Еретики двадцать первого века 2

Наблюдая за звездным небом, немецкий астроном Матеус Ольберс в 1826 г. пришел к парадоксу, названному его именем. Он исходил из следующих предпосылок:
1. Протяженность Вселенной бесконечная;
2. Число звезд бесконечно и они распределены равномерно;
3. Все звезды имеют одинаковую светимость.
Поместив Землю в центр, он разделил пространство на тонкие шаровые концентрические слои одинаковой толщины. Учёные в то время уже знали закон убывания интенсивности света с увеличением расстояния до звезд, в данном случае до концентрических слоев. Но с увеличением расстояния до слоёв, увеличивается объем слоёв и, соответственно, число звезд в слоях, что полностью компенсирует убывание интенсивности света с увеличением расстояния до звезд. Поэтому светимость слоев будет одинаковой. Всё ночное небо должно сиять как поверхность гигантского Солнца. Но мы видим темное небо с отдельными звездочками. Значит не всё точно или в исходных предпосылках или в наших знаниях о законах волнового движения энергии.

Из уравнений Эйнштейна следует, что пространство Вселенной должно необратимо расширяться. Отсюда релятивисты сделали вывод, что Вселенная имеет край и, соответственно, первая предпосылка Ольберса неверна и о парадоксе Ольберса можно забыть.

Но у посвященных в тайны рождения мироздания в запасе есть ещё вариант, согласно которому Вселенная постепенно замедлит своё расширение и через 50 миллионов лет Вселенная начнет сжиматься. Разлетевшиеся в разные стороны галактики начнут сливаться друг с другом. Этот процесс будет сопровождаться чудовищным взрывом, вторым Большим Взрывом.
В случае бесконечного расширения Вселенной пространство, время и материя исчезнут в черных дырах; если же Вселенная сожмется, то пространство и время исчезнут в математической точке второго Большого Взрыва. Если Вас не пугает горячий Апокалипсис, то можете выбрать холодный конец света. Галактики разбегутся и распадутся. Температура звезд понизится и они превратятся в красных гигантов. Погибшие планеты будут вращаться около своих звезд и в конце концов рухнут на них. Через некоторое время исчезнут последние звезды. В нашей Вселенной останутся одни только черные дыры. Но однажды и черные дыры испарятся. Они сожмутся до размеров атомов и прекратят своё существование. Затем во всей Вселенной останутся позитроны и электроны. Затем исчезнут и они, но останутся ещё фотоны, длина волны которых увеличится до супергигантских размеров и наступит вечная тьма в пустоте. Если Вас и такой конец света не пугает и если держатели научных фондов не увеличат финансирование черных дыр, то в уравнениях Эйнштейна следующий Фридман найдет ещё одно нестационарное решение и Апокалипсис может наступить в скором будущем. И все эти фантастические видения рождены на необоснованных постулатах и условных соглашениях теории относительности.

Какая геометрия соответствует нашему миру? По утверждению Анри Пуанкаре, геометрия реального пространства в принципе не допускает экспериментальной проверки. Проверке подлежит «геометрия плюс физика» в целом. Ценой изменения, подгонки физики можно подобрать любую геометрию пространства для одного и того же наблюдательного факта. Например, одним из первых наблюдений, подтверждающих кривизну пространства около массивного гравитационного тела, было измерение смещения положения звезд, лучи света от которых проходят рядом с Солнцем во время солнечного затмения. Но этот же наблюдательный факт можно объяснить, сохранив Евклидову геометрию. Тот же Эйнштейн математически приписал фотону массу. Фотоны, пролетая около Солнца, по законам классической физики отклоняются от прямолинейной траектории. Математика может почти всё: можно фотону присвоить массу, можно пространство искривить, но экспериментально эти предсказания проверить невозможно. Отклонение лучей от прямолинейной траектории обусловлено обычной рефракцией лучей света в прозрачной атмосфере Солнца, что проверяется экспериментально.

Математически масса тела может быть отрицательной, математически можно время повернуть назад. Такие гипотезы никак не влияют на результат теоретического предсказания, а привлекаются либо из-за слабости человеческого разума, испытывающего затруднения в толковании некоторых явлений без вспомогательных представлений, либо для того, чтобы облегчить математическое решение задачи. По мнению Пуанкаре это безразличные гипотезы не представляют опасности, лишь бы природа их была ясно понимаема.

К особо опасным гипотезам Пуанкаре относил те из них, которые принимаются неосознанно и незамеченными проникают в систему научных знаний. Одной из таких гипотез является постулат Эйнштейна о независимости скорости света от движения источника излучения. Этот постулат необоснован. Подробнее об этом читайте в публикациях Вадима Жмудь на Проза.ru, например, «Скорость и фаза света и фундаментальные законы физики» или «Мысли для меня уже не новые».

Один из примеров попытки поставить постулат Эйнштейна под сомнение. Канадский физик Paul Marmet (1932-2005 гг.) специалист в области электронной спектрометрии, на склоне лет взбунтовался против теории относительности и современной космологии. Кончился тем, что его лишили лаборатории и отправили на пенсию. Но он создал свой сайт и разместил там последние публикации. Его статья «The GPS and constant velocity of light», казалось бы должна заинтересовать широкие круги специалистов. В этой статье он доказывает, что в программном обеспечении системы GPS существует поправка за скорость источника или приемника в движущейся системе измерения. Как он пишет, если бы в соответствии с теорией относительности эту поправку не вводить, то расстояние от Нью-Йорка до Сан-Франциско было бы меньше, чем расстояние от Сан-Франциско до Нью-Йорка. Следует отметить, что Paul Marmet один из инициаторов публикации «Открытого письма к научному сообществу» в 2004 году в канадской газете New Scientist.

В другой статье «The collapse of the Loren tz transformation» Paul Marmet развивает мысль Анри Пуанкаре, высказанную 100 лет назад. По мнению Пуанкаре, использование преобразований Лоренца в теории относительности – есть переход физиков к новому, более удобному соглашению, но с полным правом можно использовать преобразования Галилея даже при высоких скоростях движения. Тем не менее, на долгие годы в науке утвердилась гипотеза о несостоятельности преобразований Галилея при околосветовых скоростях движения. Особому взгляду Пуанкаре не придали серьезного значения. Много позднее, уже во второй половине XX века стало очевидным, что великий француз был прав и нет никакой необходимости сжимать и растягивать пространство и время, тем более никто из человеков не понимает, что это такое.

Ключевым аргументом гипотезы расширяющейся Вселенной является эффект красного смещения спектров и спектральных линий удаленных звезд и галактик. Но предварительно рассмотрим ещё два условных соглашения, принятых из удобства.

Одним из основных инструментов теоретической и экспериментальной физики являются преобразования Фурье, спектральный анализ Фурье. Аналитически заданный сигнал или физически наблюдаемый сигнал, имеющий начало, можно представить суммой гармонических колебаний бесконечной длительности, т.е. гармонические составляющие сигнала существует до начала сигнала, что нарушает принцип причинности. Тем не менее, такое представление очень удобно, не приводит к парадоксам и успешно служит науке и технике.

Теперь о другом, неочевидном условном соглашении. Специалисты знают, что синусоида бесконечной длительности, например, частотой 50 Гц имеет спектр Фурье в виде линии бесконечно малой ширины и на частоте 50 Гц. У синусоиды конечной длительности спектр Фурье расширяется. Чем меньше длительность, тем шире спектр Фурье. Это классический принцип неопределённости. Но у синусоиды конечной длительности максимум спектра Фурье всегда смещён в сторону низких частот от заданной частоты синусоиды и чем меньше длительность, тем больше смещения спектра. Например, один период синусоиды частотой 50 Гц имеет максимум спектра Фурье на частоте 41,88 Гц. Можно, конечно, не обращать внимания на такое смещение спектра. Но полупериод синусоиды имеет максимум спектра уже на нулевой частоте. Специалист скажет, что это постоянная составляющая и … будет не прав. Если представить полупериод синусоиды как волновое движение в пространстве, то в соответствии со спектром Фурье длина волны однополярного импульса будет равна бесконечности. Импульс короткий, а длина волны бесконечная. Это уже не удобное условное соглашение, а противоречие, а, возможно, и парадокс. Спектр Фурье любого однополярного импульса сплошной и содержит частоты 50 Гц, 5 Гц, 0,5 Гц, 0,05 Гц, 0,005 Гц и т.д. до бесконечно большого периода. Мы ещё понимаем, что для измерения гармонических составляющих с периодом 100 лет и 200 лет наши возможности физически ограничены, но легко допускаем, что можем измерить период бесконечной длительности, т.е. постоянную составляющую. Но даже батарейку мы можем включить на конечное время. Физически наблюдаемые сигналы не могут содержать в спектре частоту бесконечно высокую и бесконечно низкую. Причиной смещения спектров Фурье в сторону низких частот является переменная разрешающая способность спектрального анализа Фурье и чем меньше частота, тем меньше разрешающая способность. Для математического описания сигналов Фурье представления очень удобны. Но если удобная теория предсказывает, что однополярный импульс имеет бесконечную длину волны, то это означает, что теорию надо модифицировать, что я и сделал и через 20 лет корифеи от науки мне позволили публиковать статьи [1, 2, 3, 4, 5].

Итак, мы хотели обсудить природу смещения спектров звезд в сторону низких частот. Сейчас существует доминирующая гипотеза – это эффект Допплера, за который релятивисты держатся отчаянно. Другая гипотеза пытается привлечь на свою сторону квантовую физику и получила название «старение света». При распространении света через межзвездный газ кванты света взаимодействуют с молекулами газа, теряют энергию и их спектр смещается в сторону низких частот. Одни из вариантов такой гипотезы, разработанный Emil Wolf [6], был доказан экспериментально [7], но спектральные линии смещались как в сторону низких частот, так и в сторону высоких частот. Существует ещё гипотеза, гравитационная. Это, видимо, когда кванты света, которым Эйнштейн приписал массу, с большим трудом отрываются от массивного гравитационного тела звезды, теряют энергию и т.д. и т.п., только релятивисты об этом знают.

Кроме квантовой физики, существует ещё просто физика. Квант света – это не частица. Квант света – это обычный электромагнитный волновой импульс, имеющий начало и длительность. Квант света распространяется от источника излучения до приемника в объеме среды или френелевском объеме. Чем больше расстояние от источника до приемника, тем больше радиус первой зоны Френеля и, соответственно, больше объем среды. В этом объеме среды волновой импульс приходит в точку приема с временными задержками относительно наименьшего времени распространения по прямой линии от источника к приемнику. Суммирование сигнала с временными задержками приводит к подавлению высокочастотных составляющих в спектре сигнала и смещению спектра в сторону низких частот, т.е. френелевский объем есть фильтр низких частот. Но в однородной среде спектральная характеристика фильтра есть величина постоянная и не зависит от расстояния источник-приемник. А от чего зависит спектральная характеристика фильтра Френеля? На этот вопрос ответить будет трудно, используя стандартные спектральные представления Фурье. С точки зрения модифицированных Фурье представлений, фильтр Френеля определяется через спектр фотона. В случайно неоднородной среде диапазон временных задержек в объеме среды увеличивается и граничная частота фильтра Френеля смещается в сторону низких частот и, соответственно, спектр фотона смещается в сторону низких частот. Чем больше расстояние от нас до звезды, тем больше смещение. Наиболее надёжно расстояния до звезд определяются по их параллактическим смещениям, но до удалений не более 100 световых лет. На таких удалениях красное смещение ещё не наблюдается, тем не менее, оценим радиус первой зоны Френеля. Примем, что длина волны видимого света 1 мк или 10-6 м, один световой год – 1015 м, 100 световых лет – 1017 м. Оценка показывает, что максимальный радиус Френеля составляет около 106 м или 1000 км.

Почему у квазаров аномально большое красное смещение? Потому что у квазаров ширина спектральных линий значительно больше, чем у обычных звезд. Чем больше ширина спектральной линии, тем эффективнее работает френелевский фильтр по подавлению высокочастотной составляющей спектра и спектр смещается в сторону низких частот. Этот эффект хорошо известен в радиосвязи, ограничивающем диапазон передаваемых частот по причине многолучевости распространения радиоволн в неоднородной среде [8]. Нужно ответить на вопрос: почему у квазаров такие широкие спектральные линии, а не задвигать квазары на окраину Вселенной.

Из предлагаемых представлений следует, что фильтр Френеля не только смещает спектр фотонов в сторону низких частот, но и уменьшает их амплитуду. Можно, видимо, утверждать, что в случайно-неоднородной и почти прозрачной среде фотоны коллапсируют и те объекты, которые релятивисты загнали на край Вселенной, в действительности находятся значительно ближе к нам. Из этого также следует, что дальность нашего видения Вселенной ограничена случайно-неоднородной средой пространства Вселенной, что и решает парадокс Ольберса.

Итак, она бесконечна, она не рождается и не уничтожается, она не может уменьшаться или увеличиваться. За такие мысли еретика сожгли. За такие мыcли и сегодня Джордано Бруно не печатали бы в научных журналах и публиковал бы он свои опусы на Проза.ru.

Но есть вопросы, на которые человек никогда не ответит. Безмерные пространственные и временные протяженности мироздания позволяют подозревать, что мы можем столкнуться с явлениями, для которых на Земле не хватит ни места, ни времени. Почему мы так одиноки во Вселенной? Это какое было невероятное стечение случайностей, чтобы появился не только растительный и животный мир, но и человеческий разум, если такой вероятности во Вселенной мы не наблюдаем. Условно будем считать, что человеческий разум появился 10 000 лет назад и мы последние 100 лет принимаем радиосигналы, интенсивно шумим во всех диапазонах частот и в громадном объеме только ближнего космоса радиусом всего 100 световых лет не обнаруживает признаков разума. Но 100 лет даже по земной шкале – это миг, поскольку 200 миллионов лет назад стада динозавров уже мирно паслись на своих пастбищах. В пространственно-временных масштабах Вселенной миг вспыхнувшего разума, видимо, столь короткий и эти вспышки происходят так редко, что мы обречены на одиночество.

Ещё мы обречены на самоуничтожение, потому что мы уничтожаем природу. Природа существовала до человека. Природа не была создана для нас и не была сотворена по нашей прихоти. Таков урок, которому учит нас природа, если бы мы её слушали.

ЛИТЕРАТУРА
1. Близнецов М.Т., 2001, Элементарный волновой импульс: Геофизика, 1, 52-60.
2. Bliznetsov M., 2002, Uncertainty principle and elementary wavelet: 2714 EGS General Assembly, Nice, France, Absbr. 02-А-01137.
3. Bliznetsov M., 2005, Spectral analysis resolution and study of the uncertainty relationship: Physics Essays, 18, 63-80.
4. Близнецов М.Т., 2006, Количественное изучение соотношения неопределённости и элементарный волновой импульс: тез.докл./конгресса «Фундаментальные проблемы естествознания и техники», Санкт-Петербург.
5. Близнецов М.Т., 2006, Модифицированный Фурье-анализ и вейвлет-анализ: Геофизика, 3, 3-8.
6. Wolf, Е, 1987, Non-cosmological redshifts of spectral lines: Letters to Nature, 326, 363-365.
7. Bocko M., 1987, Observation of frequency shifts of spectral lines due to source correlations: Physical review letters, 58, 2649-2651.
8. Долуханов М.П., 1971, Флуктуационные процессы при распространении радиоволн. «Связь», Москва.