К мифу о большом Бу-Буме

[cherry]

⚠️ Инженерные знания

Ваш свет состарился, сэр!
Вселенная не расширяется,
а красное смещение - это рассеяние

Что такое фотон? Это пакет энергии. По крайней мере проще всего описать его именно так. Он обладает свойствами частицы и волны.

Не будучи ни тем, ни тем.

Вы много раз слышали эту историю. А давайте я задам вам сложный вопрос - может ли фотон стареть? Хм, ну а могут постареть 200 кДж? Если мы говорим про пакет энергии, а не частицу, то это мера. А теория старения света - это совсем другая идея.

Чему тут стариться? Это точно нет!
Оказывается вопрос этот для физики спекулятивен и вызывает некоторый интерес. Проблему старения света относят к гипотетическим и ставят в один ряд с обнаружением эфира. Только если сторонники эфира опираются на спорные эксперименты, то идея состарившегося света не опирается ни на что, кроме фантазии и группы несвязанных гипотез. Экспериментально явление не подтверждено. Так о чём всё это вообще?

Впервые гипотеза старения предложена астрономом Фрицем Цвикки в качестве альтернативы теории расширяющейся Вселенной. Он подумал, почесал голову и сказал, что

"а с чего это обязательно эффект Доплера... Может быть свет до нас просто не доходит в изначальном виде..."

Стареет не сам фотон!

Вопреки интуитивному представлению о распаде или угасании фотонов, “старение” света – это нечто иное, процесс, связанный с потерей энергии и изменением его свойств по мере путешествия через космическое пространство.

Традиционно, идея “усталости света” возникала как альтернативное объяснение красному смещению, наблюдаемому в спектрах далеких галактик. Красное смещение – это сдвиг спектральных линий в сторону более длинных (красных) волн, которое обычно интерпретируется как следствие расширения Вселенной, то есть галактики удаляются от нас, и свет, идущий от них, растягивается. Теория “усталости света” предполагала, что фотоны, проходя через межгалактическую среду, постепенно теряют энергию из-за взаимодействия с гипотетическими частицами или полями, что приводит к красному смещению, не связанному с расширением Вселенной.

Однако, эта первоначальная гипотеза столкнулась с серьезными противоречиями.
Во-первых, она не могла объяснить наблюдаемую зависимость красного смещения от расстояния, которая согласуется с законом Хаббла, описывающим расширение Вселенной.
Во-вторых, теория “усталости света” не соответствовала другим космологическим наблюдениям, таким как реликтовое излучение и распределение крупномасштабных структур во Вселенной.

Тем не менее, концепция изменения свойств света в процессе его путешествия по космосу остается актуальной, хоть и в ином контексте. Современное понимание “старения” света связано с несколькими физическими явлениями:

Свет, проходя через межзвездную среду, состоящую из газа и пыли, частично поглощается и рассеивается. Более короткие волны (синий свет) рассеиваются сильнее, чем длинные (красный свет), что приводит к покраснению света от далеких звезд и галактик – явлению, известному как межзвездной экстинкции. Этот процесс не является потерей энергии отдельным фотоном, а скорее селективным удалением определенных фотонов из пучка.
Свет, покидающий массивные объекты, такие как звезды или черные дыры, теряет энергию, преодолевая гравитационное поле. Это явление, предсказанное общей теорией относительности, приводит к небольшому, но измеримому красному смещению.

При взаимодействии фотонов с электронами происходит передача энергии от фотона к электрону, что приводит к увеличению длины волны фотона (уменьшению энергии).

Комптон

Этот эффект особенно важен вблизи массивных объектов и в областях с высокой плотностью вещества.
В определенных средах, например, в нелинейных кристаллах, фотоны могут взаимодействовать друг с другом, изменяя свою частоту и энергию. Хотя это не является “старением” в прямом смысле, это демонстрирует, что свойства света могут изменяться в процессе взаимодействия.

Получается, что “старение” света – это комплексное явление, включающее в себя различные процессы, влияющие на его энергию и спектральный состав в процессе распространения через космос.
Это не просто потеря энергии отдельным фотоном, а скорее изменение характеристик светового потока в целом. Понимание этих процессов критически важно для точной интерпретации астрономических наблюдений и изучения структуры и эволюции Вселенной.

А как ещё могло быть?

Современная наука по сути отрицает идею старения света. Главная проблема - отсутствие наблюдательных данных, подтверждающих потерю энергии фотонов в процессе их движения через космос.

Но знаете, что ужасно? Лично мне эта идея кажется куда более привлекательной. Ведь даже если опустить сам факт расширения Вселенной и рассмотреть только логику старения света, то возникает вопрос... А как свет вообще может не стареть? Под старением мы понимаем всю группу выше перечисленных процессов и их отсутствие должно подразумевать, что при распространении через Вселенную свет не сталкивается абсолютно ни с чем, а это означает пустоту. Без пыли, мусора и чего-то ещё.

Физика не терпит пустоты, а потому невозможно представить себе схему, в которой свет распространялся бы именно через пустое пространство. Поэтому и теория старения света интуитивно кажется вполне правильной.

Я полагаю, что множество источников, описывающих проблему, всё-таки преувеличивает относительно отсутствия взаимодействия. Полагаю, что именно расширение Вселенной и красное смещение действительно работаю по другому механизму, тогда как никакой пустоты нет и всё-таки есть процессы, именуемые старением. Но не они движут красным смещением и близкими к нему явлениями.


https://dzen.ru/a/Z91lJdGPT2DJbkZ0

[cherry]

Российская газета

Опровергнута теория Большого взрыва

Журнал Physical Review D опубликовал исследование, предлагающее альтернативную гипотезу создания Вселенной. Авторы работы утверждают, что Большой взрыв не был началом всего, как принято считать.

Свои выводы физик Энрике Гастанага и его коллеги также изложили в авторской публикации на ресурсе Phys.org. Они пишут, что Большой взрыв, вопреки общепринятой теории, был скорее результатом гравитационного сжатия или коллапса, который сформировал очень массивную черную дыру и за которым последовал "отскок внутри нее".

То есть, по версии авторов нового исследования, Большой взрыв не был началом всего. Проще говоря, исследование показывает, что он мог произойти внутри черной дыры.

"Большой взрыв часто описывается как взрывное рождение Вселенной - единый момент возникновения пространства, времени и материи, - поясняет Энрике Гастанага. - Но что, если это было вовсе не начало? Что, если наша Вселенная возникла из чего-то другого - чего-то более знакомого и радикального одновременно? Идея, которую мы называем Вселенной черной дыры, предлагает радикально иной взгляд на происхождение космоса, однако она полностью основана на известных физических законах и наблюдениях".

"Стандартная модель оказалась на удивление успешной в объяснении структуры и эволюции Вселенной, - отмечает Гастанага. - Но это объяснение имеет свою цену: идея оставляет некоторые из самых фундаментальных вопросов без ответа.
Во-первых, м
одель Большого взрыва начинается с сингулярности - точки бесконечной плотности, где нарушаются законы физики.
Во-вторых,
чтобы объяснить крупномасштабную структуру Вселенной, ученые ввели краткую фазу быстрого расширения ранней Вселенной, называемую космической инфляцией, подпитываемой неизвестным полем со странными свойствами. Позже, чтобы объяснить ускоряющееся расширение, наблюдаемое сегодня, они добавили еще один "загадочный" компонент: темную энергию".

По словам ученого, новая модель решает эти вопросы с другой точки зрения - глядя внутрь, а не наружу. Вместо того чтобы начинать с расширяющейся Вселенной и пытаться проследить, как она появилась, команда попыталась понять, что происходит, когда слишком плотное скопление материи коллапсирует под действием гравитации.

Этот процесс хорошо знаком астрономам: звезды коллапсируют в черные дыры. Но то, что происходит внутри черной дыры, остается загадкой. В новой статье говорится, что гравитационный коллапс не обязательно заканчивается сингулярностью, а останавливается и обращается вспять. Отскок не только возможен - он неизбежен при правильных условиях.

"Важно то, что этот отскок происходит исключительно в рамках общей теории относительности, и не требуется никаких экзотических полей, дополнительных измерений или спекулятивной физики, - говорит Гастанага. - То, что возникает по ту сторону отскока, - это Вселенная, удивительно похожая на нашу. Еще более удивительно, что отскок естественным образом производит две отдельные фазы ускоренного расширения - инфляцию и темную энергию, которые движутся не гипотетическими полями, а физикой самого отскока".

https://dzen.ru/a/aEL0b032L0xb5frH

[cherry]

М-да,
"опровергли"
ради ещё более чудернацкого мифа.

[cherry]

Сообщение от м г

Лауреатами Нобелевской премии по физике за 2017 год стали американские ученые Райнер Вайсс, Барри Бэриш и Кип Торн. Премия вручалась с формулировкой: «За решающий вклад в детектор LIGO и за наблюдение ❓гравитационных ❓❓волн»❓❓❓ .

А теперь о детекторе.
Он , без сомнений, - чудо техники .
И уверенно
зафиксировал некий импульсный сигнал .(сигнал/шум = 24)
Квадрупольный, видимо, в отличие от световых, радио ... - в основном дипольных.

Вот и всё, что к настоящему моменту можно достоверно утверждать.
Всё остальное - мифология разной степени серьёзности .

Так как
Во-первых, сигнал не гравитационный ,
так как "гравитации", как таковой, просто нет .
А есть сила Фатио Дюилье - давления космического вакуума
http://www.kprf.org/showthread-t_27360.html Философия – физике ( Вычисление G)
http://philosophystorm.org/filosofiy...teniyu-nyutona

А главное :
пусть достоверно получен некий сигнал .
Вопрос: где источник-то ?

Читаем https://ru.wikipedia.org/wiki/Открыт...тационных_волн

Первое косвенное свидетельство существования гравитационных волн было получено в 1974 году благодаря наблюдению за тесной системой двух нейтронных звёзд PSR B1913+16, за это открытие Рассел Халс и Джозеф Тейлор получили в 1993 году Нобелевскую премию по физике

Всё сие - не достоверно, мягко говоря.

Второе по виду, посерьёзнее.
Но не существенно, ибо предположительно от слияния двух гипотетических "чёрных дыр" .
Наличное бытие коих до сих пор не доказано.

Сигнал с амплитудой гравитационной волны (безразмерной вариации метрики h) в максимуме около 10−21 был зарегистрирован 14 сентября 2015 года в 9:50:45 UTC двумя детекторами LIGO: сначала в Ливингстоне, а через 7 миллисекунд — в Хэнфорде, в области максимальной амплитуды сигнала (0,2 секунды) отношение сигнал—шум 24:1.[/COLOR]
Событие получило обозначение GW150914
Форма сигнала совпадает с предсказанием общей теории относительности для слияния двух чёрных дыр ...

Расстояние до источника (410 Мпс
1,3 млрд световых лет (+40%-45%)
Вычислено из сравнения выделившейся энергии, предположительлным массам "чёрных дыр", и амплитуде сигнала — 1е−21.

Вот и проверь ,
что в той дали было
и не очень понятно, в каком напряме

.

... источник в южной полусфере в области 140 кв. градусов

Не серьёзно, короче, м г.

[cherry]

Сообщение от Гость1

Не смеши публику, незнайка, ты в теоретической физике разбираешься также, как свинья в логарифмах.

К чему это дуроватое хамство, Гостюшка Вы наш не ...

В теор-физике - достаточно ,
чтобы решить уравнение ОТО для поля точечного заряда.
Чтобы самому убедиться в сомнинтельной полезности этой "теории" .

[cherry]

Занимательная физика

Аномалия Pioneer:
как NASA закрыла дверь в новую физику
и повесила табличку «Всё в порядке»

Сегодня
182


В 1980 году специалисты Лаборатории реактивного движения обнаружили, что зонды Pioneer 10 и Pioneer 11 замедляются чуть сильнее, чем предсказывала ньютоновская механика и общая теория относительности вместе взятые. Величина аномального ускорения была крошечной — примерно 8,74×10⁻¹⁰ м/с² — но стабильной и необъяснимой. Тридцать лет учёные ломали головы, выдвигали гипотезы, писали диссертации, а потом, в 2012 году, нам торжественно объявили: «Ребята, расходимся, это просто тепло от радиоизотопных генераторов». Занавес. Аплодисменты. Физика спасена.

Но так ли это на самом деле? Или мы наблюдаем классический случай, когда неудобную проблему не решили, а замели под ковёр, потому что альтернатива слишком пугающая — признать, что наше понимание гравитации на больших расстояниях от Солнца может быть фундаментально неполным?

Два одиноких странника
на краю Солнечной системы

Pioneer 10 стартовал в марте 1972 года, его брат-близнец Pioneer 11 — годом позже. Их первоначальная миссия была относительно скромной по меркам космических амбиций: пролететь через пояс астероидов, доказав, что это возможно, и изучить Юпитер с близкого расстояния. Pioneer 11 заодно заглянул к Сатурну. Обе миссии блестяще выполнили свои задачи и устремились к границам Солнечной системы, где им предстояло стать первыми рукотворными объектами, покинувшими гелиосферу.

И вот тут началось интересное.

Система навигации Deep Space Network — сеть гигантских радиотелескопов, разбросанных по всему миру — отслеживала положение зондов с феноменальной точностью, используя эффект Доплера. Когда вы отправляете радиосигнал к удаляющемуся объекту и получаете отражённый ответ, частота сигнала смещается. По величине этого смещения можно вычислить скорость объекта с точностью до миллиметров в секунду. И эти измерения показали нечто странное: оба аппарата замедлялись быстрее, чем должны были согласно всем известным законам физики.

Погрешность измерений? Исключено — эффект наблюдался десятилетиями, на двух независимых аппаратах, в разных направлениях Солнечной системы. Ошибка в расчётах? Десятки групп перепроверяли математику. Неучтённые силы? Перебрали всё: солнечный ветер, давление солнечного света, утечки газа, гравитацию невидимых объектов в поясе Койпера. Ничего не сходилось.

Аномалия Pioneer стала одной из самых интригующих загадок космической эры — крошечным, но упрямым расхождением между теорией и экспериментом, которое не желало исчезать.

Тепловой костыль:
как закрыть проблему, не решая её

В 2012 году группа исследователей под руководством Славы Турышева из JPL опубликовала работу, которая якобы поставила точку в тридцатилетней дискуссии. Их вывод звучал обескураживающе прозаично: аномалия вызвана анизотропным тепловым излучением от радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РТГ) и бортовой электроники.

Для непосвящённых: РТГ — это устройства, превращающие тепло распада плутония-238 в электричество. Они греются. Тепло излучается в космос. Если излучение несимметрично — скажем, больше в одну сторону, чем в другую — возникает крошечная реактивная сила, как у микроскопического ракетного двигателя. Турышев и его команда построили детальную тепловую модель аппаратов и заявили, что она объясняет наблюдаемое аномальное ускорение.

Научное сообщество с облегчением выдохнуло. Учебники переписывать не надо. Эйнштейн по-прежнему прав. Физика в безопасности. Кейс закрыт.

Но если вы когда-нибудь пытались закрыть чемодан, в который не помещаются вещи, вы знаете это ощущение: вроде защёлкнули, но что-то торчит, и швы подозрительно натянуты.

Дьявол в деталях, которые предпочитают не замечать
Первое, что бросается в глаза критически мыслящему наблюдателю: тепловая модель Турышева содержит множество допущений и подгоночных параметров. Когда у вас достаточно свободных параметров, можно подогнать модель под практически любой результат — это называется переобучение, и это бич современной науки.

Второе: РТГ деградировали со временем. Мощность плутония-238 падает вполне предсказуемо — период полураспада составляет 87,7 лет. Если аномалия вызвана исключительно тепловым излучением, она должна была уменьшаться по строго определённому закону. Ранние данные показывали, что скорость изменения аномалии не совсем соответствует этому закону, хотя поздние переанализы утверждают обратное. Кому верить?

Третье — и это самое неудобное: аномалия наблюдалась не только у Pioneer. Похожие, хотя и меньшие по величине, отклонения фиксировались у других аппаратов: Galileo, Ulysses, даже у некоторых спутников на околоземной орбите. Если причина в специфической конструкции Pioneer, почему эффект проявляется у совершенно других зондов с иной геометрией и тепловыми характеристиками?

Четвёртое: величина аномального ускорения подозрительно близка к произведению постоянной Хаббла на скорость света (cH₀ ≈ 7×10⁻¹⁰ м/с²). Совпадение? Возможно. Но в физике такие «совпадения» обычно указывают на глубокую связь явлений. Это как если бы длина вашего ключа случайно оказалась равна диаметру замочной скважины — технически возможно, но наводит на мысли.

Наконец, пятое: тепловая гипотеза была принята подозрительно единодушно и подозрительно быстро после десятилетий споров. В науке такое единодушие обычно возникает либо когда доказательства абсолютно неопровержимы, либо когда альтернатива слишком неудобна для обсуждения.

Еретические теории,
о которых не принято
говорить в приличном обществе

А теперь давайте представим на секунду немыслимое: что если аномалия Pioneer — не артефакт, а окно в новую физику?

Одна из самых провокационных интерпретаций связывает аномалию с модифицированной ньютоновской динамикой (MOND). Эта теория, предложенная Мордехаем Милгромом в 1983 году, изначально создавалась для объяснения кривых вращения галактик без привлечения тёмной материи. Согласно MOND, закон тяготения Ньютона перестаёт работать при очень малых ускорениях — порядка 10⁻¹⁰ м/с². И — внимание — это именно тот порядок величины, который демонстрирует аномалия Pioneer.

Другая гипотеза предполагает существование экранированной модификации гравитации, при которой законы притяжения меняются на определённых расстояниях от массивных тел. Некоторые версии теории струн и модели с дополнительными пространственными измерениями предсказывают подобные эффекты.

Есть и совсем экзотические предложения: от влияния тёмной энергии на локальные масштабы до гипотезы о том, что пространство-время имеет дискретную структуру, проявляющуюся только при очень точных измерениях на больших расстояниях.

Конечно, все эти теории имеют свои проблемы. MOND, например, плохо справляется с объяснением скоплений галактик и космологическими наблюдениями. Но суть в другом: существует целый спектр теоретических альтернатив, которые предсказывают эффекты, похожие на аномалию Pioneer, и которые были бы крайне интересны для проверки, — если бы научное сообщество не закрыло эту дверь с формулировкой «тепловой эффект».

Социология науки, или почему неудобные вопросы остаются без ответа
Знаете, что общего у науки и демократии? Обе системы прекрасно работают в теории, но на практике подвержены тем же человеческим слабостям, что и любые другие институты.

Современная академическая физика — это не сообщество бескорыстных искателей истины, а сложная социальная система с грантами, карьерами, репутациями и институциональной инерцией. Молодой учёный, решивший посвятить диссертацию альтернативным теориям гравитации, рискует карьерой. Грантовые комитеты не любят финансировать исследования, которые могут поставить под сомнение стандартную модель или общую теорию относительности. Рецензенты в престижных журналах настороженно относятся к статьям, бросающим вызов устоявшимся парадигмам.

Это не заговор — это простая социальная динамика. Томас Кун описал её ещё полвека назад: нормальная наука занимается решением головоломок в рамках принятой парадигмы, а аномалии, не вписывающиеся в картину, либо игнорируются, либо объясняются с помощью вспомогательных гипотез, пока накопившиеся противоречия не приведут к революции.

Аномалия Pioneer была идеальным кандидатом для запуска такой революции — или хотя бы для серьёзного пересмотра наших представлений о гравитации на больших расстояниях. Вместо этого мы получили тепловую модель, которая «всё объяснила», и коллективный вздох облегчения.

Возможно, тепловая модель действительно верна. Возможно, никакой новой физики нет. Но как мы можем быть уверены, если альтернативы толком не исследованы? Если никто не запустил специальную миссию для проверки гипотезы? Если научное сообщество приняло первое удобное объяснение, позволяющее не трогать фундамент?

Эпилог: чему учит нас история двух космических скитальцев
Pioneer 10 замолчал в 2003 году, удалившись на 12 миллиардов километров от Земли. Pioneer 11 прекратил связь ещё раньше. Оба аппарата продолжают свой бесконечный дрейф к звёздам, унося с собой золотые пластинки с посланием внеземным цивилизациям и неразрешённый вопрос о природе пространства и времени.

Мы живём в эпоху, когда тёмная материя и тёмная энергия — сущности, которые никто никогда не наблюдал напрямую, — составляют 95% энергетического баланса Вселенной согласно нашим моделям.] Мы признаём, что не понимаем фундаментальной природы гравитации на квантовом уровне. Мы знаем, что общая теория относительности и квантовая механика несовместимы и что где-то должна лежать более глубокая теория.

И при всём этом мы с лёгкостью отмахиваемся от аномалии, которая могла бы стать экспериментальным окном в эту новую физику, — потому что нашлось удобное объяснение, не требующее пересмотра учебников.

История аномалии Pioneer — это не история о тепловом излучении или ошибках навигации. Это история о том, как наука справляется с неудобными фактами. И эта история ещё далеко не окончена — просто её главу закрыли раньше времени.

https://dzen.ru/a/aZgHgSXI_QBQvLHL