Бесконечно пульсирующая вселенная кто придумал

Гипотеза о пульсирующей Вселенной расколола научный мир

29-01-2011, 11:49 | Космические исследования / Гипотезы и исследования | разместил: VP | комментариев: (0) | просмотров: (2 952)

Концентрические круги от Большого взрыва

В конце прошлого года известный физик-теоретик из Оксфорда сэр Роджер Пенроуз вместе со своим армянским коллегой Ваче Гурджадяном из Ереванского физического института взбудоражили научное сообщество заявлением, что Вселенная циклична, что Большому взрыву (Big Bang – по-английски) предшествовала эпоха (Пенроуз ее называет величественно – эон), тоже когда-то начавшаяся своим Бигбэнгом, а ему предшествовал еще эон – и так до бесконечности. Причем это заявление ученый сделал не в качестве гипотезы, а ткнул пальцем в небо и предъявил доказательство.

Это противоречит повсеместно принятой сегодня космологической теории расширяющейся Вселенной, согласно которой примерно 13,7 млрд. лет тому назад вся материя нашего мира и вообще все было сжато в точку бесконечной плотности, а потом эта точка вдруг взорвалась. Утверждают, что в той удивительной точке понятия времени не существовало, поэтому даже смысла нет говорить о том, что было ДО. Пенроуз с коллегой утверждают, что оно, это ДО, все-таки было.

Гипотеза о пульсирующей Вселенной далеко не нова. Она понадобилась в свое время, чтобы объяснить одну теоретическую нестыковку, связанную с Большим взрывом. У теоретиков выходило, что в первые моменты после него Вселенная отличалась низкой энтропией (то есть высокой упорядоченностью), и с точки зрения теории одного-единственного Большого взрыва это было необъяснимо. Пульсирующая Вселенная противоречие каким-то образом снимала, но до сих пор оставалась недоказанной и, как многие считали, даже недоказуемой гипотезой, потому что точка, сжатая до бесконечной плотности, подобно полному форматированию жесткого диска на компьютере, уничтожает всю информацию о предыдущих состояниях мира, если даже они и были.

Оказалось – не всю. Оказалось, что если Пенроуз и Гурджадян правы, то Вселенная, подобно богу Озирису, только и делает, что умирает и возрождается, а вдобавок она еще и не полностью умирает, оставляя следующему эону что-то вроде послевкусия. Ученые пришли к этому выводу, когда стали изучать данные о реликтовом излучении, полученные космическим зондом Wilkinson Microwave Background Probe’s (WMAP), и обнаружили там некие концентрические круги – области, где температурные флуктуации реликтового излучения оказались намного ниже, чем ожидалось.

Реликтовое излучение – это очень слабый электромагнитный фон с температурой 2,725 кельвина (примерно минус 270 градусов по Цельсию), обнаруженный в 60-х годах. Поначалу считалось, что он везде одинаков, но в начале 90-х годов было обнаружено, что в нем есть еле заметные флуктуации, которые не превышают одной тысячной процента. Эти флуктуации не противоречили теории Большого взрыва, правда, при одном условии, которое до сих пор всегда выполнялось, – по всему пространству Вселенной они должны распределяться совершенно случайным образом, то есть равномерно.

Концентрические круги, обнаруженные Пенроузом и Гурджадяном, это условие нарушали. По мнению авторов открытия, эти круги есть свидетельство давнего столкновения двух сверхмассивных черных дыр, которое привело к почти мгновенному выбросу аномально громадного количества энергии. А самое главное – часть внутренних кругов этой странной структуры свидетельствует о событии, которое произошло задолго до Большого взрыва.

Сказать подобное вслух без достаточных оснований непозволительно даже сэру Роджеру, поэтому для начала ученые решили исключить возможность инструментальной ошибки – изучили данные другого зонда, телескопа на воздушном шаре BOOMERanG98 – и там тоже оказались эти круги! Убедившись, что ошибка исключена, ученые поместили в arXiv.org (онлайновый сборник научных сообщений) статью со своей, более чем сенсационной, интерпретацией их появления.

Похоже, что ученые сами испугались своего открытия и сделанных ими выводов. Они были в них уверены, иначе вообще промолчали бы, но все-таки не решились поместить свою статью в каком-нибудь из главных научных журналов типа Science или Nature, в которых сэр Роджер Пенроуз, в 1994 году посвященный королевой в рыцари, давно уже чувствует себя как дома (последнее время, правда, он туда практически ничего не пишет, в основном там пишут о нем), а вывесили ее в нереферируемом, хотя и очень популярном, портале, где опубликоваться может каждый желающий. Но и это не помогло – уничтожающая критика обрушилась на них сразу же.

Тут же, в том же arXiv.org, появились два сообщения от двух весьма уважаемых групп, где авторов открытия обвиняли чуть ли не в неграмотности. Пенроуз и Гурджадян моментально ответили, элегантно все возражения отведя. Следом с разгромной статьей выступил журнал Nature.

Нам, пожалуй, остается только ждать каких-то более веских научных вердиктов.

К Пенроузу, несмотря на его уникальные научные заслуги и рыцарский титул, не все ученые относятся с благоговением – корреспонденту «НГ» довелось разговаривать с видным ученым, который считает сэра Роджера «несколько легкомысленным теоретиком». Академик Анатолий Черепащук, директор Государственного астрономического института имени Штернберга МГУ им. М.В.Ломоносова, относится к нему с куда большим уважением и в разговоре с корреспондентом «НГ» заявил, что к сообщениям, где в списке авторов фигурирует Пенроуз, следует относиться с доверием.

Однако, считает он, выводы настолько нетривиальны, а флуктуации реликтового излучения настолько незначительны, не выше четвертого знака после запятой, что с окончательным итогом следует подождать, пока «реликтовую» карту Вселенной не нарисует какой-нибудь более чувствительный аппарат. Черепащук надеется, что если не точки над «i», то хотя бы существенные уточнения в это дело внесет куда более чувствительный космический телескоп Plank, который был запущен в 2009 году и в этом году должен закончить картирование.

Так что события развиваются не только неожиданно, но и быстро.

Источник

Теория пульсирующей вселенной

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Апреля 2012 в 20:46, реферат

Краткое описание

Разумеется, не все ученые, согласные с моделью Большого взрыва, полагают, что Вселенная была сотворена из ничего деянием Бога. Кое-кто из них добросовестно искал альтернативы такому теистическому объяснению.

Вложенные файлы: 1 файл

танчик.docx

Возражения против теории Большого взрыва

Разумеется, не все ученые, согласные с моделью Большого взрыва, полагают, что Вселенная была сотворена из ничего деянием Бога. Кое-кто из них добросовестно искал альтернативы такому теистическому объяснению.

Теория пульсирующей Вселенной

Некоторые космологи отстаивают ту или иную разновидность теории пульсации, согласно которой Вселенная коллапсирует, а затем снова начинает расширяться, и так до бесконечности. Они предполагают, что существует достаточно материи для гравитационного стягивания, которое сожмет расширяющуюся Вселенную. Они усматривают в этом проявление пульсационного, циклического характера реальности, в духе представлений индуистской философии, где Вселенная проходит через бесконечные циклы существования.

Однако сторонники модели Большого взрыва отмечают, что данных в поддержку этого взгляда нет. Маловероятно, что общее количество материи достаточно, чтобы расширяющаяся Вселенная смогла коллапсировать хотя бы один раз. И даже если материи хватит на еще одно расширение, есть основания полагать, что такие циклы не смогут продолжаться вечно. Ведь, согласно твердо установленному Второму началу термодинамики, взрывной энергии для каждого последующего расширения будет оставаться меньше, чем было для предыдущего, пока Вселенная в конце концов не утратит возможность заново начинать расширение после коллапса. Пульсации, подобно подскокам прыгающего мячика, рано или поздно прекратятся, доказав, что ничто не вечно. Гипотеза пульсаций основана на ложной предпосылке, будто бы Вселенная на 100 процентов эффективна, что не соответствует действительности. Полезная энергия теряется в каждом из происходящих процессов.

С точки зрения логики и математики свидетельства в пользу Большого взрыва предполагают, что изначально не существовало ни пространства, ни времени, ни материи. Следовательно, даже если Вселенная начала с этого момента какие-либо циклы расширения и сжатия, в исходный момент она возникла из ничего. Таким образом, по-прежнему стоит вопрос о первоначальном Творце.

Плазменная космологическая модель

Ханнес Альфвен предложил плазменную космологическую модель, согласно которой Вселенная наполнена электрически заряженным газом, что косвенно порождает эффект отталкивания галактических суперкластеров друг от друга, приводящего к наблюдаемому расширению Вселенной. Однако это расширение не начинается с единичной исходной точки; происходит что-то вроде частичного Большого взрыва, а затем сжатие примерно до одной трети размера нынешней Вселенной. Далее вмешивается какой-то неизвестный нам эффект, заставляющий Вселенную снова раздуваться, тем самым поддерживая вечное равновесие. Этой умозрительной модели не хватает научных подтверждений. Подобно другим моделям расширения-сжатия, она противоречит Второму началу термодинамики. Не опираясь на какие-либо данные, она предполагает, что Вселенная никогда не деградирует, но неизменно утилизирует прежнюю энергию во всех ее формах. Ничто при этом не пропадает.

Сторонники плазменной модели признают, что не знают никаких сил, способных вызвать такое расширение Вселенной. Это просто теоретическая спекуляция, выстроенная на предпосылке о вечности Вселенной. Не может плазменная модель и объяснить присутствие во Вселенной гелия и легких изотопов, которые в таких количествах не могли бы быть синтезированы только в ходе термоядерных реакций в звездах. Объяснить это можно за счет Большого взрыва. Данная модель также не находит удовлетворительных объяснений для фонового микроволнового излучения, которое прекрасно вписывается в модель Большого взрыва. Согласно плазменной модели, общая масса материи должна быть намного больше. Но обнаружить ничего не удалось.

И наконец, плазменная модель ничего не может сказать о начале Вселенной. Популяризатор плазменной модели Эрик Лернер предложил в качестве «точки старта» для мироздания такое состояние Вселенной, когда она была «наполнена более-менее однородной водородной плазмой, смесью свободных электронов и протонов». [8] На вопрос, чем было порождено существование этой плазмы, он признал, что «мы, в сущности, не знаем, что это были за процессы». [8]

Бесконечное время Хокинга

Еще одной умозрительной альтернативой модели Большого взрыва стала гипотеза Стивена Хокинга о бесконечном времени, согласно которой Вселенная не имела начала. Однако это возрождение взглядов Альберта Эйнштейна подверглось той же самой критике, которая заставила самого Эйнштейна отказаться от подобных предположений. Это остроумнейшая теория, рухнувшая под напором тех же самых упрямых фактов, которые требуют вывода о том, что Вселенная все-таки имела начало. Да и сам Хокинг проводит различие между своим абстрактным математическим временем, не имеющим начала, и тем реальным временем, в котором мы живем и которое имеет свое начало. И даже Хокинг признает, что из факта существования такого начала вполне разумно сделать вывод о существовании и Творца.

Хокинг далее признает, что из его построений — даже если окажется, что они описывают реальную Вселенную — не может быть сделано никаких заключений относительно существования Бога. Он пишет: «Я не верю, что модель с отсутствием граничных точек может опровергнуть существование Бога; однако она способна изменить наши представления о природе Бога». По словам Хокинга, это просто покажет, что «мы не нуждаемся в том, чтобы кто-то зажег факел Вселенной». [9] Это, однако, не значит, что Бог останется не у дел, поскольку обеспечение существования Вселенной требует чего-то большего, нежели просто инициация первоначального Большого взрыва.

Ученые не могут предложить теорию, объясняющую, каким образом могла бы существовать бесконечная Вселенная. Как, например, может сочетаться представление о расширяющейся Вселенной с отсутствием каких- либо границ? Алан Гут, отец модели расширения, пришел к выводу, что построения Хокинга «наталкиваются на ту проблему, что до сих пор нет полной, законным образом сформулированной теории, в которую их можно было бы включить. То есть речь, фактически, идет о квантовой гравитации, а мы до сих пор не имеем законченной теории гравитации, в которой могли бы найти себе место эти идеи». [8]

Сам Эйнштейн не смог найти такие объяснения для своих уравнений общей теории относительности, при которых не требовался бы вывод о начале Вселенной и ее Зачинателе. Позднее Эйнштейн писал о своем желании «узнать, как Бог создал Вселенную». [10] В самом деле, даже Хокинг поднимает вопрос о том, кто же «вдыхает огонь жизни в эти уравнения» и устроил начальный взрыв Вселенной. [11]

Спонтанный выброс: без необходимости в причине

Некоторые атеисты утверждают, что никакой необходимости в причине для начала существования Вселенной нет. Они настаивают, что нет никакого противоречия в идее о спонтанном возникновении некоей сущности «из ничего». В качестве контраргументации следует отметить несколько моментов.

Во-первых, такие представления противоречат твердо установленному принципу причинности,который утверждает, что все существующее имеет свою причину. Действительно, даже скептик Дэвид Юм исповедовал свою веру в этот освященный временем принцип, воскликнув: «Никогда я не выдвигал такой абсурдной посылки, будто бы хоть что-то может появиться без причины». [12]

Во-вторых, это противоречит научному подходу, при котором стремятся подыскать причинные объяснения вещей. Фрэнсис Бэкон, отец современной науки, утверждал, что истинное знание — это «знание через причины». [ 13]

В-третьих, непосредственная интуиция отрицает веру в то, что вещи вдруг начинают существовать из ничего, сами по себе. Согласно нашему опыту, реальности такое не свойственно.

В-четвертых, идея о том, что ничто может произвести нечто, логически несостоятельна, так как «ничто» не в состоянии сделать что бы то ни было — ведь оно даже не существует. Как эта аксиома формулируется на латыни, ex nihilo nihil fit— «из ничего ничто не возникло».

В-пятых, если исследовать «ничто», из которого Вселенная якобы возникла без действия сверхъестественной причины, обнаруживается, что это, в сущности, не совсем «ничто». Айзек Азимов описывает это как некое состояние «существования», в котором имеется «энергия». [14] Это уже далеко не абсолютное «ничто». Даже с физической точки зрения это не настоящее «ничто». Эд Трайон, выдвинувший данную идею (в своей статье 1973 г. в журнале Nature), признавал эту проблему ответа на вопрос — как нечто сотворяется из чистого небытия? — поскольку для квантовых эффектов требуется нечто большее, чем «ничто»; для них требуется пространство, то есть такая сущность, которую физики сейчас строго отделяют от понятия «ничто». [15] Как отметил Фред Хойл, «физические свойства вакуума [то есть «пустоты», «ничего»] все равно будут востребованы, и окажется, что это уже есть нечто». [16] Более того, общая теория относительности показывает, что пространство нашей Вселенной не есть чистое «ничто». Как писал Эйнштейн, «не существует такой вещи, как пустое пространство, то есть пространство без поля. Пространство-время не претендует на существование само по себе, а только в качестве структурного свойства поля». [15] Как указывает космолог Пол Дэвиc, когда физик спрашивает, каким образом материя возникла из ничего, «это подразумевает не только вопрос «каким образом материя возникла из ничего?», но и вопрос «почему уже существовали пространство и время, так что из них смогла возникнуть материя?»». А специалист по космонавтике Джон Мазер отмечает: «У нас нет никаких уравнений, описывающих порождение пространства и времени. И сама эта концепция даже звучит на английском языке бессмысленно [. ] И я решительно не знаю ни одной работы, которая всерьез бы это объясняла, если невозможно даже сформулировать саму концепцию». [15] Джордж Смут, ведущий исследователь в программе спутника «СОВЕ», сказал: «Можно представить себе создание Вселенной почти что из ничего — не из ничего, но практически из ничего». [15] Итак, то «ничто», из которого, как полагают некоторые ученые, Вселенная могла возникнуть без действия сверхъестественной причины, не есть настоящее «ничто» — на самом деле это «нечто». Оно, по крайней мере, предполагает существование пространства и времени. Но до Большого взрыва не было ни пространства, ни времени, ни материи. Только сверхъестественная причина может «из ничего» создать «нечто».

Первое начало термодинамики

Многие астрономы, считающие, что Вселенная может быть вечной, в том числе Карл Саган, в подтверждение своих взглядов ссылаются на Первое начало термодинамики. Зачастую это начало, закон сохранения энергии, формулируют так: «энергия не может ни создаваться, ни уничтожаться». Если бы это было так, отсюда бы следовало, что мироздание (то есть общая сумма всей энергии) вечно.

Однако это неверное понимание Первого начала, которое следовало бы формулировать иным образом: «общее количество энергии во Вселенной остается постоянным». Такая формулировка основана на научных наблюдениях того, что происходит, а не на догматических философских утверждениях о том, что может и что не может произойти. В действительности не существует научных свидетельств того, что Вселенная вечна.

Второе начало термодинамики подтверждает, что Первое начало нельзя формулировать так, чтобы порождение энергии оказалось невозможным. Ведь Второе начало показывает, что никакой энергии и не было бы, если бы она не поступала в систему извне. Следовательно, не может существовать система, которая была бы идеальной, действительно полностью замкнутой.

Сказать, что энергия не может быть порождена, — означает строить порочный круг. Ведь это именно то, что требуется доказать. Результат обеспечивается благодаря подгонке исходного определения под заданный ответ — классический пример логической ошибки petitio principii, вывода из недоказанного утверждения.

Вечная бессобытийная Вселенная

Кое-кто полагает, что Большой взрыв стал лишь первым отклонением в существовании мироздания, до этого вечного. То есть Вселенная находилась в вечном покое вплоть до этого первого события. Сингулярный скачок Большого взрыва лишь ознаменовал переход от первичного физического состояния Вселенной. Следовательно, не возникает необходимости в Творце, из ничего создающем нечто.

Теисты отмечают, что ни один из известных законов природы не может иметь отношения к такому внезапному нарушению вечного покоя. Иногда также указывают, что вечно покоящаяся Вселенная физически невозможна, потому что она должна была бы существовать при температуре абсолютного нуля, которая недостижима. Материю в момент начала Вселенной никак нельзя было назвать холодной, так как она собралась в огненный шар с температурами, превышающими миллиарды градусов Кельвина. В скоплении материи, замороженной до абсолютного нуля, такое первичное событие просто не смогло бы произойти.

Источник