• ,
    Лента новостей
    Опрос на портале
    Облако тегов
    crop circles (круги на полях) ufo ufo нло «соотнесенные состояния» АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ИСТОРИЯ Альтерверс Англия и Ватикан Атомная энергия Борьба с ИГИЛ Брайс Де Витт Внешний долг России Военная авиация Война Вооружение России Восточный ГМО Газпром. Прибалтика. Геополитика Два мнения о развитии России Дизельпанк Жизнь с точки зрения науки Информационные войны Историческая миссия России История История возникновения Санкт-Петербурга История оружия Источники энергии Космология Кризис мировой экономики Крым Культура. Археология. МН -17 Малороссия Мегалиты Металлы и минералы Народная медицина Наука Наука и религия Научные открытия Невероятные фото Нибиру Новороссия Оппозиция Оружие России Песни нашего века Подлинная история России Политология Природные катастрофы Пространство и Время Птах Реформа МВФ Роль России в мире Романовы Российская экономика Россия Россия и Запад Россия. Космические разработки. СССР США Синяя Луна Сирия Сирия. Курды. Старообрядчество Творчество наших читателей Украина Украина - Россия Украина и ЕС Философия русской иммиграции Холодная война Хью Эверетт Цветные революции Церковь и Власть Человек Экономика России Энергоблокада Крыма Юго-восток Украины борь будущее великаны. грядущая война информационная безопасность исламизм историософия история Санкт-Петербурга мгновенное перемещение в пространстве многомирие нло нло (ufo) общественное сознание оптимистическое приключения сказки социальная фантастика фальсификация истории фантастическая литература фашизм физика философия черный рыцарь юмор
    Архив новостей
    «    Август 2020    »
    ПнВтСрЧтПтСбВс
     12
    3456789
    10111213141516
    17181920212223
    24252627282930
    31 
    Август 2020 (406)
    Июль 2020 (1352)
    Июнь 2020 (1090)
    Май 2020 (1144)
    Апрель 2020 (1130)
    Март 2020 (1308)
    Реклама. Яндекс
    Реклама. Яндекс
    Погода
    Где мы живём - Universe или Multiverse?

     

    А не замахнуться ли нам на Уильяма нашего Шекспира доступное для понимания широких слоёв населения изложение современной космологической теории рождения нашей Вселенной и не только нашей! Что может быть интересней изучения рождения и/или сотворения Мира! Все древнейшие религии и учения начинаются с Космогонии.

    Статья подготовлена по материалам лекции Андрея Дмитриевича Линде в институте ФИАН 10.06.2007. Попытаюсь изложить понятое в лекции "на пальцах" и прошу учесть, что автор этой статьи не является профессиональным физиком, но многое мне весьма понятно, благодаря базовому инженерному образованию и самостоятельному изучению интересующих меня наук. Прошу цифирЬ и графиков не пугаться, но, возможно, кому-то будет далеко не всё понятно и очевидно, а физику-теоретику покажется что несу ахинею, поэтому вопросы, критика и комментарии приветствуются.

     

    Начнём рассказ с краткой информации и о нашей Вселенной, о нашем большом доме в настоящее время.

    Возраст Вселенной, согласно последним наблюдательным данным 13,7 миллиарда лет с погрешностью менее 10%. Средняя плотность вещества — примерно 10–29 г/см3. Вес наблюдаемой части Вселенной — больше 1050 тонн. В наблюдаемой части Вселенной больше чем 1087 элементарных частиц, примерно 1011–1012 галактик, и в каждой из них 1011 звезд. Вес в момент рождения... а вот это уже интересно. В нулевой момент времени, если отсчитывать от момента Большого взрыва, во время t = 0, вес Вселенной должен был быть бесконечным, что практически не имеет смысла. Поэтому осмысленный отсчёт ведётся обычно от планковского момента — это момент 10 в степени минус 43 секунд (tp ~ 10–43 с). Это момент, начиная с которого впервые мы можем Вселенную рассматривать в терминах пространства-времени, потому что если мы возьмем объекты на временах меньше, чем это, или на расстояниях меньше, чем планковское расстояние (это 10–33 см), то на меньших расстояниях пространство-время так сильно флуктуирует, что померить их невозможно или его просто нельзя отождествить с пространством-временем. Вселенная расширяется...Вселенная расширяется?

    Да! Вселенная расширяется и это экспериментально доказано, причём в момент рождения Вселенная расширялась с очень большим ускорением (как говорят физики - инфляционно), потом наступил период равномерного расширения с постоянной скоростью, но вот совсем недавно, менее 10 лет назад было доказано, что 5 миллиардов лет назад расширение Вселенной опять стало происходить с очень медленным ускорением, но ощутимым ускорением!

     

     

    Учёные и мыслители пытались и пытаются создать стройную теорию рождения Всего. Усилия приложенные в этом направлении огромны и завеса тайны постепенно приоткрывается, хотя ещё много вопросов и проблем на пути. До полного понимания могут пройти ещё тысячелетия, но то, что сейчас приоткрыто - завораживает!

    Во всех моделях Вселенной, тех, которые были ассоциированы с теорией Большого взрыва, полная энергия Вселенной уменьшается. Если сейчас она исчисляется величиной 1050 т (энергию меряем в тоннах, но в уме умножаем на квадрат скорости света), то в начале должно было быть 1080 т. А куда тратится эта энергия во время расширения Вселенной? Она тратится на то, чтоб размер Вселенной менялся, чтоб Вселенная расширяется с некоторой скоростью. Есть энергия, которая "прячется" в геометрии Вселенной, как прячется энергия в растягиваемой пружине. Есть энергия, которая связана с гравитацией. Полная сумма энергии вещества и гравитационной энергии сохраняется, она просто равна нулю. То есть энергия материи компенсируется энергией гравитационного взаимодействия, поэтому ноль. Вселенная началась с нуля, нулем и кончится, всё сохраняется, но этот закон сохранения не очень полезен для нас. Он не объясняет нам, откуда же такая огромная энергия взялась во Вселенной 1080 т?

    Чтобы ответить на этот вопрос, перейдём к теории инфляционной космологии.Первая простейшая модель выглядит следующим образом. У вас есть некое скалярное поле и энергия этого поля пропорциональна квадрату скалярного поля ....
    Стоп, стоп. Появился загадочный термин "скалярное поле", надо в нём разобраться что за зверь.  Как говорит нам Линде, скалярное поле - это поле, у которого есть величина но нет направления. Если электромагнитное и другое обычное векторное поле можно представить в виде стрелочек-векторов, как выстраиваются опилки на постоянном магните, то скалярное поле выглядит как вакуум, если оно не движется, если оно постоянно. Но только это специальный вакуум, потому что у него может быть потенциальная энергия. Это первое свойство. И, во-вторых, если у вас в разных частях Вселенной разный вакуум, то там также разный вес и свойства элементарных частиц, поэтому от скалярного поля, а) зависят свойства элементарных частиц и б) зависит плотность энергии вакуума во Вселенной. Вот такое вот скалярное поле, кроме того оно число умозрительно и ещё нигде не наблюдалось, но уж больно скучно и тупиково без этого поля, а с ним выстраивается математически стройная теория. А как говорили Великие, в частности Поль Дирак, красота математической теории есть основной признак правильности выбранного направления, что, собственно, он подтвердил своим творчеством, открыв на кончике пера уравнение, на котором сейчас основана вся химия и половина физики.
     И вот простейшая теория, у которой энергия скалярного поля пропорциональна его квадрату.
    Оказывается, введённое нами скалярное поле в космологических уравнениях играет ту же роль, что играет сила трения или вязкости в уравнениях маятника или осциллятора! Оказывается, что во Вселенной эффект трения возникает, если Вселенная быстро расширяется.
    Логика такая: большое значение скалярного поля, большая скорость расширения Вселенной, большой коэффициент трения, поле теряет энергию очень медленно. Решая дифференциальное уравнение с константой, получаем экспоненциальное расширение, это есть инфляция. Всё очень просто.

     

    А почему Вселенная такая однородная? Почему она изотропная и как при этом, как тогда образовались галактики и их скопления? Оказалось, что можно галактики продуцировать за счет квантовых флуктуаций.

    Квантовые флуктуации существуют здесь и сейчас, они всё время осциллируют, но для они нас не важны. Предположим, что была такая квантовая флуктуация скалярного поля во время быстрого расширения Вселенной. Она растягивалась, с расширением Вселенной, когда она растянулась, то энергию свою потеряла и вдруг почувствовала, что Вселенная расширяется, что трение есть, и как бы «застыла». Застыла и продолжала расширяться, растягивая Вселенную.

    После этого, на фоне этой флуктуации, новые флуктуации, которые раньше были очень коротковолновыми, растянулись, почувствовали трение и застыли — на фоне тех флуктуаций, которые раньше застыли и так далее. В результате все эти флуктуации раздулись до большого размера.

    Это не фантазия автора а результат вычислений, которые как бы симулируют возникновение флуктуаций и их дальнейшую эволюцию. Мы взяли эти «застывшие» квантовые флуктуации, которые привели к тому, что Вселенная стала неоднородной на экспоненциально большом масштабе. Потом инфляция кончилась. Одна часть Вселенной еще не может взаимодействовать, как бы не «видит», другую часть Вселенной. А потом прошло время, и они друг друга «увидели». А когда увидели, эта часть Вселенной сказала: «А, уменя энергии меньше, а утебя энергии больше; давай, все камни от меня полетят в эту сторону, потому что здесь гравитация сильнее». А флуктуации стали размораживаться. То есть сначала они были заморожены — за счет быстрого расширения Вселенной. Потом, когда две части Вселенной друг друга увидели, то эти флуктуации «размерзли» и неоднородности собрались вместе и сделались галактикой.

    Сначала мы начали с квантовых флуктуаций. Потом мы быстро сделали их огромными. И, когда мы сделали их огромными, мы фактически сделали их классическими. Они уже в это время не осциллировали, не исчезали, они «замерзли».

    Откуда мы знаем, что это всё правда? Если поглядеть повнимательнее на кусочек неба в свете реликтового излучения, то вот какая картинка получается.

     

     

    Важно то, что вот эти пятнышки на небе измерены с точностью до 10–5.

     

    Эти самые пятнышки возникли благодаря квантовым флуктуациям скалярного поля, растащились на всё небо, замерзли там, изменили локально немножечко геометрию Вселенной и плотность вещества, изменили за счет этого температуру реликтового излучения, которое к нам приходит, и поэтому эта температура и эти неоднородности, являются фотографией тех квантовых флуктуаций, которые возникли на последних стадиях инфляции — возникли и замерзли. То есть мы сейчас видим всё небо, и это всё небо является как фотографическая пластинка, на которой изображены квантовые флуктуации, возникшие на конечной стадии инфляции, примерно в 10–30с. Мы видим фотографию того, что произошло с 10–30-й секунды после Большого взрыва!

     

    А что нам говорит инфляция? А инфляция говорит вот что. Что на самом деле вот этот весь «огонь космический» возник после инфляции, а до этого вся Вселенная была заполнена только скалярным полем, когда частиц никаких не было, если бы они даже и были, то плотность их экспоненциально падала бы всё время, потому что Вселенная экспоненциально расширялась.

    Поэтому что бы там ни было до инфляции, это совершенно неважно. Вселенная здесь была практически пустой, а вся энергия была в скалярном поле.Уже после того, как поле постепенно спустилось остыло, Хаббловская постоянная стала небольшой и поле начинало осциллировать, в это время засчет своих осцилляций оно порождало нормальную материю. В это время Вселенная становилась горячей. В это время возник Огонь Небесный, зовущийся Большим Взрывом.

    Выясняется сейчас, что для того, чтобы объяснить, почему этот огонь был так однородно распределен, нам надо было, чтобы была стадия, которая всё уравнивала. И это — инфляционная стадия.

    Дальше можно мысленно путешествовать по Вселенной всё дальше и дальше, и мы увидим эти места, где возникают квантовые флуктуации, которые порождают галактики. Имы увидим те места, где эти флуктуации такие большие, что они порождают новые части Вселенной, которые расширялись быстро и которые порождаются и возникают и сейчас. Вселенная за счет этих квантовых флуктуаций порождает сама себя, не только галактики, но большие части самой себя. Она становится бесконечной и самовоспроизводящейся Вселенной.

     Почему же Multiverse?

    Во-первых, может быть много скалярных полей. Во-вторых, может быть много разных минимумов у этих полей. И после этого, в зависимости от того, куда мы попали, Вселенная могла стать разбитой на большие, экспоненциально большие области, каждая из которых по всем своим свойствам выглядит — локально — как огромная Вселенная. Каждая из них имеет огромные размеры. Если мы в ней живем, мы не будем знать, что другие части Вселенной существуют. А законы физики, эффективно, там будут разные.

    То есть, в действительности, закон физики — он может быть один и тот же, это так же, как вода, которая может быть жидкой, газообразной, твердой. Но рыба может жить только в жидкой воде. Мы можем жить только вот в этом минимуме. Поэтому мы тут и живем. Не потому, что других частей Вселенной нет, а потому, что мы можем жить только здесь. Вот возникает эта картина, которая и называется «многоликая Вселенная», или «Multiverse» вместо «Universe».

     

    Выяснилось, что инфляционная космология дает возможность создать много разных типов Вселенной. И тогда водной из них электроны, может быть, тяжелее, и электромагнитная константа связи, может быть, тяжелее. Оказывается, возможно обсуждать вопрос о том, в какой Вселенной мы живем: мы живем в той Вселенной, где мы можем жить, а их 10 в тысячной (101000) типов, и в одном из них существовали электроны такие как нужно, протоны такие как нужно...и мы с вами.
     
     pl
     
    Сссылка при копировании на "Территорию Свободной Стаи" обязательна.
     

     

    Источник - http://elementy.ru/lib/430484?context=2455814.


    Комментарии:
    Информация!
    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
    Наверх Вниз