Александр Фирсов (al_firsov) wrote,
Александр Фирсов
al_firsov

Category:

Бесконечна ли вселенная (окончание)

(Окончание, начало в предыдущем сообщении)

Теория относительности Эйнштейна и границы скорости, массы и энергии

В 20-ом веке физики считали, что уже почти все поняли в окружающем мире. Некоторым исключением был свет. Он и распространялся как волна (изгибаясь и преломляясь) и одновременно с этим взаимодействовал с веществом во многом как частица, например, оказывал давление.

Попытки измерить скорость света поставили физиков в тупик. Земля вращается вокруг своей оси и движется в пространстве, т.е. любой объект на поверхности Земли движется с большой скоростью. Однако, все попытки получить зависимость скорости света от скорости движения источника или приемника света окончились неудачей. Скорость света была постоянной, независимо от того, измеряется она у источника света или у приемника, движется ли при этом источник света или приемник.

Единственное, что удалось вычислить, это то, что чем больше скорость, с которой удаляются друг от друга объекты, тем сильнее смещение их света в красную область.

Парадокс со скоростью света математически разрешил Альберт Эйнштейн. Уравнения, выведенные Эйнштейном, связывали между собой изменение протяженностей материальных объектов и промежутков времени при изменениях состояния движения материальных объектов, кроме того, Эйнштейн разработал уравнения, связывающие массу объекта с его энергией. Связующим коэффициентом явилась скорость света.

Побочным выводом из уравнений Эйнштейна было то, что достижение скорости, большей скорости света оказалось невозможным: Из уравнений Эйнштейна вытекало, что никакой объект не может двигаться со скоростью, большей скорости света.

Невозможность бесконечной скорости была спокойно воспринята физиками.

В общей теории относительности Эйнштейн связал в единой формуле массу и энергию.

Это тоже было спокойно воспринято физиками. Однако, поскольку масса вселенной ограничена, логическим выводом из этого является ограниченность энергии во вселенной.

Теория разлетающейся вселенной

Изучение света, излучаемого дальними галактиками, показало, что чем дальше объекты друг от друга, тем сильнее их красное смещение, т.е. тем с большей скоростью они удаляются друг от друга. Самые дальние объекты удаляются почти со скоростью света.

На основе этих наблюдений была создана теория расширяющейся вселенной. Согласно этой теории все объекты вселенной разлетаются друг от друга с огромными скоростями.

Для объяснения этого факта были придуманы теории большого взрыва и осциллирующей (колеблющейся) вселенной.

Согласно первой теории вселенная разлетается с определенного момента и из определенной точки.

Согласно второй теории объекты вселенной то движутся друг от друга, то начинают двигаться друг к другу.

Теория большого взрыва

1922советский математик и геофизик Ал. Ал. Фридман нашёл нестационарные решения гравитационного уравнения Эйнштейна и предсказал расширение Вселенной (нестационарная космологическая модель, известная как решение Фридмана). Если экстраполировать эту ситуацию в прошлое, то придётся заключить, что в самом начале вся материя Вселенной была сосредоточена в компактной области, из которой и начала свой разлёт. Поскольку во Вселенной очень часто происходят процессы взрывного характера, то у Фридмана возникло предположение о том, что и в самом начале её развития также лежит взрывной процесс — Большой взрыв.


По современным представлениям, наблюдаемая нами сейчас Вселенная возникла 13,7 ± 0,2 млрд лет назад из некоторого начального «сингулярного» состояния с бесконечной температурой и плотностью, и с тех пор непрерывно расширяется и охлаждается.

Теория большого взрыва является логическим продолжением факта разлетающихся галактик. Взяли скорость разлета, вычислили примерный центр разлета, поделили расстояние на скорость и получили дату большого взрыва. Это еще один пример прямых логических рассуждений исходящих из постулатов:

- скорость разлета постоянна во времени,

- направление разлета прямолинейно,

- в процессе разлета время постоянно и несжимаемо.

Ни одно из этих предположений не является доказанным, поэтому теорию большого взрыва можно допускать в определенных пределах: не очень далеко вперед (в будущее) от настоящего момента и не очень далеко назад (в прошлое).

Следствием этой теории является то, что размер вселенной ограничен радиусом разлета осколков большого взрыва.

Реликтовое излучение

Любое тело, имеющее не абсолютно нулевую температуру (-273 градуса по Цельсию), излучает определенный вид излучения. Чем ближе к центру взрыва, тем больше должна быть температура вселенной и чем дальше от точки взрыва, тем она должна быть меньше. В бесконечности вселенная должна иметь абсолютно нулевую температуру.

Однако практические попытки измерить температуру вселенной показали, что она не равна нулю. Оказалось, что практически со всех направлений температура вселенной составляет примерно 3,5 градуса Цельсия.

Практически это означает, что энергия, выделившаяся при так называемом «Большом взрыве» не рассеялась безгранично, а нагрела вселенную до определенной температуры во всех местах.

Иными словами, можно сказать, что, или


  1. Количество энергии, выделившееся при «Большом взрыве» сразу оказалось бесконечным и распределилось по вселенной равномерно, или что


  2. теплоемкость вселенной оказалась конечной.

    И первое противоречит теории относительности (тепло не могло достичь всей вселенной за ограниченное время).

    Второе означает, что вселенная ограничена по теплоемкости, что практически означает, что вселенная конечна.

    Мало того, температура распределена по вселенной неравномерно, с некоторых сторон вселенная нагрета сильнее, а с некоторых – слабее. Ученые называют такое распределение температуры по вселенной – флуктуациями реликтового излучения.

    Сейчас астроном интересует измерение флуктуаций реликтового излучения, поскольку оно может пролить свет на процессы, происходившее во Вселенной на начальных стадиях ее развития. То, что температура границ вселенной не нулевая – установленный факт, при этом флуктуации распределены неравномерно.


Размер вселенной

Фактически, исходя из скорости расширения вселенной и наличия реликтового излучения, получается, что наша вселенная является относительно небольшой — около 70 млрд. световых лет в поперечнике с числом звезд, равным 10 в девятнадцатой степени.

Как здравомыслящему человеку можно осмыслить то, что вселенная конечна?


Здравомыслящему человеку очень сложно поверить в то, что Вселенная может быть конечна. Здесь может помочь только опыт осознания других моментов макромира, которые на первый взгляд противоречат здравому смыслу, но на самом деле являются проверенными фактами:

- Земля не плоская, а круглая.

- Солнце гораздо больше Земли,

- Солнце не вращается вокруг Земли, но Земля вращается вокруг Солнца,

- Земля вращается вокруг своей оси,

- Скорость любого объекта не может быть скорости света,

- Масса может переходить в энергию и наоборот,

- Свет – это и волна и частица одновременно и т.п.


Эти вещи плохо укладываются в сознании обычного человека. Но они были предположены учеными, проверены экспериментально и уже используются человечеством в его практической жизни.

Ограниченность вселенной пока только предполагается учеными и проверяется в исследованиях. Но, возможно, когда-нибудь, человечество проверит его экспериментально, и сможет использовать этот факт в практической жизни.

Что на практике означает конечность вселенной

Если вселенная конечна, то это не значит, что человек рано или поздно упрется в стену. края как такового Вселенная не имеет.

Это может означать только еще одну замкнутость. Это значит возврат через какое-то время в исходную точку. Так сигнал или объект, посланный в определенном направлении, и двигающийся прямолинейно, будет двигаться очень долго до тех пор, пока однажды не вернется в исходную точку со стороны, противоположной той, куда он отправился. А луч света, распространяясь в пространстве, должен через определенный (большой) промежуток времени возвратиться в исходную точку.

Tags: Вселенная, бесконечность, большой взрыв, реликтовое излучение
Subscribe

  • Ребрендинг

    Вчера вечером лично поучаствовал в ребрендинге Сбербанка - проходя мимо светящейся надписи "СБЕРБАНК" - разбил камнями последние четыре…

  • Трудовая теория дружелюбия

    Когда-то в 18-ом веке А.Смитом, Д.Рикардо и К.Марксом была рождена трудовая теория стоимости. Согласно этой теории ценность всякой вещи можно оценить…

  • Как меня забанил mi3ch

    В условиях, когда Россия готовит агрессию против Украины, я в статье mi3ча " агрессор" прочитал: " 1. Готовит ли Россия вторжение в…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 4 comments