Марчевский В.А., кандидат физико-математических наук
РЕАЛЬНО ЛИ УСКОРЕННОЕ РАСШИРЕНИЕ ВСЕЛЕННОЙ?
Введение
Как показала история развития науки физики, прежде чем выдвигать новую идею о том, что Вселенная расширяется с ускорением, необходимо убедиться, что исследованы все возможные физические явления и процессы, которые могли бы объяснить это ускорение. Как нам кажется, этого сделано не было:
1. Нет полной уверенности в точности используемых постоянных.
2. Некоторые возможные физические процессы еще и не оценены.
Существует хороший принцип, пришедший к нам из глубины веков: «Подвергай все сомнению!» Попытаемся применить его на практике и показать, что возможно общепринятое мнение об ускоренном расширении Вселенной и ложно.
1. Время жизни Вселенной должно быть увеличено
В работе [1] доказывается, что время жизни Вселенной должно быть увеличено примерно в два раза. Доказательство основано на том, что до сих пор не учитывалось само время расширения Вселенной, в процессе которого наблюдаемые объекты оказались именно на тех местах, где мы их и видим в настоящее время.
Время жизни Вселенной (Т) и постоянная Хаббла (Н) связаны соотношением:
Т=Н - . (1)
В данный момент принято считать, что Н = 75 км/(с ■ Мпс) [2], тогда Т = 13,7 миллиардов лет. Если же время жизни Вселенной должно быть увеличено согласно [1] в два раза, тогда величина Н должна быть уменьшена вдвое (1).
До сих пор для оценки межгалактических расстояний г еще используется закон Хаббла в виде:
V = Нг , или г =¥/Н , (2)
здесь V - скорость удаления объекта наблюдения. Выше было показано, что Н необходимо уменьшить вдвое, следовательно, расстояние должно быть увеличено в два раза (2), ведь величина V неизменна.
Другими словами мы, наблюдая объекты на этих увеличенных в два раза расстояниях, считали, что видели их гораздо ближе и наделяли их скоростью удаления V , несвойственной им. В основу оценок межгалактических расстояний положен эффект Доплера и закон Хаббла, даже есть такое понятие как «шкала Хаббла». Из сказанного выше следует, что такие большие ошибки в оценке расстояний до объектов при привязке скоростей удаления к ним вполне могли интерпретироваться как ускоренное расширение Вселенной.
Хочется обратить внимание на следствие, вытекающее из условия уменьшения постоянной Хаббла. Как известно, по постоянной Хаббла можно вычислить значение критической плотности. Критическая плотность Вселенной рк - это то минимальное значение, до которого Вселенная является замкнутой. При плотности ниже критической Вселенная - открытая. Оценим значение критической плотности рк согласно:
рк = 8Н2 /(3лО) (3)
здесьG- гравитационная постоянная. Для Н = 37,5 км/(с■ Мпс) получим 2,7■ 10-30 г/см3.
Это значение меньше 7 -10 30 г / см3, принятого согласно современным представлениям для средней плотности Вселенной. Следовательно, можно полагать, что Вселенная после расширения должна пройти период сжатия.
Имеется еще и другая возможная причина для ошибочной интерпретации (ускорения расширения Вселенной).
2. Существует ли во Вселенной хотя бы один ощутимый сток энергии в вакуум?
Предположив, что при своем движении в вакууме в течение миллиардов лет фотоны взаимодействуют с виртуальными фотонами вакуума и передают им небольшую часть своей энергии [3], были оценены возможные значения коэффициента ослабления энергии фотона / по порядку величины. Оказалось, что значение коэффициента может быть порядка
10-29 см, но это требует еще экспериментальных подтверждений.
Хотя значение л очень мало, но влияние его на величину скорости объекта на расстоянии 4 -103 Мпс оказались величиной заметной: примерно 2 -104 км / с [3]. Рассчитанная по эффекту Доплера скорость должна была бы быть уменьшена на эту величину, но до сих пор это уменьшение энергии фотона считают связанным с увеличением скорости удаления объекта. Вот и другая возможная причина неправильной трактовки результатов, приводящая к выводу об ускоренном расширении Вселенной.
Но существует причина, несколько ослабляющая влияние эффектов, описанных выше. Мы не можем не остановиться на ней.
3. Уточнение закона Хаббла как алгоритма оценки межгалактических расстояний
В работе [4] было обосновано использование новых алгоритмов для оценок межгалактических расстояний. Приведем вариант одного из них:
г = (V/Я)/(1 + ав), Р = У/с (4)
здесь а=1,5 [5], с - скорость света. Использование этого алгоритма позволяет уменьшить систематические погрешности при оценке расстояний. Так на пределе использования закона Хаббла (2) ( = 0.15) они составляют 22%. Как мы видим, применение алгоритма (4) должно уменьшить значение оцениваемого расстояния, следовательно, немного уменьшить и эффекты, трактуемые как ускорение расширения Вселенной.
Заключение
Мы видим, что отсутствие прямых методов измерения межгалактических расстояний (а современная наука и техника уже позволяет реализовать и это), приводит к ошибочному, как нам кажется, выводу об ускоренном расширении Вселенной.
Использование только одного метода, основанного на эффекте Доплера и законе Хаббла, например, может привести к искажению реальной картины движения некоторых галактик. Так для галактик, изменение движения которых вызвано взрывом (взрывающиеся галактики), спустя некоторое время этот эффект взрыва невозможно обнаружить, ведь они будут разнесены в пространстве в результате оценок их скоростей на те расстояния, где они на самом деле будут находиться позже.
В любой науке, а тем более в астрономии, необходимо соблюдать принцип дополнительности: исследовать объекты с помощью разных методов. Что позволит и в дальнейшем считать науку астрономию точной наукой и существенно продвинет нас в понимании масштабов, динамики и энергетики процессов, протекающих на удаленных межгалактических расстояниях, и снизит вероятность появления новых «фантомов», аналогичных ускоренному расширению Вселенной.
Список литера туры
1. Марчевский В. А. Время жизни Вселенной должно быть увеличено. «Актуальные проблемы современной науки», № 1, 2006.
2. Бапёаве. Ар. 1 152, Ь. 149, 1968.
3. Марчевский В.А. Имеется ли во Вселенной хотя бы один ощутимый сток энергии в вакуум? «Актуальные проблемы современной науки», № 2, 2006.
4. Уточнение закона Хаббла как алгоритма оценки межгалактических расстояний. «Актуальные проблемы современной науки», № 2, 2006.
5. Фридман А.А. Избранные труды. - М.: Наука, 1966.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.