энергии.
    Как в трехмерном мире трехмерная материя вмещает трехмерную энергию?
    И вспомните или почитайте про квинтэссенцию из средневековья.
    Мой комментарий вам ничего не даст, думайте сами.

  • Марат Шакиров:

    Ещё одна теория-гипотеза от академика, твёрдо уверенного, что Природа создала односторонний Мир без Антивещества. Нарушать изволите, господа Большие Учёные, «свои» же «законы сохранения барионов» и принцип «парных рождений» частица+античастица.(?!). Уверен, — любая «Теория Мироустройства», исключающая из рассмотрения Антивещество, как минимум, — не полна. Всё дело в том, что в «Горячем сценарии Вселенной» не нашлось «места» Антивеществу — не получается сепарация Вещества и Антивещества. Получается «Тотальная Аннигиляция»! Мир «не состоится».
    Проблемы неоднородностей Вселенной, Антивещества и многие другие получают непротиворечивое решение только при постулировании изначально полевой, электромагнитной формы существования Материи и….

    • Это вполне объяснимо если в природе происходит (а почему бы и нет?) переход вещества в энергию гравитационного поля и наоборот. Причем переход в вещество (коллапс звезд) происходит уже с нарушенным равновесием вещество-антивещество и это равновесие нарушается каждый раз со все возрастающей силой. Если вселенная существует достаточно долго или бесконечно, но неизбежно одна из компонент станет доминирующей.

    • archimed:

      непонятно как при электромагнитной форме существования вещества и антивещества избежать тотальной аннигиляции. Конечно античастица имеющая положительную массу как и частица — это никакое не антивещество. Сомнительная симметрия. Но если предположить, что существует абсолютная симметрия (суперсимметрия), то тотальная аннигиляция вполне возможная идея. Но если даже в реальности это не происходит, в правильной модели мира должна быть гипотетическая возможность тотальной аннигиляции.

  • Дмитрий:

    Хотелось бы задать компетентным специалистам, в т. ч. академику В.А. Рубакову, детский вопрос.
    Предположим, кто-то создает искусственную вселенную примерно таким способом:
    https://i4is.org/wp-content/uploads/2017/12/Principium19.pdf (стр. 27−35).
    За счет управляемого движения большого количества звезд (т.е. массивных, но в этой модели почти точечных объектов) происходит гравитационный коллапс всей этой массы с последующим переходом в горячую фазу расширения.
    Каким в этом случае может быть остаточное распределение неоднородностей реликтового излучения после длительного расширения такой вселенной?
    Если в ней появятся разумные наблюдатели, смогут ли они по нему восстановить условия возникновения?
    Возможно ли при этом в наблюдаемой картине «зашить» какую-то информацию?

  • wandarer:

    До Большого взрыва света, как электромагнитных колебаний не было. Поэтому константа «с» могла быть другой. Тем более, что всем заправлял бозон Хиггса, который имеет значительно большую энергию по сравнению с гамма квантами, которые в соответствующем электромагнитном вакууме могут образовывать электронно-позитронные пары. Поэтому однородность Вселенной на ранних стадиях вполне может быть объяснена более высокой скоростью взаимодействий в досветовом (Хиггсовском) Мире.

  • Юрий Кирпичев:

    «Размер космологического горизонта во время рекомбинации составлял всего около 1 млн световых лет» — то есть сответствовал размеру небольшой звезды ппо имени Солнце. Что-то тут не вяжется.

  • Юрий Кирпичев:

    «…в рождении реальных электрон-позитронных пар сильным электрическим полем» — речь идет о юной вселенной. Но откуда в ней, практически однородной, возникло это поле?

    • wandarer:

      Шёл распад ложного вакуума: Бозоны Хиггса -> Векторные бозоны (W, Z) -> Векторные мезоны (ρ,ω,φ) -> Гамма-фотоны (γ), с соответствующим понижением энергетического уровня вакуума. Вот откуда взялись бозоны Хиггса это вопрос! Считается, что это поле было изначально и именно его флуктуация породила нашу частицу-Вселенную, которая, возможно, появилась не одна, а вместе с античастицей-Вселенной. Причём частицы и античастицы это левое и правое, а не положительное и отрицательное на оси энергий.

  • Presnja:

    «На очень больших масштабах расстояний Вселенная почти однородна: области размером миллиард световых лет и больше выглядят все одинаково»

    Пардоне муа. Нестрогий (привыкли уже) язык описания совершенно нетривиальной реальной картины распределения вещества в больших масштабах наблюдаемой де факто части Вселенной - дезориентирует. Наблюдаемая картина лесятилетиями строится и достраивается, Слоуновские обзоры и т. д. Собственно, иначе астрономам нечем было бы на больших масштабах заниматься — нарисовал ячейку (хоть сверхсколение галактик, хоть волокно) и матрицируй ее по посинения. Этого нет - налицо вовсе не равномерно или сколько-то упорядоченно раскинувшаяся пространственная структура. «Стены» там, «великие стены», «великие аттракторы» — все это эмпирический астрономический жаргон, просто новояз), какие-то протяженные на млрд парсек «волокна» или еще что. Нет двух идентичных областей, в конце концов. Нет однородного распределения сверхскоплений и «аттракторов».
    Пока приходится употреблять вместо мат. аппарата и физ. смысла - слова обывательского «гражданского языка», и.о. смысловых объяснений, вот эти «на очень больших"(каких? что за сленг) «не вполне однородно, почти однородно». Почти что? Не кошерно. Ну ведь в учебниках так стали писать! «Почти» не считается (поговорка)
    А в целом — еще одна свежая глава в саге Рубакова, интересно. Сага про темную энергию 8 лет идет, уже 5-ая редакция тут в ТрВ, и та с опечатками. Хорошо)))

    • archimed:

      Увы вся современная космология построена на «может быть» и «нам кажется». В вопросе познания мира астрономия выглядит значительно презентабельнее. Казалось бы должна быть теория, которая подтверждается экспериментами. А тут все наоборот: есть объективные качественные эксперименты, под которые подстраиваются разные теории, в том числе — про темную материю.

      • Владимир Аксайский:

        Впервые вижу про «…объективные качественные эксперименты…» в космологии. Если не имеется в виду Библия, то буду благодарен за любую информацию о них. В разумных пределах. :)

        • archimed:

          эксперименты и наблюдения в астрономии имелись в виду. Начиная от Мейкельсона -Морли.

  • Колянчик:

    Может ли быть так, что наша Вселенная не единственная и рядом с ней есть ещё? В том числе и в момент Большого Взрыва, и до Большого Взрыва?

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Недопустимы спам, оскорбления. Желательно подписываться реальным именем. Аватары - через gravatar.com