Меню

Альтернативная модель эволюции Вселенной: нужны новые технологии измерений

Типичная галактика содержит миллиарды и триллионы звезд, таких, как Солнце. В космологии отдельная звездная система считается единицей измерения для изучения огромной и удивительной Вселенной. При помощи больших телескопов мы можем наблюдать и каталогизировать миллионы таких галактик и квазаров.

Если бы мы наблюдали Вселенную вокруг нас, на больших расстояниях, то мы бы убедились, что распределение всех галактик представляется изотропным, а это означает, что в материальном космосе нет предпочтительного направления. Мы также знаем, что окружены равномерно распределенным космическим микроволновым фоном (КМВ). Нет и никаких оснований полагать, что мы находимся в каком-то особом месте, поскольку наша галактика - не более чем пылинка в огромном множестве галактик.

Если мы предположим, что не расположены в каком-либо особом месте, чтобы наблюдать изотропию, то получается, что во Вселенной нет предпочтительного местоположения, все условные точки отсчета рассматриваются на равных основаниях, согласно принципу Коперника. Простое наблюдение сложно «доказывает» это предположение. Мы наблюдаем прошлое в границах одного светового конуса в одном космологическом времени, поэтому инструментально не готовы напрямую проверить изотропию, основанную в нашей мировой линии.

Поскольку изотропия всех мировых линий галактик подразумевает однородность, м мы не можем наблюдать их одновременно, то мы принимаем принцип Коперника и выводим его на основе наблюдаемой изотропии. Когда мы объединяем этот принцип с теорией гравитации, например, в обшей теории относительности, мы получаем стандартную модель Вселенной.

Наиболее широко принятая модель Вселенной называется лямбда-моделью CDM. Эта модель основана на существовании двух экзотических ингредиентов, которые непосредственно не наблюдаемы: темная материя и темная энергия. Согласно этой модели, только 4% светодоступной Вселенной состоит из вещества и энергии, о которых мы имеем приблизительное представление, тогда как 96% остального мира нам неизвестно. В данной логике темная материя является неуловимым, почти всепроникающим, небарионным веществом, взаимодействующим только посредством гравитации.

Красное смещение

Прямое обнаружение и лабораторное исследование темной материи является открытой задачей хотя бы ради того, чтобы найти подходящего кандидата темной материи из физики элементарных частиц. Ситуация напоминает поиски эфирной среды в прошлом веке. Темная энергия, как и космическая постоянная (ошибка Эйнштейна), сдались квантовой теории поля. Казус великого немца даже называют худшим теоретическим предсказанием за всю историю физики! Согласно предлагаемой гипотезе, развитие науки основано на непосредственных наблюдениях.

Как утверждает философ науки Ричард Фейнман, независимо от того, насколько прекрасна теория, если она не соответствует экспериментам, то она ошибочна. Кроме того, существует также несколько наблюдаемых несоответствий, которые раздражают космологов в их постоянном стремлении обосновать истинность стандартной модели Вселенной. Мы также знаем, что общая теория относительности не согласуется с квантовой механикой. Таким образом, мы могли бы рассмотреть альтернативные модели гравитации, чтобы выйти за рамки общей теории относительности, но нам не позволяет это сделать «школьность» теоретической науки. Академический интерес за пределами стандартной модели лямбда-CDM считается «лженаучным».

Поэтому важно, чтобы исследование Вселенной (как и любая другая отрасль науки) не зависело от предубеждений, которые предлагают теоретические модели их авторы. Разработка модельно-независимых методов может привести нас к лучшему пониманию Вселенной, указав на более проверяемые теоретические модели. По крайней мере, предварительный анализ должен быть открыт для тестирования множества потенциальных теоретических возможностей. Также важна «научная» трактовка, как и того, что является фактом. Например, мы наблюдаем, что все галактики удаляются от нас, основываясь на изменении частоты того, что называется «красное смещение».

Поэтому мы делаем вывод, что Вселенная расширяется. Но это не означает факт существования самого «красного смещения» и, соответственно, увеличения объема материи в пространстве. Чтобы рассчитать расстояние от галактик до нас, нам нужно воспользоваться некоей теоретической моделью, которая априори определяет природу эволюции Вселенной. Например, мы думаем, что в последнее время она расширяется быстрыми темпами только потому, что мы принимаем сценарий стандартной модели. Вселенная могла бы также расширяться линейно с момента ее создания, и данные наблюдений так называемых стандартных свечей (сверхновых) все еще могут трактоваться последовательно.

То есть Вселенная может быть геометрически разной, содержащей ингредиенты в разных пропорциях, со множеством сценариев эволюции наряду с альтернативными теориями гравитации. Поэтому любой код /расчет, который анализирует наблюдения, должен располагать инструментарием анализа данных с помощью доступных теоретических моделей. К слову, код «correlcalc» - это попытка в этом направлении.

Он разработан для анализа данных каталога галактик, откуда якобы исходит «красное смещение», направленное в сторону земного наблюдателя. В начале этой статьи мы говорили, что Вселенная выглядит примерно одинаково во всех направлениях вне зависимости от расстояния. В меньших масштабах (порядка до 100 Мпк) гравитация притягивает вещество ближе друг к другу, образуя некоторые структуры. Все структуры во Вселенной, которые мы наблюдаем сегодня, соединены гравитационным притяжением.

Таким образом мы можем извлечь некоторую ключевую информацию и статистические параметры. Они помогают установить ограничения на саму теорию гравитации и концепт эволюции «космического вещества». Если мы предлагаем альтернативную модель эволюции Вселенной (с различными гравитационными амплитудами или без них), то анализируемые данные должны быть самосогласованы с предложенной концепцией, иначе стандартная модель окажется более востребованной вследствие своей «академичности».

К слову, в выборочном исследовании, проведенном на основе использования данных, полученных из Sloan Digital Sky Survey (SDSS), мы пришли к выводу, что наблюдения в равной мере согласуются как с линейной моделью Вселенной, как и со стандартной моделью. Следовательно, необходимы дополнительные усилия для проверки потенциальных альтернативных моделей, основанных на наблюдаемых данных Основная же проблема состоит в том, что у нас пока нет необходимых инструментов для беспристрастного анализа. Принятие той или иной модели эволюции Вселенной в этом плане больше согласуется с верой, чем с поиском объективной истины.

Добавил:Всеволод Гордиенко Дата:2019-03-13 Раздел:Астрономия