| N-T.ru / Текущие публикации / Научные гипотезы |
К вопросу об эволюции ВселеннойПолная версия статьи: PDF (288 кбайт), DOC (315 кб). Оглавление1. Введение. 2. Существующие модели эволюции вселенной: новые успехи и старые проблемы. 3. Исследование гравитации для общего случая. 3.1. Исследование неиндуцированных компонент. 3.2. Исследование индуцированных компонент. 4. Флюктуации Глобальной Вселенной и фазировка пространства-времени. 4.1. Механизм возникновения флюктуаций. 4.2. Формирование замкнутой структуры Глобальной Вселенной как результат фазировки пространства-времени. 5. Краткие выводы. Реферат1. ВведениеБольшое количество проектов, запущенных в последнее время, неоспоримо свидетельствует о все возрастающем интересе ученых к основным космологическим вопросам: природе гравитации и причине ускоряющегося расширения Вселенной. Особенного внимания заслуживают работы, посвященные расширению экспериментальной базы в этих направлениях. В работе проводится анализ поведения гравитации и сценарий эволюции Глобальной Вселенной в рамках двоичной модели распределения плотности вещества, ссылаясь на ранее проведеннык в этом направлении исследования. Данные исследования касаются также и новых аспектов в астрофизических исследованиях. 2. Существующие модели эволюции вселенной: новые успехи и старые проблемыРассмотрим основные существующихемодели эволюции вселенной, обсуждение которых продолжается в научном мире: инфляции и «темной материи». Основными успехами и той и другой моделей является достаточно успешная интерпретация полученных наблюдательных данных. Особенно это относится в настоящее время к разделам наблюдений, связанных с космическим микроволновым фоновым излучением, разбеганием космологических объектов во вселенной. Вместе с тем, существует и ряд серьезных не решенных проблем. Две основные из них: обнаружение гравитационных волн и решение вопроса о дальнейшей судьбе Вселенной – будет ли она расширяться или в будущем «Большой Взрыв» сменится «Большим Треском». Немалая доля внимания ученых прикована в этом аспекте к вопросам формирования и обнаружения «черных дыр». До настоящего времени гравитационные волны не обнаружены, а вопрос изменения сценария расширения Вселенной все еще актуален. Роль «черных дыр» в эволюции Вселенной также остается открытым вопросом. Их влияние вполне может оказаться решающим фактором для судьбы Вселенной. Хотя может показаться, что эти космологические объекты являются достаточно экзотическими, чтобы уделять им столь пристальное внимание в современной космологии. Механизмы анализа, используемые в двух разных моделях имеют существенные отличия. В первом случае используются те или иные приведенные распределения. Во втором – квантово-механические преобразования. Отличие двоичной модели в этом смысле: единая модель с использованием единого механизма в виде приведенных распределений, в рамках которой возможно рассмотрение всей эволюции Глобальной Вселенной, начиная непосредственно с момента «Большого Взрыва» и заканчивая эпохой формирования «барионной материи» в различных космологических масштабах. 3. Исследование гравитации для общего случаяВ данном разделе исследуется гравитация с учетом четырех- компонентной системы, когда в пространстве-времени формируется скаляр за счет падающей и отраженной волн «не барионной» или «первичной материи». Рассматриваются также и параметры индуцированных гравитационных волн, как результат преобразования в пространстве-времени электромагнитного излучения. 3.1. Исследование неиндуцированных компонентРанее подобные исследования уже проводились автором. Основная их специфика состоит в том, что для общего случая гравитационное взаимодействие может иметь как положительную, так и отрицательную величину. При этом механизм, применяемый автором позволяет описать как Ньютоновскую, так и не- Ньютоновскую характеристику этого вида взаимодействия. Универсальность механизма позволяет выделить характер поведения гравитационных сил для «барионной» и «антибарионной материи» и вычислить коэффициент отклонения от Ньютоновской гравитации для общего случая. Это позволяет говорить о формировании «барионной ассиметрии» и о том, что в современную эпоху эволюции Вселенной «антибарионная материя» может образовываться в звездах, масса которых превышает четверть массы нашего Солнца. В заключении приводится предположение об увеличении «барионной ассиметрии» в современную эпоху эволюции Вселенной, затрагивающей ряд аспектов, касающихся астрофизических наблюдений. 3.2. Исследование индуцированных компонентВ общем случае компонентами гравитационных волн являются составляющие, индуцированные электромагнитным излучением в определенном диапазоне. Можно получить функцию поведения индуцированных компонент для общего случая. Отсюда следуют два основных вывода:
Исходя из этих выводов гравитационное излучение в рамках двоичной модели является детектируемым и наиболее детектируемыми являются «быстрые индуцированные гравитоны». В двоичной модели возможно провести анализ, суть которого сводится к выявлению резонансных частот, на которых обнаружение гравитационного излучения с использованием уже разработанного оборудования могло бы быть более эффективным. «Резонансные» частоты для «барионной материи» и «антибарионной материи» не совпадают ни в одном из диапазонов. Такое обстоятельство позволяет не только определить наилучшие частоты для детектирования гравитационных волн с помощью лазерных детекторов, но и произвести селекцию источника индуцированного гравитационного излучения. Одним из следствий этого является возможным развитие сценария, в котором индуцированное гравитационное излучение воздействует на оба типа материи и взаимодействует с ними, поскольку является поляризованным. Это делает возможным наблюдение такого взаимодействия. Наиболее интересным в этом плане является аспект взаимодействия гравитационного излучения и микроволнового фонового излучения. Интерпретация факта влияния гравитационного излучения в принятом виде приводится в работах целого ряда авторов, занятых в области экспериментальных работ. И эти работы в целом свидетельствуют в пользу утверждений двоичной модели. Аспекты эволюции Вселенной, как, например, образование «черных дыр», в рамках данной модели переводятся из феноменологических объектов в разряд «более стандартных». Возможно, что сами «черные дыры» являются одним из «недостающих звеньев» эволюции Вселенной, с помощью которых такие проблемные вопросы как дефицит «барионной материи» в кластерных образованиях, гравитационная устойчивость на больших космологических масштабах, источник расширения Вселенной и, наконец, сам вопрос о судьбе Вселенной удастся решить окончательно. 4. Флюктуации Глобальной Вселенной и фазировка пространства-времениНе только наблюдаемая область Вселенной, но и более широкодиапазонная пространственно-временная модель Глобальной Вселенной, неоднократно в ходе своей эволюции была подвержена воздействию механизма образования флюктуаций. Причиной таких флюктуаций прежде всего являются знакопеременные ускорения, воздействию которых Вселенная начала подвергаться практически сразу после «Большого взрыва». За счет этого же механизма окончательной судьбой Вселенной является полное замедление расширения и дальнейшее сжатие. Такой сценарий в современной науке называется «Большим Треском». Современные модели эволюции Вселенной построены на наблюдательных данных Нашей локальной вселенной. В этой связи некоторые отличия и предсказания двоичной модели не могут рассматриваться как противоречивые. 4.1. Механизм возникновения флюктуацийПрирода гравитации заключается в балансе «быстрых» и «медленных» гравитонов. На этапе эволюции Глобальной Вселенной, когда плотность излучения доминирует над плотностью материи, основную роль играет неиндуцированное гравитационное излучение. Механизм возникновения флюктуаций может рассматриваться как результат воздействия знакопеременного суммарного давления «небарионной материи». Замедление расширения Вселенной является непротиворечивым по отношению к наблюдательным данным, поскольку вклад «небарионной материи» в постоянную Хаббла может составлять до 77%. Такой подход позволяет сравнить сценарий влияния «небарионной материи» на расширение Вселенной со сценарием «темной энергии», рассматриваемым в современных космологических моделях. Одним из возможных следствий существования такого сценария эволюции Вселенной является существование пространственно-временных тоннелей, которые в настоящее время относятся учеными к более позднему периоду эволюции Вселенной. Как одна из разновидностей таких структур, могут рассматриваться «темные тоннели», образование которых рассмотрено в ранних работах по двоичной модели. 4.2. Формирование замкнутой структуры Глобальной Вселенной как результат фазировки пространства-времениВ ранних работах этот вопрос уже рассматривался. С учетом начальной фазы и формирования пространства-времени по параметру плотности, можно заключить, что при определенных условиях возможно формирование замкнутой структуры. Причем таких структур может быть более одной. В этом смысле существующая структура Вселенной представляется более многокомпонентной, чем это принято в настоящее время. 5. Краткие выводыСуммируя предлагаемый сценарий поведения гравитации и эволюции Вселенной можно видеть, что гравитационное взаимодействие состоит из ряда компонент, поведение которых различно. В общем случае это приводит к тому, что гравитационные волны являются индуцированными электромагнитным излучением и их детектирование в частотном диапазоне ограничено, по-крайней мере для лазерных детекторов. Поведение компонент гравитационных волн для «вторичной материи» различно, что не только позволяет предложить методику регистрации гравитационных волн, но и селектировать их источник. При этом индуцированное гравитационное излучение, в отличие от неидуцированной гравитации может взаимодействовать с веществом и электромагнитным излучением. В частности, такое взаимодействие отмечается в наличии негауссовской компоненты в микроволновом фоновом космическом излучении. Вселенная в рамках двоичной модели является замкнутой структурой. В современную эпоху ее эволюции, которую мы можем видеть посредством наблюдаемой области, Вселенная расширяется. Но сценарий ее окончательной эволюции – смена расширения на сжатие. Вместе с тем, рассмотренные особенности двоичной модели могут быть использованы не только для совершенствования проектов по детектированию гравитационных волн, но и по обнаружению «черных дыр». Модель позволяет рассматривать существование «черных дыр» и «темных тоннелей» как дополнительный источник гравитационной стабилизации в широких диапазонах космологических масштабов уже в наблюдаемую эпоху эволюции Вселенной, а также как один из дополнительных ключей к разгадке эффекта «дефицита масс». В целом же из данной работы следует, что структура Глобальной Вселенной, также как и наблюдаемой ее области, имеет более сложную природу. А механизм образования «барионной материи» и «антибарионной материи» может являться не только следствием поведения гравитационных сил и флюктуаций, но и результатом наложения переноса материи из различных локальных вселенных посредством «темных тоннелей».
Источники информации:
|
|
Дата публикации: 14 февраля 2006 года |
|