Расширение пространства Вселенной – химера двадцатого века

Расширение пространства Вселенной – химера двадцатого века.
Размышления у гравюры Фламмариона. Часть 1
В интернете можно найти гравюру Фламмариона, в которой пилигрим добрался до края Земли.
Мы смотрим на эту гравюру со снисходительной улыбкой. А поставьте-ка себя на место наших предков
и представьте, что они думали о размере Земли, не находя её края? Вернее всего она представлялась им
невообразимо огромной.
Ну и что? Край земли, в представлении наших не столь уж далёких предков, до сих пор не найден, а Земля оказалась настолько мала, что людям на ней уже тесно и они задумываются о колонизации
других планет Солнечной системы. Земля измерена, образно выражаясь, вдоль и поперёк и размеры её
известны, а у любого объекта с известными размерами, со здравой точки зрения, должны быть края или
граница, если угодно. Так, где же край у Земли?
Край Земли там, где Вы на ней стоите или идёте, не задумываясь о том, что идёте по её краю.
Край водной поверхности Земли там, где её бороздят утлые суденышки и большие корабли. Край Земли у африканца или у австралийца под ногами в Африке или в Австралии. Правда, интересно, что наши
предки искали край Земли, который был у них под ногами? Но, однако, не будем настолько придирчивыми, что бы принимать это выражение буквально.
Планета Земля не ограничена своей твёрдой и водной поверхностью. У неё есть ещё атмосфера,
но это тоже не её край. У Земли есть ещё сфера силового влияния, называемое гравитационным полем.
В этом поле находится Луна. Иногда в него попадают метеорные потоки. Однако же, однозначно определить, где кончается гравитационное поле и, соответственно, находится край планеты Земля довольно
затруднительно, да и не нужно. В данном случае достаточно иметь понятие о неоднозначности выражения «край Земли».
А теперь крамольная мысль, а не в таком ли положении, как наши предки, находятся совремённые астрономы, пытаясь найти границу Вселенной, находясь, быть может, на её « краю », и не находя
этой границы, считают Вселенную тоже невероятно и непостижимо огромной? В данном случае имеется
в виду, что Солнечная система входит в состав Галактики, именуемой системой Млечного Пути, и
именно она находится на краю Вселенной. Ближайшие к нам галактики, входящие в состав местной
группы, в том числе и знаменитая галактика М31 созвездия Андромеды, тоже располагаются на её
краю (местная группа галактик взята условно, для примера).
Всё это означает, что гипотетические обитатели звёздных систем, входящих в состав местной
группы галактик, тоже могут считаться находящимися на краю Вселенной. Это по аналогии с тем, что
все земляне, находятся на краю Земли.
1
Если принять такую идею, то Вселенная не покажется такой уж и большой. Свет проходит расстояние, равное диаметру местной группы, всего за два миллиона лет. Если кому то покажется такой
размер Вселенной маленьким, то его можно увеличить до какого-то разумного предела.
Однако же надо как то интерпретировать все другие объекты, видимые на небесной сфере, которые расположены дальше этого разумного предела?
Предположим, что силовое поле Вселенной не выпускает за свои пределы ни единого фотона,
когда бы он не был излучен любым объектом и тогда фотоны, естественно, вынуждены вечно бороздить
просторы Вселенной, создавая невообразимо прекрасную и завораживающую феерию ночной небесной
сферы и видимость её бесконечности. А разве не такая картина предстает перед нами на ночном безоблачном небе? И что противоречит такому предположению? Фотоны так не движутся?
Действительно, фотонам ровным счётом наплевать на силовое поле. Фотоны движутся в пространстве по своим законам, определяемыми законами квантовой электродинамики, но эти законы таковы, что фотоны не могут покинуть пределов силового поля Вселенной. Иначе был бы нарушен основополагающий физический закон сохранения энергии и массы. Эйнштейновское выражение энергии
говорит о неразрывности связи массы и энергии и фотоны не должны унестись в неизвестность, за пределы силового поля Вселенной, отделяя энергию от массы.
Такое предположение приводит к выводу, что фотоны, не покидающие просторов Вселенной,
должны создать эффект, который можно назвать эффектом зеркальности, Этот эффект, надо думать, и
создает всю остальную составляющую вида ночной небесной сферы. А если это так, то на самом деле
всего остального просто не существует в настоящее время, как не существуете Вы в зеркале, в которое
смотритесь.
Зато эффект зеркальности позволяет проследить эволюционное развитие Вселенной от момента
Большого Взрыва и до настоящего времени. Следует только разобраться, где проходит граница, отделяющая на небесной сфере объекты, действительно существующие в настоящее время, от их многочисленных зеркальных изображений прошлого эволюционного развития, созданного конечностью скорости
света и конечностью размеров действительно существующей массы Вселенной.
Представляется, что такой границей может быть объём, занимаемый местной сверхгалактикой.
Возможно и иное решение, основанное на какой-либо определённой величине красного смещения. Тогда все галактические объекты, расположенные в пределах определённой таким образом границы, действительно существуют в настоящем времени, а всё остальное на ночной небесной сфере, это просто их
фотографии юношеского и младенческого возраста.
Позволительно задаться вопросом, почему никто и никогда не рассматривал подобной модели
устройства Вселенной? Вероятнее всего этого не случилось потому, что специалистам трудно преодолеть психологическую инерцию, связанную с господствующей точкой зрения на интерпретацию космологического красного смещения на основе эффекта Доплера.
Надо сказать, что многочисленные попытки астрономов обосновать космологическое красное
смещение, какими либо иными причинами, основанными не на эффекте Доплера, оказались неудачными, что и привело к созданию модели Вселенной с расширяющимся пространством.
С моей точки зрения, эта модель неудачна тем, что постулирует возникновение материи из ничего и не дает адекватных решений для всех известных величин «красных смещений» спектров излучающих объектов на небесной сфере.
Разрешение этих двух проблем может быть найдено, если рассмотреть модель сферически замкнутой осциллирующей Вселенной (модель СЗОВ), в которой замкнутую сферу образует не кривизна
пространства, а фотоны, не покидающие пределов её силового поля. Модель СЗОВ предполагает, что
Большому Взрыву предшествовало сжатие матери предыдущей Вселенной, с полным набором элементов таблицы Менделеева. Космологическое красное смещение, в таком случае, без проблем может быть
разрешено, если обосновать его эволюционным изменением скорости хода времени. То есть надо принять, что эволюция Вселенной сопровождалась изменением хода времени от самого медленного, в момент Большого Взрыва, до самого быстрого в настоящее время. Тогда становится понятным, что разли2
чие скорости хода времени в момент излучения фотонов источником и в момент их фиксации земным
наблюдателем и создаёт явление, называемое в астрофизике « красным смещением».
Продолжение этой работы носит математический характер и имеет несколько вариантов. Нижеследующий вариант содержит минимально возможный математический и логический текст.
12.10.2013.
. Амельчук Анатолий Фадеевич. Индекс 302026 Орёл. Черкасская ул.Дом72.Кв 125. Телефон
дом.747939. Моб. 89536240048.
E-mail Am.An.Fad@yandex.ru
Skype. Fadeich1933
Нетрадиционное разрешение проблемы красного смещения в спектрах излучающих объектов на основе эволюционного изменения скорости хода времени во
Вселенной. Часть 2.
В совремённой модели устройства Вселенной с расширяющимся пространством скорость удаления излучающего объекта и расстояние до него от земного наблюдателя определяется на основе так называемого «закона Хаббла» по формуле:
V
(1)
H,
где V – скорость, R – расстояние, H – параметр Хаббла.
При вычислении скорости удаления объекта на основе эффекта Доплера, скорость V есть произведение скорости света C на величину красного смещения Ζ излучающего объекта. Расстояние до объекта тоже можно представить как произведение скорости света C на время пути света t от объекта до
земного наблюдателя и тогда формула (1) принимает следующий вид:
V
(2)
t H,
где C – скорость света, Ζ – красное смещение, t – время пути света от объекта до земного наблюдателя.
В окончательном виде, сокращая скорость света, получаем соотношение, действительно определяемое
параметром Хаббла H:
t
(3)
H.
Как видно из этой формулы, параметр Хаббла определяет только соотношение величины красного
смещения Z излучающего объекта и времени пути света t от объекта до земного наблюдателя и не имеет
никакого отношения к скорости излучающих объектов. Что же касается пути, пройдённым светом за
время t, то его тоже нельзя априори считать равным расстоянию от излучающего объекта до земного
наблюдателя. В сферически замкнутой Вселенной это понятие не всегда однозначно.
Отказавшись от интерпретации красного смешения на основе эффекта Доплера, берём за основу
«эволюционное» изменение скорости хода времени во Вселенной от самой медленной, в момент Большого Взрыва, и до самой большой в настоящее время. Для этого выразим величину Ζ через длину волны, как это принято в астрофизике. Величина Ζ через длину волны определяется по формуле:
1,
(4)
где – длина волны какой-либо определённой спектральной линии, получаемой от лабораторного источника, – длина волны, соответствующая этой спектральной линии, получаемой от объекта с
красным смещением, Δ – разность между этими величинами.
3
Учтём, что величина Ζ объекта может быть выражена не только через длину волны, но и через
частоту или период, соответствующие этой спектральной линии.
Величина Ζ, выраженная через период, определяется по формуле:
T
ZT T
T
T
T 1,
(5)
Где Τ – период, соответствующий длине волны .
Τ – период, соответствующий длине волны .
ΔΤ - разность между этими периодами.
Данная формула показывает, что по часам земного наблюдателя длительность периода, соответствующая одной и той же спектральной линии, различна на величину ΔΤ для данного наблюдаемого
объекта и земного наблюдателя. Приняв за основу увеличения длительности периода более медленный
ход времени для излучающего объекта, по сравнению со скоростью хода времени земного наблюдателя,
получаем обратно пропорциональное равенство отношений периодов и скоростей хода времени. Обозначим скорость хода времени символом и запишем;
где
; и тогда
Τ0
0
Τ
,
(6)
– скорость хода времени наблюдаемого объекта,
– скорость хода времени земного наблюдателя.
Теперь можно выразить величину Ζ через скорость хода времени излучающего объекта и земного наблюдателя.
1,
(7)
где – скорость хода времени земного наблюдателя,
– скорость хода времени наблюдаемого объекта,
Δ– разность между этими величинами.
Окончательно, приняв скорость хода времени земного наблюдателя за 1, получаем:
!
1, откуда
!
"!
.
( 8)
Сделаем вывод, что любому, сколько возможно большому значению величины Ζ наблюдаемого
объекта, соответствует вполне определённая величина скорости хода времени этого объекта, всегда
меньшая скорости хода времени земного наблюдателя. Верно и обратное выражение – любому значению величины соответствует вполне определённое значение величины Ζ. То есть, красное смещение
получило понятное разрешение без привлечения эффекта Доплера и объясняется не скоростью удаления
объекта от земного наблюдателя, а более медленным ходом времени в момент излучения, по отношению
к ходу времени земного наблюдателя в момент фиксации.
Но это ещё не полное решение. Нужно разобраться с величиной H – параметром Хаббла, и поэтому вернёмся к формуле (3).
#
t
Η,
4
В данной формуле параметр Хаббла H постоянная величина, определённая астрофизиками путём наблюдения и расчёта, принята равной, Η $$ км/сек
!мпс.
$$км/сек.
+,,- !./ км. 2,495 · 10!, сек! .
При таком значении H и при значении 5 1, величина t в этой формуле, принятая Хабблом за время
существования Вселенной, получает неразумно большое значение.
Противоречие может быть устранено, если принять, что H – переменная величина. То есть каждому значению величины Ζ должно соответствовать не только определённое значение величины , но и определённое значение величины H. По сути, величина Η показывает численное значение ускорения хода времени для любого возможного значения красного смещения – Ζ. Такое значение H для любой величины Ζ
вычисляется по формуле;
Η 6 7 18+ · H .
(9)
где Η – значение параметра Хаббла для данной величины .
Η - значение параметра Хаббла для величины = 0.
(Численно 7 1 равно отношению хода земного времени, принимаемого за единицу, к ходу времени
наблюдаемого объекта, то есть 7 1 0
1).
В принципе это означает, что изменение скорости хода времени имеет эволюционный характер
и происходит даже сейчас, то есть в настоящее время. Значение Η для Ζ = 0 неизвестно и должно быть
найдено. Методом подбора и перебора вариантов значение Η принято мной равным 1,16 · 10-18 сек -1. В
сущности, это значит, что любая, взятая наугад, сегодняшняя секунда, в среднем короче предыдущей и
длиннее последующей в 1,16⋅10-18 раза. Конечно, иронично выражаясь, эта величина получена методом
« научного тыка » и может быть изменена в большую или меньшую сторону. Однако такая величина H0
позволила произвести табличный способ подсчёта возраста Вселенной от момента Большого Взрыва и
до настоящего времени, и она дала хорошее приближение к общепринятой величине возраста Вселенной
(13 миллиардов 600 миллионов лет).
Всё вышеизложенное, с моей точки зрения, достаточно убедительно показывает, что никакого
расширения пространства Вселенной не существует, а отсюда следует, что не существует и темная энергия, которая, по мысли астрономов, разгоняет галактики в разные стороны с возрастающей скоростью.
Это сокращённая математическая часть предлагаемого решения проблемы красного смещения. Что же
касается физической основы изменения хода времени, то оно рассматривается в других вариантах,
имеющих больше математических выкладок и больший размер. Они могут быть предложены вниманию желающим, с ними ознакомится.
Приложение:1 – Сокращённый вариант таблицы вычисления возраста Вселенной.
(Полный вариант содержит 260 строк).
12.10.2013. Амельчук Анатолий Фадеевич. Индекс 302026 Орёл. Черкасская ул. Дом72.
Кв. 125 Моб. 89536240048. E-mail Am.An.Fad@yandex.ru . Skype Fadeich1933
Сокращённый вариант таблицы вычисления возраста сферически замкнутой осциллирующей Вселенной.
Пояснение к таблице.
Строка 1 – нынешнее состояние системы: Ζ1 = 0, H1 – принята равной 1,16·10 -18 сек-1 : - является const
для последующих вычислений и в формулах обозначается как H0 .
Строка 2 – следующее состояние системы: Ζ2 = 0,01 , H2 = 1,19514916·10-18сек-1 – получена по формуле
5
H2 = (Ζ2+1)3 · H0.
Строка промежуточная – между строкой 1 и 2: ∆Ζ! – приращение, данное величине Ζ1 и полученное
величиной Ζ 2.
Деление этого приращения на H ср. в столбце C дает период времени в секундах в столбце D, за которое
произошло данное изменение величины Ζ во Вселенной.
Сумма всех значений t в столбце D, даёт возраст Вселенной в секундах от Большого Взрыва и до настоящего времени. Она равна 4,2941344779117227863134270886612·1017сек. что составляет
13 миллиардов 600 миллионов лет. ( 1 звёздный год равен 3,1558152· 107 секунд. )
A
№
Ζ=
1
B
9 6 7 18+ ⋅Η –
параметр Хаббла.
1
∆!
2
∆+
3
∆+>
4
0
0,01
0,01
0,01
0,02
0,01
0,03
1, 16e-18 = const
9
∆D!
10
∆!!!
11
0,08
0,01
0,09
0,01
0,1
1,46126592e-18
0,26
0,01
0,27
0,01
0,28
0,01
0,29
Ηср :; ":;<.
D
∆
t = время в сек. за данный период.
–
:ср
средне значение
1,17757458e-18
8,4920311374248584747812745754074e+15
1,19514916e-18
1,21307522e-18
8,2435118903838461064269369874689e+15
1,23100128e-18
1,2492823e-18
8,0045959187927340361742097842897e+15
1,48174978e-18
6,7487777862197489241402148208856e+15
1,52309682e-18
6,5655707954271744852044271223677e+15
2375 млн. лет
7,4964781533190662153757303974841e+16
1,26756332e-18
1,50223364e-18
1,54396e-18
Сумма t столбца D в миллионах лет
27
∆$,
28
∆,D
29
∆D+
30
C
C
2,32043616e-18
2,34828022e-18
4,2584355626859557672380343092103e+15
2,4044103e-18
4,1590239402983758637200980215398e+15
2,46142778e-18
4,0626826759873490986601280659959e+15
2,37612428e-18
2,43269632e-18
2,49015924e-18
Нижеследующая строка таблицы выделена для показа месторасположения в данной таблице величины
Ζ, соответствующей величине параметра Хаббла Η 0,2908
∆++! 0,01
31
0,3
2,495e-18
$$км/сек.
+,,- !./ км. = 2,495·10-18 сек -1
A
Ζ = ?@H/
H B -1
2,51933962e-18
3,9692941438359946087776764293494e+15
1403 млн. лет
4,4275953063463290973145745848895e+16
3,79884978e-18
2,6323757397956388788819125140558e+15
6
2,54852e-18
Сумма t столбца D в миллионах лет
49
0,48
∆>DE 0,01
$$ км/сек
!мпс.
C
3,76047872e-18
50
0,49
∆EE! 0,01
51
0,50
3,83722084e-18
0,66
0,02
0,68
0,02
0,7
10
0,5
10,5
0,5
11
11
1
12
1
13
1
14
1
15
5,40323824e-18
3,7014840197014892313909889710878e+15
5,59968656e-18
3,5716284805769557216073893964522e+15
C
1344 млн. лет
4,2415619768858077985521292881933e+16
7,83212976e-18
2,5535838415424823094350775924836e+15
942 млн. лет
2,9742113745517882259807867233741e+16
1,393122416e-17
1,4356240176958002519141146315458e+15
833 млн. лет
2,6274738248558485290184721528855e+16
7,70781952e-18
7,95644e-18
C
1,374872832e-17
1,411372e-17
C
1,54396e-15
1,6540875e-15
3,0228146939022270587257324657855e+14
1,8843475e-15
2,653438391804059495395621030622e+14
147 млн. лет
4,6515938025778017761399995938207e+15
2,54852e-15
4,3927081045464528882055787392928e+14
2,86578e-15
3,4894513884527074653323004557224e+14
3,54902e-15
2,817679246665276611571645130205e+14
4,33318e-15
2,3077739673865382928934408448299e+14
41 млн. лет
1,300761270705097525800296517005e+15
4,2941344779117227863134270886612e+17
1,764215e-15
2,00448e-15
Сумма t столбца D в миллионах лет
160
∆!-!-!
161
∆!-!!-
162
∆!-!-+
163
∆!-+!->
164
2,8342980127212155209715566692316e+16
5,69908e-18
Сумма t столбца D в миллионах лет
158
∆!E,!ED
159
∆!ED!-
160
898 млн. лет
5,50029312e-18
Сумма t столбца D в миллионах лет
90
1.28
∆DD! 0,02
91
1,3
C
5,30618336e-18
Сумма t столбца D в миллионах лет
70
0,88
∆$$! 0,02
71
0,9
2,5799058634660877385428044642753e+15
3,915e-18
Сумма t столбца D в миллионах лет
59
∆ED-
60
∆--!
61
3,87611042e-18
C
2,00448e-15
2,54852e-15
3,18304e-15
3,915e-15
4,75136e-15
Сумма t столбца D в миллионах лет
C
Общая сумма всех значений t столбцов D таблицы равна
13,607 миллиарда лет.
Дальнейшее увеличение Ζ в данной таблице, до какого-то возможного предела, не имеет
смысла, так как это даёт столь малый прирост общего возраста Вселенной, что его можно просто опустить.
Предельное значение красного смещения Z во Вселенной принадлежит, по моему мнению, реликтовому
фону и может быть определено по формуле:
7
Z = 1 , и тогда:
Z реликта =
реликта
1. Ζреликта =
!,D !K Å
-E-+Å
1 = 2894.
Где реликта – длина волны в части наибольшей плотности энергии реликтового фона. Она равна 1,9мм.,
что составляет 1,9·107 Å,
- длина волны HM водородной сери Бальмера, равная 6563Å, определённая в лабораторных условиях.
Данный математический расчёт произведён по следующему соображению. Так как водород является наиболее распространённым элементом во Вселенной, а его спектральная линия HM водородной
серии Бальмера наиболее сильная в его спектре, то максимум плотности энергии на диаграмме реликтового фона должен принадлежать именно этой спектральной линии. Модель СЗОВ предполагает, что
Большому Взрыву предшествовало сжатие материи предыдущей Вселенной, с полным набором всех
элементов таблицы Менделеева и водорода в том числе.
Расшифровка формул таблицы.
Ζ=
– 1; где длина волны какой-либо определённой спектральной линии излучения, получаемой
от лабораторного источника, длина волны, соответствующая этой спектральной линии, получаемой
от наблюдаемого объекта.
H = (Ζ+1)3 · 9 ; где H – значение параметра Хаббла для данной величины Ζ, 9 – значение параметра
Хаббла для величины Ζ = 0: является const – принята равной 1,16·10-18 сек-1.
H ср =
:; ":;<.
;
где H ср – средне значение параметра Хаббла для двух соседних вертикальных ячеек дан-
ной таблицы.
t=
;
:ср
где t – время в секундах, за которое произошло изменение «красного смещения» на величину,
равную Δ#
27.10.13. . Амельчук Анатолий Фадеевич. Индекс 302026 Орёл. Черкасская ул. Дом72. Кв 125.
Моб. 89536240048. E-mail Am.An.Fad@yandex.ru Skype Fadeich1933.
8