Беседа 21. Температура поглощения энергии

          Коллега, давайте вернёмся к проблеме формирования Вселенной.

Мой, друг, мы уверенно можем знать только то, что поддаётся нашему наблюдению и исследованию. А, что происходит во всей Вселенной, нам не известно, ибо нельзя заглянуть за «горизонт» нашей Метагалактики, которая является лишь частью бесконечной Вселенной. Хотя, мы можем догадываться, что за видимым горизонтом должно происходить, в принципе, то же самое, что и в его пределах.

Здесь важно помнить основное философское положение, согласно которому законы Природы (законы Физики), установленные на основе изучения весьма ограниченной части Вселенной, могут быть экстраполированы (распространены) на значительно большие области, в конечном счёте – на всю Вселенную.

          Коллега, но мы уже говорили о том, что весь наблюдаемый звёздный мир, включая Солнечную систему, является одной из грандиозных флуктуаций во Вселенной, в результате которой были образованы сначала силовые поля и, уж потом, в центрах этих полей образовались галактики, звёзды и планеты. И как тогда мы должны относиться к Большому взрыву?

Скорее всего, мой друг, никак. В основу веры в Большой взрыв (далее – БВ) положены два хорошо выверенных ФАКТА:
- Закон Хаббла;
- температура реликтового излучения.

Однако, трактовка этих фактов, на мой взгляд, ошибочна. Чтобы осознать это, давайте внимательно рассмотрим эти факты.

В соответствии с Законом Хаббла космологическое красное смещение или понижение частот электромагнитного излучения галактик сказывается пропорционально расстоянию до них. То есть, чем дальше от нас Галактика, тем ниже частота волн, приходящего к нам от неё излучения. И это достоверный факт.

При этом, сторонники БВ красное смещение  связывают с эффектом Доплера, который указывает на то, что галактики (источники электромагнитных волн) удаляются от нас с определённой скоростью. Но, если это рассматривать вместе с Законом Хаббла, то более далёкая Галактика должна удаляться от нас с большей скоростью, чем ближняя. Это значит, что с увеличением расстояния должна нарастать и скорость «разбегания» галактик.

Как видите, объединение Закона Хаббла с эффектом Доплера обязывает галактики удаляться от нас с (!) ускорением. Но, для этого необходима постоянно действующая СИЛА, ибо ускорение есть сила, отнесённая к единице массы. И, если учесть, что сила является градиентом энергии, то постоянно действующая сила указывает на постоянный приток дополнительной энергии.

Откуда берётся дополнительная энергия, у сторонников БВ вразумительного ответа нет и быть не может. Поэтому, данный вариант подтверждения БВ теряет всякий смысл.

          Коллега, здесь с Вами сложно спорить. Однако, надеюсь, Вы не будете отрицать, что большинство астрономов считают именно реликтовое излучение прямым доказательством Большого взрыва в глобальных масштабах.

Начнём с того, мой друг, что реликтовое излучение (точнее – микроволновое фоновое излучение) вообще нельзя рассматривать в глобальных масштабах, ибо эффект Сакса – Вольфа указывает на связь температуры этого излучения с ГРАВИТАЦИОННЫМ ПОТЕНЦИАЛОМ в точке её измерения, то есть, такой параметр, как температура, имеет местечковое значение.

Дело в том, что эффект Сакса - Вольфа возникает, когда частица распространяется в неоднородном гравитационном поле. Если она движется по нарастающему гравитационному потенциалу, то теряет свою энергию и испытывает красное смещение, если же движется по убывающему потенциалу, то приобретает энергию и её частота смещается в голубую сторону.

Для одной частицы этот эффект приводит к изменению частоты, для ансамбля частиц – к изменению их температуры.

Однако, давайте посмотрим, как развивались события по привязке температуры реликтового излучения к БВ.

Сначала Гамов с коллегами в конце 40-х годов прошлого века предсказали наличие «следов» ранней горячей стадии развития Вселенной (начала БВ) в виде фонового электромагнитного излучения с температурой 5 градусов Кельвина. К тем же выводам, что и Гамов, примерно через 15 лет пришли Дикке и Пиблс из Принстона. Однако, предполагаемое значение температуры реликтового излучения было скорее догадкой, чем результатом расчётов, основанных на точной теории.

В 1965 году сотрудники научно-исследовательской фирмы «Белл телефон лабораторис» Пензиас и Вилсон на оборудовании, созданном сугубо для коммерческих целей, обнаружили изотропное фоновое излучение с температурой 3,5 градуса Кельвина. Данная температура отличалась на 30 процентов от предполагаемой, но когда весть об этом достигла Принстона, Пиблс сразу же решил, что Пензиас и Вилсон зарегистрировали не что иное, как реликтовое излучение, сохранившееся от БВ.

В первой половине 80-х годов прошлого века в Институте Космических Исследований под руководством И. А. Струкова был поставлен эксперимент под названием «Реликт». Для проведения эксперимента была выбрана высокоапогейная орбита с большой полуосью равной 400 000 км. При этом точка апогея, как легко видеть, находилась дальше орбиты Луны.

Понятно, что измерения проводились на разных уровнях гравитационного потенциала Земли и, при обработке данных, полученных в ходе этого эксперимента, значение температуры реликтового излучения оказалось непостоянным, уменьшаясь с удалением от поверхности Земли. Так был подтверждён эффект Сакса – Вольфа, но полученные результаты с их зависимостью от местных (земных) условий не вписывались в теорию БВ. Поэтому анализ результатов данного эксперимента отложили в «долгий ящик».

В начале 90-х годов прошлого века американцы запустили свой спутник COBE со спектрофотометром FIRAS. Его орбита была практически круговой, то есть летал он по эквипотенциальной поверхности (поверхность одинакового потенциала). Понятно, что в этом случае значение температуры реликтового излучения (2,725 оК) оказалось практически постоянным и с лёгкостью было «прилажено» к предсказанию Гамова, Дикке и Пиблса о БВ, хотя полученное значение и отличалось от предсказанного уже почти в два раза.

Это сообщение было распространено по всему свету средствами массовой информации как научная новость номер один и с лёгкой руки одного из репортёров было объявлено, что теперь человечество увидело лик «господа Бога». Радиокарты COBE получили большую популярность, проникнув даже в издания, далёкие от науки.

Иные возможности происхождения обнаруженного излучения, при этом, даже не рассматривались.

          Коллега, разве есть иное объяснение происхождению микроволнового фонового излучения?

В Природе всему есть простое объяснение. Для начала вспомним, что с помощью постоянной Больцмана (k = 1,38*10^-23 Дж/К) устанавливается связь между характеристиками двух различных миров: макро – и микромира. Вполне осязаемая, легко измеримая температура даёт нам наглядные представления о средней кинетической энергии движения невидимых сущностей – микрочастиц.

Если учесть, что скорость приходящих из космоса микрочастиц (гравитонов или фононов, кому как нравится) у поверхности Земли (и относительно поля Земли) равна второй космической скорости 11188 м/с, а масса этих частиц равна 9,11*10^-31 кг (масса кванта потенциального поля атома водорода, известная как масса электрона), то кинетическая энергия каждой микрочастицы равна:

Wк = m*v^2/2 = 5,7*10^-23 Дж.

Тогда температура ансамбля этих частиц  равна:

T = 2Wк/3k = 2,75 градуса Кельвина.

Именно такую температуру поля у поверхности Земли и зарегистрировали в конце прошлого века советский космический аппарат серии «Прогноз» и американский спутник COBE со спектрофотометром FIRAS.

          Коллега, если я Вас правильно понял, то температура реликта вблизи Луны будет меньше, чем у поверхности Земли, а у поверхности Юпитера - заметно выше. Это так?

Именно так, мой друг. И это доказано результатами эксперимента «Реликт». Но, главное здесь то, что измеренная температура микроволнового фонового излучения никакого отношения к Большому взрыву не имеет. Выводы делайте сами, ибо они очевидны.