Тема обсуждения
Телескоп JWST показал, что сверхдальние галактики имеют особенности, требующие более длительной эволюции, чем их возраст в теории Большого взрыва. Снимки галактики GN-z11 показали наличие массивной чёрной дыры в её центре, которая не могла набрать свою массу за время, прошедшее с Большого взрыва [1]. Встречаются сообщения о наличии в спектрах удалённых галактик линий тяжёлых элементов, которые не могли успеть образоваться из водорода в цепочке термоядерных реакций и т.д.
В рамках стандартной модели объяснений этому найти не удаётся. Попробуем поискать объяснение за этими рамками.
Начнём издалека – существуют ли тахионы?
Возможность существования тахионов – гипотетических частиц, движущихся в вакууме со скоростью v, большей скорости света с, – сама по себе не противоречит специальной теории относительности (СТО), запрещающей лишь переходы "светового барьера". Но вопрос об их свойствах, включая их исключительную необнаружимость, остаётся открытым, несмотря на множество публикаций по этой теме.
В 1993 г. в УФЖ появилась статья [2], в которой проблема сверхсветовых перемещений была рассмотрена в особом ракурсе. Точнее, в том ракурсе, в котором она и должна была бы рассматриваться при последовательном применении СТО. Поскольку результаты рассмотрения нам потребуются в дальнейшем, придётся ход этого рассмотрения вкратце воспроизвести здесь, чтобы эти результаты не вызывали естественного недоверия.
Под последовательным применением СТО будем понимать всего лишь экстраполяцию на сверхсветовую область v > c постулата о равноправии всех инерциальных систем, в частности, в смысле описания любых физических явлений в трёхмерном пространстве и с одномерным временем и инвариантности интервала. В евклидовом пространстве-времени Минковского пространственные координаты выражаются действительными числами, временная – мнимыми: такие координаты часто удобнее, чем координаты псевдоевклидового пространства-времени.
Пусть в некоторой инерциальной системе отсчёта (далее – неподвижная система) координаты двух событий равны, соответственно, {icT, X} и {ic(T+dT), X + dX}, т.е. квадрат интервала idS между этими событиями в пространстве-времени Минковского равен
В системе отсчёта, движущейся относительно первой с постоянной скоростью v в направлении оси X1 (далее – подвижная система), квадрат того же интервала, согласно СТО, выражается следующим образом:
Здесь dX1, dX'1 – проекции интервала на направление перемещения подвижной системы в неподвижной и подвижной системах отсчёта, соответственно, dX2 = dX'2, dX3 = dX'3 – проекции интервала на взаимно ортогональные направления, ортогональные направлению движения подвижной системы; i c dT' – проекция интервала на ось времени движущейся системы.
В обеих системах отсчёта интервал имеет одну времениподобную проекцию, выражаемую в (1) и (2) мнимым числом, и три пространственноподобные, выражаемые в (1) и (2) действительными числами. Две действительные проекции, перпендикулярные направлению относительного перемещения, не подлежат преобразованию, а действительная проекция, параллельная направлению относительного перемещения, и мнимая (времениподобная) преобразуются при переходе от неподвижной системы к подвижной по Лоренцу.
Переходя к интересующему нас случаю сверхсветовых скоростей, обнаруживаем, что в правой части (2) при подстановке | v | > с (когда (1 – v2/c2)1/2 становится мнимым) три проекции интервала остаются действительными (icdT', dX'2 и dX'3 ), и по-прежнему имеется одна мнимая (dX'1 ). Исходя из равноправия инерциальных систем, мы считаем, что и в "сверхсветовых" системах отсчёта интервал имеет три пространственноподобные проекции, измеряемые в действительных единицах длины, две из которых, перпендикулярные направлению движения, не преобразуются: dX'2 = dX2 и dX'3 = dX3 и одну времениподобную проекцию, измеряемую в мнимых единицах длины. Третьей пространственноподобной проекцией dХ1'', параллельной направлению относительного перемещения, необходимо оказывается единственная оставшаяся действительной величина iсdT' = (dX1 - dT с2 / v) (1 – с2 / v2)1/2, а единственной времениподобной проекцией icdT" оказывается единственная мнимая величина dX'1 = – iс(dT + dX1/v)/(1 – c2/v2)1/2. Преобразования координат в "сверхсветовом" случае оказываются совпадающими с привычными преобразованиями Лоренца с точностью до знака времениподобной проекции и при условии замены v → с2/v.
Пуанкаре [3] первым указал на тождественность преобразований Лоренца с мнимой временной координатой и преобразований поворота в плоскости осей icT и X1 на мнимый угол φ', определяемый соотношениями:
Вновь полученные для случая | v | > c преобразования координат оказываются частным случаем преобразований вращения при четырёхмерном повороте на комплексный угол φ', действительная часть которого равна нечётному числу π/2:
с инверсией или времени (при нечётных n), или координаты в направлении движения (при чётных n ).
Любопытны предельные частные случаи относительного покоя штрихованной системы отсчёта:
а) v = 0 (φ' = 0):
iсdT' = icdT cos 0 + dX1 sin 0 = icdT (совпадение осей времени)
dX'1 = dX1 cos 0 – icdT sin 0 = dX1 (совпадение осей X1)
б) v → ∞, n = 1 (φ' → π/2):
iсdT' ≡ dX1" = icdT cos π/2 + dX1 sin π/2 = dX1 (совпадение осей X1)
dX'1 ≡ icdT" = dX1 cos π/2 – icdT sin π/2 = – icdT (инверсия оси времени)
Если преобразование вращения б) повторить, то угол поворота φ' осей новой системы отсчёта относительно нештрихованной системы окажется равным π:
iсdT' ≡ icdT" = icdT cos π + dX1 sin π = – icdT (инверсия оси времени)
dX'1 ≡ dX1" = dX1 cos π – icdT sin π = – dX1 (зеркальность осей X1)
Наконец, если преобразование б) повторить ещё один раз, то угол поворота φ' осей новой системы отсчёта относительно нештрихованной системы окажется равным 3π/2:
iсdT' ≡ dX1" = icdT cos 3π/2 + dX1 sin 3π/2 = – dX1 (зеркальность осей X1)
dX'1 ≡ icdT" = dX1 cos 3π/2 – icdT sin 3π/2 = icdT (совпадение осей времени)
Ещё один такой поворот ни к чему новому не приведёт, мы вернёмся к исходной нештрихованной системе отсчёта, повёрнутой на 2π.
Наблюдаемая скорость движения подвижной системы отсчёта при произвольном φ' определяется следующим образом:
а) рассматривается элементарный интервал, имеющий в подвижной системе только одну, не равную нулю, проекцию, а именно, времениподобную (интервал собственного времени);
б) с помощью преобразований поворота на угол φ' (3) определяются времениподобная проекция icdT и проекция dX1 на направление относительного перемещения в неподвижной системе отсчёта;
в) наблюдаемая скорость w находится как отношение пространственноподобной проекции dX1 к элементарному промежутку времени dT.
В случае | v | > с имеем
Из (5) следует, что в последовательной СТО с инвариантным интервалом при | v | > с 3-вектор v теряет смысл наблюдаемой относительной скорости, сохраняя роль (по интерпретации Пуанкаре) одного из параметров, определяющих взаимную ориентацию координатных осей двух инерциальных систем отсчёта, имеющих мнимые временные оси. Наблюдаемая же относительная скорость w оказывается меньшей скорости света как при | v | < с, так и при | v | > с. Можно также сказать, что у частиц при | v | > c групповая и фазовая скорости меняются ролями: v становится фазовой скоростью.
Необычная симметрия в мире элементарных частиц
Применяя вышеописанный подход к преобразованиям 4-плотности энергии-импульса, 4-плотности электрического тока и 4-плотности момента импульса мы можем получить вывод о наличии у любой частицы с массой покоя m, зарядом q и моментом вращения Jyz, кроме этого состояния (обозначим это состояние номером 1) ещё трёх "сверхсветовых" состояний:
состояние с массой покоя m, зарядом –q и моментом вращения –Jyz (состояние 2);
состояние с массой покоя –m, зарядом q и моментом вращения Jyz (состояние 3);
состояние с массой покоя –m, зарядом –q и моментом вращения –Jyz (состояние 4).
Частица в состояниях 2, 3 имеет знак отношения q/m, противоположный знаку этого отношения в состояниях 1, 4, а в различных состояниях с одним и тем же знаком отношения q/m она наблюдается с противоположными моментами вращения Jyz. Например, электрон в состоянии 2 – это позитрон. Нейтрино в состоянии 2 соответствует частица с массой, равной массе нейтрино, и с антипараллельным спином. То есть, частицы в состоянии 2 – это классические античастицы по отношению к частицам в состоянии 1. Важно, что они падают на вещество (на тела из частиц в состоянии 1) так же, как и частицы в состоянии 1, поскольку их тяготеющие массы имеют одинаковые знаки.
Иное дело – частицы с состояниями 3, 4. Между собой частицы состояний 3 и 4 взаимодействуют так же, как и пары "частица – античастица": притягиваются друг к другу и аннигилируют. А вот от тел из частиц в состояниях 1, 2 тела из частиц в состояниях 3, 4 гравитационно отталкиваются! А вот почему – с этим надо разбираться отдельно.
Нюансы теории тяготения
Космология без Большого взрыва согласуется с некоторой теорией тяготения на основе СТО, в которой преобразования 4-мерного поворота волновых функций частиц (преобразования Лоренца) дополнены масштабным преобразованием и преобразованием отражения. Опишем кратко эту модификацию в пределе слабого поля в той же евклидовой системе координат с мнимой временной осью x0 ≡ ict, где c – скорость света, что позволит унифицировать индексы компонентов тензоров. И проверим, удовлетворяет ли эта теория основным требованиям, предъявляемым к теории гравитации, соответствует ли результатам экспериментов.
Масштабное преобразование выбрано так, чтобы с приближением частицы к тяготеющим телам:
её инерция возрастала, в соответствии с принципом Маха, чего нет в общей теории относительности (ОТО);
её полная энергия убывала, в соответствии с классическими представлениями.
В частном случае статического поля имеем:
где:
- H – масштабный коэффициент, имеющий физический смысл модуля суммарного ньютонова потенциала Вселенной в некоторой точке, нормированного на квадрат скорости света; в начале отсчёта принимается калибровка H = 1 и скорость света принимается равной c;
- ki – волновой 4-вектор частицы, находящейся в статическом потенциале H, с точки зрения наблюдателя в начале отсчёта, находящегося, по определению, в H = 1;
- k'i – волновой 4-вектор той же частицы, с точки зрения локального наблюдателя, находящегося в потенциале H;
- ν' и ν – соответствующие частоты волновой функции частицы.
При H > 1 ν < ν', то есть гравитационное красное смещение и уменьшение энергии с увеличением модуля потенциала в этой модификации теории учтены.
Для удалённой скорости света (при локальной, по определению, равной c) получим:
Из начала отсчёта с единичным масштабным множителем локальная скорость света в области с H > 1 кажется меньшей.
Из (6), с учётом инвариантности фазы, следуют преобразования координат:
Введя обозначения:
– получим преобразования в виде:
В новых координатах масштабный множитель вводится единообразно для всех проекций каждого из 4-векторов.
Зависимость скорости света от модуля потенциала приводит к задержке радиолокационного сигнала на пути "туда и обратно" при локации с Земли более близких к Солнцу планет:
где:
- с(Н) – наблюдаемая с Земли скорость радиолокационного импульса, с(Н) = c/H2;
- H2 ~ (1+Φ)2 ~ 1+2Φ – квадрат суммы фонового гравитационного потенциала в начале отсчёта (всегда нормированного) и ньютоновой добавки от Солнца Φ = γM/(R(l)c2) <<1; γ – гравитационная постоянная, M – масса Солнца, R(l) – расстояние от точки траектории сигнала до центра Солнца;
- dl – элемент траектории в единицах начала отсчёта системы наблюдателя, находящегося на Земле.
Значения задержки (11) при локации Меркурия и Венеры совпадают с экспериментально измеренными, детали расчёта можно посмотреть, например в [4].
Общий вид лоренц-ковариантного уравнения движения частицы в таком гравитационном поле:
где:
- Pi – 4-импульс частицы;
- τ – собственное время частицы; - Wj – 4-скорость частицы;
- gm – 4-вектор гравитационного заряда частицы, связанный с её волновым 4-вектором:
где ν – частота волновой функции частицы, k0 – времениподобная проекция волнового 4-вектора, kμ – проекции волнового 3-вектора частицы, h – постоянная Планка; - Hij – 4-потенциал гравитационного поля в общем виде, с учётом движения источников поля.
Можно отметить наиболее характерные частные случаи уравнения (12).
В частном случае статического поля сферически симметричного тела с массой M и частицы с собственной массой m, покоящейся в начальный момент времени, где
из (12) получим:
или, для 3-ускорения:
В частном случае касательного движения релятивистской частицы вблизи не вращающегося сферически симметричного источника статического поля имеем, при
или, для 3-ускорения:
что при v2 → c приводит к удвоению отклонения по сравнению с классическими предсказаниями. Теория соответствует требованию предсказания удвоенного отклонения фотонов в поле Солнца, причём тот же результат получается при представлении света в виде плоской волны, фазовая скорость которой равна c/H2 [4].
Из (12) также следуют формулы для сил инерции в неинерциальных системах отсчёта, включая центробежную и кориолисову силы [5]. Эти силы подобны электромагнитным, вызываемым 4-координатной зависимостью векторного потенциала электромагнитного поля.
Уравнение движения (12) инвариантно по отношению к одновременной инверсии знаков заряда gm ~ m и потенциала Hij, то есть к тотальной замене во Вселенной частиц в состояниях 1, 2 на частицы в состояниях 3, 4. Это означает, что гравитационные явления в областях преобладания отрицательных и положительных гравитационных масс идентичны друг другу.
При инверсии знака только одной из величин gm ~ m или Hij, знак скорости изменения 4-импульса изменяется, что означает замену гравитационного притяжения гравитационным отталкиванием. То есть частицы в состояниях 3, 4 должны выталкиваться из области преобладания вещества из частиц в состояниях 1, 2. Симметричная картина будет наблюдаться в области с преобладанием частиц в состояниях 3, 4: частицам в состояниях 1, 2 там места нет.
Таким образом, при преобладании в суммарном гравитационном потенциале вкладов какого-либо знака в области с преобладанием частиц в состояниях 1, 2 будут формироваться и аккумулироваться электрически нейтральные группы частиц с положительными гравитационными массами, а в области с преобладанием частиц в состояниях 3, 4 – электрически нейтральные группы частиц с отрицательными гравитационными массами.
Теперь, если представить далёкое прошлое Вселенной в виде смеси частиц во всех перечисленных состояниях, то и без сложных выкладок можно увидеть, что после аннигиляций и появления электрически нейтральных форм мы получим фоновое электромагнитное излучение и растущие кластеры частиц в состояниях 1, 2, взаимно избегающие растущих кластеров частиц в состояниях 3, 4.
О природе красного смещения, зависящего от расстояния до источника излучения, имеет смысл поговорить в другой раз.
Вселенная без начала и конца?
Самоподдерживающаяся гравитационная поляризация Вселенной даёт ей шанс быть вечной во времени и бесконечной в пространстве. Грубо смоделировать развитие Вселенной в некоторый период времени можно, представив её неустойчивое начальное состояние в виде решётки, в малых окрестностях узлов которой расположены случайным образом, но поочерёдно, кластеры частиц в состояниях 1, 2 и кластеры частиц в состояниях 3, 4. Одна из фаз поляризации такой "Вселенной", весьма похожая на реально наблюдаемую картину, показана на рис. 1, где кластеры разных сортов изображены в виде красных и зелёных точек.
Знакопеременность вкладов кластеров 1, 2 и кластеров 3, 4 обеспечивает сходимость гравитационного потенциала в любой области бесконечной Вселенной, тем самым исключая парадокс Зеелигера.
Возраст галактик, наблюдаемых JWST, в предлагаемой модели Неустойчивой решётки, альтернативной по отношению к модели Большого взрыва, не ограничен сотнями миллионов лет, как в стандартной космологической модели, это даёт им время для формирования их сложных структур и элементного состава. Стоит заметить, что решение предлагается в рамках классической физики и специальной теории относительности без привлечения каких-либо излишних сущностей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Maiolino R., Scholtz J., Witstok J. et al. A small and vigorous black hole in the early Universe. Nature — 2024.
2. Тележко Г. М. К симметрии относительно светового барьера. УФЖ. — 1993. — Т. 38, № 2. — С. 183–189.
3. Poincaré H. Sur la dynamique de l'électron // Compt.Rend.Hebd.Seances Acad.Sci. — 1905 — 140 — P. 1504 — 1508.
4. Боулер М. Гравитация и относительность. Мир, М. — 1979. 215 с.
5. Тележко Г. М. Некоторые частные следствия теории гравитации с преобразованиями масштаба‑поворота‑отражения. В сборнике: Наука. Исследования. Практика. Сборник статей международной научной конференции. Санкт‑Петербург — 2022. — С. 69–72.
Комментарии (78)
askharitonov
29.07.2024 21:26+1Мы не видим ничего дальше тех же 12-13, но уже световых лет от нас. От объектов которые могли бы быть дальше свет ещё не успел дойти до нас.
Не значит ли это, что на небе должны появляться новые объекты, свет от которых, наконец, достигал бы нас? Ну или усиливаться яркость имеющихся? Понятно, что обычную звезду на расстоянии в 12-13 миллиардов световых лет не увидеть, но, допустим, квазары же на таких расстояниях находят?
CBET_TbMbI
29.07.2024 21:26+4Строго говоря, да. Реликтовое излучение должно менять свою картину, раздвигаясь всё дальше и дальше. Новые галактики должны проявляться из темноты тёмных веков, а старые должны развиваться.
Но проблема в том, что эти изменения могут фиксироваться только при наблюдениях в миллионы лет. Вряд ли рисунок "сферы" реликтового излучения радиусом 13000000000 св.л. изменится достаточно для обнаружения если он через сто лет станет равным 13000000100 св.л.
askharitonov
29.07.2024 21:26+2Но почему при наблюдении в миллионы лет? Если речь вести о скоплениях галактик, то, понятно, свет от разных их участков будет подходить к нам сильно в разное время, да даже для одной галактики это время может быть слишком большим, чтобы наблюдать изменения. Но квазары вроде относительно компактны, вот например у одного из них аккреционный диск размером в 40 световых дней: https://habr.com/ru/news/758242/, и, если бы такой квазар был чуть за границей наблюдаемой Вселенной, то разве бы там не получилось так, что в какой-то момент до нас начал бы приходить свет от аккреционного диска, который бы постепенно увеличивался в яркости, когда доходили бы фотоны от всё большей части этого диска (размером в 40 световых дней)?
yMad
29.07.2024 21:26а с другой стороны нельзя увидеть галактики которые убегают от нас со скорость выше скорости света, т.е. эволюция вселенной может наблюдаться только с уменьшением расстояния до наблюдателя, а не с увеличением.
avshkol
29.07.2024 21:26+6Статья начинается с предположения о существовании тахионов, движущихся быстрее скорости света (и что это якобы не противоречит СТО - хм, я бы поспорил), а заканчивается...
Стоит заметить, что решение предлагается в рамках классической физики и
специальной теории относительности без привлечения каких-либо излишних
сущностей.
yurate Автор
29.07.2024 21:26Нечно движущееся с некоторой скоростью я не считаю лишней сущностью. А вот запрет на большие скорости, формально не следующий ни из чего, выглядит излишним. Так что тахионы в СТО выглядят, скорее, недостающими сущностями.
tmaxx
29.07.2024 21:26Разве запрет на большие скорости не следует из принципа причинности?
Тахион поглощается раньше чем излучается в некоторых ИСО
yurate Автор
29.07.2024 21:26Из нарушения принципа причинности формально следуют три возможности:
невозможны сверхсветовые скорости, нарушающие порядок причин и следствий при некоторых условиях;
преобразования Лоренца неверно интерпретируются при v > c, и нарушений не происходит;
какие-то проблемы с представлениями о причинности.
Я пришёл к выводу, что дело в неверной интерпретации: параметр v может превышать c, но при этом превышении он теряет смысл групповой скорости, "превращаясь" в фазовую, а групповая при этом остаётся меньшей, чем скорость света - и нарушения причинности при v > c не происходит.
notwithstanding
29.07.2024 21:26+1Так скорости возможны, вселенная расширяется гораздо быстрее c, невозможна передача информации.
GomerS
29.07.2024 21:26+3В статье в Nature по ссылке [1] как раз идет речь о том как черная дыра с такой массой могла образоваться в ранней вселенной. И предложено несколько сценариев, как такое могло произойти. Суперэддигтоновская акреция, первичный коллапс газовых облаков и т.д. Кроме того, ниже говориться и о вероятных ошибках оценки массы. Так что пока никаких сенсаций не произошло. В общем вся подводка мимо.
yurate Автор
29.07.2024 21:26В том смысле, что какие-то предположения увиденного уже появились - да, подводка мимо. Для меня главное в том, что при наблюдении Вселенной, близкой к горизонту, что-то удивило и появилась потребность что-то объяснять, вот я и написал свои соображения.
NickDoom
29.07.2024 21:26+3Кажется, кто-то вот-вот подберётся к долгожданному фундаментальному взаимодействию, которое после подстановки в него трёх действительных координат и одной мнимой даст-таки наблюдаемую физику. С квантовыми «ошибками округления» в наномасштабе (а что, если это не свойство взаимодействия, а очередное хитрое свойство пространства, ну, примерно как время оказалось мнимой единицей в четвёртой координате?) С простой и наглядной картиной того, как частицы взаимодействуют в действительных координатах и не взаимодействуют в мнимых (мы не можем во вторник отправить назад в понедельник атомное ядро, стукнув по нему другим ядром, прилетевшем из среды).
Понятно, что нет никакого времени и движения, просто мы эволюционировали воспринимать мнимую координату как время. Именно из-за того, что по ней нет взаимодействия. Но как понять этот механизм на таком же простом примере, как из той статьи с релятивистскими котами?
UPD: а что такое вообще «взаимодействие»? Ладно — гравитационное. Искривили пространство, молодцы. Положите обратно, пока в чёрную дыру не сломали. А, допустим, электромагнитное? Две мировые линии позитронов оказались где-то рядом, друг друга изогнули. Для нас это выглядит как «оттолкнулись». А если осознать, что нет никакого времени и движения, то что получается?
UPD2: а что если заряд частицы тоже «козявит» само пространство, но по другому принципу (что-то типа волновой ряби), поэтому мировые линии обоих позитронов всегда и были просто прямыми, но в 4D-точке, где они прошли через «рябь» друг друга, понятие «прямой» стало несколько, так сказать, контринтуитивным, да ещё с квантовыми эффектами?
Imaginarium
29.07.2024 21:26+4Очередная статья с ненавистью у нормальным формулам и
? Да ещё и с небрежностью в ссылках (УФЖ -- это Узбекский физический журнал?). Хотелось бы минимального уважения к читателям.yurate Автор
29.07.2024 21:26+2Прошу простить великодушно, первый опыт. Знаком только с офисным редактором формул, продукция которого сюда не копипейстится. УФЖ - Украинский физический журнал, принятая аббревиатура, как ЖЭТФ, к примеру, или М., Наука..
ogost
29.07.2024 21:26Прошу прощения, аббревиатуры ЖЭТФ и М., Наука. я тоже не слышал. Нагуглю, конечно, не переживайте.
Здесь аудитория ИТ-шная, и хотя русские ИТ-шники в среднем имеют более широкий кругозор, чем, скажем, восточные коллеги, вам стоит расшифровывать аббревиатуры. (Сам не русский, если чё. Просто русскоговорящий)yurate Автор
29.07.2024 21:26Спасибо, учту, это сделать нетрудно.
Imaginarium
29.07.2024 21:26В ссылках в любом случае пишется развернутое название. Но набор источников странный: Вы отправляли статьи в ЖЭТФ или в зарубежные журналы, а если да, то почему отклонили публикацию?
yurate Автор
29.07.2024 21:26Да, я предложил статью по этой теме в Письма в ЖЭТФ через портал. Получил замечание относительно участия античастиц в гравитационном взаимодействии. Ответил, но ответ не устроил рецензента. А поскольку даётся только одна попытка ответа, то пояснения отправить уже не удалось. Я не стал пытаться предлагать куда-либо ещё. В опубликованном здесь материале необходимые пояснения есть.
Касательно набора источников. Ссылка на Украинский физический журнал актуальна, поскольку нигде более формальная симметрия относительно скорости света не отождествлена с CPT инвариантностью. На Боулера сослался, чтобы не переписывать расчёты, которые только загромоздили бы изложение. На Пуанкаре сослался, потому что у многих повороты на комплексные углы вызывают недоумение. Теории гравитации на основе СТО, дополненной преобразованиями масштаба и отражения, я просто нигде не встречал, отсюда последняя ссылка.
Так получилось, мне самому такой куцый список не очень по душе. Но ссылаться на материалы, которые в статье не используются, тоже не хотелось бы.
Liprekon
29.07.2024 21:26Так красное смещение z11 уже не актуально, недавно Джеймс расист Уэб обнаружил галактику с красным смещением z14, расчёты говорят что такая галактика не могла существовать спустя 300млн лет после "большого взрыва", но она есть))
yurate Автор
29.07.2024 21:26В связи с этими сюрпризами и возникло желание написать статью. Трудно все списать на ошибки измерений или недоучет каких-то мелочей.
DanilinS
29.07.2024 21:26Это оценка строилась на фотометрических методах, которые дают большие ошибки измерения. Тщательные замеры как правило дают значительно больший возраст объектов.
petrmv
29.07.2024 21:26Скорее всего, Вселенная существенно старше. В т.н. мистических источниках часто приводятся очень большие числа для длительности Эпох/Юг, Кальп и даже Маха-Манвантар. В некоторых оперируют "миллиардами веков" для процессов, которым мы приписываем миллиарды лет.
AlexBaggins
29.07.2024 21:26Так что предлагаете?
Какие проблемы это решает?
Вселенная живёт бесконечно? Как решается парадокс Ольберса?
Откуда взялось реликтовое излучение и почему его температура так хорошо совпадает с предположениями Теории большого взрыва?
Как объясняются показания Барионные акустические осцилляции, объясняющие текущие данные по времени существования Вселенной и скорости её расширения
Красное смещение как в новой теории объясняется, если его природа не совпадает с формулами доплеровского смещения?yurate Автор
29.07.2024 21:26+1Дам один ответ и задам один риторический вопрос.
Ответ: пишу сейчас о красном смещении, парадоксе Ольберса и реликтовом излучении.
Вопрос: сколько времени потребовалось мировому сообществу, чтобы всё в Теории Большого взрыва описать и согласовать?
NickDoom
29.07.2024 21:26+1Наука начинается там, где математика совпадает с наблюдаемой картиной. Пишите. Даже если Уэбб наврал — будет ещё одна альтернативная модель. Какие-то клочки всегда пригодятся.
Может, у нас действительно 11 измерений, как показала одна из попыток объединить ТО и КМ.
А может, у нас всего 4 комплексных измерения, в норме у трёх из них мнимая часть ноль, а у четвёртого ноль действительный. Но наличие «материи» (которой точно так же нет, как нет времени и движения) домножает эту фигню на интегральный модификатор и дифференциальный. Интегральный сказывается в виде конуса вокруг каждой точки мировой линии (наш убогий мозг это воспринимает как гравиволны), а дифференциальный — сказывается в виде микроразрывов связности, что мы воспринимаем как электромагнитное взаимодействие, слегка «рандомизированное» квантовыми эффектами. И нету ни скорости, ни энергии, а есть просто сломавшееся пространство и мировая линия сломалась вместе с ним, а скорость и энергия — удобные бытовые частные решения для наклона этой линии, описывающей этот интегрально-дифференциальный модификатор континуума (для нас выглядящий «материей»).
А может, что-то ещё более вычурное.
Чем больше выкладок и разных вариантов — тем быстрее кто-то натолкнётся на решение системы уравнений, которая весь этот мозголом выше объединит в стройную картину.
yurate Автор
29.07.2024 21:26+1"Чем больше выкладок и разных вариантов — тем быстрее кто-то натолкнётся на решение "
Спасибо. Я тоже так считаю.
yMad
29.07.2024 21:26+1Чем больше выкладок и разных вариантов — тем быстрее кто-то натолкнётся на решение системы уравнений, которая весь этот мозголом выше объединит в стройную картину.
Объединить случайность с закономерностью? определить отношение точности между ними? Сделать обобщение и понять что решение не статично а динамично? Перспективы многообещающие, следствия поражающие, вычисления колоссальные, итог закономерный.
NickDoom
29.07.2024 21:26Объединить случайность с закономерностью?
КМ — не случайность, а всё-таки закономерность, хотя и рандомизированная. Покозявленное пространство (тут сегодня квантовую пену опять поминали) в целом отталкивает позитрон от позитрона, хотя и с шансами.
Перспективы многообещающие, следствия поражающие, вычисления колоссальные, итог закономерный.
Да-да :-D всё именно так :) Итог — 11-мерная М-теория. Ещё одна из.
Но когда-то же должно количество перейти в качество, кто-то же должен смочь :)
yMad
29.07.2024 21:26без учета наблюдателя, очередная М-теория окажется очередным диковинным и сложно вычурным пресс-папье) поиск соответствия между реальным и теоретическим ландшафтом должен быть моментальным, а не превышать время жизни вселенной) а такое решение по всей видимости лежит за пределами точной науки, где то в политике, а в ней в политике черти что творится, без личной "атомной бомбы" туда даже и соваться бессмысленно.
Dolios
29.07.2024 21:26Телескоп JWST показал, что сверхдальние галактики имеют особенности, требующие более длительной эволюции, чем их возраст в теории Большого взрыва. Снимки галактики GN-z11 показали наличие массивной чёрной дыры в её центре, которая не могла набрать свою массу за время, прошедшее с Большого взрыва [1].
Нет, не показал. Я ненастоящий сварщик, а популяризаторы рассказывают следующее. Во-первых, там есть вопросы к определению возраста. Во-вторых, никто до конца не понимает, как образовывались сверхмассивные черные дыры. Есть несколько моделей, которые будут развиваться и уточняться.
yurate Автор
29.07.2024 21:26Показал или не показал - это ещё вопрос. Но в целом, согласен. Таки да, и вопросы есть.
Уже писал здесь в ответах на комментарии, что возможны варианты ответов на эти вопросы: уточнение скоростей эволюционных процессов, уточнение возраста Вселенной, ну и, наконец - конкурирующие модели, флаг в руки их разработчикам!
Ни один из этих вариантов пока не отвергнут.
VaVM
29.07.2024 21:26Ну, вот, кроме изобретателей вечных двигателей и опровергателей СТО кучно пошли опровергатели ОТО. Сначала MOND, теперь вот тахионы... Но тут ещё и Большому Взрыву досталось.
Автор опирается на существование несуществующих тахионов для того, чтобы объяснить реально несуществующие проблемы теории Большого Взрыва. Да ещё и совершая кучу ошибок в выводе свойств тахионов.
В современных теориях квантовых полей одно из условий адекватности теории, помимо перенормируемости (что это, пояснять долго), является отсутствие тахионов. Тахионы не только должны иметь мнимую массу, что должно приводить к мнимым значениям гравитационной силы при взаимодействии с обычной материей, но и нарушают принцип причинности. Поэтому серьёзно теориями тахионов не занимаются, и экспериментально их особо не пытаются искать из-за очевидной бесперспективности попыток. Particle Data Group (собирающая научные экспериментальные данные по "элементарным" частицам) после 1994 года больше не публикует информацию по экспериментальным поискам тахионов.
yurate Автор
29.07.2024 21:26Автору трудно привлекать то, что он опровергает. Нет никаких сверхсветовых перемещений, нет нарушений причинности, а массы в евклидовых системах отсчёта с мнимым временем и без автора мнимые: времениподобные компоненты 4-импульса. "Тахионы" в СТО - это вполне досветовые античастицы, возможно, Вы до этого абзаца не дочитали.
Zenitchik
29.07.2024 21:26Тогда почему Вы называете их тахионами, если они по формальному признаку тардионы?
yurate Автор
29.07.2024 21:26Мне кажется, в статье я нигде их не называю тахионами. Термин тахион я использовал в самом начале сугубо по назначению:
"Начнём издалека – существуют ли тахионы?
Возможность существования тахионов – гипотетических частиц, движущихся в вакууме со скоростью v, большей скорости света с, – сама по себе не противоречит специальной теории относительности (СТО), запрещающей лишь переходы "светового барьера".
Применительно к реальным частицам я использовал эпитет "сверхсветовые", то есть в кавычках, и не называл их тахионами.
vignatovic
29.07.2024 21:26А Ника Горькавого Вы вообще не читали? Осциллирующая вселенная без большого взрыва и без экзотической черной материи (без тахионов, но с черными дырами) опять становится мейнстримом после открытия гравитационных волн.
yurate Автор
29.07.2024 21:26Читал. Помню, что какой-то момент вызвал сомнения, надо бы вернуться и перечитать.
interrno
29.07.2024 21:26Вопросы построения модели мира/вселенной, это вопросы интерпретации наблюдаемого, то есть сложности и длительности восприятия наблюдателя, и его способности моделировать. Современная модель мира "страдает" от её математического описания, и игнорирования реальной физики движения и его наблюдения. Так, пространство/время связаны воедино движением тел или "гребня волны" электромагнитного излучения, если тело удалено на расстояния в световых годах, то оно и во времени также удалено от наблюдателя, наблюдаемый нами мир на границе наблюдения в 14 млрд световых лет сейчас, в "наше время", нам недоступен. Но для наблюдателя, время жизни которого или время наблюдения сравнимо с временем/расстоянием до горизонта нашего наблюдения этот мир доступен, он меняется вместе с ним, как мы меняемся в течение срока своей жизни. Для мотыльков мир ограничен их восприятием и их временем существования в несколько десятков часов мотыльком и несколько суток/недель червяком. Соответственно математическое моделирование процессов вселенной моделирует/описывает не реальные физические взаимодействия между миром и наблюдателем, а некую абстрактную постройку из знаков действий, относящиеся к разным физическим парадигмам.
IduMimo71
29.07.2024 21:26+1Как всегда в математике: Нет абсолютной истины, есть гипотезы. Можно сравнить гипотезы - одна более достоверна чем другая, причем в обозначенном контексте; по единственной гипотезе нельзя сказать верна она или нет, всегда нужно сравнивать с другими гипотезами.
yurate Автор
29.07.2024 21:26Где-то в комментариях уже выражал согласие с Вашим подходом. Нет резона отбрасывать одну из непротиворечивых гипотез только потому, что к другой больше привык, например.
1CHer
29.07.2024 21:26Вопрос: а что если взрыв был не из сингулярности а в достаточно таком большом объеме? Не решит ли это проблему что были какие-то сверхсветовые частицы? Да и в целом в этом объеме уже вполне могли сформироваться локальные центры?
yurate Автор
29.07.2024 21:26Собственно, об этом и речь. Пофантазируем. Возможно, протовселенная бесконечно давно была похожа на перегретую во всём её объёме жидкость. Никакую, в смысле каких-либо качеств, ибо сравнить её было не с чем. Одна микрофлюктуация - и пошёл процесс "кипения" по всему объёму, в образующемся "паре" включились разные взаимодействия с появлением света и гравитационная сортировка, приведшая к той Вселенной, которую мы наблюдаем.
CBET_TbMbI
Либо это что-то очень интересное, либо это что-то из этих классических методов доказательств
Большой взрыв или не большой взрыв, но есть, пожалуй, несколько весьма убедительных доказательство что всё когда-то началось:
Мы неплохо знаем термоядерную химию звёзд и по ней неплохо можем рассчитывать возраст звёзд исходя из их массы и химического состава, определённого по спектру. И мы не находим звёзд, которые были бы старше 12-13 млрд лет, хотя небольшие звёзды могли бы жить куда дольше.
Мы не видим ничего дальше тех же 12-13, но уже световых лет от нас. От объектов которые могли бы быть дальше свет ещё не успел дойти до нас.
Мы, вроде бы, неплохо знаем физику красного смещения. И примерно зная постоянную Хаббла можно получить, что за возраст Вселенной она как раз успела расширится примерно на свой видимый радиус.
На самом деле, это всё весьма запутанно, как змея кусающая сама себя за хвост, но это всё же указывает не некий возраст всего видимого во Вселенной.
yurate Автор
В предположении о доплеровской природе красного смещения ничего другого, кроме изначальной сингулярности, и не придумаешь. Как я понял, в том числе, и из публикаций на Хабре, наблюдение за всё более молодыми объектами не обнаруживает их существенных отличий от старых. То есть, что 100 млн лет, что 13.5 млрд лет - разницы практически никакой - тот же элементный состав, те же формы галактик, те же размеры чёрных дыр. То есть, как будто всё развивалось поначалу в каком-то сумасшедшем темпе, а потом на 13 млрд лет резко затормозилось, если, конечно, я правильно понял прочитанное мной здесь.
Если же доплеровское объяснение неверно, то линейная экстраполяция расстояний между галактиками в прошлое отменяется и возраст Вселенной существенно увеличивается. То есть галактикам вблизи горизонта не 100 млн лет, а "огого млрд" лет, ближним - не 13.5 млрд лет, а "огого млрд" + 13.4 млрд лет. Тогда отсутствие заметных отличий не удивило бы.
По п. 1, конечно, возражать трудно, если только время жизни звёзд, действительно, в теории могло бы быть много бОльшим 13 млрд лет. Думаю, что скептики найдут и ещё над чем стоит подумать. Но для того и происходят публикации, чтобы можно было сообща найти слабые места. И выбрать гипотезу с наименьшим количеством слабых мест.
Tzimie
Нет, галактики сильно меньше и тип их тоже меняется. Да, все удивляются степени металичности старых объектов, но не потому, что металичность такая же, как сейчас, а потому что она сильно меньше, но больше, чем предсказали модели
yurate Автор
Все согласны, что поводы для удивления есть. Есть три, на первый взгляд, подхода к ответу на возникшие вопросы:
что-то корректируем в астрофизике так, чтобы скорости некоторых процессов в теории выросли;
что-то корректируем в стандартной модели, чтобы возраст Вселенной в нужной степени увеличился;
предлагаем другую модель, в которой возраст Вселенной априорно не ограничен.
Ни одна из возможностей пока не отвергнута, как я понимаю.
Tzimie
Если возраст вселенной не ограничен, то проблема с возрастающей энтропией. Должен быть механизм для reset энтропии. На самом деле отресетить ее нельзя а принципе, но можно обмануть механизм. Я знаю три способа:
Eternal inflation
Black hole darwinism
Cyclical big rip
yurate Автор
Мне довелось участвовать здесь в одной из дискуссий по поводу энтропии Вселенной. Я пока думаю, вслед за рядом классиков, что бесконечная Вселенная не является закрытой системой, и в её частях с энтропией может происходить всё что угодно. Где-то самоорганизация, где-то рассеяние... Но стремление к чернодырности отрицать трудно.
yMad
можно и без обмана. через симметрию, переход на отрицательный энергетический уровень. правда придется допустить как факт что часть физической реальности виртуальна.
Tzimie
Более низкий энергетический уровень вакуума даёт энергию, но не убирает энтропию. Про вторую часть я не понял, о чем вы
yMad
низкий это близкий к нулю, но все равно условно положительный. отрицательный уровень же, это чисто расчетная величина, физически она в принципе не может быть зарегистрирована. я к тому что математические формулы наряду с нормальными решениями, могут давать так же нетривиальные решения, которые невозможны реально, но отрицать их было б недальновидно я считаю, следовательно эти нетривиальные решения надо как то красиво теоретизировать, типа "виртуальная часть реальности", как то так. И где то в этой виртуальной части рассеянная здесь энергия приобретает полезность.
Tzimie
Почему отрицательный уровень энергии невозможен? Квантовая механика вообще gauge invariant, ей все равно какой уровень принят за 0.
0 определяется по теориям которые не gauge invariant
При эффекте Казимира плотность энергии отрицательна
Основные проблемы с отрицательными энергиями это спонтанный распад вакуума и куча левых частиц.
Никакой же "нефизичности" в отрицательных энергиях нет
vanxant
... поэтому у вояк лет 50 уже текут слюни на "бонбу на отрицательных энергиях".
И всё-таки хорошо, что отрицательные энергии именно что нефизичны, хотя и допустимы математически. Такая бомба вызвала бы распад вакуума в расширяющейся со скоростью света области.
Tzimie
Это называется "экспериментальнве данные противоречат существованию отрицательных энергий"
Это другое, чем один комментатор объявлял отрицательные энергии "виртуальными"
yMad
нет, потому что рассматривается в парадигме строгой привязки к тому что можно регистрировать, ну да, есть положительный и отрицательный заряд, они прекрасно регистрируются. Но если в теоретический фундамент заложить то что реальность может иметь мнимую, не подающуюся какой либо объективной регистрации часть, но тем не менее иметь красивое и логичное теоретическое описание в купе со связкой того что можно объективно зарегить... появится например масса новых зеркальных, т.е. отрицательных частиц от всех известных реальных, и вселенная окажется куда как более богата чем мы её реально способны наблюдать.
В принципе идея не нова, в том или ином виде изредка всплывает у физиков. Вопрос скорее упирается больше в сдвиг парадигм, не просто и не очень понятно зачем, принимать то чего нет.
Но уж если честно, то адекватная симметрия просто обязана подразумевать мнимость, иначе она сама станет мнимой по логике.
Tzimie
Ну вот волновая функция имеет мнимую часть, и мы регистрируем, правда, ее модуль
yMad
всё изобретено до нас, осталось понять)
Vlagor
Я в этих ваших высоких материях не в зуб ногой, но что если т.н. большой взрыв локальное явление? Что наблюдаемая часть вселенной появилась из большого взрыва, но за ее пределами есть такие же участки вселенной порожденные своими взрывами?
Может быть такое что если видимую часть вселенной утрамбовать в одну черную дыру то это как раз и приведет к большому взрыву? Никто же не знает какие именно процессы там происходит.
Ну или окей, наша часть вселенной продолжает расширятся, но что если представить край наблюдаемой вселенной как фронт ударной волны? Тогда если дальше что то есть произойдет столкновение с другим подобным "фронтом" от другого большого взрыва. Столкновение, утрамбовка в одну гигансткую черную дыру, взрыв... То же самое что происходит с пылевыми облаками и звездами толко в масштабах где одна пылинка это галактика
yurate Автор
Про множественность Больших взрывов есть такое мнение. Другое дело, что не придумали пока, вроде, как в этом убедиться на опыте.
CBET_TbMbI
Разница, вроде есть. Открыто не мало и маленьких галактик. Просто их скорость роста оказалась выше, чем по моделированию.
https://en.m.wikipedia.org/wiki/List_of_the_most_distant_astronomical_objects
Посмотри на самые дальние галактики. Если их размер определён, то они довольно мелкие.
А вот пример их слияния: https://3dnews.ru/1098223/do-chego-tehnika-doshla-dgeyms-uebb-razglyadel-v-ogromnoy-drevney-galaktike-shest-menshego-razmera
yurate Автор
Никто и не спорит, что за 13.5 млрд лет, которые прошли между видимыми сейчас состояниями дальних и ближних галактик (то есть, пока летел от дальних галактик свет), что-то изменилось. Вопрос-то о том, сколько времени прошло от рождения дальних галактик до их наблюдаемого состояния: 100 млн или несколько млрд лет.
DanilinS
Отличия есть. Смотри "металличность звезд".
yurate Автор
Да, отличия есть. Но тут уже один из оппонентов писал, что металличность дальних звёзд более высока, чем предполагалось в стандартной модели. Можно вводить поправки, что-то убыстрять, Вселенную в необходимой степени состаривать, чтобы эксперимент согласовать с моделью - у меня нет возражений против такого развития событий.
Wwyn
А как тебе такая теория, что скорость света не 300к км в секунду, а 600к?
Никто не замерял скорость света в одну сторону, так как это практически не возможно, а только в две стороны и потом делили это число на 2. И если учесть, что скорость света в одну сторону 600к, а в обратную мгновенная, то далёкие галактики не такие, какие они были 13 млрд лет назад, а такие, какие они в реальном времени прямо сейчас.
Эта теория намного проще все объясняет, не ломает теорию относительности и не противоречит квантовой физике.
Zenitchik
Даже если это так, это ничего не меняет. Потому скорость света в одну сторону и не измерена, что разность скоростей туда и обратно никак нельзя обнаружить. Разные они или одинаковые, всё равно всё выглядит одинаково, до тех пор, пока средняя туда и обратно постоянна.
yurate Автор
Давайте представим две равноудаленные от нас галактики. Наблюдатели в них могут одновременно отправить навстречу друг другу световые сигналы. Сигнал какого из наблюдателей долетит до другого наблюдателя первым?.
yMad
можно побыть умным?) "зависит от скорости разбегания галактик и синхронности/асинхронности отправленных сигналов." вариантов ответа тогда четыре. а нет, восемь вариантов, просто есть варианты того как мы не видим каждый из четырех вариантов. (невнимательный я счетовод)
vanxant
В смысле? А эффект Доплера по-вашему как открыли?
Ellarihan
Для начала предложите физический механизм из-за которого скорость света в одном направлении 2с, а в обратном мгновенна. Это очень, очень большое нарушение симметрии, а как раз квантовая механика на симметриях и строится.
Wwyn
Так ведь в теории относительности скорость света взята тоже условно. Эйнштейн размышлял на эту тему и предположил, что куда более вероятнее, что скорость одинакова в обоих направлениях при измерении скорости света, чем разной. Ничто не мешает фотону вернуться с мгновенной скоростью, как это делает спин у электрона. Но какова бы скорость возвращения фотона не была бы, вся физика остается такой же, какой и была до этого. Единственное, что поменяется во всем этом, это то, что галактики мы видим не такими, какие они были 13 млрд лет назад, а в реальном времени. И это больше похоже на правду, чем то, что мы видим галактики которые находятся дальше чем физически возможно им находиться со старыми звездами и сверхмассивными черными дырами, которые не могли сформироваться так рано непонятным образом.
Вас разве не удивляет то, что мы видим свет от сверхдалеких галактик, который физически видеть не можем?
В общем, я рассуждаю отталкиваясь от того, что если что либо взято не эксперементально, а на веру, то это никогда не может считаться аксиомой, тем более, если с прогрессом мы начинаем замечать, что реальность больше склонна к тому, что то, что мы приняли на веру, уже не справляется с новыми открытиями.
alek0585
Складывается впечатление будто вы забыли добавить слово "очевидно".
gres_84
У нас доказательство запугиванием в докладах называлось "математизацией" - добавление в доклад сложной формулы, которую средняя аудитория способна переварить за время, превышающее время на слайд. Соответственно, к докладчику меньше вопросов.
Ну и вспоминается байка про серию Ландау/Лившица, когда Лившиц прибегает к Ландау: "Лев Давыдович, я потерял 3 страницы наших рукописей". Ландау: "Не страшно, напишем, "очевидно, что".
yurate Автор
Обдумал эти слова и пришёл к парадоксальному согласию со СВЕТ_ТЬМЫ: да, можно считать, что началось, только не из сингулярности, а из некоего тотального Ничто в гравитационно неустойчивом состоянии :-)