Гипотеза дырявой Вселенной - 1

В данной статье (и в нескольких последующих) я буду излагать собственные представления о том, как устроена наша Вселенная. Эти представления возникли не на пустом месте, а как следствие тех расчетов о силах и скоростях расширения, результаты которых излагались в предыдущих статьях. Конечно, я не астроном, не астрофизик и даже не физик, если исходить строго из смысла этих терминов. Я инженер-ядерщик, сильно увлекающийся космосом. Поэтому я могу многого не знать и делать грубые ошибки в вопросах, касающихся космологических процессов. Но таков мой уровень.

Есть несколько фактов, которые заставляют меня предполагать следующую структуру строения Вселенной. Во-первых, радиус Метагалактики (то есть видимой части Вселенной) подозрительно близок радиусу черной дыры с массой, равной массе Вселенной. В настоящее время масса Вселенной оценивается величиной 1.67;10(53) кг, а ее радиус 2;10(26) м. Черная дыра с такой массой имела бы радиус 2.5;10(26) м. Во-вторых, измерения интенсивности реликтового излучения показали его слабую неравномерность по небесной сфере, что заставило астрономов придти к выводу о конечности размеров наблюдаемой Вселенной (для бесконечно огромных размеров интенсивность реликтового излучения будет одинакова по всем направлениям от Земли). В-третьих, из астрономических наблюдений следует, что самые удаленные космические объекты, находящиеся на периферии Вселенной, удаляются от нас со скоростями, близкими к световым. Самая большая скорость, зафиксированная астрономами, составляет 270 000 км/сек, что всего на 10% меньше световой. Подобные совпадения не могут быть простой случайностью. Поэтому мы можем предположить, что наблюдаемая Вселенная является гигантской черной дырой, расширяющейся со скоростью света.

Если концепция о форме существования Вселенной в виде черной дыры соответствует истине, тогда можно легко найти среднюю плотность барионного вещества: она равна 0.2375;10(-29) г/см;. А расчеты астрономов показывают, что средняя плотность барионного вещества в наблюдаемом объеме Метагалактики в несколько раз меньше значения 10(-29) г/см;. Такое качественное совпадение свидетельствует в пользу сделанного предположения о форме существования Вселенной в виде черной дыры.

Факт расширения Метагалактики для меня сомнению не подлежит. Расширение происходит под действием космических сил расталкивания, которые являются максимальными силами, существующими в нашей Вселенной. Мне удалось даже определить порядок величины этих сил, он оказался равным 10(44) н. Если некоторая звезда под действием собственного тяготения коллапсирует к состоянию черной дыры и сила ее гравитации на поверхности превысит космическую силу расталкивания (а это рано или поздно происходит), пространство в этом месте разрывается и данный объект вываливается в …..

А вот куда она вываливается, остается только гадать. Можно предположить, что такой вываливающийся из нашей Вселенной объект создает собственную Вселенную со своими законами и отношениями. Но можно предложить и другую альтернативу: образовавшаяся в нашем мире черная дыра прорывает все слои пространства Вселенной и переносится в самый ее центр, в самое начало, питая своей энергией вечно работающий Большой Взрыв. Описанный эффект можно назвать проколом пространства (примерно как игла прокалывает ткань).

Если подобные процессы прокола пространства иногда происходят в нашей Вселенной, тогда мы можем объяснить некоторые факты, давно известные астрономам, но до сих пор не имеющие приемлемой трактовки. Речь идет о так называемых гамма-вспышках (Gamma Ray Bursts), пустотах Вселенной и ее сотовой структуре. Гамма-вспышки представляют собой разряды жесткого гамма-излучения такой мощности, будто энергия целой звезды, излучаемая ею за все время своей жизни, выделилась в течение менее одной секунды. Длительность таких вспышек не очень велика, поэтому установить точное местоположение источника астрономам весьма трудно: не хватает времени. Но иногда это удается сделать. А когда местоположение установлено и туда направляют оптические и радиотелескопы, то ничего там не находят. То есть последствия взрыва есть, а источника взрыва нет.
 
Некоторые ученые полагают, что источником гамма-вспышек являются процессы аннигиляции материи и антиматерии в глубинах Вселенной. Если допустить, что они правы, тогда должен существовать материальный носитель антиматерии. И пусть он уничтожился полностью в реакции аннигиляции, какие-то остатки должны быть. Остатки не его самого, а облака межзвездного газа, притянутого к объекту силой гравитации. Однако, как уже было сказано, астрономы ничего такого не видят. Если же энергия вакуума равнозначна энергии аннигиляции (в одной из прошлых статей я уже приводил формулу энергии физвакуума E = mc;), то в некоторой степени они правы: гамма-взрыв обусловлен высвобождением энергии E = mc;. Но не правы в том смысле, будто эта энергия высвобждается в ходе аннигиляции вещества с антивеществом.

Пустоты Вселенной и ее сотовая структура уже понятны из названия: в глобальных масштабах наша Вселенная представляет набор пустых пузырей, разделенных прослойками вещества, состоящими из туманностей, галактик и их скоплений. Такая структура напоминает пчелиные соты или мыльную пену. Средняя плотность вещества в прослойках на несколько порядков превосходит плотность вещества в пустотах.

Допустим, на ранних стадиях развития Вселенной, когда сотовой структуры еще не было и Вселенная была заполнена веществом более-менее равномерно, где-то произошел прокол пространства: небольшой космический объект сжался под действием собственной гравитации до состояния черной дыры, прорвал пространство нашей Вселенной и покинул ее, унося с собой часть вакуумной энергии того объема пространства, который он занимал. Такой беглец уносит с собой не только энергию, он уносит также импульс движения. Согласно законам сохранения, должен возникнуть вторичный импульс, направленный противоположно первому, так что общее количество движения останется равным нулю.

Если в ходе прокола отдельные части черной дыры стягиваются к ее центру равномерно с одинаковой скоростью (идеализированный вариант, обычно такое реализуется с некоторым приближением), возникающий вторичный импульс будет направлен от поверхности дыры наружу также равномерно по всем направлениям. Общая энергия импульса равна mc;/2 (половина от того, что выделится при аннигиляции вещества и антивещества соответствующей массы и столько же, сколько уносит с собой черная дыра). Скорее всего, вторичный импульс будет проявлять себя как фронт жесткого гамма-излучения. Когда такой фронт достигнет Земли, мы зафиксируем его в форме Gamma Ray Burst, вспышках гамма-излучения чрезвычайно огромной мощности и малой длительности.

Учитывая тот факт, что свет оказывает давление на материальные предметы, а энергия гамма-вспышки колоссальна, все находящиеся поблизости от места прокола космические объекты от атома до галактики приобретают мощный толчок и разлетаются в стороны (конечно, если они не разрушились под действием энергии взрыва). На месте прокола и рядом с ним образуется постоянно расширяющаяся пустота, своеобразный космический пузырь. И если в это место навести телескоп, он ничего не увидит. По мере расширения пузыря плотность вещества на его границе будет расти по следующей причине: то вещество, которое находилось ближе к месту прокола, приобретает более высокую скорость из-за повышенной плотности энергии гамма-вспышки на единицу телесного угла и постепенно догоняет другое вещество, которое было дальше от места прокола. Размеры образующихся космических пустот будут зависеть от времени прокола: чем раньше случился прокол, тем больших размеров достигнет космический пузырь. Максимальная из известных астрономам пустот занимает сегодня около 3% объема всей нашей Вселенной.

Если затем в стороне другая черная дыра проколет пространство, образуется новый гамма-взрыв и фронт разлетающегося вещества. Когда два таких фронта столкнутся, импульсы их движения взаимно гасятся и возникает тонкая прослойка уплотненного вещества между двумя пустотами (прослойка будет тонкая по сравнению с размерами Вселенной, естественно). Так как подобные гамма-взрывы должны происходить регулярно по Вселенной, она постепенно приобретает сотовую структуру.

Данный эффект формирования сотовой структуры оказывается невозможным, если скорость света постоянна и не меняется во времени. Пусть даже прослойка уплотненного вещества образовалась, новый прокол пространства уже внутри прослойки будет ее разрушать. Но скорость света со временем падает (об этом будет отдельная статья). Сегодня она составляет 3;10(8) м/сек, а в самый начальный момент рождения Вселенной была 5.3;10(49) м/сек. Когда происходил прокол пространства черными дырами на ранних стадиях жизни Вселенной, характеризующихся высокими скоростями света, тогда и скорости расширения пузырей были огромны. Но скорость света быстро падала и вместе с ней падала скорость расширения пузырей, которая не может превышать световую скорость. И вот когда прослойки уплотненного вещества уже образовались и в них происходил новый прокол пространства, скорость света оказывалась настолько меньше, что новый космический пузырь был уже не в состоянии разрушить образованную прослойку.

И вот что интересно. Ученые обнаружили такую особенность в тех редких случаях, когда удается замерить распределение энергии по спектру гамма-вспышки: распределение энергии оказывается неравномерным уже на уровне десятых или даже сотых долей миллисекунды. Это означает, что поперечные размеры объекта, дающего гамма-вспышку, исчисляются всего несколькими десятками километров. Для Вселенной размер в десятки километров — это ничтожно мало. Но именно такие размеры характерны для черных дыр.