Сила, о которой никто ничего не знает

Не так давно в печати появилась статья «И все-таки она расширяется» с красноречивым подзаголовком «Десять миллионов за силу, о которой никто ничего не знает» (http://www.ng.ru/science/2011-10-12/11_expanding.html). Речь в ней идёт о тёмной энергии (антигравитации). История появления тёмной энергии и тёмной материи в космологии такова. Датой рождения теории Большого Взрыва можно считать выход в 1948 г. работы  Г.А. Гамова о «горячей вселенной». Теория была построена на нестационарном решении А.Фридмана для уравне­ний общей теории относительности Эйнштейна. Из этого решения следовало, что Вселенная расширяется. Тридцать три года физики пытались  получить из теории Большого Взрыва с помощью известных законов физики результат, хоть в какой-то мере походящий на реальность. Ничего не получалось. Ни по возрасту, ни по размерам их теоретическая Вселенная не походила на то, что в реальности наблюдали астрономы. Для подгонки расчётного к наблюдаемому в 1981-82 г. была введена антигравитация, которая предположительно начала действовать с момента взрыва, а также детально был разработан сценарий раздувания (инфляции) Вселенной в первые мгновения после взрыва. К слову сказать, антигравитация в ту пору тёмной энергией ещё не называлась.

Однако очень скоро стало понято, что антигравитация за довольно короткий срок раздует новорождённую Вселенную до размеров, превосходящих реально наблюдаемые размеры. Поэтому инфляцию физики условились прекратить в момент 10-33 секунды от момента взрыва. Но дальше опять ожидала неприятность. И без антигравитации, по инерции, Вселенная продолжала бы быстро увеличиваться и к настоящему времени опять-таки достигла бы немыслимых размеров. Посовещавшись, физики в 1983 г. ввели тёмную материю, которая своей гравитацией задерживала бы слишком быстрое расширение Вселенной. Тёмная материя обладала невиданными дотоле свойствами: никакими наблюдениями тёмную материю обнаружить нельзя, так как она не испускает ни электромагнитного ни нейтринного излучения. Одним словом, физиками была совершена подгонка решения под ответ, и  проконтролировать их в силу ненаблюдаемости введенной тёмной материи  не представлялось возможным.  После этого полтора десятка лет у астрофизиков всё было спокойно. Но в 1998 г. опять появилось тревожное сообщение – то самое, о котором говориться в начале этой статьи и за которое авторам сообщения присудили Нобелевскую премию. Суть сделанного сообщения такова: сверхновые звёзды типа I  в самых удалённых галактиках светили слабее, чем того требовали  расстояния до этих галактик, вычисленные на основании ранее установленного значения параметра Хаббла. Значит опять требовалась корректировка параметра Хаббла. Из этого был сделан вывод, что Вселенная не просто расширяется, а расширяется с ускорением. Однако, такое утверждение требовалось объяснить. Поэтому опять вспомнили про антигравитацию, только на этот раз ей дали название тёмная энергия.

Пояснение. Сверхновые– это звёзды, светимость  которых при вспышке превышает светимость Солнца в десятки и сотни тысяч раз. Вспыхнувшая звезда достигает максимума светимости в течение нескольких дней, несколько суток светимость её максимальна, а потом резко убывает. Отмечены случаи, когда светимость сверхновой в несколько раз превышала суммарную светимость материнской галактики. Сверхновые звёзды бывают двух типов. Определение расстояния до галактики со вспыхнувшей сверхновой производят по сверхновым  I типа. Светимость сверхновой I  определяют по её спектру. Сравнение светимости звезды с видимой её величиной сразу же даёт расстояние до сверхновой, а значит и до галактики, в которой она расположена.

Так что же произошло за 15 лет с 1983 года (дата введения тёмной материи),  до 1998 года (дата введения тёмной энергии)? Ведь и раньше по сверхновым определяли расстояние до самых далёких галактик, этот метод давно апробирован. И никаких поводов для тревоги не было. Для Вселенной 15 лет – ничтожно малый срок, так что во Вселенной за 15 лет ничего измениться не могло. Но ведь что то же изменилось! Обнародованные результаты были получены независимо двумя соперничающими группами учёных и тщательно перепроверены. Поэтому оснований им не доверять не было. Но и объяснить это было невозможно. Впрочем, возможно: нужно просто в очередной раз подкорректировать свойства Вселенной так, чтобы решение задачи сошлось с ответом в конце учебника. Что и было сделано. Было объявлено, что во всём виновата  тёмная энергия – антигравитация. Все пришли в восторг от невиданного открытия и открывателей наградили Нобелевской премией.

Так всё-таки, что же произошло за 15 лет?

А произошёл научно-технический прорыв, резко увеличивший возможности инструментария астрономов. Вследствие этого горизонт,  отделяющий наблюдаемые в настоящий момент объекты от ненаблюдаемых,  отодвинулся почти на порядок.  В семидесятых-восьмидесятых годах прошлого столетия наблюдаемая часть Вселенной имела радиус 1023 км. А сегодня она составляет не менее 93 миллиардов световых лет, то есть 8,8·1023 км.

Вот тут-то и сказалась в очередной раз неадекватность модели Большого Взрыва, используемой для изучения Вселенной (о неадекватности см. http://astrogalaxy.ru/856.html). Если учесть, что красное смещение вызывается не разбеганием галактик, а сочетанием двух факторов (аккреция + фон ночного неба, http://gidepark.ru/user/13772392/article/474992), то получим простое и естественное объяснение несовпадения расстояния до далёких галактик, вычисленного на основании закона Хаббла и по сверхновым I.

Аккреционно-фоновое объяснение красного смещения позволяет получить закон Хаббла в форме    z = (B/M^0.5)*r,   (В – постоянная, М – масса галактики). Эта зависимость подобна классическому закону Хаббла    z = (H/c)*r, но из неё следует одно интересное следствие.  В группе равноудаленных от наблюдателя галактик  (r = const)  галактики малых масс имеют завышенное красное смещение z, а галактики больших масс – заниженное z .  Поэтому, если для определения расстояний до галактик  использовать классический закон Хаббла,  что сегодня и делается,  то для галактик  больших масс расстояние  r  получится заниженным, так как  z  для них заниженное.

Именно с этой ситуацией и столкнулись открыватели «тёмной энергии». Резко увеличившиеся возможности инструментария астрономов позволили заглянуть им гораздо дальше, чем это бало 10-20 лет тому назад. На таких больших расстояниях галактики малых и средних масс уже не видны, а фиксируются только самые большие галактики с большими массами. Расстояние до них, вычисленное по классическому закону Хаббла оказалось заниженным. А сверхновые I показали правильное расстояние – бòльшее, чем по классическому закону Хаббла. Вот и вся коллизия, приведшая к «открытию» ускоренного расширения Вселенной и тёмной энергии.

Теория Большого Взрыва предполагает возникновение Вселенной из точки с последующим обязательным разбеганием галактик. Но в настоящее время для категорического утверждения о расширении Вселенной, в смысле разбегания её галактик, оснований не имеется. Для подтверждения сказанного можно указать на разработанную А.В.Рыковым теорию гравитации, (http://astrogalaxy.ru/850.html). Эта теория также допускает возможность расширения Вселенной при недостатке масс. Однако допустимо предположение, что состав Вселенной сбалансирован таким образом, что в целом она устойчива, хотя в устойчивой в целом Вселенной могут периодически возникать отдельные неустойчивые области, в которых происходит локальное расширение или сжатие. Можно возразить, что уже и так разработано слишком много ничем не доказанных теорий гравитации и теория Рыкова просто пополнила их ряды. Но это не совсем так. Принципиальное отличие теории Рыкова от многих других состоит в том, что в ней предложен эксперимент, который может доказать, или опровергнуть данную теорию.  Принципиальная схема эксперимента изложена в (http://old.membrana.ru/articles/readers/2003/12/06/142500.html).

Что же касается теории Большого Взрыва и теории Инфляции, то никаких экспериментов для их проверки не предлагается. Каждая из этих теорий, объясняя некоторые явления, порождает в ещё большем количестве новые куда более сложные проблемы.  Подробнее об этом можно посмотреть в http://astrogalaxy.ru/858.html.