Фазовые состояния вселенной

Юмашев Владимир Евгеньевич, к.т.н., доцент

"Вселенная – это вызов всем нам."

Фред Хойль

Аннотация:

Наш мир существует в пределах двух границ, которые являются границами фазовых состояний Вселенной. Время, для нашей фазы Вселенной, является первопричиной, которая обуславливает её расширение и развитие в сторону увеличения энтропии. Гипотеза о фазовых состояниях Вселенной, расширяет наши представления о её строении и даёт ответы на некоторые вопросы её развития.

1. Введение

На основании астрономических наблюдательных данных, были сформулированы три тезиса о состоянии нашей Вселенной [1]:

а) во Вселенной доминирует вакуум: по плотности энергии он превосходит все “обычные” формы космической материи вместе взятые;

б) динамикой космологического расширения управляет антигравитация;

в) космологическое расширение ускоряется, а четырёхмерное пространство-время мира становится тем временем статическим.

Плотность Вселенной (pc) можно представить в виде суммы плотностей космического вакуума (pv), тёмного вещества (pd), барионного вещества (pb), и плотности релятивистского излучения (pr):

pc= pv+pd+pb+pr. (1)

Соотношение (1) часто представляют через относительную плотность [1]:

Ω= Ωv+Ωd+Ωb+Ωr= (0,7 0,1)+(0,3 0,1)+(0,02 0,1)+(0,8∙10-5 ) (2)

где 1< <10 30 – постоянный множитель.

Эти наблюдательные данные поставили ряд вопросов, которые касаются строения нашей Вселенной: почему во Вселенной доминирует плотность вакуума и откуда она берётся, какова природа носителей тёмного вещества, почему расширение Вселенной происходит с ускорением?

Кроме этого, можно выделить ещё одну проблему, которая, по мнению автора, напрямую связана с поставленными вопросами – это возрастание энтропии и “стрела времени” [2]. Необратимость времени и рост энтропии, обуславливают протекание различных процессов в нашей Вселенной в строго определённом направлении. Понимание сущности времени и определение границ существования Вселенной, позволят углубить наши знания о строении Вселенной и её развитии.

2. Границы вселенной

В нашей Вселенной можно выделить две величины, которые являются абсолютными границами для существования любого вида материи [3]: это скорость света и абсолютный нуль температур.

Согласно теореме Нернста, абсолютный нуль температур недостижим [4]. К нему можно приблизиться сколь угодно близко, но получить значение Т=0 К невозможно.

Согласно специальной теории относительности [5], движение со скоростью большей скорости света невозможно. Со скоростью света могут двигаться только безмассовые частицы.

Таким образом, любой вид материи в нашей Вселенной, может существовать только в пределах этих двух границ – скорости света и абсолютного нуля температур. И для того, чтобы покинуть нашу Вселенную не нужно куда-то лететь и искать её границы. Достаточно в любой точке Вселенной превысить скорость света или охладиться ниже абсолютного нуля. В работе [3] области, лежащие за этими границами, были названы, соответственно, надпространство и подпространство. К сожалению, эти области недоступны для материи, которая существует внутри этих границ.

Рассмотрим, что нам известно об этих границах.

При охлаждении некоторых веществ до температур, близких к абсолютному нулю, они переходят в другие фазовые состояния и у них появляются новые свойства – сверхпроводимость и сверхтекучесть. Такие свойства обусловлены переходом вещества в новое внутреннее состояние практически без изменения его внешних параметров.

В природе, движение со скоростями, близкими к скорости света, наблюдается, в основном, только в первичных космических лучах, которые представляют собой поток протонов, альфа-частиц и некоторых других атомных ядер. Со скоростью света частицы, имеющие массу покоя, двигаться не могут. Движение с такой скоростью возможно только для безмассовых частиц – фотонов.

Следовательно, для того, чтобы достичь верхней (скорости света) или нижней (абсолютного нуля температур) границы Вселенной, материя должна перейти в новое состояние и приобрести новые свойства. Можно предположить, что существует, по крайней мере, три фазовых состояния Вселенной: подпространство (температура ниже абсолютного нуля температур), пространство (наш мир) и надпространство (скорости выше скорости света). Такие три фазовых состояния Вселенной аналогичны трём фазовым состояниям воды: твёрдое (лёд), жидкое и газообразное (пар).

Между такими фазовыми состояниями должны происходить фазовые переходы. При некоторых условиях, нам пока неизвестных, возможны переходы материи из нашего пространства в подпространство или надпространство и наоборот. Наиболее вероятно, что такие фазовые переходы происходят на квантовом уровне.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: дипломная работа аудит, предмет культурологии.





1  2  3  4 | Следующая страница реферата