3 Красное смещение
Какие ещё проблемы стоят перед нами, если мы будем пытаться объяснять наблюдаемые в космическом пространстве явления с точки зрения объяснения красного смещения эффектом Доплера и расширением пространства?
Доказательствами «Большого взрыва» стало обнаруженное американским астрономом Весто Слайфером в 1912 – 1914 годах красное смещение для галактик. В 1929 году Эдвин Хаббл открыл, что красное смещение для далёких галактик больше, чем для близких, и возрастает приблизительно пропорционально расстоянию (закон красного смещения, или закон Хаббла) и объяснил это эффектом Доплера. Однако, в последствии выяснилось, что в наблюдаемое красное смещение от галактик вносит вклад как космологическое красное смещение из-за расширения пространства Вселенной, так и красное или фиолетовое смещения эффекта Доплера вследствие собственного движения галактик. При этом на больших расстояниях вклад космологического красного смещения становится преобладающим [12]. Таким образом, на самом деле, основной вклад в красное смещение вносит не эффект Доплера удаляющихся галактик, а расширение самого пространства, причём, это расширение идёт с увеличивающейся скоростью, в зависимости от расстояния до космического объекта – чем он дальше, тем с большей скоростью от нас удаляется. В начале 1970-х годов для постоянной Хаббла было принято значение H = 53,5 (км/с) /Mпк. Наиболее надёжная оценка постоянной Хаббла на 2013 год составляла H = 67,8±0,77 (км/с) /Mпк [43]. В 2016 году эта оценка была уточнена до H = 66,93±0,62 (км/с) /Mпк [44]. Следует отметить, что измерения разными методами дают несколько различающиеся значения постоянной Хаббла. Указанные выше значения получены с помощью измерения параметров реликтового излучения на космической обсерватории Планк. Опубликованные в 2016 году измерения «местного» (в пределах до z <0,15) значения постоянной Хаббла путём вычисления расстояний до галактик, по светимости наблюдающихся в них цефеид, на космическом телескопе Хаббла дают оценку в 73,24 ± 1,74 (км/с) /Мпк, [62].
В соответствии с современными представлениями вспышки сверхновых служат одним из реперов расстояний до галактик. Вспышки сверхновых типа Ia, длятся в нашей Галактике порядка двух недель, а в более далёких галактиках растянуты во времени пропорциональному красному смещению этих галактик, которое в свою очередь пропорционально удаленности этих галактик. Вспышка сверхновой в галактике с красным смещением 0,5 наблюдается три недели, а в галактике с красным смещением 1,0 длится один месяц.
Аристарх Аполлонович Белопольский, обнаружил в 1887 году асимметрию «Доплеровских» смещений наиболее ярких звезд нашей Галактики ~5 км/сек в направлении апекс – антиапекс Солнца и расхождение между «Доплеровской» и параллактической скоростями Солнца относительно окружающих звезд. Астрофизик В. В. Кэмпбелл, открыл в 1911 году K-эффект – зависимость Красных смещений от абсолютных светимостей звезд нашей Галактики. Астрофизик Р. Дж. Трамплер доказал несоответствие K-эффекта эффекту Доплера и отличие его от гравитационного красного смещения. В 1929 году, после открытия Хабблом красного смещения галактик, астрофизик Аристарх Аполлонович Белопольский заявил, что для создания красного смещения галактики не обязательно должны удаляться: изменение спектра галактик вызывает не эффект Доплера, а какое-то иное физическое явление. Астрофизик Хэлтон Арп открыл связанные космические объекты, имеющие сильно разнящиеся красные смещения.
С помощью звезд реперов, неоднократно определяли расстояние до центра Галактики R
. Однако единого мнения в этом нет. Оценки R
находятся в пределах от 6,5 по звёздам подобным RR Лиры до 10 килопарсек по цефеидам. Для построения межгалактической шкалы выбрали цефеиды. Этим методом определены расстояния до некоторых спиральных галактик, находящихся на расстояниях около 10 мегапарсек, где уже заметно системное «красное смещение» и, рассчитана постоянная Хаббла (H), – 50 км в секунду на мегапарсек, в соответствии с этим «определено время расширения вселенной в 13,8 миллиарда лет». Ясность в вопросе о том, по каким звездам реперам расстояния определены правильнее, внес проект HIPPARCOS (High Precision PARallax Collecting Satellite) в котором были определены параллаксы 118 000 звёзд в сфере вокруг Солнца радиусом примерно 500 парсек. В этой сфере оказались и цефеиды, причем расстояния до контрольных цефеид оказались гораздо меньшими, иногда не менее чем на четверть меньшими, чем считалось до этого. То есть расстояние до центра нашей Галактики не больше 6 килопарсек. И расстояния до ближайших галактик, имеющих системное «красное смещение» явно на 40% меньше принятых.
О том, что размеры нашей Галактики меньше размеров предполагавшихся ранее, на 221-ом заседании Американского астрономического сообщества, заявила Элис Дисон (Alis Deason), астроном университета Калифорнии в Санта-Круз. Элис Дисон и ее коллеги ориентировались на самые далекие звезды в гало Млечного Пути. Разброс скоростей у этих звезд и позволил рассчитать массу Млечного Пути в 500—1000 миллиардов солнечных, что вдвое меньше принятой в настоящее время. В спектральных линиях, излучаемых астрономическими объектами – квазарами, наблюдалось красное смещение, отвечающее трехкратному уменьшению частоты. С какой скоростью при этом должен был бы удаляться квазар? (Рис.10).
Рис.10. Квазар, испускающий джет из активного центра
Легко посчитать: f (A) =f (B) /3, или ? (1-v/c) / (1+v/c) =1/3, откуда 1+v/c=9 (1-v/c), или 10v/c=8. Получается, что v=0,8c. (здесь В=v/c, где c – скорость света в вакууме, v – скорость удаления объекта).
По-видимому, далекие галактики и квазары убегают от нашей Галактики со скоростями, пропорциональными расстоянию до этих объектов. Если эта линейная связь между скоростью и расстоянием справедлива для квазаров в данном примере, то расстояние до них должно быть порядка 12?10
лет, т.е. на три порядка больше предполагаемого радиуса Вселенной [23]. Существуют и другие данные наблюдений, противоречащих утверждению, что по космологическому красному смещению можно судить о расстоянии до космических объектов. Хэлтон Арп (Halton C. Arp) – профессиональный астроном, который ранее в своей карьере, был ассистентом Эдвина Хаббла. Он был награжден призом Элен Б. Уорнер, Кливлендской Премией Ньюкомба, Премией Александра фон Гумбольдта за высокие научные достижения (Рис.11).
Рис.11. Хэлтон Арп
В течение многих лет он работал в обсерваториях Маунт-Вильсон и Паломарской. За это время он создал известный каталог «Специфические (Пекулярныые) галактики», в котором собраны деформированные или «неправильные» галактики. Арп обнаружил, беря фотографии с больших телескопов, что многие квазары, имеющие чрезвычайно высокое красное смещение z (и как думают, удаляются от нас очень быстро, и таким образом должны быть расположены на большом расстоянии от нас) физически связаны с галактиками, которые имеют низкое красное смещение и, как известно, расположены относительно рядом с нами. Арп привёл фотографии многих пар квазаров с высоким красным смещением, которые симметрично расположены с обеих сторон галактики с низким красным смещением, которая предполагается их родителем. Эти соединения происходят намного более часто, чем вероятность случайного совпадения. Подавляющее большинство астрофизиков пробует найти оправдание наблюдений Арпом связанных галактик и квазаров «иллюзиями» или «угловыми визуальными совпадениями». Но, большое количество физически связанных квазаров и галактик с низким красным смещением, которые он сфотографировал и каталогизировал, делает такое совпадение маловероятным. Это просто случается слишком часто.
Из-за фотографий Арпа, предположение, что объекты с высоким красным смещением должны быть очень далеко, на чем основана теория «Большого Взрыва» и вся «стандартная космология», теряют смысл!
Ещё один очень показательный и важный пример в опровержение тезиса «красное смещение равно расстоянию» дает следующее изображение галактики NGC 7319 (смещение = 0.0225). Маленький объект на фотографии, обозначенный стрелкой, это – квазар (смещение z = 2.11) (Рис.12). Такое наблюдение квазара с таким большим красным смещением между галактикой и Землей возможно только в том случае, если квазар был бы в более чем девяносто раз дальше галактики.
На самом деле, как показывает следующая фотография (Рис.13), на которой можно наблюдать этот же квазар в увеличенном виде, этого просто не может быть. На фотографии хорошо видно, как джет, выбрасываемый из центра галактики NGC 7319, тянется прямо к квазару. Это доказывает, что оба объекта расположены рядом, и никак не могут быть удалёнными на огромное расстояние друг от друга, тем более в 90 раз. Арп приводит такое большое количество аналогичных снимков, что от них просто так невозможно отмахнуться. Всё это требует объяснения.
Рис.12. Квазар, расположенный вблизи галактики NGC 7319
По мнению Арпа, красное смещение вызвано главным образом объектом, являющимся молодым, и только второстепенно из-за его скорости. Поэтому, как считает Арп, квазары не самые яркие, наиболее отдаленные и быстро перемещающиеся объекты в обозримом космосе, они – самые молодые объекты.
Наряду с космологическим красным смещением, предсказанное в 1948 году Георгием Гамовым, Ральфом Альфером и Робертом Германом реликтовое или фоновое излучение Вселенной, рассматривается как одно из главных подтверждений теории Большого взрыва.
Для того чтобы разобраться в описанных выше парадоксах и несоответствиях в теории основной космологической модели Вселенной, было бы неплохо попробовать предложить иные физические принципы существования красного смещения, не связанные с разбеганием галактик и эффектом Доплера, по-иному объяснить механизм фонового излучения Вселенной.
Рис.13. Более высокое разрешение Квазара (ниже) показывает «джет» вещества, простирающегося из центра NGC 7319 к нему
4 Вселенная и энтропия
Ещё одним очень важным и интересным вопросом, является наличие источника энергии, которая должна расходоваться на поддержание эволюционных процессов во Вселенной, вопреки Второму началу термодинамики, и объяснить: почему этот закон не действует в масштабах Вселенной?
Ещё со времён М. В. Ломоносова известно, что энергия, как и материя не может возникать из ниоткуда и исчезать в никуда. Этот принцип наиболее ясно изложен во Втором начале термодинамики. Название «Второе начало термодинамики» и исторически первая его формулировка принадлежат Рудольфу Клаузиусу, который сформулировал его в 1850 году: «Невозможен процесс, единственным результатом которого является получение системой теплоты от одного тела и передача её другому телу, имеющему более высокую температуру, чем первое» («Теплота не может переходить сама собой от более холодного тела к более тёплому») [14]. В современной формулировке согласно Второму началу термодинамики, любая физическая система, не обменивающаяся энергией с другими системами, стремится к наиболее вероятному равновесному состоянию – к так называемому состоянию с минимумом свободной энергии, или максимумом энтропии. Это можно выразить формулой, показывающей, что для любой замкнутой изолированной системы, а мы считаем, что наша Вселенная замкнута, энтропия всегда только возрастает:
dS= dQ/T
?0
здесь dS – энтропия замкнутой системы, dQ – элементарное количество теплоты, T
– температура.
На основании этого в 1865 году Клаузиус сделал вывод о тепловой смерти Вселенной [42] (Рис.14). Клаузиус сформулировал идею о «Тепловой смерти Вселенной» следующим образом. В космосе имеются горячие звёзды и холодное окружающее пространство, со временем звёзды должны остыть, а окружающее пространство немного нагреться, уровни энергии выровняются, не будет возможности совершить работу и наступит «Тепловая смерть Вселенной» (Рис.14). На основании Второго начала термодинамики доказана невозможность создания Вечного двигателя второго рода. То есть, для поддержания протекания или развития любого физического процесса необходим подвод энергии извне, в противном случае, возможен только постепенно затихающий процесс с диссипацией энергии в пространстве.
Иными словами, в замкнутой системе (которой, как считается, является наша Вселенная) без поступления энергии возможны местные локальные эволюционные процессы на уровне флуктуаций, в такой системе в целом могут протекать только процессы деградации. Вследствие чего, как писал Клаузиус, всё это должно привести к затуханию всех физических процессов. Но, в реальности, мы наблюдаем активные эволюционные процессы, происходящие во Вселенной, образование новых галактик и звёздных систем, развитие ряда космических объектов.
Рис.14. Тепловая смерть Вселенной
Отсюда следует вывод о не замкнутости Вселенной и об источниках энергии, которые обеспечивают возможность протекания эволюционных процессов. Попытка решить эту проблему на уровне загадочной «Тёмной энергии», на самом деле ничего не объясняет.
5 Гравитация
Много загадок преподносит нам и гравитация. Диссонансом в строении современной классической физики звучит общая теория относительности (ОТО) Эйнштейна, которая связывает гравитацию не с силовыми полями, а с искривлением пространственно-временного континуума вокруг массивных космических тел. Все попытки придать ОТО квантово-полевой характер на фоне пассивной пустоты (ньютоновского абсолютного пространства) не увенчались успехом. Эйнштейн в своей Общей теории относительности попытался объяснить природу тяготения заменив гравитационное поле на искривление пространства, фактически, подменив полевую структуру геометрической топологией. Это сразу же внесло противоречие между квантовой теорией и теорией гравитации. Проблему квантования гравитации не удалось решить до сих пор. В последнее время всё чаще предпринимаются попытки создать альтернативные теории гравитации. Например, Астрофизик Кю-Хюн Чае (Kyu-Hyun Chae) из Университета Седжонг в Сеуле проанализировал 26 500 «широких» двойных звёздных систем в пределах 650 световых лет от Земли и показал, что при слабых ускорениях звёзды движутся до 40% быстрее, чем предсказывают теории Ньютона и Эйнштейна. В таком случае поведение гравитации делает ненужными поиски тёмной материи и энергии во Вселенной. Все данные для расчётов были получены из одного из обзоров астрометрического европейского спутника «Гайя» (Gaia). В данных Gaia никто не сомневается, а проделанные корейским учёным расчёты настолько достоверны, что это буквально вышибает опору под ногами многих поколений учёных [74].
Эту информацию Kyu-Hyun Chae привёл в своей работе «Breakdown of the Newton—Einstein Standard Gravity at Low Acceleration in Internal Dynamics of Wide Binary Stars», Published 2023 July 24 • © 2023. The Author (s). Published by the American Astronomical Society.
Проделанные южнокорейским исследователем расчёты показывают, что при ускорении менее 1 нм/с
, ускорение, с которым пары двойных звёзд реально вращаются вокруг общего центра масс, перестаёт удовлетворять расчётам, сделанным на основе уравнений Ньютона/Эйнштейна. Эти выводы получены для 20 тыс. двойных звёздных систем (Рис.15). Вероятность ошибок исключается, а достоверность данных попадает в отклонение на 5 сигма – это тот результат, который необходим для заявления о научном открытии. А при ускорении менее 0,1 нм/с
, наблюдаемое в широких двойных звёздных системах ускорение превышает «классическое» значение уже на 30—40%.
Рис.15. Пример одной из двойных звёздных систем
Более 40 лет назад альтернативу законам Ньютона/Эйнштейна о тяготении в виде модернизированной теории гравитации MOND, предложил израильский астрофизик Мордехаем Милгром (Mordehai Milgrom). Якоб Бекенштейн (Jacob Bekenstein) представил численные методы подтверждения MOND в виде теории AQUAL. Согласно расчётам Бекенштейна, при малых ускорениях наблюдаемое ускорение будет отличаться от теории Ньютона/Эйнштейна в 1,4 раза, что теперь независимо показали расчёты южнокорейского учёного по широким двойным звёздным системам в Млечном Пути.
Существуют и другие попытки создания альтернативных теорий гравитации, в основном, они делятся на пять групп: классические, релятивистские, многомерные, струнные и прочие. В своём большинстве, они используют сложный математический аппарат, пытаются соединить пространственно-временное искривление с квантовой теорией и не имеют надёжных экспериментальных подтверждений.
6 Гипотеза расширяющейся Земли
В настоящее время парадигмой развития земной коры считается теория литосферных плит, или теория мобилизма. Она была разработана в 60-х годах прошлого столетия трудами, главным образом, американских геофизиков и пришла на смену господствовавшей целое столетие геосинклинальной, или фиксистской теории. Согласно этой теории, главным и, в сущности, единственным процессом развития земной коры являются горизонтальные перемещения материковых плит, вызванные конвективными течениями в мантии, вследствие её разогрева, а вертикальными движениями, практически, можно пренебречь. Движущей силой таких горизонтальных перемещений является разогретая мантия, перемещающаяся в местах раздела (спрединга) земной коры, которые располагаются вдоль осей срединно-океанических хребтов. От этих осей кора перемещается вдоль океанического ложа в зоны её поглощения (зоны субдукции) и погружается в верхнюю мантию. Таким образом, в мантии работают гигантские конвективные ячейки, ответственные за создание и поглощение земной коры. Вся земная кора разбита на несколько десятков литосферных плит, взаимодействие между которыми обуславливает всё многообразие геологических процессов. Учёные, поддерживающие и развивающие эту теорию (мобилисты), объясняют расхождение материков движением на большие расстояния фрагментов (террейнов) любых (континентальных, океанических, островодужных) структур по глубинным поверхностям, коровым или мантийным. Одним из главных тезисов такой концепции является представление о постоянстве радиуса и объёма Земли, как космического тела.
Однако в настоящее время появляется всё больше фактов, вступающих в противоречие с теорией глобальной тектоники плит. Например, астеносфера, с которой связывается движение плит, располагается на разных уровнях и имеет прерывистый характер. Краеугольным положением рассматриваемой теории является спрединг, но когда речь идёт об охватываемом им пространстве, то возникают затруднения. На разных расстояниях от осевой зоны Мировой рифтовой системы обнаружены ослабления (релаксации) спрединга. В самих океанах недавно выделены категории демаркационных разломных зон, не согласующихся с границами литосферных плит. Большие сомнения вызывает наличие зон субдукции, в которых происходит погружение в глубоководные желоба цельных литосферных плит до глубин 600—700 км. Поэтому признать в качестве цельной, Тихоокеанскую литосферную плиту, которая занимает достаточно большую территорию Тихого океана, довольно сложно. В ней происходят процессы разломообразования, формируются грабены, горсты, тектоно-вулканические структуры, а также структуры скучивания, вертикальные восходящие и нисходящие движения. Можно отметить, что не только Тихоокеанская плита, но также и прочие литосферные плиты типа Евроазиатской, Карибской, Индо-Австралийской, и ряд других показывают искусственность подобных представлений о субдукции. Более того, можно провести простой эксперимент, уменьшив радиус глобуса Земли, вырезав из него все океаны, и все материки легко без зазоров соединятся в единый материк Пангею. При этом радиус Земли уменьшится почти в полтора раза.
По мнению ряда авторитетных геофизиков, масса и диаметр нашей Земли со временем непрерывно возрастают. Эту концепцию выдвинул русский учёный И. О. Ярковский ещё в 1889 году [76]. Например, по данным НАСА, диаметр Земли ежегодно увеличивается на экваторе как минимум на 2 см в год [66]. По данным, подробно рассмотренным и аргументированным В. Ф. Блиновым [5], за последние 280 млн. лет ускорение силы тяжести на Земле возросло с 4,2 м/с
до 9,81 м/с
. В своей работе геофизик Н. П. Бетелев пишет: «По мнению ряда авторов, причиной роста Земли является поглощение планетной энергии и материи космического вакуума, преобразуемых в недрах Земли в обычное атомарное и молекулярное вещество» [4]. В своей работе «О концепции растущей Земли». Бетелев приводит такую таблицу изменения ускорения силы тяжести на Земле за последние 280 млн. лет (Таблица 1), составленную В. Ф. Блиновым [76], совпадающую с расчетами Л. М. Якушина [39].
Таблица 1
В своей работе [59] Р. Мезервей показал, что только на расширяющейся Земле можно получить согласие между современной топологией материков и океанов, и палеомагнитными данными, такими как, дрейф магнитных полюсов и полосовые магнитные аномалии в океанах. Он доказывал, что соединение материков, в котором Африка, Евразия, Южная и Северная Америки, Австралия и Антарктида образуют единый праматерик, распавшийся, примерно, 200 млн. лет назад, невозможно на земном шаре, имеющем радиус, равный современному (Рис.16).
Похожие данные приводит Ю. В. Чудинов, рассчитывающий радиус Земли для этого периода по методу В. И. Третицкого [37]. Клаус Фогель [71], в свою очередь, создал модель глобуса, на котором соединил все материки в единый праматерик Пангею и убедительно показал, что для такого соединения необходимо, чтобы радиус Земли, приблизительно, равнялся современному радиусу внешнего ядра Земли. Аналогичные модели и аналогичные расчёты можно найти и у таких авторов, как О. Хильденберг [52], И. В. Кириллов [15], В. Б. Нейман [22], К. М. Крир [48]. Блинов Б. Ф. [5] и Осипишин Н. Я. [24], которые определяют скорость приращения радиуса Земли dRdt равной 2 см/год при подсчётах площадей океанической коры. Согласно А. Ю. Ретиюму [26], разрастание континентов происходит с образованием структур растяжения – авлакогенов. Этот процесс стал особенно заметным, начавшись, примерно, 200 млн. лет назад. Всё это может служить подтверждением того, что материки расходятся, вследствие расширения самой Земли, так как она постоянно «накачивается» материей и энергией, получаемой через некий источник энергии и материи, который находится в центре Земли.
Рис.16. Земля 200 млн. лет тому назад и сейчас
Эта энергия поступает из гиперпространства. Такой источник обеспечивает и поддерживает температуру в центре ядра Земли, обеспечивает термоядерные реакции, протекающие в плазме, из которой состоит внутреннее ядро планеты. Именно плазменное ядро, с температурой на поверхности, равной температуре поверхности Солнца, создаёт магнитное поле нашей планеты, а вращение ядра, создаваемое импульсом вращения такого источника, раскручивает Землю.
Согласно палеонтологическим данным о наличии гигантских представителей флоры и фауны в прошлом, а также на основании геофизических данных, приведённых в работах таких известных учёных, как В. Ф. Блинов [5], Л. М. Якушин [16], ускорение силы тяжести на Земле растёт, а, следовательно, растёт и её масса. Но критика доказательств роста Земли как раз и состоит в том, что дополнительной массе Земли взяться неоткуда (масса космической пыли и метеоров, выпадающих на Землю несравнимо мала), и тогда увеличение радиуса Земли должно приводить к обратному эффекту – уменьшению ускорения свободного падения, а не к его росту, как утверждают авторы. Определение физического механизма прироста Земли во времени позволило бы разрешить эту задачу.
Различные авторы, отстаивающие гипотезу расширяющейся Земли, пытаются по-разному подойти к научному объяснению данного феномена с точки зрения современной физики. В основном они строят свои теоретические предположения на неких гипотетических частицах «космического эфира», которые с разной скоростью проникают внутрь Земли.
Н. П. Бетелев в своей работе [4] приводит такие данные, рассчитанные различными авторами, пытающимися обосновать рост массы и размеров Земли некими гипотетическими частицами «космического эфира» (Таблица 2).
Таблица 2
* Рассчитано, исходя из увеличения радиуса Земли на 2 см/г и её средней плотности 5,5·10
кг/см
.
** Рассчитано, принимая скорость частиц космического эфира в Землю равной второй космической скорости 11200 м/с [40].
*** Рассчитано, принимая скорость частиц космического эфира в Землю равной 30% от скорости света, т.е. 9·10
