Большой взрыв и расширение Вселенной!

[Типичный марсианин]

ТМ сама по себе некая массовая субстанция неизвестно из чего состоящая, но обладающая гравитационным потенциалом.

Вообще-то, для выдвижения какой-либо гипотезы и создания физической теории нет необходимости выяснять, что из чего состоит. Если Вы хоть что-то изучали в школе, то должны это знать. Без понимания этого простого факта Вы будете всегда задаваться этими детскими вопросами и не продвинетесь дальше ни на йоту. Г-н Афанасьев некоторые вещи Вам уже по несколько раз объяснял. Похоже, Вы просто ничего не хотите понимать. Мое такое мнение.

[Pegas]

Открытие последних лет говорят, что основная доля материи во Вселенной совершенно отлична от материи, известной нам.
Знаем мы об этой «другой» материи очень мало.
Любые предсказания о будущем Вселенной имеют конечный радиус глубины (любые надежные предсказания о будущей эволюции Вселенной возможны только на некоторый конечный срок, зависящий от принятых дополнительных гипотез. Типично, однако, такой срок не менее 20 миллиардов лет).
Вселенная более сложна, чем считали раньше. http://gordon0030.narod.ru/archive/1986/index.html
А.А. Старобинский
Там же, для освежения памяти. О ТЭ. "Эта форма материи/энергии не взаимодействует с электромагнитным излучением — отсюда ее название «темная энергия», которое также отличает ее от нерелятивистского небарионного холодного темного вещества, ранее известного из астрономических и космологических наблюдений (оно также еще не открыто в лабораториях). «Темная энергия» отличается от темного вещества следующим:
1) в отличие от нерелятивистского темного вещества, она распределена однородно по пространству и не скучивается под действием гравитации во всех масштабах, в которых мы вообще видим скучивание обычного вещества;
2) она имеет сильно отрицательное давление порядка его плотности энергии (по модулю).

[Юрьев]

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.

[Афанасьев]

Энергия фотонов реликтового излучения уменьшается из-за расширения пространства, вполне аналогично уменьшению энергии фотонов, излученных удаленными объектами, то есть из-за красного смещения. Соответствующий параметр z для реликтового излучения порядка 1000.

Эти слова я много раз повторял сам, но мне кажется, что здесь должен быть какой-то более глубокий физический смысл.

Астрономы говорят, что излучение галактики испытывает красное смещение. Объяснение простое: при расширении пространства световая волна растягивается и поэтому ослабевает. Если в течение того времени, пока световая волна дошла до нас, Вселенная расширилась вдвое, то и длина волны удвоилась, а ее энергия ослабла в два раза.
Процесс можно описать в терминах температуры. Испускаемые телом фотоны имеют распределение по энергии, которое в целом характеризуют температурой, указывающей, насколько тело горячее. Когда фотоны движутся в расширяющемся пространстве, они теряют энергию и их температура снижается. Таким образом, Вселенная при расширении охлаждается, как сжатый воздух, вырывающийся из баллона аквалангиста.
Расширение как таковое (т.е. по инерции, без ускорения или замедления) не производит никакой силы. Длина волны фотона увеличивается вместе с ростом Вселенной, поскольку в отличие от атомов и планет фотоны не связанные объекты, размеры которых определяются равновесием сил. Изменяющаяся скорость расширения действительно вносит новую силу в равновесие, но и она не может заставить объекты расширяться или сжиматься.
Фактически же расширение ускоряется, что вызвано слабой силой,«раздувающей» все тела. Поэтому связанные объекты имеют размеры немного больше, чем были бы в неускоряющейся Вселенной, поскольку равновесие сил достигается у них при немного большем размере.

http://modcos.com/articles.php?id=99
Я не являюсь адептом теории торможения частиц на квантовых флуктуациях вакуума, но это любопытно, тем более, что: «Истина всегда рождается как ересь, а умирает как предрассудок» (Гегель).

Физический вакуум представляет полевую среду, где даже в основном состоянии происходят квантовые флуктуации, их еще называют нулевыми колебаниями поля. Все частицы, а не только фотоны - это возбужденные состояния поля, которые при движении представляют волну. У всех волн помимо таких свойств как длина, частота и энергия имеется еще и диссипация энергии из-за того, что при каждом колебании волны происходит перекачка одного вида энергии в другой и наоборот. Такая, хотя и очень маленькая, потеря кинетической энергии, переходящая во внутреннюю энергию вакуума (энергию флуктуаций вакуума), для космических объектов представляет заметное торможение.

http://ru.science.wikia.com/wiki/%D0%9A ... 0%B8%D0%B5

[Pegas]

Итак, Вселенная расширяясь с ускорением, естественно, остывает. Какая же температура Вселенной сейчас. " При расширении Вселенная остывает, поэтому длина волны реликтовых фотонов должна возрастать: в настоящее время регистрируется фон с температурой 2,725 К, что соответствует миллиметровому диапазону. Самым точным измерением температуры реликтового фона на данный момент считается 2.725 +/- 0.001 Кельвина (Mather с соавт. 1999, ApJ, 512, 511). Довольно точный результат. Неужели когда-то наша вселенная остынет окончательно? http://temperatures.ru/articles/temperatura_vselennoy.
Вот и весь сказ.

[Юрьев]

Итак, Вселенная расширяясь с ускорением, естественно, остывает. Какая же температура Вселенной сейчас.

[Афанасьев]

Пара слов о теории торможения частиц на квантовых флуктуациях вакуума.
Почему эта теория, вероятнее всего, неверна?
1) изображения далеких галактик были бы размытыми из-за «дрожания» фотонов;
2) смогли бы долетать до нас высокоэнергичные части космических лучей?
Таким образом, объяснение космологического красного смещения, которое вытекает из ОТО, хотя и выглядит формальным, пока является единственно правильным: фотоны теряют энергию только потому, что движутся в расширяющемся пространстве.

[Pegas]

Приведу такую аналогию, пришедшую на ум. Человек заглядывая в замочную скважину чужой квартиры надеется увидеть всё, что там происходит,
но попытка эта тщетна и многое остается сокрытым от любопытных глаз. Мы в теме коснулись практически всех физических и космологических явлений, пытаясь познать историю Вселенной. Стремление человека познать Вселенную на базе накопленных за века знаний, пока маловато, многое остаётся за семью печатями. Меня лично не оставляет чувство о том, что многое желаемое выдается за действительность. "В действительности все иначе, чем на самом деле". Антуан де Сент-Экзюпери. Я внимательно знакомлюсь с мнениями и оценками событий и явлений в постах, в меру компетенции поддерживаю, если вызывает сомнение, делаю вывод: "я не знаю". Иногда проблема рассматривается просто и лихо, пропитанная иллюзиями. Мне близки подходы к проблеме Вселенной А.А. Старобинского, который дает очень взвешенные оценки и выводы о современной модели Вселенной, о ТМ и ТЭ. Когда-то, на одном из форумов (лет 15 назад) я выразил сомнение по поводу сингулярности и БВ. Если б вы знали как меня "полоскали" и "размазывали", что я ни в чём не смыслю. Прошло время, оценка события изменилась и все рады. Так что, время покажет. Время, единственный верный судья. В нашей дискуссии я кем только не был: последователем Птолемея, Ньютона, что связанное с религией (забыл, какое-то течение), практически релятивист и др. не упомню. Нет, я не обижаюсь и даже лестно. Извините за столь лирическое отступление. Просто, желание возникло поделиться своими мыслями, отдаленными от научных и сухих физических терминов.

[Афанасьев]

Иногда проблема рассматривается просто

Ничего себе просто! Колоссальной сложности получается картина, да еще постоянно усложняется! Просто – это вечная Вселенная, в которой материя переходит из одного агрегатного состояния в другое, и больше ничего не происходит – ой, какая скука!

В нашей дискуссии я кем только не был: последователем Птолемея, Ньютона,

что-то связанное с религией (забыл, какое-то течение),

Пантеизм? Пантеистами были Джордано Бруно, Спиноза, Эйнштейн!

практически релятивист и др. не упомню. Нет, я не обижаюсь и даже лестно.

Действительно, обижаться не стоит!

[Pegas]

Да, Владимир, в нашей вечной Вселенной скучать не приходиться, при условии отсутствия равнодушия к прекрасному, творческого задора, детской наивности и любопытства.
Удачи. Продолжение следует.

[Афанасьев]

Валерий Рубаков: Вселенная в пробирке

Вселенная – однородная область пространства, размер которой превышает хаббловсский размер: R > 1/H.
Если приглядеться, то выясняется, что сфера хаббловского размера и больше — это антиловушечная поверхность. Это означает, что все световые лучи направлены наружу; Вселенная настолько быстро расширяется, что, даже если вы светите фонариком внутрь, световой луч все равно побежит наружу (если все это происходит за хаббловским размером). То же самое происходит в черной дыре, только с точностью до отражения времени. В черной дыре горизонт является ловушечной поверхностью: все световые лучи, испущенные внутри горизонта, движутся в центр — это и есть определение черной дыры. В определении Вселенной у вас есть как бы «античерная дыра», то есть все световые лучи движутся наружу.
Теорема Пенроуза: если имеется ловушечная поверхность, будет сингулярность в будущем, если имеется антиловушечная поверхность, то была сингулярность в прошлом.

http://postnauka.ru/lectures/41968

[Афанасьев]

"В 1965 г. я прочитал о теореме Пенроуза, согласно которой любое тело в процессе гравитационного коллапса должно в конце концов сжаться в сингулярную точку. Вскоре я понял, что если в теореме Пенроуза изменить направление времени на обратное, так, чтобы сжатие перешло в расширение, то эта теорема тоже будет верна, коль скоро Вселенная сейчас хотя бы грубо приближенно описывается в крупном масштабе моделью Фридмана…
В итоге в 1970 г. мы с Пенроузом написали совместную статью, в которой наконец доказали, что сингулярная точка большого взрыва должна существовать, опираясь только на то, что верна общая теория относительности и что во Вселенной содержится столько вещества, сколько мы видим. Наша работа вызвала массу возражений, частично со стороны советских ученых, которые из-за приверженности марксистской философии верили в научный детерминизм, а частично и со стороны тех, кто не принимал саму идею сингулярностей как нарушающую красоту теории Эйнштейна. Но с математической теоремой не очень поспоришь, и поэтому, когда работа была закончена, ее приняли, и сейчас почти все считают, что Вселенная возникла в особой точке большого взрыва. По иронии судьбы мои представления изменились, и теперь я пытаюсь убедить физиков в том, что на самом деле при зарождении Вселенной никакой особой точки не было. В следующих главах я покажу, что при учете квантовых эффектов сингулярность может исчезнуть".
Стивен Хокинг. Краткая история времени

[Pegas]

Если и было некое физическое действо, следствием которого возникла Вселенная, в том виде в котором мы её наблюдаем в меру своих технических возможностей и теоретических изысканий, основанных на знаниях законов природы, то это может быть некое возмущенное пространство, возникшее в результате физико-химических факторов (давления, плотности материи, температуры, флуктуаций, турбулентности, синтеза и др.) или назвать это можно "БВ пространства".
Химический состав[7] Средняя температура реликтового излучения Плотность материи во вселенной[8][9] Уравнение состояния[8]
H — 75 %
He — 23 %
O — 1 %
C — 0,5 % 2,725 К 10−29г/см3. Из них:
Тёмная энергия — 68,3 %
Тёмная материя — 26,8 %
Барионное вещество — 4,9 % -1,1±0,4
Представляя Вселенную как весь окружающий мир, мы сразу делаем её уникальной и единственной. И вместе с этим лишаем себя возможности описать её в терминах классической механики: из-за своей уникальности Вселенная ни с чем не может взаимодействовать, она — система систем, и поэтому в её отношении теряют свой смысл такие понятия, как масса, форма, размер. Вместо этого приходится прибегать к языку термодинамики, употребляя такие понятия как плотность, давление, температура, химический состав. https://ru.wikipedia.org

[Афанасьев]

"Нет необходимости постулировать новые законы для сингулярностей, потому что в квантовой теории не должно быть никаких сингулярностей.
При таком методе в отличие от классической теории частица уже не рассматривается как обладающая одной-единственной траекторией. Напротив, предполагается, что она может перемещаться по всем возможным путям в пространстве-времени…Это означает, что при расчетах время надо измерять не в действительных единицах, а в мнимых. Тогда в пространстве-времени обнаруживаются интересные изменения: в нем совершенно исчезает различие между временем и пространством.
Если евклидово пространство-время простирается назад по мнимому времени до бесконечности или начинается в сингулярной точке мнимого времени, то, как и в классической теории относительности, возникает вопрос об определении начального состояния Вселенной… Квантовая же теория гравитации открыла одну новую возможность: пространство-время не имеет границы, и поэтому нет необходимости определять поведение на границе. Тогда нет и сингулярностей, в которых нарушались бы законы науки, а пространство-время не имеет края.
Таким образом, пространство и время, возможно, образуют вместе некую поверхность, которая имеет конечную протяженность, но не имеет границ и краев".
Стивен Хокинг. Краткая история времени

[Pegas]

Пространство и время. Как можно их совместить? Время мнимая величина. В нашем общечеловеческом представлении время обусловлено принятой за эталон длительностью физического процесса. Когда открыли пульсар, то оказалось, что импульсы следуют с весьма высокой точностью. Даже были предложения, не принять частоту повторения импульсов пульсара за эталон времени. Течение процессов во Вселенной, думаю, вполне оправдано пространственно - временной зависимостью, позволяющей определить её масштабы на основе математического анализа или моделирования. Это дело математиков. Занятное выражение: "... пространство и время, возможно, образуют вместе некую поверхность, которая имеет конечную протяженность, но не имеет границ и краев". Стивен Хоккинг. Как говорят: есть мнение. г

[Афанасьев]

Пространство и время. Как можно их совместить? Время мнимая величина. В нашем общечеловеческом представлении время обусловлено принятой за эталон длительностью физического процесса.

Владимир, чем дальше в пространстве мы удаляемся от Земли, тем меньше Вселенная соответствует «нашим общечеловеческим представлениям»: магнитогидродинамика Солнца сложна и до конца непонятна; еще таинственней представляются черные дыры; загадочная темная материя делает устойчивыми галактики и их скопления; а завораживающий узор крупномасштабной структуры с филаментами и войдами, и наконец, все, что находится за радиусом Хаббла, просто недоступно для нас, поэтому можно договориться и провести по этой поверхности границу Вселенной.
Еще более не соответствует нашим представлениям состояния материи, удаленные от нас во времени: в ранней Вселенной могли существовать сверхмассивные лептокварки, несимметричный распад которых привел к тому, что материи оказалось больше, чем антиматерии, и она не вся аннигилировала; еще раньше могло произойти почти мгновенное расширение пустого пространства от планковского размера до границ видимой части Вселенной; еще раньше пространство и время могли находиться в свернутом состоянии, и это состояние могло иметь конечные размеры, но не иметь границ; время могло быть неотличимо от пространства, потому что никаких физических процессов, в нашем понимании, не происходило; но это состояние не было полностью застывшим, иначе не произошла бы квантовая флуктуация, породившая нашу Вселенную.

[Pegas]

Чем больше проблема не соответствует нашему представлению и пониманию окружающего мира, физики процессов, происходящих в глубинах Вселенной, исчисляемых млрд. лет спустя, тем более она становиться недоступной. В частности, в моём осмыслении сути приведенного поста.

[Афанасьев]

Чем больше проблема не соответствует нашему представлению и пониманию окружающего мира,… тем более она становиться недоступной. В частности, в моём осмыслении сути приведенного поста.

Владимир, Вы в молодости летали только в стратосфере, т.е. не выше 10 км над поверхностью Земли, а если бы Вы летали в космосе, т.е. на высоте 300 км и более, Вы смогли бы убедиться в том, что на орбите время течет быстрее, чем на поверхности Земли.
Таким образом, совершенно необязательно отправляться к горизонту событий ЧД, где время вообще останавливается, чтобы изменить свои представления о пространстве и времени.

[Афанасьев]

совершенно необязательно отправляться к горизонту событий ЧД, где время вообще останавливается

Уточнение (мы уже разбирали эту задачу): чтобы наблюдать остановку времени у горизонта событий ЧД, Вам, Владимир, пришлось бы остаться на Земле, а лететь к ЧД пришлось бы мне; я бы посылал Вам на Землю световые сигналы, длина волны которых увеличивалась бы при приближении к ЧД, а при достижении горизонта событий стала бы бесконечно большой, что означало бы остановку времени! Я же никакой остановки времени не заметил бы и благополучно провалился бы в ЧД, правда, благополучно только в случае СМЧД, при приближении к ЧД звездной массы меня бы разорвало на части.

[Pegas]

Владимир, супер пример. Главное, чтобы Ваши часы не остановились.