Предыдущая страница реферата | 1  2

Если "расширение" Вселенной реализуется путем увеличения удельного объема пространства, что тождественно уменьшению его плотности, то совсем не обязательно участие в этом процессе вещества и нет никакой необходимости привлекать гипотезу о некогда произошедшем большом взрыве – его просто не было. В противном случае мы бы не наблюдали такое распространенное в далеком космосе явление, как столкновение (или слияние) галактик. Кроме того, участие вещества в процессе расширения (при условии возникновения этого расширения в результате первоначального взрыва) предполагает признание факта удаления от нас галактик, расположенных на окраинах видимой части Вселенной, со скоростью света, что противоречит здравому смыслу. По-моему, следует признать, что наблюдаемая нами Вселенная, включая вещество и пространство, вовсе не расширяется: увеличивается удельный объем пространства и радиус видимой части Вселенной, а плотность так называемой темной материи, или вакуума, – уменьшается. При этом плотность энергии вакуума остается постоянной и не зависит ни от возраста Вселенной, ни от скорости света:

E = ρVc2 = (mVc2)/(4/3πR3) = 3g2/2πG = 3.1875·10-8 г/(см · с2).

В настоящее время радиус видимой части Вселенной из любой ее точки составляет:

R = ½gt2 = ½Vc2/g = 6.73467·1022 км

или 4370.2 Мпк в новом его исчислении, т.е. с учетом ускорения скорости света, а удельный объем вакуума:

Wm = (4/3πR3)/m = 2/3πGt2 = 2.8196·1028 см3/г.

Соответственно, плотность вакуума будет равна обратной величине удельного объема – 3.5466·10-29 г/см3, а плотность энергии вакуума – 3.1875·10-8 г/(см · с2).

Если наши предположения о распространении света с некоторым ускорением соответствуют действительности, то реальные параметры светового года, как единицы измерения расстояний (в обычных для физических величин размерностях) до наблюдаемых нами космических объектов, будут уменьшаться пропорционально степени отдаленности последних от наблюдателя. Поэтому рассчитанный выше радиус видимой части Вселенной оказывается в два раза меньше, чем при условии, когда скорость света является постоянной величиной. В результате следует признать, что мы наблюдаем гораздо меньший объем окружающего нас пространства, чем это считалось ранее. Более того, нам пока не известна величина исходного удельного объема пространства, с которого начался процесс его увеличения и, соответственно, – первоначальная скорость распространения электромагнитных волн. Следовательно, обозреваемая нами Вселенная оказывается еще более ограниченной в пространстве. Может быть, поэтому наши приборы способны регистрировать находящиеся на окраинах видимой части Вселенной объекты?

Теперь вернемся к явлению красного смещения спектральных линий всех элементов в спектрах далеких звезд, которое было воспринято Эдвином Хабблом как результат расширения Вселенной.

Действительно, в пределах нашей галактики по величине и направлению смещения спектральных линий отдельных элементов в спектрах различных объектов удается определять их относительную скорость движения и моделировать структуру всей галактики в целом. Более того, эффект Допплера позволяет достаточно надежно оценивать скорости вращения Солнца, ближайших к нам звезд и целых галактик. Однако на очень больших расстояниях в смещении спектральных линий доминирует, по-видимому, вторая составляющая данного эффекта – увеличение длин волн от далеких источников их излучения по мере приближения этого излучения к Земле в связи с общим ускорением скорости света. Соответственно, следует признать, что частоты доходящих до нас электромагнитных волн, которые идентифицируются по лабораторным, т.е. современным, аналогам, – меньше частот последних и эта разница тем больше, чем дальше от нас находится источник излучения. Иными словами, частоты колебаний всех элементов в далеком прошлом были меньше частот колебаний тех же элементов в настоящее время. Следовательно, частота электромагнитного излучения, как и скорость его распространения, является функцией времени, равно как и возраста пространства (но не источника излучения).

Поясним это предположение следующими рассуждениями. Электромагнитное излучение от далекого космического объекта с частотой ν0 = V0/λ воспринимается нами с большей длиной волны и современной скоростью света: ν0 = Vс/(λ + ∆λ). Отсюда стартовая скорость отрыва излучения от наблюдаемого объекта V0 = Vcλ/(λ + ∆λ). У современного аналога того же источника излучения частота колебаний составляет νc = Vс/λ. Отсюда ν0 = νсλ/(λ + ∆λ). При этом время прохождения сигнала t = (Vc – V0)/g. Соответственно, формула Хаббла для стационарной Вселенной с расширяющимся удельным объемом пространства должна выглядеть следующим образом:

(Vc – V0) = H0 · r,

определяя не скорость удаления объекта от наблюдателя, а разницу в скоростях распространения электромагнитных волн между современной эпохой и тем временем, когда измеряемое нами излучение покинуло тот или иной объект.

В свете изложенного реликтовое излучение, интенсивность которого одинакова во всех направлениях звездного неба и факт обнаружения которого считается главным аргументом в пользу гипотезы о некогда произошедшем большом взрыве, можно рассматривать как результирующий эффект от излучения газообразной оболочки примитивного вещества, по-видимому, того же водорода, примыкающей к краю видимой части Вселенной, где скорость света составляет порядка 97 км/с, а возраст Вселенной – около 4.6 миллионов лет. Эти оценки соответствуют 2 мм длин волн фонового излучения при условии, что источником данного излучения является водород. Очевидно, что со временем длина волн фонового излучения будет расти пропорционально увеличению скорости света и радиуса видимой части Вселенной. Таким образом, "шелест" реликтового излучения, по очень удачному определению этого явления американским астрономом Стивеном Мараном, отражает завершающую стадию формирования вещества на окраинах расширяющегося объема видимой части Вселенной, где это вещество по неизвестным нам причинам начинает взаимодействовать с пространством, и результат этого взаимодействия мы обнаруживаем в настоящее время.

В заключение несколько слов о перспективах проекта Планк в отношении более точного определения значения постоянной Хаббла инструментальными методами. Если эффект Допплера имеет два составляющих фактора: относительную скорость движения источника света и предполагаемое нами ускоренное распространение электромагнитных волн во времени, то эти надежды, по-видимому, не могут быть реализованы в полной мере, поскольку неизвестны относительные скорости и направления векторов движения тех источников излучения, которые обычно используются в подобных экспериментах (в астрофизике их называют индикаторами расстояний).

Так, при небольших расстояниях между источником излучения и наблюдателем величина смещения спектральных линий ∆λ1 от движущегося объекта определяется по формуле ∆λ1 = λυ/V0, где υ – относительная скорость движения объекта, а при значительных расстояниях – к этой величине добавляется вторая составляющая ∆λ2 = λ(Vc – V0)/V0, которая определяет степень отдаленности этого объекта от наблюдателя. Очевидно, что чем дальше от наблюдателя будет находиться источник излучения, тем более весомым будет вклад ∆λ2 в итоговое значение величины красного смещения спектральных линий ∆λ = ∆λ1 + ∆λ2 = λ(υ + Vc – V0)/V0. Отсюда следует, что скорость удаления наблюдаемого объекта, которая рассчитывается обычно по всей величине красного смещения, имеет более сложную зависимость: υ = Vc·∆λ1/(λ + ∆λ2), и определить ее можно лишь зная расстояние до этого объекта.

Например, при неподвижном нахождении, относительно наблюдателя, источника излучения, красное смещение зеленой линии водорода (λ = 5000 Å = 5·10-5 см) на 100 Å будет означать, что стартовая скорость отрыва света от него составляет 0.9804Vc, а время прохождения сигнала – 85.691 Мпк. Если же мы уверены, что этот объект расположен ближе, скажем, на расстоянии 80 Мпк, то 93.24 Å в величине красного смещения той же линии водорода должно приходиться на эффект ускоренного прохождения светового сигнала до Земли, а 6.76 Å – на удаление от нас наблюдаемого объекта со скоростью 397.9 км/с. Если тот же объект расположен дальше, например, на расстоянии 90 Мпк, то при соответствующей этому расстоянию скорости света в 0.9794Vc красное смещение должно быть 105.14 Å. Следовательно, данный объект приближается к нам со скоростью 301.5 км/с, что проявляется в уменьшении ожидаемой величины красного смещения на 5.14 Å.

Что касается размера исходного удельного объема пространства (равно как и плотности вакуума), с которого начался процесс его расширения, и каков источник формирования вещества, то ответы на эти вопросы следует искать, по-видимому, в гравитационных линзах и наиболее удаленных от нас квазарах, – с максимальными величинами красного смещения. Не исключено, что исходный удельный объем пространства связан с реликтовым излучением, длина волн которого, если рассматривать ее как величину красного смещения характеристических линий водорода, определяет первоначальную скорость света и, соответственно, – исходную плотность вакуума. С этих позиций определенный интерес представляет установленное недавно явление анизотропии реликтового излучения, свидетельствующее, по-видимому, о существовании в "доисторическую" эпоху Вселенной бесконечного количества доменов, расширение удельного объема пространства в которых начиналось с различными скоростями распространения электромагнитных волн.

Таким образом, постоянная Хаббла, при изначально принятой для нее размерности и в условиях стационарной Вселенной, является показателем степени увеличения скорости распространения электромагнитных волн во времени относительно того или иного космического объекта, расположенного далеко за пределами нашей галактики.

Вполне очевидно, что изложенные выше представления о природе окружающего нас мира являются гипотезой, основанной на предположении об ускоренном характере распространения электромагнитного излучения в пространстве. Однако эти представления снимают известные трудности, связанные с интерпретацией величин красного смещения спектральных линий отдельных элементов в спектрах очень далеких от нас объектов, превышающих длины волн их современных аналогов, и не требуют привлечения для объяснения природы этого явления довольно громоздкого математического аппарата, в котором теряется не только физический, но и здравый смысл. По этим же представлениям мы избавляемся от непонятного для человеческого мышления факта существования в плоском пространстве и, что самое главное, – от не очень приятного ощущения, что наша Вселенная подобна тонкой оболочке воздушного шара, который постоянно расширяется по мере снижения давления в окружающем его пространстве, а мы все летим неизвестно куда с огромной скоростью от некой точки первоначального взрыва.

Скачали данный реферат: Shereshevskij, Krasnov, Sigov, Котов, Kozlakov, Kurepin.
Последние просмотренные рефераты на тему: сочинение рассказ, доклад по обж, бесплатные рефераты на тему, реферат на тему деятельность.





Предыдущая страница реферата | 1  2