Пивоваров Валерий Иванович : другие произведения.

Параметры Метагалактики

Самиздат: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь|Техвопросы]
Ссылки:
Школа кожевенного мастерства: сумки, ремни своими руками
 Ваша оценка:
  • Аннотация:
    Определены размер Метагалактики и плотность заполняющей ее энергии

ПАРАМЕТРЫ МЕТАГАЛАКТИКИ

"И создал Бог твердь;
и отделил воду, которая под твердью,
от воды, которая над твердью.И стало так.
И назвал Бог твердь небом". Бытие, 1:7-8.

   Ученые - физики, изучающие крупномасштабную структуру окружающего нас космоса (назовем их - астрофизики), пытаются найти ответы на вопросы о происхождении, эволюции и будущем нашей Вселенной. Философы прошлого строили об этом догадки, поэты призывали на помощь воображение, а теологи просто заявляли, что им все известно.
   Еще в начале двадцатого века почти все астрофизики были твердо убеждены, что наша Галактика (Млечный путь) и есть вся наблюдаемая Вселенная. Считалось, что Галактика - это единственный остров в безбрежном "море" пространства. Конечно, были и такие, кто считал, что Вселенная не кончается за пределами Галактики, а простирается гораздо дальше. Но, как это обычно бывает, традиционно мыслящее большинство подавило своим числом немногих "скептиков". Однако технические средства наблюдений постепенно совершенствовались и, наконец, стало ясно, что Вселенная объединяет более ста миллиардов галактик, подобных нашей. Стоит заметить, что каждая из галактик, в свою очередь, объединяет примерно столько же звезд, подобных нашему Солнцу.
  
   Дополнение 1. Теологи базируются на Святом Писании, дарующем нам познание мира, хотя сама Библия не претендует на то, чтобы быть научным учебником. И все же, когда она затрагивает научные вопросы, она абсолютно точна. Так, например, в книге Иов мы читаем: "Он (Бог) распростер север над пустотою, повесил землю ни на чем" (Иов 26:7).
   "Висящая ни на чем" в "пустоте" наша планета представляется нам, как некий сгусток, имеющий определенные размеры, следовательно, и четкие границы. А вот "пустота", в нашем представлении, ни в какие рамки не вписывается.
   Опять же, из Библии мы узнаем, что "пустота" вовсе не пуста, что она заполнена Божественной субстанцией: "... и Дух Божий носился над водою" (Бытие 1:2). Но все Божественное в нашем понимании бесконечно. Именно так рассуждал великий итальянский философ Джордано Бруно, за что и взошел на костер.
   Беда не в том, что не все люди одинаково понимают Библию, а в том - что властвуют, как правило, те, кто ее вовсе не понимает.
  
   Теперь существуют две точки зрения на размеры Вселенной. Большинство современных астрофизиков склонны думать, что Вселенная возникла в гигантском Большом взрыве и с момента своего рождения продолжает расширяться в бесконечном пространстве.
   Однако остается загадкой, почему характерный размер расширяющейся Вселенной, составляющий около 10 миллиардов световых лет (световой год - это расстояние, равное 9,46в1015 м, которое луч света проходит за один тропический год), совпадает с пределом "видимости" наших самых совершенных телескопов! Именно этот предел и определяет границы нашей Метагалактики. Но, что за этим пределом? Пытаясь найти достойный ответ, явное меньшинство ученых полагают, что Вселенная не имеет границ, а простирается в бесконечность.
   Эти две крайние точки зрения объединяет одно важное обстоятельство - пространство вокруг нас бесконечно. И это, независимо от различия точек зрения, уже бесспорный факт.
   Нам также доподлинно известно, что окружает нас вовсе не пустота, а некая обладающая энергией среда. Причем, в каждый данный момент времени ее свойства одинаковы во всех ее точках (она однородна) и не зависят от выбора направления наблюдений (она изотропна). Это утверждение можно назвать обобщённым принципом Джордано Бруно (1548-1600).
   На первый взгляд это противоречит нашим непосредственным наблюдениям, ибо мы хорошо знаем, что в космическом пространстве движутся массивные образования типа планет, звезд. Однако размеры даже наиболее крупных неоднородностей (сверхскоплений Галактик) в 100 и даже в 1000 раз меньше размеров самой Метагалактики. Поэтому можно считать, что Метагалактика однородна с точностью до 1%, и проблема ее описания сводится к проблеме описания однородного и изотропного шара в собственном гравитационном поле.
  
   Дополнение 2. Если считать Вселенную бесконечной и наполненной материальной средой, то можно получить некоторую среднюю плотность вещества во Вселенной, а если везде действует так называемый закон всемирного тяготения, то можно вычислить силу притяжения всех масс Вселенной в любой данной точке.
   По расчетам Зеелингера получилось, что эта сила притяжения пропорциональна радиусу Вселенной. Но если Вселенная бесконечна, то и радиус ее бесконечен, а это значит, что и сила притяжения в любой ее точке бесконечна. Но это не так.
   Американский астроном В. Слайфер обратил внимание на то, что для большинства галактик спектральные линии их излучения смещены к красному концу спектра. Согласно Эффекту Доплера такое смещение спектральных линий было связано с удалением от наблюдателя самих источников излучения. Так получила "подтверждение" чисто математическая теория Фридмана о расширении Вселенной, снимающая парадокс Зеелингера.
   Однако в 1929 году Э. Хаббл, анализируя спектры далеких галактик, установил, что красное смещение тем больше, чем удаленнее объект наблюдения. Это означало разбегание галактик со все возрастающей скоростью.
   Этот факт объяснила теория неутихающего (более того, - все еще усиливающегося и поэтому названного Большим) взрыва. Действительно, осколки могут ускоряться только в процессе взрыва, ибо после взрыва они, продолжая разлетаться, все же замедляют свое движение.
   Парадокс заключается в том, что самые дальние галактики уже удаляются от нас со скоростью света, следовательно, больше ускоряться не могут. Значит, Большой взрыв уже завершен или его вовсе не было?
   Все стало бы на свои места, если бы В. Слайфер и Э. Хаббл уже тогда знали, что причиной красного смещения, кроме эффекта Доплера, является еще и гравитационное поле. Однако это явление было доказано значительно позже благодаря необычайной чувствительности эффекта Мессбауэра.
  
   0x08 graphic
Нам известно, что на любое пробное тело массой m, находящееся внутри однородной гравитирующей сферы плотностью ρ и радиусом R, действуют лишь те частицы, которые расположены во внутренней сфере радиусом r. Действие этих частиц эквивалентно тому, что вся масса М сферы радиусом r сосредоточена в ее центре.
   0x08 graphic
Для выхода из этой сферы пробное тело должно обла-
   0x08 graphic
дать скоростью R
   0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
vВ = (GM/r)1/2 = r*(Gρ)1/2 = c*(r/R)1/2, м/с.
   0x08 graphic
r
   0x08 graphic
0x08 graphic
При достижении равенства r = R скорость выхода vВ r
   сравняется со скоростью света с, а это значит, что даже свет
   не может уйти за пределы данной сферы. Остается лишь опре-
   делить этот радиус.
   Размеры Метагалактики (видимой нами части Вселен-
   ной) долгое время были неопределенными. Наиболее близок
   к решению этой проблемы был Макс Планк (1858-1947), который еще в 1899 году заметил, что основные единицы измерений для пространства и времени можно образовать из трех (!) на первый взгляд независимых величин:
   - максимальной скорости света (c = 2,99792458*108 м/с);
   - кванта действия (hо = 1,05457266*10-34 Дж*с), названного постоянной Планка;
   - гравитационной постоянной (G = 6,67259*10-11 м3/(кг*с2)).
   Так появилась планковская длина
  

lp = (G*hо/c3)1/2 = 1,6160485*10-35 м.

   И все же в логических построениях Планка недоставало четвертой основополагающей величины - так называемого классического радиуса электрона (rе = 2,81794092*10-15 м).
   Если взять куб с ребром rе и трансформировать его в прямоугольный параллелепипед с размерами торцов lp x lp , то его длиной будет радиус Метагалактики (RМг), т.е.:
  

rе3 = RМг*lp2

   0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
   0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
   rе lp
   0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
   RМг
  
   Следовательно, RМг = c3*rе3/(G*hо) = 8,5681450753*1025 м.
   Масса Метагалактики ММг = с2*RМг/G = 1,1540743188*1053 кг.
   Половина этой массы (МВМ) - вещество, вторая половина (МПМ) - поле.

МВМ = МПМ = с2*RМг/2G = 5,770371594*1052 кг.

   Общая плотность массы ρМг = ММг/4?RМг3 = 1,46*10-26 кг/м3
  
   Электрический заряд QВМ = QПМ = (МПМRМг*107)1/2 = 7,031456531*1042 Кл
   Напряженность электрического поля EВМ = ЕПМ = с210-7QПМ/RМг2 = 8,608214485 В/м
   Напряженность магнитного поля BВМ = ВПМ = с10-7QПМ/RМг2 = 2,871391276*10-8 Тл
  
   Плотность энергии РМг = ?0(ЕВМ+ЕПМ)2 = 2,624429316*10-9 Дж/м3
   Поток электромагнитной энергии SМг = ЕВМВВМ/?0 = 0,196696029 Вт/м2
  
   Отношение РМг/SМг = 4/с = 1,334256381*10-8 с/м, что согласуется с опытными данными.
  
   Итак, все окружающее нас в этом бесконечном пространстве, сама Природа есть ничто иное, как энергия. Энергия вечна и бес­конечна.
  
   Дополнение 3. Но вернемся к Библии, точнее к первым десяти стихам Первой книги Моисеевой "Бытие".
  
   Стихи 1-2: "В начале сотворил Бог небо и землю. Земля же была безвидна и пуста, и тьма над бездною; и Дух Божий носился над водою".
  
   Первый стих указывает на то, что до сотворения не было ни неба, ни земли. И все же, что-то было. Была бездна, но не пустая, - в ней была вода. Но бездна, это не кувшин, - в нее воду не нальешь. Бездна - это Вселенная, которая, однако, не пуста. Пустым может быть сосуд, имеющий форму, а значит, и четко обозначенные границы. Тогда мы говорим: "Вот мы имеем (видим) сосуд, но он пуст". Однако Вселенная не имеет границ, а значит, и формы. Следовательно, ее существование определяется лишь содержанием, то есть некой средой, которая, как и Вселенная, бесконечна и определяется только своей плотностью.
   Но почему Моисей называет эту среду водой? Чтобы ответить на этот вопрос, проведем мысленный опыт.
   Представим себе два обычных тела, нагретых до различной температуры и расположенных в общей полости с идеально отражающими стенками. Если даже внутри этой полости будет абсолютная пустота, тела все равно будут обмениваться между собой энергией. Цель - достичь такого состояния, при котором оба тела через своего лучистого посредника приобретут одинаковую температуру, т. е. будут поглощают ровно столько энергии, сколько и отдавать ее.
   Однако, закончится ли на этом процесс теплообмена? Здравый смысл подсказывает - нет, ибо как иначе эти тела смогут определить возможное изменение температуры у своего "соседа". Значит, в "пустоте" внутри полости продолжает свое движение лучистая энергия, плотность которой достигла некоторой определенной величины, соответствующей данной температуре. Суть этой энергии - поле. Причем каждое тело, являясь веществом, имеет собственное энергетическое поле и беспрерывно обменивается с ним энергией.
   Опыт показывает, что:
   - вещество поглощает энергию из окружающего его поля в виде фононов, имеющих постоянную массу (масса электрона) и изменяющуюся скорость в зависимости от напряженности гравитационного поля (ускорения свободного падения);
   - поле поглощает энергию, излучаемую веществом, в виде фотонов, имеющих постоянную скорость (скорость света) и изменяющуюся массу в зависимости от напряженности все того же гравитационного поля. Эффект изменения массы, значит и энергии фотона, в гравитационном поле называют "гравитационным смещением".
   Из этого следует, что вещество (звезды, планеты и т. д.) преобразует (испаряет) фононы в фотоны, а поле (открытый космос), наоборот, конденсирует фотоны в фононы.
   Слово "конденсирует" и дает нам ключ к разгадке. Открытый космос, точнее - Вселенная заполнена полем, которое конденсирует фотоны в фононы. Это сейчас нам понятен этот процесс, а в то время Моисею был ближе и понятнее образ воды в виде тумана, образующегося в окружающем пространстве в процессе конденсации.
  
   Стих 3. "И сказал Бог: да будет свет. И стал свет".
  
   Мы уже знаем, что Вселенная была заполнена фотонами, которые являются волнами электромагнитного излучения (точнее фотон - это полуволна, а вся волна состоит из двух фотонов). Само это излучение имеет очень широкий диапазон частот и соответствующих им длин волн (приблизительно от 2000 метров до 0,00001 нанометра). Из этого многообразия Природа выделила для человека, точнее для его зрительного восприятия лишь крохотный интервал длин волн от 400 до 800 нанометров (нанометр - это одна миллиардная доля метра). Примечательно, что именно в этом интервале заключены буквально все цвета радуги. Вот этот красочный интервал электромагнитного излучения и был назван светом.
   Об этих удивительных подробностях Библия умалчивает, но все совершенствуется в этом мире. Теперь, благодаря трудам древних греков, более поздним трудам Христиана Гюйгенса (1629-1695), Огюстена Френеля (1788-1827), Майкла Фарадея (1791-1867), Джеймса Кларка Максвелла (1831-1879) и других великих просветителей, мы знаем, что все космическое пространство заполнено электромагнитным полем, составной частью которого является и свет в нашем современном понимании.
  
   Стихи 6-8. "И сказал Бог: да будет твердь посреди воды, и да отделяет она воду от воды. И создал Бог твердь; и отделил воду, которая под твердью, от воды, которая над твердью. И стало так. И назвал Бог твердь небом".
  
   Теперь нам известно, что внутри однородной гравитирующей сферы даже луч света не может уйти в бесконечность. Его путь всегда конечен. Значит, даже свет не может свободно перемещаться по всей Вселенной (иное было бы просто бессмысленно, ибо Вселенная бесконечна) и даже для него ограничено "жизненное" пространство. Это ограниченное пространство мы и называем Метагалактикой.
   Граница Метагалактики, за пределы которой не может выйти даже луч света, в Библии названа твердью: "и отделил воду, которая под твердью, от воды, которая над твердью" (мы уже знаем, что фотоны электромагнитного поля, конденсирующиеся в фононы, Моисей ассоциировал с водой!). Вот и получается, что мы живем под твердью, то есть в пределах нашей Метагалактики. Причем, именно в ее центре, ибо ее границы равно удалены от нас во все стороны. А внешний мир за пределами Метагалактики нам вообще недоступен.
  
   Стихи 9-10. "И сказал Бог: да соберется вода, которая под небом, в одно место, и да явится суша. И стало так. И назвал Бог сушу землею, а собрание вод назвал морями".
  
   Эти стихи также понять не сложно, если осознать, что весь окружающий нас мир создан из энергии "пустоты". Излучая энергию и "конденсируясь" (фотоны конденсируются в фононы), "пустота" из "конденсата" (по Моисею, - из воды!) порождает вещество. Сначала образуются элементарные частицы, из которых состоит плазма. Та, в свою очередь, отдавая энергию, рождает атомы, из которых образуется газ. Охлаждаясь, газ переходит в жидкость (вот вам и вода, но уже в современной ее трактовке). Далее, охлаждая воду, - получаем твердое тело (по Библии, - суша). Заметим, что температура вещества, при этом, все время понижается. Этот процесс завершается, когда энергия уже не может покинуть охлаждаемое вещество, то есть твердое тело уже ничего не излучает. Для внешнего наблюдателя оно превращается в "черную дыру", а его абсолютная температура теперь равна нулю (такое тело находится в центре каждой Галактики, в том числе и нашей, называемой Млечный путь).
   Определение "черная дыра" здесь не совсем удачно. К примеру, если подводить энергию к обычному телу, то оно часть этой энергии отражает и только оставшуюся ее часть впитывает в себя, то есть - поглощает с последующим излучением поглощенной энергии. Абсолютно черное тело ничего не отражает. Наоборот, оно поглощает и затем излучает абсолютно всю приходящую к нему энергию. А вот, так называемая, "черная дыра", как мы уже знаем, ничего не излучает, следовательно, - ничего и не поглощает. Значит, "черная дыра" отражает всю приходящую к ней энергию, то есть ведет себя, как абсолютно белое тело, которому больше подходит определение "белая дыра".
  
  
   С уважением - Пивоваров Валерий Иванович
   Пивоваров Всеволод Валерьевич.
  
   Адрес: Молдова, 2020, Кишинев, переулок Студенческий, 7/2, квартира 5.
  
   Телефон: +3732-46-93-07.
   Почтовый ящик в интернете: Pivovarov-VI@rambler.ru
  
   Дата - 29 мая 2006 года.
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
   1
  
  
   - 1 - D:\ТВОРЧЕСТВО\ФИЗИКА\Единая теория поля\ОПИСАНИЕ\П2_Параметры Метагалактики.doc
  
  
  
  
  
  
 Ваша оценка:
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
О.Болдырева "Крадуш. Чужие души" М.Николаев "Вторжение на Землю"

Как попасть в этoт список

Кожевенное мастерство | Сайт "Художники" | Доска об'явлений "Книги"