Сегодня во многих публикациях сингулярность Большого взрыва (БВ) преподносится как некая физическая сущность начального состояния Вселенной, момент её возникновения из ничтожно малой области (точки), имеющей бесконечно большие значения плотности вещества и температуры.
Такая физическая трактовка сингулярности, как начало начал возникновения Вселенной, по-существу, мало чем отличается от концепции сотворения мира Творцом из ничего.
Правда есть и другие воззрения на этот счет, в частности, о цикличности развития Вселенной, не лишенные оснований.
Порассуждаем об этом понятии – сингулярность Большого взрыва
Начнем с определений.
В Интернет-энциклопедии «Википедия» сказано следующее (привожу с сокращениями, дабы не погружаться чрезмерно в детали).
Сингулярность (от лат. singularis «единственный, особенный»). К примеру, математическая сингулярность (особенность) - точка, в которой математическая функция стремится к бесконечности или имеет какие-либо иные нерегулярности поведения.
Космологическая сингулярность - состояние Вселенной в начальный момент Большого Взрыва, характеризующееся бесконечной плотностью и температурой вещества.
Возникновение этой сингулярности при продолжении назад во времени любого решения общей теории относительности (ОТО), описывающего динамику расширения Вселенной, было строго доказано в 1967 году Стивеном Хокингом. Также он писал – «Результаты наших наблюдений подтверждают предположение о том, что Вселенная возникла в определённый момент времени. Однако сам момент начала творения, сингулярность, не подчиняется ни одному из известных законов физики».
Сингулярности не наблюдаются непосредственно и являются, при нынешнем уровне развития физики, лишь теоретическим построением. Считается, что описание пространства-времени вблизи сингулярности должна давать квантовая гравитация.
Из приведенных выше определений следует, что, первое:
сингулярности при нынешнем уровне развития физики являются лишь теоретическим построением
и второе – сингулярность, не подчиняется ни одному из известных законов физики.
Отсюда можно заключить, что
КОСМОЛОГИЧЕСКАЯ СИНГУЛЯРНОСТЬ – это математическая абстракция, не имеющая достоверной физической интерпретации.
Науке пока не известно, что происходит с веществом при его, условно говоря, неограниченном сжатии, когда плотность и температура достигают Планковских значений, или возможно их превышают.
Воспроизвести на Земле условия подобного сжатия, чтобы экспериментально что-то изучить и проверить, технически невозможно, даже в обозримой перспективе.
Такого рода условия создаёт только сама Природа, её величество Гравитация, порождая во Вселенной сверхсжатые объекты, так называемые черные дыры (ЧД).
Физика процессов, происходящих с веществом внутри черной дыры, остается загадкой для науки.
Нет и теории, математического описания подобного рода процессов. Определенные надежды связывают с разработкой теории квантовой гравитации, но создать её пока не удаётся.
Зато можно, в отсутствие научной теории, выдвигать гипотезы, строить различные догадки и предположения.
Физическая трактовка сингулярности БВ – Предположение
С учетом вышеизложенного почему бы не предположить, что
Большой взрыв явился следствием перехода вещества сверхмассивной («созревшей») черной дыры в иное фазовое состояние.
Есть ли основания для такого рода предположения? Судите сами.
Первое – вещество Вселенной эволюционирует между, условно говоря, двумя полюсами: от максимально разреженного «пустого» пространства до предельно сжатого состояния черной дыры, находясь в зависимости от условий в той или иной промежуточной стадии, как-то газообразном, жидком, твердом состоянии.
Второе – в черных дырах, этих гравитационных пылесосах Вселенной, сосредоточены огромные массы материи.
По данным Википедии: масса самой тяжёлой сверхмассивной чёрной дыры, обнаруженной в галактике NGC 4889, составляет около 21 млрд солнечных масс, чёрная дыра в квазаре OJ 287 имеет массу 18 млрд и чёрная дыра в центре галактики NGC 1277 - 17 млрд солнечных масс. Эти массы вполне сопоставимы с массой целых небольших галактик.
Ещё одна сверхмассивная чёрная дыра, Q0906+6930 массой в 10 млрд масс Солнц, расположена в созвездии Большой Медведицы на расстоянии 12,7 млрд световых лет от Земли.
Третье – возраст нашей Вселенной оценивается в 13,8 млрд лет. У многих ученых возникает вопрос, как могли появиться столь массивные черные дыры на столь ранней стадии эволюции Вселенной. А если предположить, что черные дыры существовали и до Большого взрыва, который лишь привел к образованию Вселенной, как локального фрагмента Мироздания?
Четвертое – существенным является также то, что черные дыры непрерывно наращивают свою массу, как за счет поглощения ими звезд и межзвездного вещества, так и путем слияния друг с другом, и чем может завершиться такой процесс увеличения массы черных дыр никто пока достоверно не знает.
Чтобы лучше себе представлять о каких фантастических, по нашим обыденным земным представлениям, массах вещества идет речь, стоит напомнить, что масса планеты Земля оценивается приблизительно в 5,98 секстиллионов тонн. Вот как выглядит это число:
5 980 000 000 000 000 000 000 тонн или 5,98·10 24 кг.
Причем, с каждым годом Земля становится все тяжелее: на нее оседает примерно тридцать тысяч тонн космической пыли в год. Масса же Солнца превышает массу Земли почти в 333 тысячи раз, и составляет приблизительно 1,99·10 30 кг. Черные дыры, упомянутые выше, в миллиарды, десятки миллиардов раз по массе больше Солнца.
Для наглядности, если принять за единицу массу Земли, то в сравнении получаем:
Что уж тогда говорить о массе вещества всей наблюдаемой Вселенной, оцениваемой более чем в 10 50 тонн? Трудно себе представить, чтобы все это вещество появилось из ничтожно малой точки – сингулярности Большого взрыва.
Пятое – если переместиться во времени обратно к начальной точке БВ, или, как говорят в кинематографе, отмотать пленку назад, то получим то, что называется Большое сжатие - один из возможных сценариев будущего Вселенной. По этому сценарию расширение Вселенной со временем меняется на сжатие, и Вселенная коллапсирует, в конце концов «схлопываясь в сингулярность (из Википедии)».
Сжимающаяся Вселенная будет разбиваться на отдельные изолированные группы. Вся материя коллапсирует в чёрные дыры, которые затем будут срастаться, создавая в результате единую чёрную дыру – сингулярность Большого сжатия (из Википедии).
И вот эта черная дыра с массой всей Вселенной превращается в стремящуюся к нулю точку с бесконечными плотностью вещества и температуры? То есть в то, что выше определено, как «схлопываясь в сингулярность»? Впечатляет, но едва ли способствует пониманию физической природы такого процесса.
Моё предположение:
СИНГУЛЯРНОСТЬ БОЛЬШОГО ВЗРЫВА – это математически абстрактное (вырожденное) описание центральной точки черной дыры в момент достижения ею под действием гравитационных сил сжатия критических значений плотности и температуры, достаточных для возникновения и развития процесса скачкообразного перехода материи (вещества) черной дыры в иное фазовое состояние.
Такой переход материи в иное фазовое состояние будет сопровождаться высвобождением колоссальной энергии в виде сгустка излучения, распространяющегося со световой (фотоны) скоростью.
Последователи модели БВ могут сказать, что Большой взрыв совсем не то, что обычно понимается как резкое возрастание давления с внезапным высвобождением энергии в определенной точке или области пространства, а это взрыв, который произошел одновременно везде, заполнив с самого начала все пространство.
Но что значит ВЕЗДЕ? Если Вселенная, следуя модели БВ, вначале занимала небольшой объем, а затем произошло её резкое (экспоненциально ускоренное) инфляционное расширение, то логично считать, что ВЕЗДЕ – это в относительно небольшой изначальной области, предшествующей последующему инфляционному расширению.
Также и для сверхгигантской черной дыры, вобравшей в себя всё вещество Вселенной (а возможно, только локального фрагмента или локальной Вселенной, или части локальной Вселенной), взрыв будет ВЕЗДЕ в пределах занимаемого ЧД объема, который может быть весьма значительным.
При этом распространяющаяся со световой скоростью область взрыва – излучение с температурой в тысячи миллиардов градусов чем это не инфляционное расширение?
В дальнейшем же, по мере остывания этой расширяющейся области излучения, рождаются и взаимодействуют различные элементарные частицы с последующим образованием из них вещества, звезд, планет и т.д., всё в соответствии с космологической моделью Большого взрыва.
Приведенная физическая интерпретация начального момента БВ представляется мне не совсем лишенной смысла, и к тому же более естественной для восприятия, чем просто математически абстрактное понятие сингулярности.
Мнение ученого
Известный ученый-космолог, знаменитый физик, Нобелевский лауреат Стивен Вайнберг в своих книгах «Первые три минуты», «Мечты об окончательной теории» подробно и доходчиво объясняет физику процессов, происходивших начиная с одной сотой доли секунды после Большого взрыва, процессов, которые в итоге привели к образованию нашей сегодняшней Вселенной. Однако столь же ясное физическое понимание того, что происходило в более ранний (до одной сотой секунды) промежуток времени, по его мнению, является затруднительным в силу ряда причин. Вот как об этом пишет сам С. Вайнберг (фрагменты из его книги «Первые три минуты»):
Незнание микроскопической физики стоит как пелена, застилающая взор при взгляде на самое начало.
Тем не менее мы можем, по крайней мере, вообразить момент времени, когда гравитационные силы были столь же велики, как и сильные ядерные взаимодействия… . При сверхвысоких температурах энергия частиц в тепловом равновесии может стать так велика, что силы тяготения между ними станут такими же большими, как и любые другие силы. Можно оценить, что такое положение будет достигнуто при температуре около 100 миллионов миллионов миллионов миллионов миллионов градусов (10 32 К). (А.Ч.: 10 32 К – Планковская температура).
Мы слишком мало знаем о квантовой природе гравитации даже для того, чтобы делать разумные предположения об истории Вселенной до этого времени.
Одна возможность заключается в том, что на самом деле никогда не было состояния бесконечной плотности. Теперешнее расширение Вселенной могло начаться в конце предыдущей эры сжатия, когда плотность Вселенной достигала какого-то очень большого, но конечного значения.
Согласно этой модели, наш мир появился около тринадцати миллиардов лет назад в результате Большого взрыва некоего сверхплотного состояния нашей Вселенной - сингулярности. Что предшествовало этому событию, как возникла сингулярность, откуда появилась её масса, было совершенно непонятно - теории такого состояния нет. Неясна была и дальнейшая судьба расширяющейся Вселенной: станет ли её расширение продолжаться вечно, или оно сменится сжатием вплоть до очередной сингулярности.
Теория космогенеза, разработанная недавно российскими исследователями и впервые доложенная в мае прошлого года на международной конференции в Физическом институте им. П. Н. Лебедева Российской академии наук, показывает, что сингулярность - естественный продукт эволюции массивной звезды, превратившейся в чёрную дыру. Одна-единственная чёрная дыра способна дать многочисленное «потомство» в последующих вселенных. И этот процесс идёт непрерывно, ветвясь, подобно Древу Мира из скандинавских легенд. Многолистная гипервселенная бесконечна и в пространстве, и во времени.
Древо Мира
КОСМОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ«В начале было Слово, и Слово было у Бога, и Слово было Бог». Коротко и чётко, но непонятно. К счастью, помимо теологии существует и космология - наука о Вселенной. Космологическая картина мира носит, по определению, объективный, внерелигиозный характер и поэтому интересна любому человеку, который ценит факты.
Вплоть до начала XX века космология оставалась умозрительной дисциплиной: это была ещё не физика, опирающаяся на эмпирический опыт и независимый эксперимент, а натурфилософия, базирующаяся на взглядах, в том числе и религиозных, самого учёного. Только с появлением современной теории гравитации, известной как ОТО - общая теория относительности, космология получила теоретическую базу. Многочисленные открытия как в астрономии, так и в физике дали нашей героине наблюдательные обоснования. Важным подспорьем для теории и наблюдений стал численный эксперимент. Заметим, что, вопреки некоторым утверждениям, между ОТО, с одной стороны, и наблюдениями и экспериментом - с другой противоречий нет. Ведь на основе ОТО не только вычислили величину отклонения луча света в поле тяготения Солнца, что, прямо скажем, не принципиально важно для народного хозяйства, но и рассчитывают орбиты планет и космических аппаратов, а также технические параметры ускорителей, включая Большой адронный коллайдер. Конечно, это не означает, что ОТО - истина в последней инстанции. Однако поиски новой теории гравитации идут в направлении обобщения уже имеющейся, а не отказа от неё.
Определение, которое мы дали космологии - науке о Вселенной, - довольно широкое. По справедливому замечанию Артура Эддингтона, вся наука - это космология. Поэтому логично пояснить на конкретных примерах, какие задачи и проблемы относятся к космологическим.
Построение модели Вселенной - это, безусловно, космологическая задача. В настоящее время общепринято, что Вселенная однородна и изотропна в больших масштабах (более 100 мегапарсек). Такая модель называется фридмановской по имени её первооткрывателя Александра Фридмана. В малых же масштабах вещество Вселенной подвержено процессу гравитационного скручивания за счёт гравитационной неустойчивости - сила притяжения, действующая между телами, стремится собрать их вместе. В конечном счёте это приводит к возникновению структуры Вселенной - галактик, их скоплений и т. д.
Вселенная нестационарна: она расширяется, причём с ускорением (инфляционно) из-за наличия в ней тёмной энергии - разновидности материи, давление которой отрицательно. Космологическую модель описывают несколько параметров. Это количество тёмной материи, барионов, нейтрино и число их сортов, значения постоянной Хаббла и пространственной кривизны, форма спектра начальных возмущений плотности (совокупности возмущений разных размеров), амплитуда первичных гравитационных волн, красное смещение и оптическая толща вторичной ионизации водорода, а также другие, менее значимые параметры. Каждый из них заслуживает отдельного разговора, определение каждого - целое исследование, и всё это относится к задачам космологии. Космологический параметр - не только число, но и физические процессы, управляющие миром, в котором мы живём.
РАННЯЯ ВСЕЛЕННАЯ
Возможно, ещё более важная космологическая проблема - вопрос о происхождении Вселенной, о том, что же было в Начале.
На протяжении столетий учёные представляли Вселенную вечной, бесконечной и статичной. То, что это не так, обнаружили в 20-х годах XX века: нестационарность решений уравнений гравитации была теоретически выявлена уже упоминавшимся А. А. Фридманом, а наблюдения (с верной интерпретацией) выполнены почти одновременно несколькими астрономами. Методически важно подчеркнуть, что само пространство никуда не расширяется: речь идёт об объёмном расширении крупномасштабного потока материи, растекающегося во все стороны. Говоря о Начале Вселенной, мы имеем в виду вопрос о происхождении этого космологического потока, которому был дан начальный толчок на расширение и придана определённая симметрия.
Идея вечной и бесконечной Вселенной трудами многих исследователей XX века, порой вопреки их личным убеждениям, сдала свои позиции. Открытие глобального расширения Вселенной означало не только то, что Вселенная нестатична, но и то, что её возраст конечен. После долгих споров о том, чему он равен, и многих важных наблюдательных открытий утвердилось число: 13,7 миллиарда лет. Это очень мало. Ведь два миллиарда лет назад по Земле уже что-то ползало. К тому же радиус видимой Вселенной слишком велик (несколько гигапарсек) для столь небольшого возраста. По-видимому, громадный размер Вселенной связан с другим - инфляционным - этапом расширения, который происходил в прошлом и сменился стадией замедленного расширения, управляемого гравитацией излучения и тёмной материи. Позднее наступает ещё один этап ускоренного расширения Вселенной, которым управляет уже тёмная энергия. Уравнения ОТО показывают, что при ускоренном расширении размер космологического потока возрастает очень быстро и оказывается больше светового горизонта.
Возраст Вселенной известен с точностью 100 миллионов лет. Но, несмотря на такую «невысокую» точность, мы (человечество) можем уверенно проследить процессы, протекавшие чрезвычайно близко по времени к «моменту рождения Вселенной» - порядка 10^-35 секунды. Это возможно потому, что динамика физических процессов, происходящих на космологических расстояниях, связана только с гравитацией и в этом смысле абсолютно ясна. Имея в наличии теорию (ОТО), мы можем экстраполировать Космологическую стандартную модель в современной Вселенной в прошлое и «посмотреть», как она выглядела в молодости. А выглядела она просто: ранняя Вселенная была строго детерминирована и представляла собой ламинарный поток материи, расширяющейся от сверхбольших плотностей.
СИНГУЛЯРНОСТЬ
Тринадцать миллиардов лет - это примерно 10^17 секунд. А «естественное» начало космологического потока при такой экстраполяции совпадает с планковским временем - 10^-43 секунды. Итого 43 + 17 = 60 порядков. Говорить о том, что было раньше 10^-43 секунды, бессмысленно, поскольку в силу квантовых эффектов планковский масштаб - это минимальный интервал, для которого понятие непрерывности и протяжённости применимо. На этом месте многие исследователи опускали руки. Мол, дальше пройти нельзя, поскольку у нас нет теории, мы не знаем квантовой гравитации и т.д.
Однако на самом деле нельзя сказать, что Вселенная «родилась» прямо с этим возрастом. Вполне возможно, что поток материи «проскочил» сверхплотное состояние за весьма короткое (планковское) время, то есть что-то заставило его пройти тот кратковременный этап. И тогда никакого логического тупика с планковским временем и постоянной Планка нет. Надо просто понять, что могло предшествовать началу космологического расширения, по какой причине и что «протащило» гравитирующую материю через состояние сверхбольшой плотности.
Ответ на эти вопросы, на наш взгляд, лежит в природе гравитации. Квантовые эффекты играют здесь второстепенную роль, видоизменяя и модифицируя понятие сверхплотной материи в течение краткого интервала времени. Конечно, сегодня мы не знаем всех свойств эффективной материи [эффективной эта «материя» называется потому, что в неё включены также параметры, описывающие возможные отклонения гравитации от ОТО. Напомним в этой связи, что современная наука оперирует раздельными физическими понятиями материи и пространства-времени (гравитации). В экстремальных условиях вблизи сингулярности такое деление условно - отсюда и термин «эффективная материя».] в экстремальных условиях. Но, учитывая краткий период этого этапа, мы в состоянии описать весь динамический процесс, опираясь лишь на известные законы сохранения энергии и импульса и считая, что они всегда выполняются в среднем метрическом пространстве-времени, независимо от того, какая квантовая «теория всего» будет создана в будущем.
КОСМОГЕНЕЗИС
В истории космологии было несколько попыток обойти проблему сингулярности и заменить её, например, концепцией рождения Вселенной как целого. Согласно гипотезе рождения из «ничего», мир возник из «точки», сингулярности, - сверхплотной области с очень высокой симметрией и всем остальным, что только можно придумать (метастабильность, неустойчивость, квантовый подбарьерный переход к фридмановской симметрии и др.). В этом подходе проблема сингулярности не решалась, а сингулярность постулировалась в виде исходного сверхплотного вакуумоподобного состояния (см. «Наука и жизнь» №№ 11, 12,1996г.).
Предпринимались и другие попытки «уйти» от сингулярности, однако их цена всегда была высокой. Взамен приходилось постулировать малопонятные конструкции либо сверхплотных (субпланковских) состояний материи, либо «отскоков» фридмановского потока от высокой плотности (смена сжатия на расширение), либо другие гипотетические рецепты поведения высокоплотной материи.
Сингулярность никому не нравится. Физическая картина мира предполагает видоизменяющийся, эволюционирующий, но постоянно существующий мир. Мы предлагаем иначе взглянуть на сингулярность и исходить из того, что сильно сжатые состояния, в которые при определённых условиях попадает и которые проходит динамическая гравитационно взаимодействующая система (в простейшем случае - звезда), объективны и естественны для гравитации. Сингулярные области как временные мосты или цепочки соединяют более протяжённые домены нашего мира. Если это так, то надо понять, что заставляет материю попадать в особые сингулярные состояния и как она из них выходит.
Как уже упоминалось, космологическое расширение начинается с космологической сингулярности - мысленно обращая время вспять, мы неизбежно приходим к моменту, когда плотность Вселенной обращается в бесконечность. Это положение мы можем считать очевидным фактом, опирающимся на КСМ и ОТО. Приняв его как данность, зададимся простым вытекающим отсюда вопросом: как возникает сингулярность, как гравитирующая материя попадает в сверхсжатое состояние? Ответ на удивление прост: к этому приводит процесс гравитационного сжатия массивной системы (звезды или другой компактной астрофизической системы) в конце её эволюции. В результате коллапса образуется чёрная дыра и, как следствие, - её сингулярность. То есть коллапс заканчивается сингулярностью, а космология начинается с сингулярности. Мы утверждаем, что это цепочка единого непрерывного процесса.
Вопрос о происхождении Вселенной, после нескольких проб, попыток его постановки и различных трактовок, приобрёл в XXI веке прочную научную основу в виде КСМ и её однозначной экстраполяции в прошлое по рельсам ОТО. Отталкиваясь в рассмотрении этой проблемы от единственной известной нам Вселенной, мы не должны забывать об общем физическом принципе, связанном с именем Николая Коперника. Когда-то считали, что Земля - центр мироздания, потом его связывали с Солнцем, позднее выяснилось, что наша Галактика не единственная, а лишь одна среди очень многих (только видимых галактик почти триллион). Логично предположить, что и вселенных очень много. То, что мы ничего пока не знаем о других, связано с большим размером нашей Вселенной - её масштаб заведомо превышает горизонт видимости.
Размер (масштаб) Вселенной - это размер причинно-связанной области, растянутый за время её расширения. Размер видимости - это расстояние, которое «прошёл» свет за время существования Вселенной, его можно получить, перемножив скорость света и возраст Вселенной. То, что Вселенная на больших масштабах изотропна и однородна, означает, что начальные условия в удалённых друг от друга областях Вселенной были сходными.
Мы уже упоминали, что этот большой масштаб объясняется наличием инфляционной стадии расширения. В доинфляционный период Большого взрыва расширяющийся поток мог быть совсем маленьким и вовсе не иметь черты фридмановской модели. А вот как сделать из малого потока большой - это не проблема космогенезиса, а технический вопрос существования конечной промежуточной стадии инфляции, способной расширить поток подобно тому, как увеличивается поверхность надуваемого воздушного шарика. Главная проблема космогенезиса не в размере космологического потока, а в его появлении. Подобно тому, как существует хорошо известный способ образования сжимающихся потоков материи (гравитационный коллапс), должен быть достаточно общий и простой физический механизм гравитационной генерации («зажигания») расширяющихся потоков материи.
ИНТЕГРИРУЕМЫЕ СИНГУЛЯРНОСТИ
Итак, как проникнуть «за» сингулярность? И что же там за ней?
Структуру пространства-времени удобно исследовать, мысленно запуская в него свободные пробные частицы и наблюдая, как они движутся. Согласно нашим расчётам, геодезические траектории [кратчайшие расстояния в пространстве определённой структуры. В евклидовом пространстве это прямые, в римановом - дуги окружности и т.д.] пробных частиц свободно распространяются во времени через сингулярные области определённого класса, которые мы назвали интегрируемыми сингулярностями. (В сингулярности расходится плотность или давление, но интеграл по объёму от этих величин конечен: масса интегрируемой сингулярности стремится к нулю, поскольку она занимает ничтожный объём.) Пройдя чёрную дыру, геодезические траектории оказываются в пространственно-временнОм домене (от франц. domaine - область, владение) белой дыры, который расширяется со всеми признаками космологического потока. Эта пространственно-временная геометрия едина, и её логично определить как чёрно-белую дыру. Космологический домен белой дыры расположен в абсолютном будущем по отношению к родительскому домену чёрной дыры, то есть белая дыра - естественное продолжение и порождение чёрной.
Эта новая концепция родилась совсем недавно. Создатели оповестили о её появлении в мае 2011 года на научной конференции, посвящённой памяти А. Д. Сахарова, проходившей во флагмане российской физики - Физическом институте им. П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН).
Каким же образом это возможно и почему ранее такой механизм космогенезиса не рассматривался? Начнем с ответа на первый вопрос.
Найти чёрную дыру несложно, их вокруг множество - в чёрных дырах сосредоточено несколько процентов всей массы звёзд Вселенной. Хорошо известен и механизм их возникновения. Часто можно услышать, что мы живём на кладбище чёрных дыр. Но можно ли это назвать кладбищем (концом эволюции), или за горизонтами событий чёрных дыр начинаются иные зоны (домены) нашего сложного мира, иные вселенные?
Мы знаем, что внутри чёрной дыры находится особая сингулярная область, в которую «сваливается» всё вещество, пойманное ею, и где гравитационный потенциал устремляется в бесконечность. Однако природа не терпит не только пустоты, но и бесконечностей или расходимости (хотя больших чисел никто не отменял). Мы смогли «пройти» область сингулярности, потребовав, чтобы гравитационные (метрические) потенциалы в ней, а значит, и приливные силы оставались конечными.
Расходимость метрических потенциалов можно устранить, сгладив с помощью эффективной материи сингулярность, что ослабляет её, но не ликвидирует полностью. (Такую интегрируемую сингулярность можно сравнить с поведением тёмного вещества при приближении к центру галактики. Его плотность стремится к бесконечности, но заключённая внутри уменьшающегося радиуса масса стремится к нулю из-за того, что объём внутри этого радиуса уменьшается быстрее, чем растёт плотность. Такая аналогия не абсолютна: галактический касп, область с расходящейся плотностью, - это пространственная структура, а сингулярность чёрной дыры возникает как событие во времени.) Поэтому, хотя плотность и давление расходятся, приливные силы, воздействующие на частицу, конечны, поскольку зависят от полной массы. Это и позволяет пробным частицам свободно проходить сингулярность: они распространяются в непрерывном пространстве-времени, и для описания их движения информация о распределении плотности или давления не требуется. А с помощью пробных частиц можно описывать геометрию - строить системы отсчёта и измерять пространственные и временные интервалы между точками и событиями.
ЧЁРНО-БЕЛЫЕ ДЫРЫ
Итак, пройти сингулярность можно. И следовательно, можно «увидеть», что же находится за ней, по какому такому пространству-времени продолжают распространяться наши пробные частицы. А попадают они в область белой дыры. Уравнения показывают, что происходит своеобразная осцилляция: поток энергии из сжимающейся области чёрной дыры продолжается в расширяющуюся область белой. Импульс не спрячешь: коллапс инвертируется в антиколлапс с сохранением полного импульса. И это уже иная вселенная, поскольку белая дыра, заполненная материей, обладает всеми свойствами космологического потока. Это значит, что и наша Вселенная, возможно, порождение какого-то другого мира.
Картина, следующая из полученных решений уравнений гравитации, складывается такая. Родительская звезда коллапсирует в материнской вселенной и формирует чёрную дыру. В результате коллапса вокруг звезды возникают разрушительные приливные гравитационные силы, которые деформируют и разрывают вакуум, рождая в пустом до того пространстве материю. Эта материя из сингулярной области чёрно-белой дыры попадает в другую вселенную, расширяющуюся под действием гравитационного импульса, полученного в ходе коллапса родительской звезды.
Совокупная масса частиц в такой новой вселенной может быть сколь угодно большой. Она может значительно превышать массу родительской звезды. При этом масса образующейся (родительской) чёрной дыры, измеренная наблюдателем, находящимся во внешнем пространстве материнской вселенной, конечна и близка к массе сколлапсировавшей звезды. Здесь нет парадокса, поскольку разница масс компенсируется гравитационной энергией связи, имеющей отрицательный знак. Можно сказать, что новая вселенная находится в абсолютном будущем по отношению к материнской (старой) вселенной. Иначе говоря, туда попасть можно, а обратно уже не вернёшься.
АСТРОГЕННАЯ КОСМОЛОГИЯ, ИЛИ МНОГОЛИСТНАЯ ВСЕЛЕННАЯ
Такой сложный мир напоминает Древо Жизни (генеалогическое древо, если угодно). Если в процессе эволюции во Вселенной возникают чёрные дыры, то через них частицы могут попасть в другие ветви (домены) мироздания - и так далее по временным гирляндам чёрно-белых дыр. Если же чёрные дыры по тем или иным причинам не образуются (например, не рождаются звёзды), возникает тупик - генезис (творение) новых вселенных в этом направлении прерывается. Но при благоприятном стечении обстоятельств поток «жизни» может возобновиться и расцвести даже из одной чёрной дыры - для этого необходимо создать условия для производства новых поколений чёрных дыр в последующих вселенных.
Как могут возникать «благоприятные обстоятельства» и от чего они зависят? В нашей модели это связано со свойствами эффективной материи, рождающейся под действием экстремальной гравитации вблизи сингулярностей чёрно-белых дыр. По сути, речь идёт о нелинейных фазовых переходах в квантово-гравитационной материальной системе, имеющих характер флуктуации и, следовательно, подверженных случайным (бифуркационным) изменениям. Следуя вразрез с крылатой фразой Эйнштейна, можно сказать, что «Бог кидает кости», а дальше эти кости (начальные условия) могут сложиться в детерминированные домены новых вселенных, а могут и остаться неразвитыми «эмбрионами» космогенезиса. Здесь, как и в жизни, действуют свои законы естественного отбора. Но это уже предмет дальнейших исследований и будущих работ.
КАК ИЗБЕЖАТЬ СИНГУЛЯРНОСТИ
В своё время была предложена концепция осциллирующей, или циклической, Вселенной, основанная на гипотезе «отскоков». Согласно ей, Вселенная существует в виде бесконечного числа циклов. Её расширение сменяется сжатием почти до сингулярности, вслед за чем опять наступает расширение, и ряд таких циклов уходит в прошлое и будущее. Не очень понятная концепция, поскольку, во-первых, нет наблюдательных свидетельств, что однажды расширение нашего мира сменится сжатием, а во-вторых, неясен физический механизм, заставляющий Вселенную совершать такие колебательные движения.
Другой подход к происхождению мира связан с гипотезой самовосстанавливающейся Вселенной, предложенной много лет живущим в США российским учёным А. Д. Линде. Согласно этой гипотезе, мир можно представить как кипящий котёл. Глобально Вселенная - это горячий бульон с высокой плотностью энергии. В нём возникают пузыри, которые либо схлопываются, либо расширяются, причём, при определённых начальных условиях, длительное время. Предполагается, что характеристики (любые, какие только можно придумать, включая набор фундаментальных констант) пузырей возникающих миров имеют некоторый спектр и широкий диапазон. Здесь возникает много вопросов: откуда взялся такой «бульон», кто его заварил и что поддерживает, насколько часто реализуются начальные условия, приводящие к появлению вселенных нашего типа, и др.
КАК МОГУТ ОБРАЗОВЫВАТЬСЯ ИНТЕГРИРУЕМЫЕ СИНГУЛЯРНОСТИ
По мере приближения к сингулярности нарастающие приливные силы действуют на вакуум физических полей, деформируют и разрывают его. Происходит, как говорят, поляризация вакуума и рождение частиц материи из вакуума - его пробой.
Такая реакция физического вакуума на внешнее интенсивное воздействие быстропеременного гравитационного поля хорошо известна. Это, по сути, эффект квантовой гравитации - гравитационные натяжения трансформируются в материальные поля, происходит перераспределение физических степеней свободы. Сегодня подобные эффекты умеют считать в приближении слабого поля (так называемый квазиклассический предел). В нашем же случае речь идёт о мощных нелинейных квантово-гравитационных процессах, где необходимо принимать во внимание обратное гравитационное влияние рождённой эффективной материи на эволюцию средней метрики, определяющей свойства четырёхмерного пространства-времени (когда квантовые эффекты в гравитации становятся сильными, метрика становится «дрожащей» и о ней можно говорить только в среднем смысле).
Это направление требует, конечно, дальнейших исследований. Однако уже сейчас можно предположить, что, согласно принципу Ле Шателье, обратное влияние приведёт к такой перестройке метрического пространства, что рост приливных сил, вызывающий неограниченное рождение эффективной материи, пресечётся и, следовательно, метрические потенциалы перестанут расходиться и останутся конечными и непрерывными".
Доктор физико-математических наук Владимир Лукаш,
Кандидат физико-математических наук Елена Михеева,
Кандидат физико-математических наук Владимир Строков (Астрокосмический центр ФИАН),
Александр Сергеевич Суворов (Александр Суворый)
СОТВОРЕНИЕ МИРА.
Часть 6. КОСМОЛОГИЧЕСКАЯ СИНГУЛЯРНОСТЬ.
Итак, что мы имеем в начале-начал по Библии?
Бог, тьма над бездною и Дух Божий, который носился над водою. При этом вначале Бог сотворил небо и землю, которая была безвидна и пуста. (Автор для удобства написания текста опускает многочисленные кавычки, приведённые ранее в цитатах).
Однако эти данные свидетельствуют о том, что было до того, как Бог начал творить окружающий мир, до первого дня творения…
Что же было и происходило в начале-начал по существующей на сегодня научной модели возникновения физической, то есть нашей современной материальной Вселенной?
До или в начальный момент «научного» возникновения, рождения или «Большого Взрыва Вселенной» существовало состояние «космологической сингулярности», то есть «состояние бесконечной плотности и температуры» некоего первоначального вещества (материи).
Такое «сингулярное» состояние вещества (материи) исходит из «общей теории относительности», которая описывает «динамику расширяющейся физической Вселенной», которую «современная наука объективно, экспериментально и теоретически исследует и изучает всеми доступными человечеству способами».
Согласно общей теории относительности Вселенная «возникла в определённый момент» и это событие было. Она возникла в одном месте, из одного места, из одной точки материального пространства-времени-материи.
Для того, чтобы произошёл такой немыслимо вселенский Большой Взрыв, это материальное пространство-время-материя должно было быть «бесконечно плотным и бесконечно горячим» (с бесконечной температурой).
В ныне существующей материальной или вещественной Вселенной не может одновременно существовать какое-либо вещество-материя с бесконечной плотностью и температурой, потому что «при бесконечной плотности мера хаоса вещества-материи стремится к нулю», к абсолютной твёрдости, массивности. При этом бесконечная температура так разогревает вещество-материю, что она стремится к бесконечному хаосу, то есть к абсолютному исчезновению – аннигиляции.
Например, самая твёрдая и плотная сталь или базальт при нагревании становятся жидкими, плотное вещество небольших метеоритов полностью испаряется при огненном прохождении через атмосферу Земли, сверхплотная начинка ядерных бомб мгновенно почти аннигилирует при атомном взрыве, дробясь на элементарные частицы и энергию излучений.
На сегодня наука не может никоим образом доказательно объяснить существование «космологической сингулярности» и заявляет: «Момент начала творения, сингулярность, не подчиняется ни одному из известных законов физики».
Однако мы теоретически «знаем», что было сразу после момента начала Большого Взрыва Вселенной – гравитационная сингулярность или искривление гравитационного поля, или превращение материи в энергию и одновременное превращение энергии в материю, или преобразование антиматерии в материю.
Фактически Анти- Вселенная из антиматерии стремительно «схлопнулась», «сжалась», «скукожилась», уничтожилась, «свернулась», «коллапсировалась» в сверхплотную точку космологической сингулярности и одновременно также стремительно «взорвалась», «раскрылась», «возродилась», «воскресла» в виде пространства-времени-материи нашей современной физической Вселенной.
Алгоритмы «переворотов» или «революций», «смены магнитных полюсов», возникновения сверхплотных «чёрных дыр», стремительно «всасывающих» чудовищной гравитацией весь окружающий мир, всё ближайшее пространство-время, а также взрывов супер- плотных сверхновых звёзд существуют и относительно часто осуществляются в нашей Вселенной.
Практически все элементарные частицы и атомы всех веществ, из которых созданы все материальные тела нашей Вселенной, в том числе наше Солнце, планеты, Земля, атмосфера, геосфера, гидросфера, а также все живые организмы и наши человеческие тела созданы в результате таких одновременных коллапсов-сжатий-схлопываний «чёрных дыр» и взрывов сверхновых звёзд.
Это уже доказательные факты, подтверждённые соответствующими экспериментами и объективными научными открытиями, не зависящими ни от чьей либо воли, даже божественной.
«В начале сотворил Бог» гравитацию, гравитационное поле, гравитационную сингулярность, момент и точку гравитационного разделения сверхплотного состояния пространства-времени-материи и сверхактивного состояния энергии, «верх» и «низ», «над» и «под», которые выражены в символических структурах-образах-словах-понятиях «небо» (верх, энергия) и «земля (низ, материя).
Таким образом, в первой части первого стиха первой книги Моисея «Бытие» Ветхого Завета не просто представлена преамбула события «сотворения мира Богом», а точно выражено первичное событие и указано разделение предшествующего состояния «первичной материи» на гравитационные составляющие – верх и низ, энергию и материю, «небо» и «землю».
Вот почему в следующей строфе этого стиха указано, что «земля», то есть физическая материя «сотворяемого мира», в момент и в точке гравитационной или космологической сингулярности «была безвидна и пуста», то есть не испускала ни одного кванта света и не имела ещё современного физического материального или вещественного воплощения.
Одновременно «тьма», то есть неисчислимое количество тёмной материи и тёмной энергии (это выражение символьной структуры-образа-слова-понятия «тьма»), уже была «над бездною», то есть сверху (вокруг) беспредельной, неограниченной, сверхплотной точки гравитационной или космологической сингулярности, места существования «первичной материи», места гравитационного коллапса «антиматерии» – предыдущего состояния предыдущей или родительской Анти- Вселенной.
Примечательно, что «тёмная материя» есть символическое женское или материнское воплощение предыдущей или родительской Анти- Вселенной, а «тёмная энергия» - мужской или отцовской. При этом место или точка гравитационной или космологической сингулярности является местом, точкой «зарождения» нашей современной физической Вселенной.
В момент и в месте-точке гравитационной или космологической сингулярности «над водою», которая в данном случае, вероятно, является символическим выражением текучести, переменчивости, прозрачности и в то же время наличия первичной материи, «носился Дух Божий».
При этом «Дух Божий» или энергия и образ Бога, то есть некоего субъекта, «обитающего» во всех системах мифологий народов мира всегда «наверху», носился, метался, трепетал, скакал, хаотически двигался и т.д.
«Дух Божий» - это структура-образ-символ и воплощение «первоначальной причины», «созидательной силы», «энергии созидания», «родительского зародыша», «генетического родительского образца», по образу и подобию которого сотворяется окружающий мир - современная физическая Вселенная.
«Дух Божий», «Святой Дух» или Руах ха-Кадеш – «дыхание», «ветер», «невидимая движущая сила», «сила Бога», «животворящее свойство Бога», «ум, честь, совесть, разум, интеллект Бога», «созидательное мышление Бога», «личностное сознание Бога», «образ и подобие Бога», «искра божья», «воплощение Бога», «зародыш Бога» - это третья ипостась единого Бога – «Святой Троицы».
Так закономерно устроено в любой «жизни» любой структуры-системы – все и любые «родители» должны исчезнуть, раствориться в окружающей среде, породив при этом новую жизнь, вместившую в себя родительские гены, качества, параметры, образы, дух, память…
Даже Бог Отец посредством своего Духа Божия и некоей пространственно-временной материи или окружающей среды обитания Бога Отца порождает своего Сына Бога…
Таким образом, сравнительный системный анализ «сотворения мира» по Библии и по общепринятой космологической теоретической модели «Большого Взрыва» показывает их идентичность или целостность, тождественность, системное единство.
Есть ли физические и теоретические научные доказательства этой идентичности или тождественности библейского и физического «сотворения мира»?
Рецензии
Уважаемый Александр Сергеевич!
По большому счету, Вы затрагиваете вопросы на которые нельзя однозначно ответить.
Строить физические модели без математики на Прозе- это несерьезно. Но я снимаю шляпу - вы серьезно потрудились.
Пару бросающихся в глаза ошибок. Цитирую: "Например, самая твёрдая и плотная сталь или базальт при нагревании становятся жидкими, плотное вещество небольших метеоритов полностью испаряется при огненном прохождении через атмосферу Земли, сверхплотная начинка ядерных бомб мгновенно почти аннигилирует при атомном взрыве, дробясь на элементарные частицы и энергию излучений".
Нет четкой взаимной связи между плотностью и твердостью. Плотность сталей и чистого железа близки. Плотность ртути 13,5 г/мл, сталей приблизительно 7,86, а твердость стали и ртути можно и не сравнивать, и так все ясно. Плотность алмаза 3,5, а его твердость превосходит твердость самой твердой закаленной стали почти в двое. Температуры плавления с твердостью и плотностью также четкой связи не имеют.
Так, что слова о твердости, даже вставленные для наглядности, выглядят странно.
Начинка ядерных бомб, разумеется, далеко не сверхплотная. Слышать такое странно. И аннигиляции при взрыве конечно же не происходит (нет антивещества). В энергию преобразуется крайне малая масса вещества (дефект масс).
Такие "наглядности" только наносят вред публикации.
Характеризующееся бесконечной плотностью и температурой вещества. Космологическая сингулярность является одним из примеров гравитационных сингулярностей , предсказываемых общей теорией относительности (ОТО) и некоторыми другими теориями гравитации .
Возникновение этой сингулярности при продолжении назад во времени любого решения ОТО , описывающего динамику расширения Вселенной , было строго доказано в 1967 году Стивеном Хокингом . Также он писал:
«Результаты наших наблюдений подтверждают предположение о том, что Вселенная возникла в определённый момент времени. Однако сам момент начала творения, сингулярность, не подчиняется ни одному из известных законов физики».
Например, не могут быть одновременно бесконечными плотность и температура, т. к. при бесконечной плотности мера хаоса стремится к нулю, что не может совмещаться с бесконечной температурой. Проблема существования космологической сингулярности является одной из наиболее серьёзных проблем физической космологии. Дело в том, что никакие наши сведения о том, что произошло после Большого Взрыва, не могут дать нам никакой информации о том, что происходило до этого.
Попытки решения проблемы существования этой сингулярности идут в нескольких направлениях: во-первых, считается, что квантовая гравитация даст описание динамики гравитационного поля, свободного от сингулярностей , во-вторых, есть мнение, что учёт квантовых эффектов в негравитационных полях может нарушить условие энергодоминантности, на котором базируется доказательство Хокинга , в-третьих, предлагаются такие модифицированные теории гравитации , в которых сингулярность не возникает, так как предельно сжатое вещество начинает расталкиваться гравитационными силами (так называемое гравитационное отталкивание), а не притягиваться друг к другу.
Примечания
Wikimedia Foundation . 2010 .
- Кларк, Джон Д.
- Ричард Тайлер
Смотреть что такое "Космологическая сингулярность" в других словарях:
Сингулярность - В Викисловаре есть статья «сингулярность» Сингулярность от лат. … Википедия
СИНГУЛЯРНОСТЬ КОСМОЛОГИЧЕСКАЯ - (от лат. singularis отдельный … Физическая энциклопедия
СИНГУЛЯРНОСТЬ - космологическая (от лат. singularis отдельный, особый), состояние Вселенной в определённый момент времени в прошлом, когда плотн. энергии материи и кривизна пространства времени были очень высоки (физ. С.) или даже бесконечны (матем. С.). Это… … Естествознание. Энциклопедический словарь
Гравитационная сингулярность - У этого термина существуют и другие значения, см. Сингулярность. Гравитационная сингулярность (иногда сингулярность пространства времени) точка (или подмножество) в пространстве времени, через которую невозможно гладко продолжить входящую в … Википедия
Космологические модели - Космология Изучаемые объекты и процессы … Википедия
Большой взрыв - по современным представлениям, состояние расширяющейся Вселенной в прошлом (около 13 млрд. лет назад), когда средняя плотность Вселенной в огромное число раз превышала современную. Из за расширения средняя плотность Вселенной убывает с течением… … Энциклопедический словарь
Модель Вселенной - современная Основные качественные выводы, следующие из анализа фридмановской модели (см. Модели Вселенной): Вселенная нестационарна (она расширяется), плотности энергии вещества, и излучения монотонно падают с течением времени; в прошлом… … Концепции современного естествознания. Словарь основных терминов
БОЛЬШОЙ ВЗРЫВ Современная энциклопедия
БОЛЬШОЙ ВЗРЫВ - по современным представлениям состояние расширяющейся Вселенной в прошлом (ок. 13 млрд. лет назад), когда средняя плотность Вселенной в огромное число раз превышала современную. Из за расширения средняя плотность Вселенной убывает с течением… … Большой Энциклопедический словарь
Большой взрыв - БОЛЬШОЙ ВЗРЫВ, по современным представлениям, состояние расширяющейся Вселенной в прошлом (около 13 млрд. лет назад), когда ее средняя плотность в огромное число раз превышала нынешнюю. Из за расширения средняя плотность Вселенной убывает с… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
Типа, это кто-то видел...
После такой интенсивной предварительной подготовки можно уже, наконец, изложить последовательно весь процесс. Хотя фрагментарно он уже частично представлен текстом, расположенным выше. А теперь, для заинтересовавшихся, последовательно, обо всем по порядку. В "разбирательстве" нам поможет следующий рисунок:
Все сферы, показанные на рисунке, показывают Вселенную на разных этапах ее развития. Центральная часть рисунка, для наглядности, представлена в невообразимо более крупном масштабе, чем периферийная. Фактически они отличаются по размеру примерно на 50 порядков(!)
Эпизодические проявления квантовых свойств ложного вакуума разных масштабов невообразимо долго происходили (а почему бы и нет?) в самых разных точках всего исполинского объема мира (который теперь можно назвать Мегавселенной). В том числе, и в центральной области будущей нашей Вселенной, условно изображенной на рисунке черным шаром наименьшего размера. Но накапливаемой здесь, практически в одной точке, (и по чистому совпадению событий) при этом энергии, не хватало для каких-либо серьезных последствий.
Как раз это и является ответом (и автор работы уверен - ответом правильным) на вопрос, на который, казалось бы, вообще невозможно ответить: что было до Большого взрыва. Разговорам о "бессмысленности" самой постановки такого вопроса, о "невозможности никакого до" пора уже отправиться на свалку истории науки.
Последствий уверенно не возникало, пока количество энергии (и бестелесных, не имеющих массы покоя, элементарных частиц) не достигало предела, условно обозначенного на рисунке объемом белой центральной сферы с радиусом re .
Не следует забывать, что в неразрывной связи с элементами материи (элементарными частицами и энергиями) в рассматриваемом объеме возникали и присутствовали и все присущие природе силы (взаимодействия): гравитационное, электромагнитное, слабое и сильное ядерное. Некоторые авторы трактуют их в качестве единой тогда силы.
В тех редчайших случаях, когда энергии было немного больше (но лишь на крайне непродолжительное время), система приходила в неустойчивое энергетическое состояние. А когда однажды она достигла таки критического значения, условно показанного внутренней сферой с радиусом rо (темно-оранжевого цвета), состояние этого энергетического сгустка мгновенно стало сингулярным. И он тот час же, как принято говорить, взорвался. Это и стало "нулевой" точкой отсчета, только начиная с которой и занимаются космологией практически все исследователи.
На самом деле, как показано выше, немало чего происходило и раньше, вплоть до естественно-исторической бесконечности. Разговорам об отсутствии времени "в ту эпоху" тоже пора отправляться на свалку. Оно не существовало только в нашей, тогда еще даже не родившейся, системе отсчета.
Тут еще стоит разобраться, не находится ли оно (время) в Метагалактике само по себе, везде и непосредственно. Не только как несколько формальная 4-я координата пространства. Подальше от всяких масс - в "чистом" виде, сквозь который и проносятся миры (в частности, наша Вселенная). Которая как раз и привносит в него (фактом своего существования и движения) местные искажения. И не является ли оно еще одним проявлением (а то и составной частью) вакуума. |
Второе "на самом деле" относится к тому, что при всех ужасающих количествах энергии, сконцентрированной в сингулярном сгустке, никакого взрыва при его расширении, по сути, и не было . Никаких ударных волн (ни аккустических, ни световых), никаких выделений, никаких разрушений чего-либо. Какой же это взрыв? Произошло просто мгновенное расширение исходного сингулярного узелка энергии/ вещества до невообразимых размеров.
Упомянутое только что практически мгновенное расширение представляет собой главный феномен и изюминку всей новой теории. Оно является инфляционным (в терминологии авторов идеи), а по сути - показательным (антилогарифмическим), с очень высокой степенью основания (2 = +100%).
За счет такого прогрессивного "пожирания" расстояний, наша Вселенная (а все, о чем мы до сих пор говорили, и было ее, родимой, основанием) в микроскопические доли секунды достигла тех самых вселенских масштабов (слово то - не случайное!), в которых мы и привыкли ее воспринимать. Точнее, тех, в которых она была 13,75 млрд.лет назад (ведь именно тогда она и возникла).
Пользуясь случаем (причем, случаем - буквально!) материя нашла возможность практически мгновенно распространиться в почти беспредельные дали. (Но только почти).
Считается, что физической основой такой стремительности, кроме энергетической перенасыщенности , был полный отрыв бозонов гравитации (частиц, отвечающих за наличие этой самой гравитации в материальном мире) от остального, стремительно расширяющегося сингулярного содержимого, что еще больше ускорило темп распространения. (Гравитационное воздействие - самое слабое, хотя и самое дальнедействующее среди всех природных сил).
Только вот вопрос: как и КОГДА бозоны гравитации смогли "потом" заполнить собой весь объем Вселенной? При нынешних реальных ее размерах им пришлось бы перемещаться со скоростями, в несколько раз превышающими скорость света.
Получается, что все наши прежние представления о том, что Вселенная "стремительно, почти со скоростью света" распространялась несколько минут, а потом естественным образом (за счет гравитации) "стала постепенно замедляться", в корне ошибочны и неверны . Если бы все происходило по такому сценарию, Вселенная была бы в несколько раз меньше, чем она существует на самом деле.
Итак, вся Вселенная в ничтожные доли секунды достигла размера, ограниченного на рисунке радиусом Ri .
В последующий период времени инфляция, по мнению одних исследователей, прекратилась, а по мнению других - вошла в свой второй, менее стремительный этап.
Вторая точка зрения, по мнению автора сайта, не имеет серьезных оснований. Нет физических причин для "более медленного" протекания инфляционного расширения. Не открыты какие-то особые физические процессы с новым "характерным временем удвоения" чего-либо (а нужно - именно кварков, т.е., фрагментов элементарных частиц). Да и нужды (для объяснения происходящего) в них нет. А даже и будь они, то гиперинфляция все равно прошла бы так стремительно, что этого "нового этапа" никто и не заметил бы.
А как только из энергии гиперинфляционного процесса произошло выделение элементарных частиц, имеющих массу покоя, образовались раздельные понятия пространства и времени. И для всех частиц стала невозможной даже скорость света. А это автоматически означает конец гиперинфляции Вселенной.
Такую резкую перемену состояния можно толковать и тем, что сила тяготения (бозоны) догнала все, ранее ею не надолго отпущенное.
Поскольку везде в гипотетическом огненном шаре было одинаково горячо (а он сам был величиной чуть ли не с половину нынешней Вселенной), необходимо признать, что "взрыв" происходил везде и одновременно , по всему объему, без ярко выраженного центра. Разве что где-то он был чуть сильнее или чуточку слабее (из-за неравномерности движения частиц).
Но еще целых 3 минуты (вечность, по сравнению с микродолями на первой секунде) в расширяющейся далее практически со скоростью света Вселенной ничего существенного в ней не происходило. Кроме ее расширения и связанного с этим охлаждения.
Когда температура горячей смеси из частиц и взаимодействий "упала" до 555 млрд. градусов(!) (это как раз и случилось примерно к исходу третьей минуты), в расширяющемся огненном облаке появились ядра атомов водорода (протоны) и отдельные, чисто спонтанные атомы гелия.
Этот процесс в практически неизменном виде продолжался 380 тысяч нынешних земных лет(!) И эта временная веха приметна только тем, что свет (фотоны), наконец, начал реально опережать фронт распространения самого взрыва (если его можно называть этим словом) и стал видимым для абстрактного стороннего наблюдателя.
И только к концу первого миллиарда лет появились следующие новости - из накопившегося в огромных количествах водорода, к тому времени - уже остывшего, начали формироваться первые газовые звезды и галактики .
В дальнейшем новая модель Вселенной почти ничем не отличается от прежней, с "чистым" взрывом, распространяющимся из одной точки. В обеих моделях Вселенная расширялась и продолжает расширяться . Другое дело, как и по каким причинам. (См. данного раздела).
А вот последняя новость из мира космологии, непосредственно отражающая характер расширения Вселенной. С помощью американского космического рентгеновского телескопа "Чандра " точно установлено, что в первые 7 - 8 миллиардов лет Вселенная расширялась, но скорость этого расширения замедлялась. А в последние 6 миллиардов лет она только ускоренно расширяется. Значит, нашлись силы, посильнее собственных сил гравитации. (Об этом будет еще говориться далее).
За время жизни Вселенной уже в космических масштабах реальный ее размер (по данным на 2013 год) стал примерно в пять раз больше, чем исходный, именно в котором и произошел старт гиперинфляции. (Весьма сомнительные, с точки зрения автора сайта, данные). Видимо, она в этот период перешла в свою качественно иную фазу, что позволяет самым горячим сторонникам теории инфляции предполагать, что новая инфляция(?) Вселенной продолжается еще и в наше время (и будет продолжаться едва ли не до бесконечности). Она, мол, и "поддает жару" Большому взрыву, до полного исчерпания внутренней энергии ложного вакуума, родившего весь этот фейерверк…
Это уже смахивает на нео-догматизм. Или слепую веру. Потрудились бы хотя бы соответствующую модель развития Вселенной представить!
Основное время Большого взрыва в новом понимании этого термина уходит не на покрытие больших расстояний, а на совместный распад ложного вакуума, породившего сингулярность, "горение" продуктов, образовавшихся при одновременном повсеместном взрыве и их постепенное остывание.
На практике - это обычное остывание реликтового тепла Вселенной, только в такой непривычной трактовке.
И в очередной раз уточним, что покрытие огромных расстояний в ничтожные доли секунды при инфляции Вселенной не противоречит постулатам Эйнштейна, так как на рассматриваемом этапе ее развития еще не существует никаких пространственно-временных форм материи (они только начинают возникать). Естественно, нет и понятия скорости.
Самый большой радиус R на показанном выше рисунке условно показывает текущий размер Вселенной. Там же, ненасыщенными оттенками коричневого цвета условно показано пространство (и распределенное в нем вещество) с тремя его измерениями, а оттенками голубого - время (опять-таки, условно).
P.S. Противоречивость многих промежуточных выводов в данной главе объясняется противоречивостью, а, главное, недостаточностью исходных данных. Зато это является прекрасным поводом для самостоятельных размышлений.
