Модель расширяющейся вселенной

Приведенная выше схема глобального исторического процесса на Земле основана на представлении о фундаментальной роли разумной жизни для самого факта существования природы и о взаимодействии цивилизаций в течение космологического цикла вселенной. Она предполагает, что мы находимся в рамках модели нестационарной вселенной. Данная модель принадлежит общей теории относительности (теории гравитации) и является сейчас одним из надежных научных результатов этой современной теории, подтверждающимся всеми известными экспериментальными данными.

Согласно этой модели наша вселенная представляет собой пульсирующий во времени от очень плотного сжатого до разреженного состояния максимального расширения материальный мир, геометрически эквивалентный нестационарному искривленному почти замкнутому четырехмерному пространству-времени сложной геометрии.

Как было показано выше, в языке это представление о мире, в котором мы живем, зашифровано его создателями в слове КОСМОС -“кривая оболочка, рождающая материальную сущность” и в слове МАТЕРИЯ - “рождающее высшее начало”.

Чтобы читатели поняли простоту и реалистичность этой модели, попробуем в самых простых образах нарисовать упрощенную картину рождения нашей вселенной из точки. Эти знания сейчас могут пригодиться людям, пытающимся разобраться в смысле происходящих в мире событий и чувствующим, что ответ на многие вопросы лежит в области основных проблем бытия.

Согласно исходной идее ОТО, любые материальные обьекты (массы, заряды, поля,…) взаимодействуют друг с другом. Это взаимодействие имеет притягивающий характер и называется гравитационным. Оно искривляет то пространство, в которое “погружена” материя. Чем больше плотность материи, чем больше ее масса, тем сильнее деформируется пространство, тем больше его кривизна. Более того, уравнения ОТО - это математическая запись еще более сильного утверждения, что физическое гравитационное поле (поле тяготения) и геометрическая кривизна пространства - это одно и то же. То есть физика геометризуется, а геометрия становится материальной. В этом простота и красота данной теории. Уравнения ОТО можно записать словами :

ФИЗИКА = ГЕОМЕТРИИ

Действительно, взгляните вокруг - ничего, кроме геометрии разнообразных поверхностей вы не увидите. Любые физические обьекты - это различные особенности (натяжения) искривленного пространства : сферы, цилиндры, кубы, складки, впадины, возвышенности, горловины, ручейки и т.д. По характеру натяжений пространства можно однозначно сказать, что это за обьекты в физическом смысле : электрический заряд, электромагнитное поле, поле ядерных сил, атом, планета, звезда, галактика, человек, информационное поле, вселенная,…

В кривом мире течение времени, пространственная протяженность, скорость протекания процессов зависят от его кривизны. Поэтому время и пространство тесно взаимосвязаны и образуют единое как минимум четырехмерное пространство-время сложной геометрии. Наш видимый трехмерный материальный мир представляет собой в таком случае трехмерную “поверхность” (т.н. гиперповерхность) в этом многомерном пространстве. Эволюция такой гиперповерхности описывает все акты рождения и исчезновения материальных обьектов. Именно этот факт отражен в словах “материя” и “космос”.

Так как кривую трехмерную поверхность представить мысленно и тем более нарисовать сложно, будем для наглядности аппроксимировать трехмерный мир обычной двумерной поверхностью (т.е. будем считать себя двумерными существами). Но сразу отметим, что эта поверхность может быть двухсторонней - т.е. события на одной стороне могут быть ненаблюдаемы с другой стороны (это важно для понимания, где находится антимир, состоящий из античастиц - антипротонов, позитронов, и почему мы с ним не взаимодействуем и не видим его).

Рождение вселенной из “ничего” - это, конечно же, несодержательная пока абстракция. Мы рассмотрим следующую модель. Пусть в начальный момент в плоском мире (представленном плоскостью, а если на нее смотреть извне сбоку - то прямой линией) возникает особый обьект – сингулярность (см. рис.). Она лишь проецируется на трехмерный мир в виде точки, являясь на самом деле более сложным многомерным обьектом. Из нее начинает истекать горячий плотный поток света - фотонный газ. В этом газе, из-за его очень высокой температуры, практически мгновенно рождаются и тут же исчезают (аннигилируют) пары частица - античастица (протон-антипротон, электрон-позитрон и т.п.), превращаясь вновь в свет (гамма-кванты). Такие пары в физике называются виртуальными (не реализующимися в видимом мире) и составляют т.н. “физический вакуум”.

Но по мере расширения фотонного газа его температура падает. При охлаждении реакция превращения фотонов в пары и их аннигиляция снова в свет перестает быть обратимой, пары не успевают аннигилировать из-за нехватки для этого тепловой энергии столкновений - и рождаются уже как реальные частицы, разбегаясь от точечной сингулярности в разные стороны. Такой процесс в космологии называется конденсацией (или “закалкой”) элементарных частиц.

Ясно, что сначала “закаляются” более тяжелые частицы (протоны и антипротоны), а уже потом, при дальнейшем расширении и остывании фотонного газа, - более легкие частицы (электроны и позитроны), т.к. пороговая температура, ниже которой процессы рождения начинают доминировать над процессами аннигиляции, пропорциональна собственной массе частиц (а она у электронов и их античастиц - позитронов - примерно в две тысячи раз меньше, чем у протонов и антипротонов).

Самое существенное здесь для того, чтобы данный механизм обьяснил рождение вселенной, состоит в том, что частицы конденсируются на одной “стороне” этой поверхности (скажем, верхней), а античастицы, имеющие противоположные знаки электрического заряда, на ее другой стороне, нижней (см. рисунок).

Почему частицы и античастицы, имеющие противоположные электрические заряды и поэтому притягивающиеся друг к другу, все же разбегаются в разные стороны, каждая по своей стороне “поверхности”? Для этого необходимо, чтобы по оси сингулярности - точки на трехмерной поверхности (на рисунке - двумерной) перпендикулярно этой поверхности (т.е. уже в пятимерном пространстве, а на рисунке - в трехмерном) действовало поляризующее поле, скажем, электрическое. Именно оно разделяет пару частица-античастица, заставляя их разбегаться по разным сторонам гиперповерхности.

Помимо данного механизма, действуют еще как минимум две причины, ослабляющие взаимное притяжение частиц и античастиц и изолирующие их друг от друга. Во-первых, сингулярность может вращаться (как говорят, обладать спином), вызывая вращение фотонного газа и, следовательно, действие расталкивающих центробежных сил. Во-вторых, и это самое главное, сконденсировавшиеся частицы, имея массу, начинают менять кривизну пространства, своей “тяжестью” прогибать трехмерную поверхность (причем, в разные стороны для частиц и для античастиц), образуя как бы яму, куда сваливаются новые частицы и углубляют тем самым ее (см. рисунок). Гравитационное поле (кривизна пространства) всегда уменьшает видимую извне массу (энергию) обьекта, как бы экранирует частицы от античастиц.

При охлаждении фотонного газа до температуры, соответствующей “закалке” электрон-позитронных пар, электрическое поле за счет накопившегося электрического заряда протонов в мире (правая яма, направленная вниз) и антипротонов в антимире (левая яма, направленная вверх) меняет свой знак, и поэтому уже отрицательно заряженные электроны устремляются вправо в “мир”, компенсируя заряд протонов и еще больше углубляя яму “мира”, а позитроны, имеющие положительный электрический заряд, сваливаются по другой стороне гиперповерхности влево вверх, аналогично углубляя яму “антимира”, тем самым еще больше изолируя мир и антимир друг от друга.

Накопленная в ямах масса настолько велика, что гравитационное поле притяжения приводит практически к самозамыканию мира и антимира, к образованию узких горловин, через которые оба эти обьекта связаны с внешним пространством. При этом для внешнего наблюдателя их видимые размер и масса оказываются небольшими (состояние типа “черной дыры”).

В дальнейшем, когда число образовавшихся электрон-позитронных пар сравняется с числом протон-антипротонных пар, электрическое поле исчезает, сингулярность “исчерпывает” себя. В мире и в антимире начинается процесс рождения вещества. В нашем мире протоны и электроны при столкновениях образуют нейтроны, нейтроны и протоны образуют ядра водорода, которые, захватывая электроны, образуют водород, затем гелий - основной строительный материал вселенной.

В охлажденном, вращающемся, в целом однородном расширяющемся веществе за счет локальных флуктуаций плотности развиваются неустойчивости, которые, нарастая, приводят к формированию метагалактик, галактик, звездных и планетных систем. На планетах возникает жизнь, разумные цивилизации. Последние, самообучаясь и передавая опыт друг другу, начинают поддерживать равновесие и устойчивость во вселенной в зоне своего обитания.

Так как в данной модели криволинейное пространство нестационарно, то ход времени неравномерен. Если процесс рождения частиц из сингулярности, образование вещества для локального (местного) наблюдателя занимают буквально секунды, то процесс формирования галактических и звездных систем растягивается уже на миллиарды лет, по мере уменьшения скорости расширения вселенной.

Весь период от рождения до стадии максимального расширения занимает, согласно одному из простейших точных решений уравнений ОТО и экспериментальным данным, около 20 миллиардов лет. В дальнейшем, согласно этому же решению, возможен обратный процесс сжатия вселенной в точку.

Ясно, что пока физические модели оставляют в стороне нравственный момент космологии : для чего рождаются вселенные.

Пусть пустой трехмерный мир - это плоскость. Если не нее положить тяжелый шар, то он продавит ее.

Теперь представьте, что нет шара, а есть только кривая поверхность - аналог трехмерной гиперповерхности в четырехмерном пространстве, которой является видимый материальный мир в представлении ОТО.

По характерным натяжениям этой гиперповерхности, т.е. по ее кривизне, можно восстановить все параметры материального обьекта (шара) : его массу, размеры.

Более того, наличие узкой горловины, намного меньшей размеров самого шара, говорит о том, что из-за гравитационного притяжения наблюдаемые извне размер и масса обьекта могут быть намного меньше собственных (внутренних) значений. Это - эффект гравитационного самозамыкания материи.

p+

Мир

Антимир

1. В начальный момент в плоском мире возникает сингулярность - точка, из которой вытекает горячий фотонный газ.

2. При расширении и остывании газа до температуры “закалки” протонов, они уходят вправо по верхней стороне поверхности и продавливают ее вниз. Антипротоны уходят влево по нижней стороне поверхности, продавливая ее вверх.

3. При понижении температуры до величины, соответствующей “закалке” электрон - позитронных пар, электроны притягиваются к протонам, а позитроны - к антипротонам, компенсируя их заряд и углубляя гравитационные “ямы” мира и антимира.

3. В столкновениях протонов и электронов рождается вещество (нейтроны, ядра, атомы водорода и гелия), галактики, звезды, планеты - вселенная.

4. Возникшие мир и антимир, находясь на разных сторонах трехмерной гиперповерхности, не взаимодействуют друг с другом.

Внешний наблюдатель вместо большой вселенной видит узкую горловину - обьект небольшой массы и размера.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: