Большой взрыв и расширение Вселенной!

[Pegas]

Почему беспочвенно, это не моё утверждение, а ученого сообщества космологов, да ещё в различных вариантах.
Ученым, думаю, можно доверять? О законе сохранения, всё верно, никуда ничего не денется, а только может перейти из одного агрегатного или иного состояния в другое. Прописная истина.

[Типичный марсианин]

Почему беспочвенно, это не моё утверждение, а ученого сообщества космологов, да ещё в различных вариантах.

(Космологией сейчас занимаются все кому не лень: от физиков до лириков. Поэтому утверждать, что это такая наука, нельзя, но если очень хочется, то можно. )
Прошу ссылочку на "навевание тоски у ученых". Хотелось бы глянуть на первоисточник, как он выглядит в реальности.

Ученым, думаю, можно доверять?

Это смотря каким. Сейчас очень много их развелось. Более 90 % всех ученых, когда-либо существовавших на планете Земля, являются нашими современниками.

О законе сохранения, всё верно, никуда ничего не денется

Если Вы о законе сохранения энергии, то здесь речь не о нем. Он относится к физической науке. Материя же есть категория философская (многие философию, вообще, не считают наукой). Физика не оперирует общими понятиями, как это делает философия. Поэтому, если какой-то физик начинает толковать про бесконечные величины-- это не физик.

а только может перейти из одного агрегатного или иного состояния в другое.

А вот этим уже занимается физика, либо физ.химия.

Прописная истина.

Опыт человеческой деятельности показывает, что прописных истин не существует. Прописанность истины указывает на некую абсолютность ее, но, в современном естествознании, давно пришлось отказаться от этого в пользу относительности понятий.

[Афанасьев]

а непременная кончина последней тоску навевает.

Если Стандартная модель действительно верна вплоть до 10^10 ГэВ и никакой Новой физики — ни новых частиц, ни новых взаимодействий, ни суперсимметрии, ни новых измерений, ничего — нет. Тогда в соответствии с расчетами Вселенная действительно сейчас находится в метастабильном состоянии и может распасться. Когда это произойдет?
Ответ уже давно сосчитан: для нынешних значений масс частиц время составляет порядка 10^50 лет и выше. До десятка миллиардов это время жизни может уменьшиться, только если нынешние измерения массы топ-кварка по какой-то причине дают очень заниженные результаты.
http://elementy.ru/LHC/news/431980

[Pegas]

Есть ли по существу проблемы мыcли у Типичного марсианина?

[Pegas]

Почему беспочвенно, это не моё утверждение, а ученого сообщества космологов, да ещё в различных вариантах.

Прошу ссылочку на "навевание тоски у ученых". Хотелось бы глянуть на первоисточник, как он выглядит в реальности.

Как-нибудь без ссылочки, ученым некогда тосковать, они в творческом поиске и констатируют стадии жизни Вселенной.

[Афанасьев]

Прошу ссылочку на "навевание тоски у ученых".

Вот такая тоска может быть и у ученого:

Я любитель долголетья,
Оттого моя тоска,
Что останется на свете
Просто горсточка песка…

[Афанасьев]

Судьба Вселенной зависит от массы бозона Хиггса!

Стабильность хиггсовского потенциала в зависимости от массы бозона Хиггса (по горизонтали) и массы топ-кварка (по вертикали). Красная область — нестабильный потенциал (время до распада порядка или меньше 10 млрд лет), желтая область — метастабильность (время до распада на много порядков превышает нынешний возраст Вселенной), зеленая область — полная стабильность. Числа показывают энергетический масштаб в ГэВ, до которого потенциал остается стабильным. Все расчеты верны только в отсутствие Новой физики.
http://elementy.ru/LHC/news/431980

[Типичный марсианин]

Как-нибудь без ссылочки, ученым некогда тосковать, они в творческом поиске и констатируют стадии жизни Вселенной.

Естестевенно, что никаких ссылок не будет. Серьезные ученые демагогией не занимаются.

Есть ли по существу проблемы мыcли у Типичного марсианина?

А в чем проблема-то

[Типичный марсианин]

Вот еще какой-то мужик сочинил:

Мы только куклы, вертит нами рок, -
Не сомневайся в правде этих строк.
Нам даст покувыркаться и запрячет
В ларец небытия, лишь выйдет срок.

Тоже тосковал, наверное.

[Pegas]

Спасибо! Это уже ближе к теме. "В ларец небытия, лишь выйдет срок". Мудро.

[Pegas]

"...хиггсовский потенциал Стандартной модели либо совсем стабилен, либо стабилен вплоть до очень больших энергией порядка 1010 ГэВ (но всё равно время до распада Вселенной на много порядков превышает ее нынешний возраст);
•всё это имеет отношение к реальности только в предположении, что никакой Новой физики в природе нет, то есть Стандартная модель справедлива вплоть до этих огромных энергий. Если есть хоть какое-то отклонение от Стандартной модели (не только при энергиях LHC, но и при энергиях в миллионы раз больших) — все эти выводы можно выкинуть.
•Как реально устроена природа на таких энергиях, никто не знает. Поэтому никаких однозначных выводов о нестабильности реальной Вселенной сейчас сделать нельзя. http://elementy.ru/LHC/news/431980.
Последнее весьма реалистичное представление о будущем Вселенной, а также процессах, происходящих в ней. Рассматривая процессы взаимодействия в глубинах Вселенной на уровне бозона Хиггса, как-то умоляет масштабы Вселенной и силы, которые обеспечивают равновесное состояние гигантских структур последней и преобразующую роль главной равнодействующей этих сил. Почему бы не рассмотреть на уровне бозона Хиггса последующую историю, например ближайшей к нам звезды и взаимодействии в звёздном мире Млечного пути. Подмечено совершенно уместно, что печальная стадия Вселенной сильно преувеличена. Ранее, в постах неоднократно мне приходилось возвращаться к стабильности и термодинамическому равновесию, задаваясь допущением о замкнутой системе. Почему бы и нет. Любую галактику можно рассматривать с такой же позиции. Существующие модели Вселенной разве не строятся на допусках или предположениях, описывающих физические условия в глубоком космосе. Возможно я ошибаюсь в интерпретации некоторых явлений, но это же дискуссия. ИМХО. Хотелось бы увидеть в последующих постах собственную т.з. оппонента по сути проблемы, а не построчной ревизии поста. Тогда можно найти точки соприкосновения или расхождение, а заодно почерпнуть новые знания. Вообще, у меня большее желание продолжать дискуссию.

[Афанасьев]

"Подмечено совершенно уместно, что печальная стадия Вселенной сильно преувеличена. Ранее, в постах неоднократно мне приходилось возвращаться к стабильности и термодинамическому равновесию, задаваясь допущением о замкнутой системе.

Владимир, представьте изолированный объем газа (условно говоря, замкнутая система), в одной части объема температура газа высокая, а в другой низкая, термодинамическое равновесие наступит тогда, когда температура во всем объеме станет одинаковой. Эти рассуждения применимы и к Вселенной: материал для звездообразования (холодные газопылевые облака) не восполняется, значит он когда-нибудь закончится, звезды погаснут, останутся черные дыры, нейтронные звезды, ЭЧ и излучение, т.е. всякий мусор, непригодный для звездообразования, после этого Вселенная будет медленно приближаться к термодинамическому равновесию, т.е. к смерти.
Более того, современная теория предполагает, что ЭЧ могут существовать только в ложном вакууме, а в истинном они существовать не могут, ложный же вакуум не может существовать вечно – за конечное (хотя и очень большое время) он обязательно распадется и станет истинным.

[Pegas]

Владимир, убедительно. Об этом говорилось в предыдущей ссылке. Но, полагаю, учитывая пространственные масштабы Вселенной взаимодействие структурных образований гораздо сложней, чем, скажем, в не ком однородном по составу газовом объеме (утрирую) и в замкнутом пространстве, термодинамические взаимодействия иные. В безграничном пространстве Вселенной, даже гигантская галактика-пылинка. Когда до ближайшей звезды Проксима (альфа Центавры) надо лететь целые 4 земных года со скоростью 300 000 км/с. Очень всё непросто. Какова средневзвешенная температура пространства Вселенной? Возможно и законы сохранения и переходные процессы отличаются от наших земных представлений. ИМХО. Сложность в том, что инструментарий и научные методики пока весьма ограничены для доступа в столь удалённое пространство, хотя и ближний космос таит много неизведанного. Это признают ученые, я только могу присоединится к их мнению. Даже земные феномены (планетные) много вызывают вопросов, на которые нет ответов. Только математическая статистика дает возможность прогнозировать события. Если с нашей "цивилизацией" не произойдет что-то непоправимое, то углубить знания о Вселенной возможны и не в далеком будущем. Современное развитие ИКТ и ракетно - космической отрасли, открытия в области ЭЧ расширяют эти возможности. Понимаю, все это лирика, но тем не менее, некий оптимизм ещё сохраняется.

[Афанасьев]

Какова средневзвешенная температура пространства Вселенной?

Что такое температура пространства, да еще средневзвешенная?
Температура материи меняется в очень большом диапазоне: от миллиардов градусов в ядрах звезд сверхгигантов, до десятков градусов в холодных газопылевых облаках, а самые холодные объекты Вселенной – это сверхмассивные черные дыры, их температура близка к абсолютному нулю.

Возможно и законы сохранения и переходные процессы отличаются от наших земных представлений.

Владимир, если предположить, что в разных частях Вселенной действуют разные законы физики, то космологию следует отменить, потому что это будет чистый агностицизм, т.е. признание абсолютной непознаваемости природы!
Другое дело, что в ранней Вселенной, при сверхбольших энергиях, могли действовать законы, которые неизвестны современной науке, но это совсем другое.

Даже земные феномены (планетные) много вызывают вопросов, на которые нет ответов

Вызывает вопросы процесс образования планет, все остальное, в общих чертах, понятно. Термодинамика планет вообще ясна. Марс остыл и не имеет жидкого металлического ядра, вулканическая деятельность прекратилась, т.е. нет поступления углекислого газа в атмосферу, тот же, что был, оказался на 90% связанным кальцием и магнием марсианской поверхности в виде карбонатов и гидрокарбонатов (как вариант). Итог – слабая атмосфера, почти отсутствует парниковый эффект, низкие температуры, магнитное поле тоже слабое (не работает динамо-механизм). Из-за отсутствия жидкой воды, высокого уровня жесткого излучения и космических лучей высокоорганизованная жизнь невозможна.
Примерно такая же участь ожидает и Землю.

[Pegas]

Владимир, отлично. На температуру Вселенной я не зря обратил внимание неким дилетантским вопросом, упуская РИ. Понятно, если мы ведем речь о излучениях, в котором тепловой градиент лежит в инфракрасной области (более 0,7 мкм), то, вполне понятно, носителем такого излучения является частица, имеющая массу и обладающая энергией. Вернемся к ТМ и ТЭ, составляющие основную массу Вселенной. Вполне очевидно, что эта материя имеет некий энергетический потенциал и, как следствие, выделение тепла или излучения в ИК- диапазоне волн, или ТМ и ТЭ имеет температуру равную абсолютному нулю, но это противоречит законам термодинамики. В любом случае, если есть материя, обладающая энергией, как следствие имеет место энтропия и какой-никакой температурный градиент, отличный от 0. Прогрев пространства происходит в этом случае или существует некий конвективный теплообмен, тогда в каких численных параметрах. Владимир, может для Вас покажется все выше приведенной глупостью, но вот такая мысль запала. Заметьте, это касается нынешнего возраста Вселенной; о температурах в ранней стадии много писано.

[Афанасьев]

Владимир, честно говоря, я не понял смысла ваших вопросов. Привожу общеизвестные данные о барионной материи, РИ, ТМ и ТЭ.

На температуру Вселенной я не зря обратил внимание неким дилетантским вопросом, упуская РИ.

Во Вселенной на одну ядерную частицу приходится порядка 10^9 фотонов. Хотя это очень большое число, основная энергия сейчас сосредоточена в веществе, а не в излучении. Энергия Е = mc^2 одной ядерной частицы равна приблизительно 1000 МэВ, тогда как средняя энергия одного фотона при Т = 3К составляет приблизительно 7x10^-4 эВ. Эта величина даже после умножения на 10^9 остается на три порядка меньше энергии одной ядерной частицы, так что подавляющая доля плотности энергии приходится сейчас на вещество. Но так было не всегда: на ранней стадии основная доля энергии приходилась на излучение.

Вернемся к ТМ и ТЭ, составляющие основную массу Вселенной.

Частицы ТМ находились в термодинамическом равновесии с частицами космической плазмы на ранних стадиях эволюции Вселенной.
В определённый момент времени температура упала настолько, что взаимодействия с барионным веществом прекратились.
Поскольку гипотетическая плотность ТЭ невелика (порядка 10^-29 г/см³), её вряд ли удастся обнаружить лабораторным экспериментом. ТЭ может оказывать такое глубокое влияние на Вселенную (составляя 70 % всей энергии) только потому, что она однородно наполняет пустое (в иных отношениях) пространство.

[Pegas]

Температура Вселенной. Какая? О ТМ и ТЭ пока никто и ничего на знает, только лишь предполагая о её массовом приоритете.
Возможно некорректный вопрос, как вопрос "о средней температуре по больнице". Пока размышлений по существу такой постановке вопроса не нашел. А что есть..., не очень мне понятно. Нам же хорошо известно, что при совершении работы выделяется тепло. Тепловая энергия Вселенной, это результат совершаемой работы при течении физико-химических процессов, происходящих в недрах структурных объектов. На Солнце совершается работа при синтезе водорода и как, следствие, огромное излучение тепла в пространство, за счёт чего поддерживается жизнь на Земле. Сколько тепловой энергии выделяется ТМ и ТЭ или это застывшая материя неизвестного свойства и состава. Куда девается тепло от сверхгигантов, гигантских шаровых скоплений, от галактик и ассоциаций галактик. Спектральный анализ позволяет только определить спектральный класс звезды, соответствующий поверхностной температуре, например, звёзды класса О имеют температуру поверхности от 15000 до 50000К и выше. Спектры звезд зависят в основном от одного параметра. Этим параметром является температура. Так куда девается тепло или 4% барионной материи не способно подогревать пространство Вселенной, её слишком мало, а ТМ его не воспринимает или безвозвратно поглощает.

[Юрьев]

О ТМ и ТЭ пока никто и ничего на знает, только лишь предполагая о её массовом приоритете.

[Афанасьев]

Еще немного о термодинамике.
Плотность энергии излучения пропорциональна четвертой степени температуры, а плотность энергии вещества третьей, сама температура обратно-пропорциональна масштабному фактору, поэтому при расширении пространства излучение остывает быстрее, чем вещество.
Если бы материя в виде атомов водорода и гелия была равномерно распределена во Вселенной, то при расширении она медленно остывала бы согласно закону возрастания энтропии. Но в истории Вселенной кроме чуда рождения были и другие чудеса – материя оказалась способной образовывать структуры: звезды с планетными системами, галактики, скопления галактик. Процесс образования структур происходил с локальным уменьшением энтропии. Энтропия может локально уменьшаться за счет увеличения энтропии окружающей среды, поэтому закон не нарушается.
В образовании крупномасштабной структуры Вселенной решающую роль, вероятнее всего, сыграла ТМ: она очень рано вышла из термодинамического равновесия с барионной материей, ее регулярные неоднородности, вероятно, имеющие волновую природу, стали центрами образования галактик и их скоплений. Тепло передается посредством электромагнитного взаимодействия, но ТМ не участвует в этом взаимодействии, поэтому передать свою энергию барионной материи таким образом не может, но барионная материя находится в поле тяготения ТМ, и поэтому галактики и их скопления оказываются устойчивыми системами.
Галактики являются своеобразными оазисами Вселенной, где материя подчинена определенному порядку. Но этот порядок не может существовать вечно, потому что закон возрастания энтропии действует и здесь. Материя, пригодная для звездообразования, медленно сгорает в термоядерных котлах звезд, оставляя после себя шлак в виде черных дыр и нейтронных звезд. В центрах галактик находятся СМЧД - гигантские холодильники, способные только поглощать материю. Галактики захватывают межгалактический газ, который в дальнейшем идет на звездообразование, но это не бесконечный источник. Никаких других источников для поддержания жизни галактик неизвестно, почему тогда они должны существовать вечно?
ТЭ – это, возможно, неотделимое свойство самого пространства. Пространство способно само по себе расширяться. Противостоять этому расширению способно только тяготение. Когда плотность материи падает, пространство начинает расширяться с ускорением.
Куда девается энергия – вопрос очень сложный!
Энергия частиц может передаваться фотонам (эффект Комптона), излучаться при их движении в магнитном поле и т.д.
Почему в процессе расширения Вселенной уменьшается энергия фотонов РИ, если они не взаимодействуют с частицами? Возможно, ответ лежит в природе самих фотонов и в природе пространства.

[Pegas]

Владимир, спасибо за столь интересный обзор. Конечно, до конца познать всё не приходиться и вопросы остаются, возможно детские, но наводят на размышление. Из поста для меня было много открытий.
Своего рода, ликбез. Например, что передача тепловой энергии возможна при электромагнитном взаимодействии, но вот ТМ этим свойством не обладает, поэтому она в этом процессе не участвует и с термодинамикой ни коем образом не хочет связывается, а вот гравитационным эффектом ТМ обладает (обладая, полагаю полевым факторм). Также, для меня до сих пор непонятным физическим фактором является ТЭ, обладающая массой более 70% от массы Вселенной, понимая, что энергия, как физический параметр пропорционален массе, а ТМ сама по себе некая массовая субстанция неизвестно из чего состоящая, но обладающая гравитационным потенциалом. В этом есть какой-то парадокс. ИМХО. Исходя и этого, во Вселенной имеет место некая равнодействующая сила гравитационного взаимодействия масс, которая складывается из силы тяготения при взаимодействии масс, допустим в галактиках или звёздных двойных (кратных) системах и шаровых скоплениях и примешивается к этим силам гравитация ТМ. Велико ли значение этой добавки. Думаю, многие свойства Вселенной можно познать, углубившись в познание галактики, в структуре и свойствах которой имеется весь набор космологических факторов.