Закон Хаббла и сопутствующий эффект, которого нет

Владимир Леонович

Временно необъяснимые, но эффектные явления природы вызывают два противоположных типа реакций. Первый, связан с активизацией исследовательской деятельности в определившемся направлении. Второй – с активизацией всевозможных фантасмагорий и даже мистификаций. К подобным явлениям относится эффект расширяющейся Вселенной.

Вселенная, расширяющаяся в ограниченной области, не представляет ничего странного. Но подозрение (предположение) на постоянно, ускоренно и повсеместно расширяющуюся (т.е. изотропно) Вселенную – это уже нонсенс и прекрасный повод, как для рациональной, вдумчивой работы, так и для необузданных фантазий.
 
Оснований для фантазий на тему расширяющейся Вселенной было несколько, но самым главным из них является закон Хаббла.
Закон Хаббла определяет зависимость между скоростью взаимного удаления космических объектов и расстоянием между этими объектами. Зависимость эта ошеломляюще проста и описывается математическим выражением V=H*R, где V – относительная скорость удаления объектов, R – расстояние между объектами, H –постоянная Хаббла.
 
Сам Хаббл такого закона не формулировал и, соответственно, не открывал. Гениальным открытием Хаббла является открытие закономерности, описывающей зависимость между красным смещением характерных спектров излучения разогретого вещества и предполагаемой удаленностью излучающих объектов от Земли. Наблюдаемые объекты - это галактики и квазары.
 
Математическая формулировка закона Хаббла является интегральной интерпретацией результатов наблюдений Хаббла, обработанных с учетом эффекта Доплера, который априори рассматривается в качестве единственной причины красного смещения. Приведем цитату из БСЭ: «…все данные наблюдений свидетельствуют о том, что К. с. не зависит от частоты, относительное изменение частоты z = (n0— n)/ n0 совершенно одинаково для всех частот излучения не только в оптическом, но и в радиодиапазоне данного источника (n0 — частота некоторой линии спектра источника, n — частота той же линии, регистрируемая приёмником; n < n0). Такое изменение частоты — характерное свойство доплеровского смещения и фактически исключает все др. истолкования К. с.». Последнее предложение вызывает чувство удивления. Получается, что если характерной особенностью дождя являются ручьи, то всякий ручей – признак прошедшего дождя.
 
Хаббл не является автором формулировки закона, более того, он был возмущен, когда закон был обнародован без его ведома, и до конца жизни не считал его достаточно обоснованным. Более подробно об этом можно узнать из статьи «Интрига закона Хаббла», http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/10427.html.

Лаконичное и красивое математическое выражение закона Хаббла, V=H*R, является одной из самых коварных формул, см. [2]. Не полное определение значений и смысла составляющих членов этого выражения привели к тому, что существует множество его интерпретаций самого различного толка. В самом деле, в существующей формулировке нет указаний: в каком времени и как измерять расстояние и скорость; что делать, если расстояние так велико, что скорость удаления должна превысить скорость света; что такое Н, космологическая константа, относящаяся к пространству, или простая постоянная, относящаяся к конкретным объектам в пространстве. Вот на основе этой искусственной неразберихи, дополняющей «странности» привлеченной ОТО, и возникла идея-мираж о Большом взрыве. Стечения обстоятельств способствовали неожиданному успеху этой идеи.
 
Два слова о «странности привлечения ОТО». Дело в том, что все существующие решения уравнений ОТО, справедливы лишь для  исчезающее малой  кривизны пространства, что с некоторой натяжкой можно отнести к реальному пространству. Однако, при  анализе ретроспективного виртуального сжатия эта ситуация быстро изменится. Изменится она гораздо раньше, чем параметры виртуальной Вселенной приблизятся к параметрам инфляционной вселенной, и даже раньше, чем плотность Вселенной станет сравнимой с плотностью звездного вещества.

Авторы теории БВ постоянно ссылаются на строгие расчеты, произведенные на основании уравнений ОТО, но не приводят их. А могли бы получить Нобелевскую премию за решение уравнений Эйнштейна для общего случая с произвольной кривизной пространства. Но не существует решений уравнений Эйнштейна для произвольных плотностей вещества в пространстве! Это знают все специалисты, но делают вид, что король не голый.
 
Теория БВ возникла при активном участии профессиональных астрономов, но это были считанные единицы, способные преодолеть барьер сложности математического аппарата ОТО. Однако, как только теория более-менее сформировалась, она в первую очередь была поддержана почти всеми астрономами сразу. Труд астрономов сопряжен с огромным количеством утомительной рутинной работы. В рамках теории БВ он сменился творческой богоравной деятельностью. Появилось новейшее оборудование, гранды, премии,- и сразу появилось огромное количество астрономов (и не астрономов) знатоков и специалистов в области ОТО.

Обратим внимание на некоторую особенность сложившейся ситуации. Автору этих строк не удалось найти источника со строгим и полным изложением теории БВ, который бы признавался всеми соавторами. Существует огромное множество похожих статей на каждую тему, но каждая из статей является вариацией с самостоятельным акцентом. Часто вариации на одну тему противоречат друг другу, но, похоже, всех авторов, работающих в формате коллаборации, это устраивает, т.к. этим реализуется принцип непобедимого многоголового дракона с хвостом ящерицы.
 
Попробуем разобрать информационные нагромождения из огромного количества фантастических декораций. Для этого допустим, что теория Большого взрыва соответствует реальности и Вселенная расширяется сейчас, расширялась ранее и будет расширяться впредь, как на этом настаивают апологеты Большого взрыва. Попробуем выявить противоестественные параметры Вселенной, которые неизбежно должны проявиться, если теория ложная, и сопоставим их с реальными параметрами.
 
Обратимся сначала к наблюдаемым параметрам Вселенной.
Итак, сейчас перед нами материальная Вселенная с материальным свободным пространством. ОТО признает этот факт. Вот мнение А. Эйнштейна, высказанное еще в 1920 г.: "...общая теория относительности наделяет пространство физическими свойствами; таким образом, в этом смысле эфир существует... Однако этот эфир нельзя представить себе состоящим из прослеживаемых во времени частей; таким свойством обладает только весомая материя; точно так же к нему нельзя применять понятие движения" [1, с.682]. Другие мнения в данном контексте значения не имеют.
 
Вся Вселенная заполнена излучением и барионным веществом во всевозможных формах. Барионное вещество распределено в пространстве неравномерно-клочковато, образуя всевозможные скопления. Самые крупные из них это галактики  и квазары, а также скопления из галактик и квазаров, а также из темной материи. Если выбрать достаточно большой масштаб, то по объемным ячейкам такого масштаба все вещество Вселенной распределено равномерно. Все барионное вещество Вселенной реализует взаимодействие, подчиняющееся закону Всемирного тяготения.

Приведенного, очень краткого описания нашей Вселенной вполне достаточно для достижения поставленной цели. Теперь приведем краткую, но чуть более подробную, характеристику для Вселенной, якобы возникшей в результате Большого взрыва. Воспользуемся для этого статьей А.А. Смольникова [3]. Вот подборка фрагментов из этой статьи.

«Когда с момента Большого Взрыва прошло примерно 10^(-36) с и тепловая энергия снизилась до значения 10^24 эВ при размерах Вселенной порядка 10 см, GUT-симметрия нарушилась и первые из частиц — X- и Y-бозоны* — приобрели массы. Но практически сразу они распадались на кварки …
Через 10^(-10) с Вселенная остыла до температуры 10^15 K и достигла уже более внушительного размера — около миллиарда километров ...
После 10^(-6) с, когда средняя энергия упала до 10^9 эВ(Т = 10^13 К, размер Вселенной порядка 10^11 км), из кварков начали формироваться мезоны, затем стабильные протоны и относительно стабильные нейтроны ...
Барионы начали превращаться в фотоны за счет аннигиляции со своими античастицами. Наш будущий материальный мир спасло то, что число частиц несколько превышало число античастиц и аннигиляция не могла быть полной. Этот небольшой излишек “выживших” барионов и есть вся барионная материя сегодняшней Вселенной. Родившиеся в результате фотоны к настоящему времени остыли до температуры 2.7 K и присутствуют во Вселенной в виде Космического микроволнового фона …
Примерно через 1 с после Большого Взрыва (Т = 10^10 К, размер Вселенной увеличился до 10^14 км, или 10 световых лет) плотность частиц снизилась до такого значения (~100 000 г/см^3) …
Еще через несколько секунд, при энергиях ниже миллиона эВ, перестали образовываться электроны и позитроны. Те же, что уже были, почти полностью уничтожились за счет аннигиляции, оставив в “живых” ровно столько электронов, сколько до этого сохранилось протонов, — чтобы сбалансировать их положительный электрический заряд и оставить Вселенную (как и в самом исходном состоянии) электрически нейтральной ...
Через 100 с после Большого Взрыва (Т = 10^9 К, и размеры Вселенной достигли сотен световых лет) протоны и нейтроны начали сливаться в легчайшие ядра водорода H, дейтерия D, гелия (^3)He, (^4)He и лития (^7)Li (более тяжелые ядра не могли тогда образоваться из-за отсутствия стабильных ядер с массовыми числами 5 и 8). Кроме водорода, в основном появлялись ядра (^4)He, который с тех пор составляет около 1/4 барионной массы Вселенной; оставшиеся невостребованными лишние нейтроны распались в течение нескольких последующих часов и исчезли со сцены». Конец составной цитаты.

Приведенная цитата описывает процессы, относящиеся к так называемому инфляционному периоду БВ, который разные авторы определяют по-разному в соответствии с частными задачами, которые они решают. Но основополагающая суть этого периода одна (хотя никто из авторов ее не называет) – это полномасштабное нарушение всех известных законов природы в угоду устремлениям и домыслам авторов.
 Все это освящается ссылками на математические расчеты, выкладки которых найти  не удалось.

 Ни в школах, ни в институтах не учат тому, как остывают фотоны. Остывание фотонов это общее достижение теоретиков Большого взрыва и ОТО. О механизме процесса авторы умалчивают,  сообщают лишь, что этот процесс сопровождается покраснением фотонов. Таким образом, фотон по мере удаления от точки, где он возник, долго краснеет, отдавая свою энергию физическому вакууму, а затем, при достижении некоторого критического состояния, превращается в радиоизлучение, которое и формирует реликтовый микроволновый фон. В момент фазового перехода из частицы (или фотонного локализованного цуга волн) во фронтальное радиоизлучение, фотон теряет свой загадочный дуализм, а вместе с ним и свойство краснеть (остывать). Теперь он может только затухать, как и все радиоволны, даже если излучение не поглощается.

Из выше изложенного видно, что теоретики Большого взрыва допустили некоторый недосмотр, ведь остывающий и краснеющий фотон ставит под сомнение закон Хаббла, который основан на покраснении фотонного излучения исключительно вследствие эффекта Доплера. Но этот недосмотр и связанные с ним затруднения легко преодолевается, достаточно поделить хаббловское покраснение между доплеровским эффектом и эффектом остывающих фотонов. Однако, все параметры БВ придется пересчитывать. Это не очень трудно, но соотношение влияний двух конкурирующих эффектов неизвестно. Экспериментальные данные по остыванию фотонов отсутствуют, модели остывания тоже нет.

Кто-то из коллаборации БВ предложил радикальный выход. Надо отказаться от идеи остаточного фона, и заменить его вторичным фоновым излучением. В этом варианте, фотон, отдавая энергию физическому вакууму, возбуждает пространство, которое восстанавливает свое равновесное состояние, излучая вторичное микроволновое фоновое радиоизлучение.
Похоже, что инфляционный период, когда все можно, все еще продолжается.

По последним сообщениям из коллаборации БВ, одним из принимаемых ими вариантов физического вакуума является образ бесконечного моря чистой (без носителя) энергии. При этом наш мир, Вселенная, только чуть заметное возмущение этой энергии - пена на поверхности энергетического моря. В этом варианте, затухающие фотоны возмущают эту энергию, и она  гасит это возмущение вторичным (фоновым) микроволновым радиоизлучением. Авторы оригинальной идеи не учли одного нюанса, чтобы вторичное излучение можно считать остаточным, оно должно реагировать только на «умирающие» фотоны. Иначе, нет способа выделить нужную составляющую из общего вклада затухающего потока современных фотонов. Тогда получается, что вся энергия фотона поглощается вакуумом бесследно, и только один предсмертный квант вызывает вторичное, фоновое радиоизлучение. Нет слов. Вот уж действительно, чтобы все поверили в ложь – ложь должна быть чудовищной.

Только из научных мемуаров общественность может узнать о гипотезах, которые возникали временами - и исчезли без публикации, т.к. были отвергнуты авторами по причине внутренних противоречий в гипотезах, выявленных самими же авторами. Всем известен жесткий, но справедливый принцип: для доказательства новой теории необходимо множество расчетов и экспериментов, а для опровержения достаточно одного неустранимого противоречия.
 
В каждом деле, в любой ситуации, всегда находится место здоровому скептицизму. Консерваторы в науке - это гаранты качества новых побеждающих идей. Сомнительные выводы Виллема де Ситтера, сформулировавшего закон Хаббла под свой известный проект, использовав опубликованные Хабблом данные о смещении спектров удаленных галактик, вызвали естественное недоверие многих  видных астрономов. Одним из них является бывший сотрудник и подчиненный Эдвина Хаббла, американский астроном Хэлтон Арп, лауреат Премии Е. Уорнер, Премии Ньюкомба и Премии Александра фон Гумбольта. Арп подверг тщательной проверке множество экспериментальных данных и обнаружил несоответствия в закономерности Хаббла, которые являются недопустимыми. Исключений было не так много, но вполне достаточно, чтобы отвергнуть эффект Доплера, как основной источник красного смещения. Отчеты Арпа опубликованы, последние из них очень эмоциональны; их характер можно передать словами: люди, опомнитесь, откройте глаза, нет достаточных оснований для предположений о расширяющемся пространстве.
 
Авторы теории БВ по-разному описывают этапы и стадии Большого взрыва и по-разному трактуют закон Хаббла, но правильная трактовка может быть только одна. Чем больше трактовок, тем больше ложных гипотез, именуемых теориями,- это понятно и самим авторам. Австралийские астрономы Чарльз Линевивер  и Тамара Дэвис решили навести хоть какой-то порядок, и опубликовали статью «Парадоксы Большого взрыва», в которой призывают единомышленников к единообразию, и дают соответствующие наставления и пояснения. Эти пояснения трудно отнести к научным доказательствам. Вот цитата: «… в расширяющемся пространстве не только сами фотоны растягиваются (и поэтому теряют энергию), но и их поток также растягивается»,-  или еще: «Частная теория относительности не рассматривает скорость удаления. Скорость удаления бесконечно возрастает с расстоянием. Дальше некоторого расстояния, называемого хаббловским, она превышает скорость света. Это не является нарушением теории относительности, поскольку удаление вызвано не движением в пространстве, а расширением самого пространства». Вот так. Хотелось бы спросить, а что будет в этом случае с эффектом Доплера, на котором все построено? Австралийцы не поняли, что тактика коллаборации чрезвычайно эффективна, т.к. всегда в рукаве нужная карта, и всегда можно отбросить хвостик - отмежеваться от перегнувшего палку автора. Своей бездоказательной работой они ничего не исправили, только высветили внутреннюю проблему.

Однако есть несколько положений в теории БВ, для которых наблюдается полное единодушие авторов. Все авторы признают космологический принцип, и все согласны, что Вселенная симметрично и изотропно расширялась во все времена после взрыва. Здесь начинается самое интересное. Дело в том, что большая часть процесса расширения Вселенной благодаря развитию техники уже доступна для непосредственного наблюдения. Это происходит благодаря задержке излученной световой информации. Наблюдая космос на удалении 7 млрд. световых лет, астрономы изучают структуру Вселенной, которая была именно 7 млрд. лет назад,- и так для любого расстояния. Учитывая факт постоянного уменьшения плотности Вселенной во времени, (по теории БВ) получаем, что изотропное расширение объективно должно отображаться для земного наблюдателя как пространственно-временной срез уже анизотропного, радиально зависимого распределения плотности вещества. При этом, чем больше расстояние от наблюдателя, тем более плотным должно становиться наблюдаемое (из прошлого) звездное население. Но этого обязательного сопутствующего эффекта не наблюдается. Значит, нет и расширения.

Как известно, все мировые астрономические центры в полном согласии, оценивают плотность вещества Вселенной на всех расстояниях как постоянную величину. Но это значит, что плотность Вселенной последние 8 млрд. лет не изменялась, что соответствует характеристике стационарной модели. На этот факт опирается философская концепция, выражаемая Космологическим Принципом, положенном в основу построения теоретических моделей.
 
Отсутствие ожидаемого метрологического эффекта, который должен бы проявляться в кажущейся, но реально наблюдаемой, зависимости плотности космического вещества от расстояния до наблюдателя, является еще одним доказательством ложности теории Большого взрыва.

Нижний Новгород, декабрь 2010г.         
    
Контакт с автором: vleonovich@yandex.ru

С другими публикациями автора можно познакомиться на странице http://www.proza.ru/avtor/vleonovich сайта ПРОЗА.РУ.


Литература
1. Эйнштейн А., "Сборник научных трудов" т.1, изд. "Наука", Москва, 1965г.
2. Леонович В., "Интрига закона Хаббла", Интернет. 
3. Смольников А.А., "Темная материя во Вселенной", Интернет.
4. Чарльз Линевивер  и Тамара Дэвис, "Парадоксы Большого взрыва", Интернет.
5. Arp H. "Peculiar Galaxies and Radio Sources". Astrophysical Journal 148: 321-366, 1967.