Космос - «мир, вселенная и мироздание» (др. греческий), первоначальное значение - «порядок, гармония, красота».
Впервые термин Космос для обозначения Вселенной был применён Пифагором...








Интересные сайты:




Феномен человека на фоне универсальной эволюции

Глава VI Космическая эволюция

Гипотеза: Вселенная фрактальна, имея нулевую плотность

6.2. Гипотеза: Вселенная фрактальна, имея нулевую плотность

6.2.1. Вселенной с ненулевой плотностью: гипотеза о космическом вакууме

В космологии господствует неоговариваемое предположение о том, что плотность массы Вселенной имеет некоторое конечное (отличное от нуля) значение, определение которого считается одной из основных задач космологии. Это предположение, однако, ни на чем не основано, очень похоже на то, что плотность массы Вселенной равна нулю. Будучи же принятым на вооружение, оно породило проблему гравитационной неустойчивости Вселенной, для решения которой космологи вынуждены были выдвинуть абсолютно фантастическую, на мой взгляд, гипотезу о космическом вакууме.

Но изложим все по порядку. Поначалу космологи не замечают этой проблемы. Исповедуя представления о стационарной, т. е. неэволюционирующей, Вселенной, они не видят, что гравитационное взаимное притяжение заполняющих Вселенную тел должно приводить, по идее, к нарушению ее стационарности.

По-видимому, первым это увидел А. Эйнштейн, не замедлив выдвинуть более чем оригинальную гипотезу. Создавая теорию гравитации, он также исходит поначалу из представлений о стационарной Вселенной. Чтобы уравновесить силы гравитационного притяжения, считает он, следует ввести космические силы отталкивания. С этой целью он переписывает в 1917 г. свои первоначальные уравнения гравитации, добавив в них слагаемое с константой Λ , названной впоследствии космологической постоянной, так чтобы модифицированные уравнения допускали в качестве решения неизменную Вселенную, которую Эйнштейн рассматривает при этом как «замкнутый континуум, имеющий конечный пространственный (трехмерный) объем» [Эйнштейн, 19656. С. 605]. Масса и радиус такой Вселенной конечны [Там же. С. 612], а ее конечная плотность пропорциональна космологической постоянной, так что нулевой плотности Вселенной отвечала бы и нулевая космологическая постоянная.

Поскольку веществу приписать космические силы отталкивания невозможно, постольку их связывают с вакуумом (вакуумоподобным состоянием физической среды): с космологической постоянной Эйнштейна в космологию вошел «космический вакуум, т. е. такое состояние космической энергии, которое обладает постоянной по времени и всюду одинаковой в пространстве плотностью, и притом в любой системе отсчета. По этим свойствам вакуум принципиально отличается от всех других форм космической энергии, плотность которой неоднородна в пространстве, падает со временем в ходе космологического расширения и может быть разной в разных системах отсчета» [Чернин, 2001. С. 1154]. Он обладает отличной от нуля «плотностью энергии и давлением. Если плотность вакуума положительна, то его давление отрицательно» [Там же. С. 1155]. Отрицательное давление космического вакуума и обеспечивает силы отталкивания («антигравитацию»), компенсирующие в стационарной Вселенной гравитационные силы притяжения, причем плотность вакуума стационарной однородной Вселенной Эйнштейна составляет половину плотности вещества.

Сегодня «вакуумную энергию», связанную с космологической постоянной Λ , иногда называют темной энергией (dark energy) или квинтэссенцией (quintessence) [Гинзбург, 2002. С. 217], тогда как С. Перлмуттер [Perlmutter, 2003], как о том будет говориться в разд. 6.7, отличает темную энергию от энергии вакуума и даже противопоставляет их.

П. Девис называет представления о космическом вакууме «достаточно простыми и естественными» [Девис, 1989. С. 205]. Аналогичной точки зрения придерживаются и многие другие космологи, что в немалой степени объясняется, мне кажется, утвердившимися в микрофизике представлениями о физическом вакууме, «в котором разыгрываются взаимодействия элементарных частиц и который непосредственно проявляется экспериментально, например, в лэмбовском сдвиге спектральных линий атомов и эффекте Казимира» [Чернин, 2001. С. 1154].

На наш взгляд, гипотеза о космическом вакууме, уравновешивающем силы притяжения, приписывает физическому вакууму слишком много, в космологии без нее вполне можно обойтись. Во всяком случае, в ней не нуждается вся бесконечная Вселенная.

6.2.2. Идея Идлиса: плотность Вселенной равна нулю

Земля входит в Солнечную систему, Солнце и другие звезды образуют галактики, галактики структурируются в скопления галактик. Расстояния между звездами много больше расстояний между планетами звездной системы, расстояния между галактиками существенно больше расстояний между звездами и т.д., так что с увеличением размеров космической структуры плотность ее массы стремительно падает. Плотность Солнца равна 1,416 г/см3, нашей Галактики — 10-24 г/см3 [Новиков, 1983. С. 128], нашей Метагалактики — 2 • 10-31 г/см3 [Мизнер и др., 1977. Т. 2. С. 379]. Продолжая эту последовательность цифр, естественно предположить, что с неограниченным ростом объема фрагментов Вселенной их плотность стремится к нулю. Другими словами, что «бесконечная» плотность Вселенной равна нулю.

К выводу о равенстве нулю «бесконечной» плотности Вселенной значительно раньше нас пришел Г. М. Идлис [1956], однако его идея затерялась среди многих других. Между тем бурно развивающиеся в последние десятилетия представления о фрактальности наблюдаемого мира (см. разд. 4.5) ее подтверждают.





Назад     Содержание     Далее















Друзья сайта: