Жила В.А.
Постоянна ли скорость света ?
Введение.
В статье «К формуле Хаббла и возрасту Вселенной» были выведены формулы для скорости разбегания звезд (скоплений) и их расстояний от центра Большого взрыва.
V = (2b)^1/2 /(3t/2*(2b)^1/2 +c2)^1/3 (1)
r = (3t/2*(2b)^1/2 + c2)^2/3 (2)
b = G * M
G - гравитационная постоянная
М - масса шара с центром в точке взрыва, на поверхности которого находится данная звезда
c2 - характеризует размер ядра Вселенной (из которого произошел взрыв)
При t , составляющей уже доли секунды, константой с2 можно пренебречь, тогда (1) и (2) перепишутся в виде:
V = (4b / 3t)^1/3 (3)
r = (3t/2)^2/3 * (2b)^1/3 (4)
Из формул (3) и (4) получается формула для постоянной Хаббла
H = V / r = 2/(3t) (5)
t – время от начала вылета конкретной звезды (в начале в виде какой-то материи) из ядра.
Т.к. по наблюдениям Н одинакова для всех звезд и составляет (наиболее достоверная оценка)
H = 75 км/сек МПС = 2.6*10^-18 (1/сек),
то возраст всех звезд, которые мы наблюдаем равен
t0 = 2.564 * 10^17 сек ~ 8.8 млрд лет
Содержательная часть.
Скорости звезд, рассчитанные по формуле (1) или (3) растут при стремлении t к 0.
Если представить 2b = V0^3/H, где V0 наблюдаемая скорость звезды, можно получить значение t, при котором V равно скорости света с.
Так для V0 = 10^5 м/сек, t = (4/9) * 10^8 сек ~ 0.31 года
Для V0 = 10^7 м/сек, t = (4/9) * 10^14 сек ~ 331тыс лет
т.е. для времени, меньше выше посчитанного, скорость звезды была больше скорости света с = 3*10^8 м/сек.
Значит, может быть два вывода:
1. либо скорость материальных тел была когда-то выше скорости света, и, значит, были другие законы физики.
2. либо скорость света была когда-то выше сегодняшней.
Логичнее предположить второй вывод, хотя бы потому, что свет, как и другая материя, подчиняются закону всемирного тяготения (или в форме ОТО).
Тогда напрашивается такая модель:
Из Ядра при Большом взрыве, который не был одномоментный, сначала вырвался свет (фотоны, электромагнитное поле, излучение). Законы его движения такие же, как и для звезд (формулы (3), (4) ).
Т.е. можно записать:
Cn (t) = A / t^1/3 (6)
rc = (3/2)At^2/3 (7)
где Cn(t) скорость света в момент t от начала взрыва.
Константу А и другие значения определим из следующих соображений. В момент времени t1 – возраст Вселенной, Cn = c =3*10^8 м/сек. В момент времени t0 (см. выше) для света можно записать уравнение Хаббла (фотон будет находиться на расстоянии r0 от центра взрыва).
Наблюдатель, находящийся в центре взрыва, получит сигнал от потока фотонов через время t1 от начала взрыва.
Тогда получим систему уравнений:
A / t1^1/3 = c
A / t0^1/3 = (2/3)*(1/t0)*r0
(3/2)*A*t1^2/3 = 2r0
Из этой системы получим решение:
A = 2^1/2*t0^1/3*c = 2.69495*10^14 м/сек^2/3
t1 = (A/c)^3 = 2^3/2 * t0 = 7.252087*10^17 cек ~ 22.9 млрд лет
r0 = (3/4)*A^3/c2 = (3/4)*2^3/2 *t0*c = 16.31795*10^25 м
r0 - горизонт наблюдений для наблюдателя в центре взрыва.
Для А можно записать выражение по аналогии с формулами для звезд:
A = (4b/3)^1/3 = (4GM/3)^1/3
где М – масса Вселенной в обобщенном виде (материя и энергия).
Отсюда
M = A^3*(3/4)*(1/G) = 2.200176*10^53 кг
Продифференцировав Сn по времени получим формулу для ускорения света:
ac = - (1/3)*(A/t^4/3)
При t = t1 (в наше время) получим
ac = - 1.37873*10^-10 м/сек^2 или
изменение (снижение) скорости света в наше время составляет
dCn = 0.0434796 м/сек за 10 лет.
Такое изменение меньше точности измерения с примерно на порядок.
Но разность скорости испущенного и полученного света от звезд 100 и более км / сек.
Это уже можно проверить, правда, не знаю как.
Следует сказать, что все расчеты проведены для Н = 75 км/ (сек Мпс). При другой оценке Н = 55 км/(сек Мпс) все коэффициенты и результаты, конечно же, изменятся. В частности t0 будет равна около 12 млрд лет, t1 = 30 млрд лет. В формуле для скорости света мы пренебрегли константой С2 , которая не позволяет уходить Cn на бесконечность при t = 0.
Примечание. Встает вопрос – почему произошел Большой взрыв. Есть такая версия, что это результат первоначального сжатия и превышения некого барьера внутренней энергии. Т.е. теория пульсирующей Вселенной.
Но может быть и такая аналогия с экспериментами нынешних физиков, которые облучают атомы: Некто провел эксперимент, облучив Ядро Вселенной, и пошло-поехало. В общем – «Да будет свет» и т.д.
28.06.2009