Другие статьи

 

 

 

ПРОБЛЕМЫ

происхождения, строения и развития

ВСЕЛЕННОЙ

 

Т.Х. Газизов

 

Казань, 2009

 

 

 

УДК  523. 855

 

Издание осуществляется по решению

Научно-технического совета ООО «ЦСМРнефть»

при Академии наук Татарстана

 

 

    В   работе рассматривается важнейшая проблема астрономии: происхожде-ние, состав, строение и развитие Вселенной.

 К настоящему времени состав и свойства материальных составляющих Все-ленной исследованы достаточно полно. Проблемам происхождения, строения и развития Вселенной посвящено много гипотез и теорий. Однако на фоне общепризнанной теории происхождения расширяющейся Вселенной, согласно которой Вселенная образовалась в результате Большого Взрыва, они либо отвергались без особых обоснований, либо не принимались во внимание.

В предлагаемом сообщении, являющемся первой  из трех подготовленных к печати статей, представлено  аналитическое обсуждение и обобщение причинно-следственных последствий Большого Взрыва в ряду причинно-следственных последствий взрывов, происходящих в атмосфере воздуха и взрывов звезд, ядер галактик и квазаров, происходящих в космическом пространстве в физическом вакууме. В результате предложена новая, альтернативная теории Большого Взрыва, теория волнового расширения Вселенной, происходящей за счет удаления волнового слоя ударной волны от центра взрыва, сопровождающегося синхронным заполнением вновь открывающегося вселенческого пространства веществом волнового слоя, сбрасываемого с внутренней поверхности ударной волны. Такая теория легко решает ряд сложных проблем,  не объяснимых в рамках теории Большого Взрыва.

    Последующие два сообщения  будут посвящены:    1) обсуждению состава – главного ряда иерархической последовательности определяющих, генетически родственных материальных составляющих Вселенной;  2) проблемам происхождения и развития мироздания.

Настоящая работа  выполнена совместно со студенткой физического факультета Д.А.Садретдиновой и предназначена для научных работников, а так же  читателей,  интересующихся проблемами астрономии.

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  

1.     БОЛЬШОЙ ВЗРЫВ

 

 Исследование происхождения и развития Вселенной было и остаётся глав­нейшей проблемой астрономии. Среди множества теорий и гипотез, посвя-щен­ных этой проблеме, теория Большого Взрыва (Б.В.) занимает особое, при-виле­гированное положение. Она довольно убедительно описывает возникнове-ние и последовательность развития мироздания. Однако на деле и эта теория рождает больше вопросов, чем ответов. Например, не понятно каким образом образова­лась сингулярность с «булавочной головки», в результате взрыва которой прои­зошла вся Вселенная. Нет убедительного доказательства того, что красное смещение спектров далёких галактик обусловлено эффектом Доп-лера (разбеганием галактик друг от друга). Не убедительно также объяснение причин происхождения реликтового излучения и т.д.   Поэтому не удивитель-но, что лауреат нобелевской премии, астрофизик Х.Альфвен принимает тео-рию Б.В. как оскорбление здравого смысла, как абсурд, держащийся на голой вере.

 К настоящему времени физики, объединив знания и достижения ученых всего мира, вплотную подошли к созданию реальной модели Б.В. с помощью применения большого адронного коллайдера, позволяющего определить тем­пературные, энергетические параметры и обнаружить наимельчайшие первич­ные материальные частицы, возникающие в самом начале Б.В.   Однако, одно только доказательство реальности  Б.В., всё-таки,  не сможет еще служить основанием того, что красное смещение спектров далёких галактик является надёжным аргументом в пользу  разбегания галактик друг от друга за счёт расширения (набухания) пространства. Для этого необходимо также последовательно описывать про­цесс развития событий,  происходящих после взрыва. Поэтому с целью более де­тального представления причинно-следственных событий, происходящих после Б.В., мы проанализировали причинно-следственные последствия, сопровож­дающие наземные взрывы, происходящие в атмосфере воздуха, а также взры­вы, происходящие в космическом пространстве: в физическом вакууме.

 

1.1. Атмосферные взрывы

 

Под взрывом подразумевается высвобождение большого количества энергии в малом объёме за короткий промежуток времени за счет химической, ядерной и других видов реакций и процессов. При атмосферном взрыве на начальном эта­пе, высвобождающаяся высокотемпературная газововоздушная смесь,  образует сгусток сферической формы с высоким внутренним давлением и импульсом движения, направленным от центра во все стороны. Дальнейшее расширение газововоздушной смеси приводит в движение окружающую воздушную массу. Возникает взрывная (ударная) волна. Скорость её распространения вблизи очага взрыва значительно превышает скорость звука. Средняя скорость её распространения около 530 м/с. Дальность распрос­транения ударной волны имеет прямую зависимость от мощности взрыва. Нап­ример, ударная волна от взрыва тунгусского метеорита огибала земной шар два раза.

 

Рис.1

Зависимость толщины слоя ударной волны от величины ее радиуса: R¹ - радиус сферического сгустка - 100м.; R² - толщина слоя ударной волн при радиусе  200м. - 8,7м.;  R³ - при 300м. – 3,75м.;  …   R¹º - при 1000м. – 0.003м., соответственно.

 

 

 

 

 

 


По представлению Н.Умова поток энергии взрывных волн переносится её поверхностью. Однако,  так как ударная волна формируется из некоторого плот­ного высокоэнергетичкого сферического объёма сгустка, получившего импульс движения, направленного от центра во все стороны, то очевидно, что распрост­раняющаяся ударная волна также должна обладать соответствующим объёмом. Следовательно, разрушительная сила (энергия) ударной волны  перено­ситься не площадью поверхности, а объёмом волнового слоя расширяю­щейся сферы. Расчеты показывают, что удаление ударной волны от центра взрыва, по мере увеличения радиуса сферы, сопровождается значительным уменьшением толщины слоя ударной волны (рис.1). При этом толщина слоя при изменении значения радиуса сферы, описываемой слоем ударной волны в ряду 100, 200, 300, 400, ..., 1000 единиц длины (например, в метрах),  будет равна соответственно  100, 8.706, 3.750, 2.094,..., 0.003 тех же единиц длины.

 

Приведенные расчеты выполнены для идеального случая, предусматриваю­щего перенос энергии взрыва без потери, сохраняя постоянства объёма и плот­ности волнового слоя. Но они в целом подтверждают, что ударная волна фор­мируется из сферического сгустка газововоздушной смеси, обладающей мощ­ным импульсом движения и распространяется от центра взрыва во все сторо-ны в виде волнового слоя. Носителем энергии взрыва является объём слоя ударной волны. Интенсивность переносимой энергии определяется темпера-турой, вели­чиной внутреннего давления, толщиной слоя ударной волны и об-ратно пропор­циональна её расстоянию от центра взрыва. Вследствии воздействия высокого внутреннего давления ударная волна претерпевает постепенное расширение (набухание), сопровождающееся относительным увеличением толщины слоя. В свою очередь набухание толщины слоя приводит к снижению удельной энер­гии слоя волны.

Удаление ударной волны от центра взрыва сопровождается перманентной ротацией частиц газововоздушной смеси волнового слоя и частиц атмосфер­ного воздуха окружающей среды. При этом  фронт ударной волны,  в результате жесткого столкновения с атмосферным воздухом среды,  принимает в свой сос­тав частицы окружающей среды с одновременным поглощением ими энергии и принятием импульса движения волны. А  тыльная сторона волнового слоя энер­гично выталкивает из своего состава частицы газововоздушной смеси с одновре­менной передачей ими энергии и импульса движения удаляющейся волне. В результате возникает реактивная тяга (отталкивание) волнового слоя, направ­ленная от центра во все стороны. Процесс в целом сопровождается заполнением расширяющегося сферического объёма, ограниченного слоем ударной волны,  веществом волнового слоя. При этом выталкиваемая газововоздушная смесь теряет импульс движе­ния и приобретает относительно нормализованную плотность. Следует заметить, что вследствии ротации состава волнового слоя атмосферным воздухом, по мере увеличе­ния радиуса сферы, волновой слой обогащается атмосферным воздухом. Этот процесс сопровождается постепенным снижением концентрации газовой сос­тавляющей в  выталкиваемой газововоздушной смеси.

Частицы ударной волны, находящиеся в толще слоя двигаются в составе вол­нового слоя со скоростью близкой к скорости движения самой волны. Вследствии прохождения в волновом слое ротационного процесса частицы волнового слоя текут (перемещаются) в направлении обратном направлению движения ударной волны. Происходит постоянное выветривание из волнового слоя газо­вой составляющей. Набухание слоя и сбрасывания части своего состава с внутренней поверхности, по мере отдаления его от центра взрыва, сопровож­дается постоянным уменьшением плотности и удельной энергии системы, а,  следовательно,  и снижением скорости удаления волнового слоя от центра взрыва. В результате, ударная волна постепенно рассасывается и, в конечном счёте,  прекращает своё существование.

 

 

1.2. Взрывы звёзд и галактик

 

Сравнение причинно-следственных последствий взрывов, происходящих в атмосфере воздуха с последствиями взрывов, происходящих в просторах Все­ленной, показывает, что  эти явления существенно различаются между собой. Если взрывы в атмосфере происходят в воздушной среде, которая оказывает движению ударной волны существенное сопротивление и вызывает ротацию состава волнового слоя, то при взрыве звёзд в космическом пространстве в физическом вакууме планетарная туманность (взрывная волна) не встречает лобового сопротивления. При этом в составе планетарной туманности процесс ротации не происходит.

Взрыв красного гиганта обуславливается ядерными реакциями, происходя­щими в недрах мантии (водородные ядерные реакции) и в гелиевом ядре звез­ды, протекающими с образованием углерода и более тяжелых элементов. Для активизации конвекционных процессов, разогревания и уплотнения мантии, приведения в движение и отрыва планетарной туманности с массой около 0.1 массы Солнца от ядра звезды требуется значительное время. Как считает И. Шкловский, начало отделения наружной оболочки от основного тела звезды характеризуется, практически,  нулевой скоростью. То есть, планетарная туман­ность (ударная волна) после отрыва от ядра звезды отдаляется от центра взрыва с ускоряющейся скоростью. Очевидно, что, если замедление скорости ударной волны атмосферного взрыва, имеющего начальную скорость в несколько км/с до средней скорости около 530 м/с, происходит под воздействием сопротивле­ния окружающей среды, то при космическом взрыве сопротивление окружающей среды отсутствует. В результате на планетарную туманность воздействует только результирующая реактивная, отталкивающая сила, возникающая в результате энергичного сбрасывания частиц внутренней поверхностью сферическо­го волнового слоя плотной планетарной туманности за счет энергии внутрен­него давления. Следовательно, механизмы, приводящие в движение, как удар­ной волны атмосферного взрыва, так и планетарной туманности, образующей­ся при взрыве красных гигантов, имеют близкую природу.  Получается, что с самого начала и до полного прекращения  своего движения  пла­нетарная туманность  рассеивает содержимое  своего состава  внутрь сферического пространства,  ограниченного этой же самой туманностью.  Процесс этот,  в целом,  сопровождается обогащением околозвездного пространства материалом, сбрасываемым с поверхности красного гиганта.

Таким образом, один из этапов развития красных гигантов завершается взры­вом звезды, приводящим к образованию белого карлика и обогащением окру­жающего пространства распыленным материалом мантии красного гиганта,  ко­торый в дальнейшем участвует в кругообороте обновления звёздного мира Все­ленной –  образовании газово-пылевых облаков: исходного материала,  из ко­торого рождаются звёзды последующего поколения.

Наиболее мощный звёздный взрыв, называемый вспышкой сверхновой, про­исходит в результате взрыва на большой глубине звезды и сопровождается выбросом значительной доли её массы в виде туманности. Скорость удаления планетарной туманности сверхновой достигает до 6000 км/с.  При вспышке сверхновой светимость звезды возрастает в миллиарды раз и выделяется энер­гия, которую Солнце излучало бы миллиарды лет. Планетарная туманность сверхновой содержит в своём составе не только атомы водорода и гелия. Они также обогащены атомами тяжелых элементов, входящих в состав материнской звезды. В результате планетарная туманность обогащает окружающее прост­ранство соответствующими элементами, которые в дальнейшем участвуют в процессе образования звёзд нового поколения, обогащенных тяжелыми эле­ментами.

Грандиозные процессы галактического масштаба, разгоняющие поток ионизованных газов во все стороны от центра, происходят в ядрах галактик. В спектрах ядер большинства галактик обнаруживаются эмиссионные линии с длиной волны 3727Å принадлежащие двойному ионизованному кислороду. В ядрах некоторых галактик, кроме линии 3727Å, наблюдаются также линии трижды ионизованного кислорода, дважды и трижды ионизованной серы и нео­на, которые требуют еще более сильного возбуждения соответствующих ато­мов. При этом эмиссионные линии ионизованных атомов получаются сильно расширенными. Расчетами показано, что скорость удаления газов измеряется тысячами км/с. Большие скорости удаления газов во все стороны от центра ука­зывают, что в ядрах галактики происходят бурные взрывные процессы. Очев­идно, что водородный ветер от ядра галактики, обогащенной ионами более тя­желых элементов,  постоянно подпитывает межзвёздное пространство газовым потоком, идущим на обновление звёздного состава галактики.

Квазары (молодые галактики) на фотографиях, полученных с помощью боль­ших телескопов с большой выдержкой, наблюдаются,  как  слабые звёздочки, имеющие вокруг себя слабые планетарные туманности в виде правильного круга. Известно, что некоторые лацертиды и N-галактики, принадлежащие по не­которым свойствам к классу квазаров, также окружены слабыми планетарными туманностями.

 

 

1.3. Большой Взрыв

 

Большой Взрыв, если, как принято считать,  он когда-то состоялся, является причиной возникновения расширяющейся Вселенной. Поэтому представлялось интересным и важным проанализировать характерные особенности и механизм (модель) развития Вселенной в ряду взрывных явлений, происходящих в назем­ных условиях и в космическом пространстве (в физическом вакууме).

Большой Взрыв, как это предполагается, происходит в результате спонтанного высво­бождения точкой сингулярности такого сгустка энергии сверхвысокой плотности,  физическую массу которого в первые 10ˉ с составляет световая форма материи.

В период между 10ˉ и 0.3с при температуре выше 10¹º К в результате столкновения энергичных  γ - квантов образуются электрон-позитронные пары

                                   γ + γ D  еˉ +e,                                             (1)

а при взаимодействии электронов с позитронами рождаются нейтрино и антинейтрино                    еˉ +e →ﬠ +ﬠ.                                             (2)  

То есть, уже через 0.3с расширяющийся сгусток превращается в субстрат, содержащий в своём составе кванты света, электроны, позитроны, нейтрино и антинейтрино.

Далее в составе сгустка-субстрата начинают образовываться протоны и нейт­роны, которые при 10¹ºК существуют в виде высокотемпературной плазмы. После того, как температура падает до 10  К, становится возможным образова­ние дейтерия и гелия-3. Синтез элементов в начале расширения ограничивается только лёгкими элементами и заканчивается примерно через 300с. В это время химический состав сгустка-субстрата состоит из 30% атомов гелия и 70% ато­мов водорода, «купающихся» в смеси квантов света, электронов, позитронов, нейтрино,  антинейтрино и, очевидно, субчастиц,  образую­щихся промежуточно (или побочно).

Таким образом, сгусток-субстрат, образовавшийся в первые секунды после Большого Взрыва, содержит в своём составе материальные частицы обладаю­щие массой, высочайшей плотности (ρ~10¹ г/см³ ), внутренним давлением, температурой выше 10¹º К и получает мощный импульс движения, направлен­ный от центра взрыва во все стороны. То есть, сгусток-субстрат, образовав­шийся при Б. В., обладает всеми свойствами, характерными взрывным волнам, образующимся при атмосферном взрыве и взрывах звёзд и квазаров, происхо­дящих в космическом пространстве.

 

 

  1.4. Теория волнового расширения Вселенной

 

Из вышеизложенного следует, что механизм распространения ударных волн,  образующихся при взрывах, происходящих в атмосфере воздуха и планетарных туманностей, образующихся при взрыве звёзд в космическом пространстве,  распространяется так же и на распространение ударной волны, образующейся в результате Б. В.

По внешним признакам Б. В. напоминает взрывы звёзд, которые сопровож­даются с отторжением планетарной туманности, состоящей из ионизованных атомов и пыли. При Б. В. отторгающаяся ударная волна (сгусток-субстрат) состоит из смеси квантов света, электронов, позитронов, нейтринов, антинейт-ринов, протонов, нейтронов, ионов ядер гелия и, по-видимому, сопутствующих им субчастиц, которые обладают соответствующей массой. И, как только сгус­ток-субстрат отделится от центра под воздействием мощного взрыва, в систе-ме включается мощная реактивная тяга (отталкивание), придающее удаляю-щейся ударной волне ускоряющееся движение, направленное от центра взрыва во все стороны. Тяга при этом, также как при атмосферном взрыве и взрыве звёзд, обеспечивается за счет энергичного сбрасывания волновым слоем (субстратом) части своего состава с внутренней поверхности сферы, ограничивающей уда­ляющуюся  ударную волну. При этом по мере удаления ударной волны от центра взрыва, происходит постоянное увеличение объёма развивающейся сферичес­кой Вселенной. Её размеры определяются величиной радиуса удаляющегося слоя ударной волны. В результате постоянного сбрасывания субстратом удар­ной волны части своего состава во внутрь сферы (Вселенной), ограничиваю­щейся слоем волны вновь образующееся пространство расширя­ющейся Вселенной синхронно заполняется разряженным, потерявшем высокое внутреннее давление составом субстрата. В системе одновременно происходит усреднение плотности вещественного состава вселенческой среды. При этом частицы среды и туманности, зародыши будущих звёзд, галактик, а позже и сформировавшиеся звёзды и галактики не разбегаются друг от друга. Размеры Вселенной увеличиваются не за счет расширения пространства путём его набу­хания, а за счет удаления ударной волны от центра Б.В. Этот процесс продол­жается до тех пор, пока плотность волнообразующего субстрата не достигнет  уровня плотности вселенческой среды.

Таким образом,  Б.В. вписывается в ряд взрывов, происходящих в атмосфере воздуха, взрывов звезд, ядер галактик и квазаров, происходящих в космическом пространстве,   физическом вакууме и происходит по волновому механизму. Теория волнового расширения Вселенной легко объясняет ряд сложных проблем, вырожденных теорией Б.В. Так, например, вихреобразование и формирование «блинов»-зародышей галактик, скоплений и сверхскоплений галактик, могут быть объяснены без привлечения специальных, дополнительных теорий. Образование их происходит в процессе постоянно протекающего взрывного сбрасывания субстратом ударной волны части своего состава во внутреннюю сферу расширяющегося вселенческого пространства. Эти взрывы, очевидно, сопровождаются выбросом туманностей с достоинством от галактической массы до десяток, сотен и тысяч галактических масс эквивалентных скоплениям и сверхскоплениям галактик. Взрывной характер турбулентного выброса «блинов» предопределяет их вихреобразное движение, величину импульса вращательного движения туманности в целом и в ее внутренних областях на уровне галактических масс. Определяет величину и форму галактических образований и их скоплений.

Предлагаемая теория позволяет также считать, что реликтовое (фоновое) излучение не происходит в первые секунды Б.В., а   омывает межзвездное пространство со всех сторон и равной интенсивностью.  Оно поступает до наблюдателя «снаружи» - со всех сторон с внутренней поверхности высокоэнергетического удаляющегося волнового слоя вследствие его относительно равномерного излучения, направленного внутрь вселенческого пространства.   Изложение другого возможного варианта происхождения реликтового излучения будет  представлено во втором сообщении.

Теория волнового расширения Вселенной хорошо согласуется с одним из ос-новополагающих положений космологии – однородность состава и изотроп-ность Вселенной в крупных масштабах. Вместе с тем,  она исключает такое  определяющее положение теории Б.В., как  разбегание галактик,  расширение (набухание) вселенческого пространства.

Принято считать, что любые вновь предлагаемые теории и гипотезы о проис-хождении и развитии Вселенной должны отвечать обоим этим положениям. Следовательно,  предлагаемая нами теория волнового расширения Вселенной, противоречащая разбеганию галактик друг от друга, вроде бы, не  должна соответствовать действительности. Однако,  если  удастся показать, что эта теория может иметь полное право на существование,  то пошатнется один из центральных положений космологии – разбегание галактик друг от друга.  Поэтому представляет интерес и важность любая попытка  объяснить красное смещение спектров далеких галактик не только эффектом Доплера [изменением частоты колебаний волн, когда наблюдатель и источник волн (звуковых, световых и др.) движутся относительно друг друга], но и каким-либо другим способом.

 

 

1.5. Красное смещение спектров

 

 Попытки объяснить красное смещение спектров иными способами, кроме как проявлением эффекта Доплера,  пресекались и пресекаются в корне. Например, красное смещение в спектрах далеких галактик могло бы иметь место при изменении со временем величины скорости света, а также при уменьшении энергии кванта в процессе его путешествия в межгалактическом пространстве. Но, как считают сторонники разбегания галактик, если энергия кванта в процессе этого движения не передается ничему, то её потеря, характеризующаяся увеличением длины волны,   обусловлена   нарушением   закона сохранения энергии. Если же считать, что квант теряет часть своей энергии, передавая ее другим фотонам или частицам среды, то при этом изменилось бы направление его движения. Поэтому изображения спектров галактик, чем дальше они находятся от наблюдателя, должны были быть всё более расплывчатыми, нечеткими и размытыми. На самом же деле изображения как близких, так и далеких галактик достаточно четкие. Поэтому гипотеза «старения квантов» была исключена из дальнейшего рассмотрения.

Говоря о четкости изображения спектров далеких галактик,  надо иметь в виду,  что, если некоторые фотоны,  столкнувшись (на расстоянии многих Мпс от источника),  с другими фотонами или частицами,  действительно изменяют своё  направление движения и рассеиваются, то отсюда ещё  не следует, что спектр этого источника должен быть расплывчатым, размытым.  Фотоны, изменившие направление своего движения просто не видны через  объектив телескопа, так как «идут»  другим путем. То, что мы наблюдаем за далекими галактиками через объектив телескопа ( через «узкую щель»), то это просто большое везение. Наблюдатель при этом получает от источника отфильтрованную, отсеченную от побочных космических лучей чистую и четкую спектральную картину объекта, позволяющую рассчитать точную величину красного смещения спектральных линий.

Причина «старения квантов» тогда была не понята. Физический смысл увеличения значения красного смещения в зависимости от величины расстояния источника от наблюдателя заключается в том, что в толще высокотемпературного и плотного слоя ударной волны, образующейся при взрывных процессах по мере удаления ударной волны от центра взрыва и истечения времени происходит постепенное снижение температуры и плотности среды волнового слоя. Этот процесс сопровождается синхронным снижением частоты (увеличением длины) волны, распространяющейся в волновом слое. В результате волновой слой доносит до наблюдателя волну из той области спектра, которая обладает более низкой частотой.

Зависимость частоты звуковой волны от плотности среды явление известное. Так, например, молния, ударившая  совсем рядом,  издает трескучий, резкий звук (высокая частота). При этом глухого, протяжного звукового сопровождения в длинноволновой области не слышится.  Напротив, гром, прогремевший с большого расстояния, доносит  глухой, протяжный звук (область более длинных волн). Показательно при этом, что независимо от того, приближается или удаляется гроза от наблюдателя,  гром слышится как глухой, протяжный звук в длинноволновой области. Если бы при этом работал только эффект Доплера, то приближающийся гром услышался бы в более коротковолновой, а удаляющийся гром – в более длинноволновой области. Этого не происходит. Издалека гром  доносится до наблюдателя всегда одинаково глухим, протяжным звуком. Изменение частоты звуковой волны зависит,  в основном, от величины расстояния от источника звука до наблюдателя. Так как скорость звука (~330 м/с) многократно превышает скорости движения грозового фронта (~10 м/с), вклад эффекта Доплера в общее изменение частоты звуковой волны не велик. Именно поэтому его вклад в изменение частоты звуковой волны  наблюдатель практически и не замечает.

С рукотворным источником громкого звука дело обстоит аналогично. На  близком расстоянии  орудийный выстрел слышится,  как резкий звук (звук высокой частоты). На далёком расстоянии –   как глухой (низкой частоты). Следовательно, для того чтобы произошло увеличение длины звуковой волны, нет необходимости в быстром отдалении источника звука от наблюдателя. Эффект изменения частоты звукового колебания имеет прямую зависимость от расстояния между источником звука и наблюдателем.

Таким образом, результаты вышеприведенных наблюдений вполне соответствуют  основным положениям теории волнового расширения Вселенной, предполагающей, что галактики не разбегаются.

Красное смещение спектров далеких галактик обусловлено в основном не разбеганием их друг от друга, а свойствами (энергетическими характеристиками) окружающей среды.

Очевидно, что  суммарная величина красного смещения складывается из предлагаемого нами эффекта (уменьшение частоты колебания волн в зависимости от увеличения расстояния источника волн от наблюдателя) и некоторого вклада эффекта Доплера. При этом  эффект Доплера, по-видимому, проявляется,  в основном,  при наличии орбитального движения звезд вокруг центра галактик, галактик – вокруг центра вращения скоплений и сверхскоплений галактик, а также движения космических образований, вовлеченных в крупномасштабные вихревые и иные виды движения.

 

 

1.6. Расширяется (набухает) ли Вселенная?

 

Теория волнового расширения Вселенной была выведена путём  сопоставительного анализа развития событий,  происходящих после Б.В.,  с причинно-следственными последствиями взрывов, происходящих в атмосфере воздуха и взрывов звезд, ядер галактик и квазаров, происходящих в космическом пространстве.  Но, так как теория Б.В. предусматривает расширение Вселенной не за счёт волновых механизмов, а путем равномерного расширения (набухания) пространства, то более углубленное исследование возможности реализации этого процесса во вселенческом уровне становится важным и необходимым.

Наиболее близким к рассматриваемой проблеме является предвзрывная эво-люция красного гиганта. Процесс начинается с ядерных реакций, происходящих в недрах мантии и в гелиевом ядре звезды. Далее,  с истечением значительного времени,  происходит всё возрастающее разогревание, активизация конвекционных процессов и уплотнение мантии. При этом процессу уплотнению мантии  сопутствует её  набухание в объеме. В результате мантия получает импульс движения, направленный от центра во все стороны, отрывается от ядра звезды и далее со всё большей скоростью  удаляется в виде планетарной туманности (ударной волны). То есть, ускоряющееся набухание объекта, также как и в случае взрывных процессов (см. разделы 1.1 и 1.2.) вступает в стадию расширения его по волновому механизму.

Рассмотрение  Б.В. с этой позиции позволяет полагать, что в самом начале взрыва сингулярность может развиваться путем ускоряющегося набухания в объеме. К началу взрыва вновь образовавшийся, раздувающийся, горячий и плотный сгусток получает мощный импульс движения, направленный из центра во все стороны. В финале сгусток отделяется от центра в виде слоя сферической ударной волны. Далее включается механизм ускоряющегося удаления волнового слоя расширяющейся Вселенной (см. раздел 1.4.).   То есть, происходит ли Б.В, в точке сингулярности спонтанно или после стадии раздувания (набухания) сингулярности в объеме, это не будет иметь определяющее значение в процессе развития Вселенной в целом. Так или иначе, но ее расширение, продолжающееся в течение многих миллиардов лет, будет происходить по волновому механизму. Галактики во Вселенной не будут разбегаться, а ее расширение не будет определяться расширением (набуханием) пространства. Границы Вселенной будут определяться «линией» фронта ударной волны, удаляющейся от центра взрыва. Завоеванное пространство расширяющейся Вселенной синхронно заполняется веществом волнового слоя.

Здесь следует заметить, что теория волнового расширения Вселенной хорошо согласуется с теорией Всемирного тяготения И.Ньютона. Например,  известны тесно взаимодействующие звезды (пульсары), галактики, связанные друг с другом  перемычками различного типа. Центробежная сила планет, вращающихся вокруг звезд,  компенсируется притяжением их центральной звездой.  Силы взаимного притяжения удерживают орбитально движущиеся галактики, находящиеся в составе скоплений и сверхскоплений галактик. Все это никак не вписывается в модель равномерно расширяющегося (набухающего) пространства вкупе с материальными составляющими всех видов, входящими в его структуру. По-видимому, настало время начинать подумывать не о разбегании галактик, а концентрировании их в отдельных центрах (образование скоплений и сверхскоплений галактик), а также в глобальном масштабе в едином центре,  о процессе сжатия Вселенной.

Как было показано выше (см. раздел 1.4), согласно теории волнового расширения,   Вселенная расширяется до тех пор, пока плотность волнообразующего субстрата не рассосётся до уровня плотности внутривселенческой среды. Рубеж полного расасывания слоя ударной волны определяет границу Вселенной.

 

 

1.7. Горизонт видимости. Масштабы метагалактики и Вселенной

 

Человек глубокой древности создавал свои мифы о  мироздании, исходя из  того, что он видел вокруг себя. Глубина его знаний ограничивалась горизонтом видимости. Согласно толковому словарю под горизонтом видимости подразумевается линия кажущегося соприкосновения неба и земной или водной поверхности, а также небесное пространство, ограничивающееся границей види-мости. При движении наблюдателя в направлении к горизонту он от наблюда-теля постоянно отдаляется. Перед его взором открываются новые панорамы, а горизонт, находящийся за его спиной, как будто бы следует за ним. Горизонт видимости человека в космических масштабах совпадает границами метагалак-тики – наблюдаемой части Вселенной.

По определению Метагалактика и Вселенная являются сферическими объек-тами. Размеры метагалактики определяются величиной радиуса сферы, ограни-чивающейся границей горизонта видимости наблюдателя. Для земного наблю-дателя она соответствует красному смещению с z  равной около 4-5 единиц. Принято, что размерность Вселенной соответствует красному смещению порядка z=1000, а по некоторым данным – 1500 единиц.

Расчет величины радиусов метагалактик и Вселенной производится довольно просто. Сначала, исходя из релятивистского уравнения Доплера, по величине z определяют скорость удаления галактик от наблюдателя

 

                                             υ=с∙[(z+1)²-1] / [(z+1)²+1]                    (3)

Далее на основании закона Хаббла, являющегося одним из фундаментальных законов Вселенной, определяют расстоянием между галактикой и наблюдателем

 

                                    υ = Hr  ,   r = υ/H.                                           (4)

Значения скорости удаления и расстояния галактик, полученные в результате расчетов по уравнениям 3 и 4, приведены в табл.1.

 

 

 

                                                                                                                 Таблица 1

Скорости отдаления и расстояния галактик от наблюдателя в зависимости от величины z при Н=50 км/с на Mnс.

 

№

п/п

 z

    v,

  км/с

       vn -vn₋₁  ,

       км/с

       R,

     Mnс

    Rn - Rn₋₁  ,

     Mnс

1

  2

       3

             4

        5

          6

2

  0

       0

             0

        0

          0

3

  1

 180000

  180000

  3600

3600

4

  2

 240000

  60000

  4800

1200

5

  3

 264000

  24000

  5280

480

6

  4

 276000

  12000

  5520

240

7

  5

 284000

  8000

  5680

160

8

  6

 288000

  4000

  5760

80

9

  7

 290760

  2760

  5815

55

10

  8

 292650

  1890

  5853

38

11

  9

 294000

  1350

  5880

27

12

 10

 295000

  1000

  5900

20

13

100

 299910

  54,5*

  5998,2

1,09*

14

1000

 299999,1

  0,09*

  5999,99

0,00199*

* Усредненные значения при расчете на единицу z.

 

 

Анализ данных таблицы показывает, что скорость удаления галактик от наблюдателя (графа 3) по мере увеличения значения z на единицу возрастает в замедляющемся темпе (графа 4). При максимальных значениях z скорость удаления космических объектов стремится к скорости света. Однако, при любом значении z она остается недостижимой. Величина радиуса метагалактики (графа 5, z=5) равна 5680 Mnс, а радиус Вселенной (для z=1000) – 5999,9 Mnс. Отсюда получается, что радиус метагалактики составляет 94,6 % от величины радиуса Все-ленной (рис.2).     То есть в сферическое пространство, занимаемое Вселенной, образовавшейся в соответствии с теорией Б.В., может вписываться только одна метагалактика. Это означает, что центр нашей метагалактики с 94,6%-ной достоверностью совпадает с центром расширяющейся, (набухающей) Вселенной. Следовательно, получается, что мы во Вселенной занимаем привилегированное, антропоцентрическое положение. Но, из анализа долгой, полной драматизма истории развития астрономии следует, что ни одна теория, приводящая к  антропоцентризму, не соответствует действительности. Так получилось в глубокой древности, когда человек наблюдал за окружающим миром визуально, находясь в центре воображаемого мироздания. В эпоху геоцентризма он созерцал мироздание также из «центра», находясь на Земле, а в эпоху гелеоцентризма – находясь в составе солнечной системы. Теперь, находясь уже в центре метагалактики,  мы снова оказываемся в центре Вселенной.

 

 

                                                            Рис.2

Рис.2 соотношение масштабов Метагалактики и вселенной: r – радиус Метагалактики - 5680 Mnс; R – радиус Вселенной – 5999,9 Mnс.

 

 

Таким образом,  расчеты, проведенные с использованием уравнения закона Доплера, приведенного в соответствие с теорией относительности (3), с целью укрепления позиции теории Б.В., сыграли злую шутку с самой этой Теорией. Показали, что она тупиковая и приводит к антропоцентризму – привилеги-рованному положению человека во Вселенной, что не возможно в принципе.

Полученные результаты в совокупности показывают, что если Вселенная происходит в результате Б.В., то с большой уверенностью можно утверждать, что поствзрывная ситуация будет развиваться не путем набухания вселенческого пространства, а путем расширения Вселенной по волновому механизму (см. раздел 1.4.).

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

1.                  Н.С.Ахметов, Общая и неорганическая химия 2 изд.,М.Высш.шк., 1988.

2.                  Г.С.Ландсберг, элементарный учебник физики, М. «Наука», 1972 , т.II.III.

3.                  И.С.Шкловский, Звезды: их рождение, жизнь и смерть, 3 изд. М.

   «Наука», 1981.

4.                  Т.А.Агекян, Звезды галактики, Метагалактика 3 изд., «Наука»,1981.

5.                  И.А.Клишмакин, Астрономия наших дней, 2 изд., М. «Наука», 1980.

6.                  И.Д.Новиков, Эволюция Вселенной, 3 изд., М «Наука», 1990.

П р и м е ч а н и е    а в т о р а.

Рассматриваемая статья по сути своей имеет программный характер. При внимательном, аналитическом чтении статьи можно обнаружить не только много недосказанного, но и откровенной подсказки тематики  проведения лабораторных и полевых исследований, а так же  осуществления математических расчетов отдельных объектов и событий.

Авторы проявляют высокий интерес к обсуждению данной публикации и продолжению совместных исследований с учеными и специалистами, заинтересованными в экспериментальной проверке состоятельности теории волнового расширения Вселенной и других положений,  выдвигаемых в данной работе,  а так же  ждут предложений, замечаний и поддержки.

 

 

Наш адрес: 420138, г. Казань, ул. Проспект Победы, д.18, кв.19.

                     Тагиру Хасановичу Газизову

                   

 Тел.  (843) 269-20-28,  290-26-47.

E-mail: cimd060402@yandex.ru