Космология и механика Ньютона(гравитационная неустойчивость)

[Laksus]

Здравствуйте.
Хочу попросить Вас дать ответ на вопрос,
или дать ссылку (сайт или книгу) где ответ можно найти.
_______________
Вопрос (кратко):
Как согласовать гравитационную космологическую неустойчивость Вселенной и
существование космологического горизонта.
Желательно без привлечения общей теории относительности, во всех книгах где популярно рассказывается о космологии утверждается, что для объяснения неустойчивости Вселенной (Хабловского разбегания) достаточно физики Ньютона.

_______________
Вопрос (подробно):
(извините, что очень длинно но коротко и ясно не могу сформулировать)

Читая научно-популярную литературу

(И.Д.Новиков «Как взорвалась Вселенная», Библиотечка «Квант»,
© 2001 Д.Ю. Климушкин, С.В. Граблевский "Космология",
http://cosmo.irk.ru/,
и др.)

встретил понятие о гравитационной космологической неустойчивости
Вселенной, введенное в науку Александром Фридманом при решении уравнений
общей теории относительности.
_________________
Причем везде говорится, что это понятие <<...в принципе могло быть
предсказано уже триста лет назад, сразу после открытия закона всемирного
тяготения. ... >>, (цитаты из книги Д.Ю. Климушкина).
____
"... Теперь ясно, почему для вывода законов движения масс в
однородной Вселенной можно воспользоваться теорией Ньютона,
а не Эйншетейна."
Новиков И.Д., "Как взорвалась Вселенная.", стр.15
__________________


Для объяснения гравитационной неустойчивости рассматривается 2 галактики.
Например А и Б. На гал. Б действует сила притяжения всего вещества
находящегося в шаре радиусом АБ с центром в гал. А.

<<Что касается вещества вне этой области, то, как было доказано еще Ньютоном,
тяготение всего вещества вне шара взаимно компенсируется и никак не влияет на
динамику внутренних его областей.>>

Из-за этого галактики А и Б начинают сближаться.

__________
Вот это <<...взаимно компенсируется и никак не влияет... >> я и не могу
понять. Точнее, я не могу понять как можно совместить НЕвлияние внешнего
вещества и наличие космологического горизонта.
__________
Хочу пояснить.
Я рассуждаю так, (наверное ошибочно, но в чем ошибка понять не могу).
****
Возьмем четыре галактики лежащие на одной прямой на равных расстояниях друг
от друга, например галактики 1,2,3,4.
Можно выделить три этапа во взаимодействии галактик.

1 - Все галактики лежат за пределами космологического горизонта друг друга.
И поэтому не могут притягиватся так как еще не знают о существовании друг друга. И о неустйчивости говорить еще рано.

2 - Радиус космологического горизонта стал равен расстоянию между галактиками.
При этом на галактику 3 начала действовать сила со стороны гактики 2,
но не от всей сферы описанной вокруг галактики 2, а только от вещества
лежащего ближе чем галактика 2 (пересечения сфер 2 и 3).
Но в этот период на галактику 3 действует также вещество
расположенное между ней и галактикой 4 (пересечение сфер 4 и 3).
И уравновешивает притяжение
со стороны галактики 2. Таким образом причины приближаться к галактике 2
у галактики 3 нет.
Также как и 2 не будет приближаться к 3 потому, что сила со стороны 3 на 2
будет уравновешена галактикой 1 (пересечение сфер 1 и 2).
А галактики 1 и 4 в этот период не могут
взаимодействовать так как находятся за пределами горизонта друг друга.
3 - При дальнейшем увеличении радиуса космологического горизонта всегда
найдется часть вещества для галактики 3 лежащая в стороне противоположной 2,
которая уже взаимодействует с 3 и находится за пределом горизонта для 2.
И таким образом скомпенсирует притяжение со стороны сферы описанной вокруг 2.
Таким образом момент когда галактики начнут сближатся никогда не наступит.

(В пункте 3 я не уверен. Так как расчет сделать не могу.
И такой вывод подсказывает интуиция, которая, конечно,
может легко обмануть.)


(Примечание к 2.
Если в иллюстрации гравитационной неустойчивости приведеной в книгах принять,
что Вселенная заполнена веществом равномерно, а сфера описанная вокруг 1
на поверхности которой лежит 2 пустая (эдакий пузырь), то получается, что 2 не притягивается к 1 и остается на месте.
А если учесть горизонт то получается, по моему мнению,
что 2 будет убегать от 1, так как ее притянет вещество
окружающее галактику 3. Что действительно описано у
Климушкина в п.6.5 при описании возникновения ячеистой структуры.)

Те же рассуждения можно выразить по другому. Любая точка во Вселенной
находится в центре однородного шара с радиусом равным космическому горизонту
и,по моему, причины двигатся куда либо у нее нет (разве что в мелких, гораздо
меньше радиуса космического горизонта масштабах из-за неоднородной плотности
вещества).

***
Очень высокой математики (например общей теории относительности) мне уже
не освоить. Но вселяют оптимизм утверждения, что вопрос о гравитационной
неустойчивости может быть решен в рамках теории Ньютона.
Но пока во всех объяснениях которые я встречал не объяснялось
влияние (вернее невлияние) горизонта.
***
С уважением Александр.

PS. Я задавал уже этот вопрос на некоторых форумах, но ответа пока не получил.
PPS. Здесь на сайте http://www.astrogalaxy.ru/ есть хорошая ссылка
" Если у вас есть вопрос по астрономии, но нет ответа, жмите на ссылку!"
http://moscowaleks.narod.ru/astroquestionq.html
куда, похоже, можно было бы задать этот вопрос
но, насколько я понял, она заморожена с 2003 года.

[Александр]

Laksus
Приветствуем на наших форумах! Приятной работы и общения!

Рубрика вопросов и ответов не заморожена. По форме можно задать вопрос, заполнив ее, форма находится внизу страницы! Последнее обновление страниц вопросов-ответов было в прошлом году.
Но вы правильно сделали, что пришли на форум. Хотя вопрос у вас весьма специфичный, думаю рано или поздно, вам у нас ответят

" Если у вас есть вопрос по астрономии, но нет ответа, жмите на ссылку!"
http://moscowaleks.narod.ru/astroquestionq.html
куда, похоже, можно было бы задать этот вопрос
но, насколько я понял, она заморожена с 2003 года.

[Astron]

Здравствуйте, Александр!

В книге Новикова вполне понятно рассматривается этот вопрос
Поясните конкретнее, в чем Вы видите рассогласование с существующими теориями?

Я задавал уже этот вопрос на некоторых форумах, но ответа пока не получил.

[Буяна]

...Читая научно-популярную литературу ...
<<Что касается вещества вне этой области, то, как было доказано еще Ньютоном, тяготение всего вещества вне шара взаимно компенсируется и никак не влияет на динамику внутренних его областей.>> ...

Может, здесь проще поставить слово ПОЭТОМУ:
"...тяготение всего вещества вне шара взаимно компенсируется и поэтому никак не влияет на динамику внутренних его областей.>> ?

...Я рассуждаю так, (наверное ошибочно, но в чем ошибка понять не могу). ...

Ошибка, наверное, в том, что Вы рассматриваете двухмерную модель Вселенной с идеально одинаковыми Галактиками...

...Можно выделить три этапа во взаимодействии галактик.
...2 - Радиус космологического горизонта стал равен расстоянию между галактиками.
При этом на галактику 3 начала действовать сила со стороны гактики 2, но не от всей сферы описанной вокруг галактики 2, а только от вещества лежащего ближе чем галактика 2 (пересечения сфер 2 и 3).
Но в этот период на галактику 3 действует также вещество
расположенное между ней и галактикой 4 (пересечение сфер 4 и 3).
И уравновешивает притяжение со стороны галактики 2. Таким образом причины приближаться к галактике 2 у галактики 3 нет.
Также как и 2 не будет приближаться к 3 потому, что сила со стороны 3 на 2 будет уравновешена галактикой 1 (пересечение сфер 1 и 2).
А галактики 1 и 4 в этот период не могут
взаимодействовать так как находятся за пределами горизонта друг друга. ...

А дополнительное влияние от дальних Галактик?
Галактика 3 испытывает равные влияния Галактик 2 и 4. Но Галактика 2 уже под влиянием Галактики 1, а Галактика 4 - нет. Получается, что Галактики 2 и 4 влияют уже по-разному)))

PPS. Здесь на сайте http://www.astrogalaxy.ru/ есть хорошая ссылка
" Если у вас есть вопрос по астрономии, но нет ответа, жмите на ссылку!"
http://moscowaleks.narod.ru/astroquestionq.html

Ага))) Мне она тоже понравилась)))))

[Laksus]

В книге Новикова вполне понятно рассматривается этот вопрос
Поясните конкретнее, в чем Вы видите рассогласование с существующими теориями?

Ну, вот примерно изобразил рисунок 2 из Новикова (стр.14)
со своими дополнениями.

Допустим мы находимся в точке 'm', рассмотрим точку 'O', находящуюся
от нас, например (http://www.scientific.ru/hubble/9725.html ),
на расстоянии 13 млрд световых лет.
Предположим, что горизонт наблюдаемой Вселенной лежит на
расстоянии 14 млрд световых лет.

Рассмотрим шар радиусом 13 млрд световых лет с центром в точке 'O'
(он у меня на рисунке изображен синим цветом.)
Согласно Новикову точка 'm' притягивается массой всего вещества
этого шара, с равнодействующей силой направленной к точке 'O'.
Из-за чего точка 'm' начнет двигаться к точке 'O'.
А вещество за пределами этого шара не влияет на движение точки 'm'.
Так как участок 'a' действует на точку 'm' с такой же
силой как и участок 'b' и так далее.

Ну вот мне и непонятно как участок 'a' может уравновесить
притяжение со стороны участка 'b' когда он "поднырнет"
под наш космологический горизонт событий только через более чем
13 млрд световых лет, а участок 'b' давно находится внутри
горизонта и соответственно взаимодействует с 'm'?

А в данный момент наиболее удаленный участок с которым
может взаимодействовать точка 'm', чтобы начать двигаться
в сторону точки 'O', это участок 'c'.
Но с противоположной стороны есть участок 'd' который
уравновесит влияние участка 'c' и, соответственно,
причины начать приближаться к точке 'O' у точки 'm'
вроде бы и нет.
__________________________________________________________

Ошибка, наверное, в том, что Вы рассматриваете двухмерную модель Вселенной с идеально одинаковыми Галактиками...

Ну так это, по моему, основа всех теорий,
что Вселенная анизотропна и однородна. То есть, именно
гравитационная неустойчивость не зависит от степени однородности.
А модель, что я привел для примера, по моему не двумерная.
Двумерная - это когда на плоскости, а у меня обычное трехмерное
пространство.
***
С уважением Александр

[Laksus]

А дополнительное влияние от дальних Галактик?

Галактика 3 испытывает равные влияния Галактик 2 и 4. Но Галактика 2 уже под влиянием Галактики 1, а Галактика 4 - нет. Получается, что Галактики 2 и 4 влияют уже по-разному)))

Если в момент когда космологический горизонт для галактики '3'
равен расстоянию от '3' к '2'.
Влияние галактики '2' на галактику '3' зависит от взаимодействия
галактики '2' и '1', то находясь в галактике '3' и изучая
взаимодействие галактики '3' и '2' мы, тем самым, можем
узнать кое-что о галактике '1'. Но ведь она сейчас для нас
находится за горизонтом событий, свет от нее еще не дошел до нас.
(Небо то ночью темное.)
А гравитационное взаимодействие, по Вашему, уже дошло
(через влияние на галактику '2').
Но, насколько я понимаю, никакое взаимодействие не может
превышать скорость света.
***
С уважением Александр

[dub80]

А дополнительное влияние от дальних Галактик?

Галактика 3 испытывает равные влияния Галактик 2 и 4. Но Галактика 2 уже под влиянием Галактики 1, а Галактика 4 - нет. Получается, что Галактики 2 и 4 влияют уже по-разному)))

Если в момент когда космологический горизонт для галактики '3'
равен расстоянию от '3' к '2'.
Влияние галактики '2' на галактику '3' зависит от взаимодействия
галактики '2' и '1', то находясь в галактике '3' и изучая
взаимодействие галактики '3' и '2' мы, тем самым, можем
узнать кое-что о галактике '1'. Но ведь она сейчас для нас
находится за горизонтом событий, свет от нее еще не дошел до нас.
(Небо то ночью темное.)
А гравитационное взаимодействие, по Вашему, уже дошло
(через влияние на галактику '2').
Но, насколько я понимаю, никакое взаимодействие не может
превышать скорость света.
***
С уважением Александр

Вы ошибаетесь. Можно привести массу примеров, когда взамодействия превышают скорость света. Обращаю Ваше внимание на то, что это не противоречит законам физики.

[Laksus]

Можно привести массу примеров, когда взамодействия превышают скорость света.

Приведите, пожалуйста, один пример.

[dub80]

Можно привести массу примеров, когда взамодействия превышают скорость света.

Приведите, пожалуйста, один пример.

Как раз гравитационное взаимодействие и относится к таким примерам.
Еще один?
Фазовая скорость э/м волн в некоторых средах также превышает скорость света.

[Буяна]

Про скорость распространения гравитации как-то интуитивно догадываюсь, если Черная Дыра - черная)))))
А как измерить?

[dub80]

Про скорость распространения гравитации как-то интуитивно догадываюсь, если Черная Дыра - черная)))))
А как измерить?

В таких вещах я не силен, но общеизвестно, что наиболее точно измеряемой физической величиной является частота. Отсюда, видимо, и надо плясать...

[Laksus]

Ага, дошло до меня, где неточность в моем вопросе. Но у Новикова,
и других авторов, тоже этот скачок.
То есть они начинают обсуждение с теории Эйнштейна,
где скорость ограничена. Упоминают что Фридман доказал неустойчивость
в этой теории, а потом начинают утверждать, что у Ньютона то же
самое.
Ну я и упустил из вида, что у Ньютона то скорость взаимодействия
бесконечна, в отличии от Энштейна. Соответственно не может быть
и понятия горизонта событий.

Ну а разобраться почему появляется неустойчивость в теориях
Эйншетейна я и не надеюсь. Если сам Эйншетйн долго не мог разобраться
в доказательстве Фридмана. То наверняка популярного изложения быть
не может.
--
Кстати по этому поводу вопрос, а кто нибудь из читающих эти строки
разобрался с теорией Фридмана и тому подобных? Это очень сложно?
***
_____________

Как раз гравитационное взаимодействие и относится к таким примерам.
Еще один?
Фазовая скорость э/м волн в некоторых средах также превышает скорость света.

Все теории Эйнштейна, по моему, построены на допущении,
что скорость любого взаимодействия не может превышать скорости света,
а значить и гравитационное взаимодействии не может превышать ее.

Но, по моему, сегодня никто точно эту скорость (гравитации)
не измерил. То есть не доказал экспериментально равенство
скоростей света и гравитации, но, по моему, не доказано и
то, что скорость гравитации выше скорости света.
Откуда Вы взяли эту информацию?

А по поводу фазовой скорости:
насколько я понял из
http://www.astrogalaxy.ru/339.html
это еще не доказательство.
Экспериментов мало, трактовки их допускают и традиционные
толкования. Я пока подожду отбрасывать старые теории.
Александр

[Буяна]

... кто нибудь из читающих эти строки разобрался с теорией Фридмана и тому подобных? Это очень сложно?

Очень сложно!!

Если сам Эйнштейн долго не мог разобраться в доказательстве Фридмана...

[dub80]

А по поводу фазовой скорости:
насколько я понял из
http://www.astrogalaxy.ru/339.html
это еще не доказательство.
Экспериментов мало, трактовки их допускают и традиционные
толкования. Я пока подожду отбрасывать старые теории.
Александр


Я не смотрел и не брал информацию с приведенной Вами страницы. Но Вы сильно заблуждаетесь. Экспериментов было поставлено сколько угодно. Включая лазер, ученый уже тем самым ставит и подтверждает это . Теория строго доказывает данный факт, посмотрите любой классический учебник.