Запуск проекта УЛЬТРАФИОЛЕТ вызовет революцию в космологии

Все революции в космологии связаны с появлением новой наблюдательной информации

Борис Булюбаш

В настоящее время создаётся международная космическая обсерватория для исследования Вселенной в ультрафиолетовом участке электромагнитного спектра (проект ВКО-УФ). Сейчас наблюдений космических объектов в ультрафиолете ничтожно мало по сравнению с количеством наблюдений в других диапазонах спектра. Это объясняется тем, что ультрафиолетовое излучение поглощается земной атмосферой, которая простирается более чем на 1000 км над поверхностью Земли. Следовательно, наблюдения в ультрафиолетовом (УФ) участке электромагнитного спектра наземным обсерваториям недоступны. Среди запущенных в последнее время орбитальных космических телескопов только один телескоп (FUSE) работал в ультрафиолетовом диапазоне. Однако высота его орбиты в апогее составляла всего 760 км, что недостаточно. Тем не менее наблюдения FUSE привели к удивительному открытию, противоречащему сложившимся представлениям. Оказывается, скрытая масса Галактики объясняется не гипотетической тёмной материей, а присутствием плохо обнаруживаемого, но весьма распространенного тепло-горячего компонента барионной составляющей Вселенной, состоящей из высокоионизованных газов (http://www.roscosmos.ru/main.php?id=149). Согласно принципу заурядности, ни Земля, ни Солнце, ни наша Галактика не выделены во Вселенной, а являются её типичными рядовыми явлениями. Впервые принцип заурядности был введен Коперником при переходе от геоцентрической системы мира к гелиоцентрической. Сейчас принцип заурядности является общепризнанным и широко применяется в космологии, даже в тех случаях, когда обсуждается не наблюдаемое явление, а гипотетическое. Поэтому следует ожидать, что все объекты Вселенной так же, как и наша Галактика, будут полностью состоять из барионной материи.

Результат, полученный с помощью FUSE, является уникальным, и должен был бы всесторонне обсуждаться космологами. Однако этого не происходит. Напротив, создаётся впечатление, что факт барионного состава нашей Галактики старательно замалчивается. Поэтому приходится надеяться, что проект ВКО-УФ восстановит логику научных исследований и переключит внимание космологов на явление, открытое космическим телескопом FUSE.

Проект ВКО-УФ включен в Федеральную космическую программу на 2006-2015 гг. Запуск обсерватории запланирован на 2014 год. В настоящее время работа над проектом ведётся Россией, Испанией, Германией и Украиной под лидерством России.

По техническим возможностям проект ВКО-УФ сравним с американским Космическим Телескопом им.Хаббла, но превосходит его в спектроскопии. Проект ВКО-УФ основан на новой организационной концепции - основой которой является максимально широкая международная кооперация и максимально открытый доступ к наблюдательным возможностям.

Обсерватория "ВКО-УФ" - многоцелевая; ожидается, что с ее помощью будут получены наблюдательные данные, принципиально важные для решения самых актуальных проблем астрофизики. И в частности, в задачи проекта входит поиск скрытого барионного вещества во Вселенной.

Если барионный состав Вселенной будет подтверждён, то последует необходимость отвергнуть гипотезу о тёмной материи, как некоей особой физической субстанции, отличной от барионной. Чтобы представить, как это скажется на теории инфляции и в целом на стандартной модели, приведём цитату из беседы редактора журнала "Sterne und Weltraum" и главным космологом команды космического аппарата WMAP Дэвидом Спергелем о современном состоянии космологии (http://www.sao.ru/hq/lrk/COBE.html):

SuW: В истории астрономии одна модель мира сменяется другой, поэтому кажется рискованным говорить о какой-то стандартной модели.

D. Spergel: Я думаю, это стандартная модель в том смысле, что сейчас у нас нет лучшей модели. …Недостаток модели, который бросается в глаза, это Темная Энергия и, возможно, темная материя. Модель проста, и это хорошо показывают наблюдения. И все же она содержит эти две добавки, которые мы нашли, так же как античные астрономы ввели эпициклы, чтобы описать движение планет. Эта часть модели потерпит крах.

В дополнение к приведенной цитате можно добавить, что с крахом «этих двух добавок» потерпит крах стандартная модель в целом. Потому что только введение этих двух гипотетических добавок в совокупности позволяет объяснить, почему после Большого взрыва разлёт галактик (или расширение пространства) происходит с переменной скоростью. По этой причине почти каждый год появляется новая теория, «подправляющая» общую теорию относительности (ОТО), предсказавшую Большой взрыв. Продемонстрируем это на двух примерах.

В 1989 в издательстве Наука академиком А. А. Логуновым с соавторами была опубликована «Релятивистская теория гравитации» (РТГ). Теория содержит 14 уравнений.   Десять уравнений совпадают с уравнениями ОТО. А четыре дополнительных уравнения введены, чтобы обеспечить законы сохранения энергии-импульса и момента количества движения, которые в ОТО каждый в отдельности не соблюдаются.

Все гравитационные эффекты в слабых полях у РТГ совпадают с ОТО. В сильных же гравитационных полях имеется существенное различие теорий – в РТГ, в отличие от ОТО, нет черных дыр и нет сингулярностей. Из этого должна следовать невозможность Большого взрыва из сингулярной точки, как это предполагается в ОТО. Согласно РТГ Вселенная однородная, изотропная, бесконечная, плоская (то есть её геометрия евклидова) и непрерывно расширяется. Критику ОТО и краткое изложение основ РТГ можно посмотреть здесь http://winglion.spb.ru/logunov.htm.

В 2005 г. Д. Е. Бурланковым предложена «Теория глобального времени» -ТГВ (http://dxdy.ru/topic7353.html). В теории 9 уравнений – те же, что в ОТО, но нет уравнения для времени. Согласно этой теории сингулярностей тоже нет, как и в РТГ, т.е. нет черных дыр и нет Большого Взрыва. Геометрия пространства криволинейная. Вселенная не расширяется, как у Эйнштейна и Логунова, а пульсирует.

Отметим, что у Эйнштейна и Бурланкова геометрия пространства криволинейная, а у Логунова плоская. Какая из этих геометрий правильная, сказать нельзя. Дело в том, что геометрий, как логических систем, может быть построено бесконечное множество. И только опыт способен решить, какая из них реализуется в окружающем нас мире.

Авторы всех трёх теорий гравитации (ОТО, РТГ, ТГВ) искали понимания физической природы гравитации и строения Вселенной не в физике, а прежде всего в математических теориях. Это так же бесперспективно, как по фасонам одежды в магазине готового платья судить о природе функционирования внутренних органов тех людей, для которых эта одежда предназначена. Все математические теории не более чем одежда для тех или иных идеализированных ситуаций, которые в чистом виде в природе никогда не встречаются. Это иллюстрирует рисунок из кнги Роджера Пенроуза «Тени разума» (рис. 1, http://red-shift.info/_private/t5_27.htm) . На рисунке физический мир – это объективная реальность, ментальный мир – это та путаница, которая находится в человеческих головах. А математический мир – это те идеальные теории, которые не соответствуют в полной мере ни физическому ни ментальному миру. Использовать их при изучении физического явления полезно, но понять физическую суть явления, изучая математическую теорию, вряд ли получится.

Следует учитывать, что математическое мышление и физическое мышление в корне различны. Для математика следующее определение поля является исчерпывающим: «Говорят, что задано поле некоторой величины, если в каждой точке пространства определено значение этой величины». Для физика такое определение абсолютно лишено информации. Он должен знать, о какой величине идёт речь – скалярной, векторной, или какой-либо иной. И, что самое главное, физик хочет знать, какими физическими процессами определяются значения этой величины в каждой точке пространства. По стилю мышления создатели ОТО, РТГ и ТГВ скорее математики, а не физики. Теории такого рода, как ОТО, РТГ и ТГВ, принято называть математическими формализмами. Математический формализм снабжает исследователя методами расчёта, но не пониманием сути физического явления.

В рассмотренных трёх теориях традиционно отрицается существование эфира. А между тем, после неудачного опыта Майкельсона в конце 19-го века, эксперименты по по обнаружению эфира упорно продолжались в течение всего 20-го века и продолжаются в этом столетии. Настойчивость учёных увенчалась успехом. Сейчас уже неоспоримо установлено, что эфир существует. Об экспериментах, подтверждающих существование эфира, см. http://www.astrogalaxy.ru/835.html. Более того, всё более утверждается точка зрения, что эфир и есть та первооснова Вселенной, которая определяет все её свойства. Поэтому новая физическая теория, которая должна придти на смену господствующим сейчас математическим формализмам, должна основываться на концепции всемирного эфира. Такие теории уже создаются, но официальная наука отказывает им в праве на существование. Ну что ж, подождём результатов наблюдений проекта ВКО-УФ.

Что же касается гипотетической сущности «тёмная энергия», якобы необходимой для объяснения расширения Вселенной с переменной скоростью, то этот вопрос решается просто. Красное смещение галактик и квазаров определяется не разбеганием галактик или расширением пространства, а сочетанием двух факторов – аккрецией межгалактического газа на ядро галактики и фоном ночного неба, скрывающим от наблюдений периферийные части галактик (http://astrogalaxy.ru/857.html).