Большой взрыв и расширение Вселенной!

[Афанасьев]

Размышляя о событии, обусловленной регистрацией сверхновой, подумал о том, что при взрыве звезды, имеющей огромные размеры на последней стадии её жизни, образуется огромное количество вещества с высокой температурой и скоростью распространения от эпицентра, что может естественно вызвать ускорение смещения линии H в красную сторону спектра.

Вы, наверное, имеете в виду в фиолетовую? Я думаю, что при взрыве сверхновой, как при любом взрыве, скорость вещества будет большой только в начальный момент взрыва и будет порядка 1000 - 10 000 км/ сек. Такого же порядка будут и пекулярные скорости галактик. Сверхновые с z > 1 имеют космологические скорости, близкие к скорости света с = 300 000 км/сек (поэтому приходится высчитывать релятивистские поправки) и любые некосмологические смещения можно не учитывать.

Нет ли в этом обороте речи некая несопоставимость физических факторов, в частности, "космологическая постоянная" и "обычное вещество" или я не понимаю смысла этой фразы.

Использование понятия «космологическая постоянная» - дань традиции: это понятие ввел в свои уравнения Эйнштейн, чтобы получить стационарное решение. Когда было доказано, что Вселенная расширяется, необходимость в этом понятии отпала, но когда открыли ускоренное расширение, опять вспомнили космологическую постоянную. Физический смысл, который вкладывают в это понятие – энергия вакуума.

[Pegas]

Согласен , в фиолетовую. Убедительно, ++.

[Афанасьев]

Это статья, в которой Эйнштейн признает правоту Фридмана.

Как-то смотрел фильм про Гамова – в его биографии был такой интересный эпизод: в начале 50-х годов, в благополучном Принстоне, он рассказывал Эйнштейну о том, как в начале 20-х годов, в холодном Петрограде, присутствовал на лекции Фридмана, посвященной его нестационарным решениям уравнений ОТО.
«В начале 20-х годов в Петрограде работы Эйнштейна по общей теории относительности докладывались и обсуждались в университете и Политехническом институте. В университете ознакомление с ними сравнительно узкой аудитории физиков начал В. К. Фредерикс. В 1914—
1918 гг. он работал в Геттингене у Гильберта. А Гильберт был одним из первых немецких ученых, занимавшихся развитием и математической обработкой идей общей теории относительности. Лекции Фредерикса в Петроградском университете завершились публикацией первой на русском языке обзорной статьи по общей теории относительности. В. К. Фредерикс, вернувшийся в Россию в 1918 г. (а в Петроград — в 1919 г.), оказал стимулирующее влияние на возникновение у А. А.Фридмана интереса к работам по общей теории относительности.
Эйнштейн откликнулся на статью Фридмана заметкой, о которой В. А. Фок справедливо писал, что в ней он «несколько свысока говорит, что результаты Фридмана показались ему подозрительными и что он нашел в них ошибку, по исправлении которой решение Фридмана приводится к стационарному». В космологической дискуссии Фридман — Эйнштейн сыграл определенную, хотя и не прямую роль, П.С.Эренфест, выступив «посредником». Непосредственным же и «полномочным представителем» А. А. Фридмана был его коллега по Петроградскому Политехническому институту Юрий Александрович Крутков. В 1922—1923 гг. он был в командировке за границей, работал в Берлине, Геттингене, Лейдене. В Лейдене он был гостем кафедры теоретической физики при университете, которой (после Лоренца) заведовал Эренфест. В мае 1923 г. в Лейден приехал Эйнштейн — почетный профессор Лейденского университета, чтобы присутствовать на прощальной лекции Лоренца, уходившего в отставку (18 июля 1923 г. ему исполнилось 70 лет). Эйнштейн, как и всегда, остановился у Эренфестов; там и состоялось его знакомство с Крутковым. Ю. А. Крутков пишет сестре: «В понедельник 7 мая 1923 г. читал с Эйнштейном статью Фридмана в „Zeitschrift far Physik"». 18 мая: «В 5 часов Эйнштейн докладывал Эренфесту, Дросте и одному бельгийцу свою последнюю работу... Победил Эйнштейна в споре о Фридмане. Честь Петрограда спасена!».
А. А. Фридман был в Берлине в августе-сентябре 1923 г., а затем, позднее, весной 1924 г. Однако пока не удалось установить, виделись ли они с Эйнштейном. Скорее всего такое свидание не состоялось».
В. Я. Френкель, НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ О ДИСКУССИИ ЭЙНШТЕЙНА И ФРИДМАНА ПО РЕЛЯТИВИСТСКОЙ КОСМОЛОГИИ

[Юрьев]

[quote="Афанасьев"][/quote]

[Юрьев]

утверждение об ускоренном расширении Вселенной,
подтвержденных наблюдениями сверхновых.
Размышляя о событии, обусловленной регистрацией сверхновой, подумал о том, что при взрыве звезды, имеющей огромные размеры на последней стадии её жизни, образуется огромное количество вещества с высокой температурой и скоростью распространения от эпицентра, что может естественно вызвать ускорение смещения линии H в красную сторону спектра. Одновременно, я не сомневаюсь, что когда формулировалось открытие учитывались все факторы.

[Афанасьев]

Михаил, все верно (и очень толково написано), только сглаживание спектра использовалось для определения типа сверхновой. А для определения красного смещения (Владимир спрашивал именно об этом), как я понял, использовались красный и голубой фильтры: из-за очень больших смещений для далекой сверхновой в полосу красного фильтра попадает участок спектра, который наблюдается в голубом фильтре для близкого источника. Перлмуттеру с сотрудниками удалось уменьшить неопределенности при традиционном вычислении поправок.

Спектры сверхновых

В 1941 году Р.Минковский предложил разделить сверхновые на два основных типа по характеру спектров. К I типу он отнес сверхновые, спектры которых были совершенно не похожи на спектры всех известных в то время объектов. Линии наиболее распространенного во Вселенной элемента - водорода - совершенно отсутствовали, весь спектр состоял из широких максимумов и минимумов, не поддававшихся отождествлению, ультрафиолетовая часть спектра была очень слабой. Ко II типу были отнесены сверхновые, спектры которых показали некоторое сходство с "обычными" Новыми звездами присутствием очень интенсивных эмиссионных линий водорода, ультрафиолетовая часть спектра у них яркая.
Спектры сверхновых I типа оставались загадочными в течение трех десятилетий. Только после того, как Ю.П.Псковский показал, что полосы в спектрах - это не что иное, как участки непрерывного спектра между широкими и довольно глубокими линиями поглощения, отождествление спектров сверхновых I типа сдвинулось с мертвой точки. Был отождествлен ряд линий поглощения, прежде всего наиболее интенсивные линии однократно ионизованных кальция и кремния. Длины волн этих линий сдвинуты в фиолетовую сторону спектра из-за эффекта Доплера в расширяющейся со скоростью 10-15 тыс. км в секунду оболочке. Отождествить все линии в спектрах сверхновых I типа чрезвычайно трудно, так как они сильно расширены и накладываются друг на друга; кроме упомянутых кальция и кремния удалось отождествить линии магния и железа. Анализ спектров сверхновых позволил сделать важные выводы: в оболочках, выброшенных при вспышке сверхновых I типа, почти нет водорода; в то время как состав оболочек сверхновых II типа почти такой же, как у солнечной атмосферы. Скорости расширения оболочек - от 5 до 15-20 тыс. км/c, температура фотосферы около максимума - 10-20 тыс. градусов. Температура быстро падает и через 1-2 месяца достигает значения 5-6 тыс. градусов.
Различались у сверхновых и кривые блеска: для I типа все они были очень похожими, имеют характерную форму с очень быстрым ростом блеска к максимуму, который длится не более 2-3 суток, быстрым падением блеска на 3 звездные величины за 25-40 суток и последующим медленным ослаблением, практически линейным в шкале звездных величин, что соответствует экспоненциальному ослаблению светимости.
http://www.netschools.ru/sch758/2003/as ... th/F21.htm

[Pegas]

Владимир, тогда учитывая физические свойства сверхновой типа Ia, последние нельзя использовать в качестве стандарта светимости.
с последующими ошибками при обосновании ускорения расширения Вселенной при уменьшении светимости.
Есть же другая модель, подтверждающая ускорение расширения Вселенной - это влияние ЭГ-вакуума, создающего антитяготение или отрицательное давление в среде. Влияние ЭГ-вакуума популярно изложено здесь: http://www.astronet.ru/db/msg/1278521. У меня есть свое мнение на этот счёт, как сторонника гравитационного континуума, в широком смысле этого выражения, в частности, имеющего схожесть по некоторым физическим свойствам (предположительным естественно) с ЭГ-вакуумом. Думаю, если имеет место разбегание галактик, как наиболее массивных объектов, то гравитационное взаимодействие может монотонно убывать, что может являться причиной равноускоренного расширения последней. Это только предположение, а не утверждение. Нахожу в последних интерпретациях некоторых физических свойств космической среды схожесть ЭГ-вакуума (прозрачной, невидимой), темной (прозрачной, невидимой) энергией и квантовой (если таковая) гравитацией (прозрачной, невидимой). Всё эти среды уникальны по свойствам и практически не регистрируемые, как весьма "тонкие структуры". ИМХО. Считайте, это рассуждения "чайника". .

[Юрьев]

Владимир, тогда учитывая физические свойства сверхновой типа Ia, последние нельзя использовать в качестве стандарта светимости.

[Афанасьев]

тогда учитывая физические свойства сверхновой типа Ia, последние нельзя использовать в качестве стандарта светимости.
с последующими ошибками при обосновании ускорения расширения Вселенной при уменьшении светимости.
Есть же другая модель, подтверждающая ускорение расширения Вселенной - это влияние ЭГ-вакуума, создающего антитяготение или отрицательное давление в среде.

Владимир, Вы путаете причину и следствие: прежде, чем объяснять природу ускоренного расширения Вселенной, его нужно было открыть. Когда две группы ученых в 90-е годы начали измерять расстояния до сверхновых типа Iа, никто из них даже не предполагал, что они откроют ускоренное расширение, напротив, все были уверены, что Вселенная расширяется с замедлением. И когда результаты первых измерений стали ложиться на кривую, соответствующую ускорению, они только смеялись и объясняли это ошибками измерений. Но потом все результаты легли на эту кривую, и все последующие измерения это подтвердили.
Измерение расстояний по сверхновым Iа – это давно отработанная методика, но никто никогда с помощью этой методики не измерял расстояний на пределе возможностей самых мощных телескопов (Кек, VLT, Хаббл), поэтому ученым пришлось преодолеть много трудностей.

Думаю, если имеет место разбегание галактик, как наиболее массивных объектов, то гравитационное взаимодействие может монотонно убывать, что может являться причиной равноускоренного расширения последней.

Владимир, Вы собрали все в одну кучу: если принять существование ЭГ-вакуума, то не нужно модифицировать теорию тяготения. Все подобные теории создавались, как альтернатива темной энергии.

[Pegas]

Коллеги, виват! - vivat! . А, я то усомнился, как Фома неверующий, приняв за одно и тоже: ЭГ-вакуум, темную энергию и гравитационное поле (взаимодействие), бывает. В 60-е годы были открыты пульсары. Потом их классифицировали на оптические, радио-, рентгеновские. Уникальность в том, что они излучают в КП импульсы с высочайшей точностью повторения и длительности. Были предложения ученых, а не использовать ли Пульсар с таким свойством в качестве эталона времени. Эврика! Разве нельзя его использовать для измерения ускоренного расширения Вселенной. Стандарт Времени, важнейшая функция динамики движения. Вот, такой каламбур.

[Афанасьев]

а не использовать ли Пульсар с таким свойством в качестве эталона времени.

Строение пульсара

Нейтронные звезды имеют жидкое ядро и твердую кору толщиной около 1 км. Поэтому по структуре пульсары больше напоминают планеты, чем звезды. Быстрое вращение приводит к некоторой сплюснутости пульсара. Излучение уносит энергию и момент импульса, что вызывает торможение вращения. Однако твердая кора не позволяет пульсару постепенно становиться сферическим. По мере замедления вращения в коре накапливаются напряжения и наконец она ломается: звезда скачкообразно становится чуть более сферической, ее экваториальный радиус уменьшается (всего на 0,01 мм), а скорость вращения (в результате сохранения момента) немного возрастает. Затем вновь следует постепенное замедление вращения и новое "звездотрясение", приводящее к скачку скорости вращения. Так, изучая изменения периодов пульсаров, удается многое узнать о физике твердой коры нейтронных звезд. В ней происходят тектонические процессы, как в коре планет, и, возможно, образуются свои микроскопические горы.

[Pegas]

Владимир, (к названию темы) такое разнообразие объектов в структуре Вселенной не наводит ли на мысль: был ли вообще взрыв когда-нибудь, чего-либо или "ничего". При любом взрыве, даже запрограммированном, сотворить подобное даже умозрительно не постигаемо. Может имеет место другая природа образования Вселенной, о которой мы даже не подозреваем, или скорее, не дозрели познать. Разнообразие во всём, не только в образе, форме, содержании, физическо-химическим свойствам и т.п. порождает многообразие моделей Вселенной и по свидетельству самих ученых- космологов и физиков процесс познания последней пока только на начальной стадии, и как правило, завершается: возможно предположить или по данным эксперимента, к примеру, темная энергия имеет место, но как она "выглядит" невидимая, очевидно без науки не обойтись, конечно, не без Божьей помощи. . Конечно, понимая под Богом Совесть. как Хранительницы и внутренний духовный мир. Продолжение следует.

[Афанасьев]

такое разнообразие объектов в структуре Вселенной не наводит ли на мысль: был ли вообще взрыв когда-нибудь, чего-либо или "ничего". При любом взрыве, даже запрограммированном, сотворить подобное даже умозрительно не постигаемо.

Владимир, мы уже когда-то обсуждали словосочетание «Большой Взрыв» и пришли к заключению, что это название не выражает содержания главной космологической теории: на самом деле, ничего не взрывалось, произошло рождение пространства и материи из какой-то неизвестной субстанции (пусть это будет первичный вакуум, может быть, когда-нибудь назовем по-другому).

Может имеет место другая природа образования Вселенной, о которой мы даже не подозреваем, или скорее, не дозрели познать.

Пока нет причины отказываться от теории БВ: если появятся новые наблюдательные данные, которые будет невозможно объяснить в рамках этой теории, тогда придется создавать другую теорию.

Разнообразие во всём, не только в образе, форме, содержании, физическо-химическим свойствам и т.п. порождает многообразие моделей Вселенной и по свидетельству самих ученых- космологов и физиков процесс познания последней пока только на начальной стадии

Может оказаться, что мы всегда будем на начальной стадии!

темная энергия имеет место, но как она "выглядит"

Посмотреть, к сожалению, никогда не удастся.

[Pegas]

Итак, как принято говорить: "начнем от печки". Сколь не дискутируем, какую-либо сторону не затронули и всё возвращаемся к А. Эйнштейну и немногим его последователям. Действительно, что ОТО и СТО по своей глубине представления картины мира не имеют альтернативы. Понятие "относительности" это непреложный предмет нашего бытия и представления мира, чтобы выразить масштабность и динамику процесса, опираясь на какое-либо условное начало. А как представить начало во Вселенной, с этого вопроса и начинается ломка копий. Мы копаемся в микромире, пытаясь найти ответ на основные принципы формирования большого мира, изучили структуру Вселенной и взаимодействие тел, термодинамику Вселенной и действие классических законов физики, квантовой теории поля и много чего. А где начало?. Скажете, Владимир, вы опять за своё. Ну, а как же иначе, забавляет эта мысль. Я дам несколько ответов на этот вопрос: начало везде; начала нет; начало в точке нахождения наблюдателя.

[Афанасьев]

А где начало? Я дам несколько ответов на этот вопрос: начало везде; начала нет; начало в точке нахождения наблюдателя.

Владимир, вашу загадочную фразу можно понимать по-разному:
1) это вольная трактовка первого постулата СТО: все физические явления во всех ИСО протекают одинаково,
2) это формулировка космологического принципа: любой наблюдатель в один и тот же момент времени, независимо от места и направления наблюдения, видит в среднем одну и ту же картину Вселенной.
Или Вы имели в виду что-то другое?

[Pegas]

Владимир, в этом то и загадка Вселенной! Если бы было всё просто и понятно не получилось бы и дискуссии.
Спасибо за отзывчивость. Почему задал такой вопрос. Дело в том, что чем больше вникаешь в космологию,
тем больше уходишь от реальности, живёшь в каком-то виртуальном мире (как в той схеме Вселенной, похожей на узел многомерный).
Реальность, вот она, которую созерцаем и видим картину мира без всяких искажений. Так, где же наше место в этом прекрасном мире звезд.

[Афанасьев]

Сколь не дискутируем, какую-либо сторону не затронули и всё возвращаемся к А. Эйнштейну

Я убежден, что посредством чисто математических конструкций мы можем найти те понятия и закономерные связи между ними, которые дадут нам ключ к пониманию явлений природы. Опыт может подсказать нам соответствующие математические понятия, но они ни в коем случае не могут быть выведены из него. Конечно, опыт остается единственным критерием пригодности математических конструкций физики. Но настоящее творческое начало присуще именно математике. Поэтому я считаю в известном смысле оправданной веру древних в то, что чистое мышление в состоянии постигнуть реальность.
А.Эйнштейн, О методе теоретической физики (лекция, прочитанная в Оксфорде 10 июня 1933 г.)

Эта убежденность связывалась у Эйнштейна с верой в «предустановленную гармонию».
Эйнштейн начинал, как сторонник эмпиризма и позитивизма Маха, затем он критикует позитивизм с реалистических позиций; в дискуссиях по интерпретациям квантовой механики его реализм дополняется идеями Спинозы; в дальнейшем при разработке единых теорий поля ему оказывается близкой пифагорейско-платоновская метафизика. Затем он развил целую концепцию «философского оппортунизма», чтобы объяснить и оправдать свои философские зигзаги.
В.П.Визгин, Метафизические аспекты «дуги Эйнштейна»

[Pegas]

[quote="Афанасьев"][quote="Pegas"] Поэтому я считаю в известном смысле оправданной веру древних в то, что чистое мышление в состоянии постигнуть реальность.
А.Эйнштейн, О методе теоретической физики (лекция, прочитанная в Оксфорде 10 июня 1933 г.)

Золотые слов, без преувеличения. Замусоренное мышление навряд ли будет продуктивным.

[Афанасьев]

Замусоренное мышление навряд ли будет продуктивным.

Пуанкаре писал в книге «Наука и гипотеза», что «невозможна реальность, которая была бы полностью независима от ума, постигающего её». Он считал, что основные принципы любой научной теории не являются ни априорными умозрительными истинами (как, например, считал Кант), ни идеализированным отражением объективной реальности (точка зрения Эйнштейна). Они, по его мнению, суть условные соглашения, единственным абсолютным условием которых является непротиворечивость. Выбор тех или иных научных принципов из множества возможных, вообще говоря, произволен, однако реально учёный руководствуется, с одной стороны, желанием максимальной простоты теории, с другой — необходимостью её успешного практического использования. Но даже при соблюдении этих требований имеется некоторая свобода выбора, обусловленная относительным характером самих этих требований.
Эта философская доктрина получила впоследствии название конвенционализма. Она хорошо соответствует практике выбора математических моделей в естествознании, но её применимость к физике, где важен выбор не только моделей, но и понятий, соотносимых с реальностью, вызывала споры.

Луи де Бройль: Пуанкаре занимал по отношению к физическим теориям несколько скептическую позицию, считая, что вообще существует бесконечно много логически эквивалентных точек зрения и картин действительности, из которых учёный, руководствуясь исключительно соображениями удобства, выбирает какую-то одну. Вероятно, такой номинализм иной раз мешал ему признать тот факт, что среди логически возможных теорий есть такие, которые ближе к физической реальности, во всяком случае, лучше согласуются с интуицией физика, и тем самым больше могут помочь ему… Философская склонность его ума к «номиналистическому удобству» помешала Пуанкаре понять значение идеи относительности во всей её грандиозности.
http://ru.wikipedia.org/wiki/%CF%F3%E0% ... 0.B8.D1.8F

[Pegas]

Владимир, с удовольствием прочитал о жизни Анри Пуанкаре. Меня поразила его многогранность знаний в различных областях физической и математической науки, безбрежность внутреннего мира, подобному Вселенной. Уверен, научные творения построены фундаменте интереса к философии математики и философии науки. Даже небесная механика представляла сферу его интересов. Такие столпы мысли (чистой и глубокой) рождаются в столетия.
Ещё раз убеждаюсь в неограниченных мыслительных способностях человека, как говорят "такие люди от Бога". Говоря об относительности, по сравнению с Анре Пуанкаре, чувствуешь себя убогим.