Космос и Бог Гамова

наш Георгий Гамов. Физик от Бога / Смотреть онлайн / tvkultura.ru t-переход, документалистика — смотрите Г-лауреатов, в конце- Рубакова, онлайн Гамов. Физик от Бога. (Георгий Гамов, Джордж Гамов) Part 4/4 …

«В начале сотворил Бог излучение и илем. Илем же был безвиден и неисчислим, и нуклоны носились над бездною. И сказал Бог: да будет масса два. И стала масса два. И увидел Бог дейтерий, что он хорош. И сказал Бог: да будет масса три. И увидел Бог тритий и тральфий [так Гамов прозвал изотоп гелия ³He], что они хороши. И называл Бог число за числом, пока не дошел Он до трансурановых элементов. И увидел Бог все, что Он создал, и вот, нехорошо весьма. Так увлекся Он счетом, что позабыл объявить массу пять – и, естественно, более тяжелые элементы не могли образовываться. Бог был очень расстроен и сначала хотел сжать Вселенную обратно и начать все с начала. Но это было бы слишком просто. Посему, будучи всемогущим, Бог решил исправить ошибку Свою самым невозможным способом.

И сказал Бог: да будет Хойл. И стал Хойл. И увидел Бог Хойла… и повелел ему создавать тяжелые элементы, как только пожелает. И Хойл решил создавать тяжелые элементы в звездах и распространять их при помощи взрывов сверхновых. Но при этом он должен был подчиняться тому же закону распространенности элементов, который получился бы при нуклеосинтезе из илема, если бы Бог не забыл провозгласить массу пять. И так, с помощью Божией, создал Хойл тяжелые элементы таким способом, но был этот способ так сложен, что теперь ни Хойл, ни Бог – никто не понимает, как это получилось на самом деле.[321- MWL]»

Это так- казалось бы, Гамов, начинавший с а-синтеза звезд, без проблем мог вернуться и связать концепции — стадии Хойла со своими. Но его нежелание и сведение элементов к Взрыву поясняет ситуацию сейчас: элементы тяжелее гелия (в астрофизике называемые «металлами», в отличии от  химии, внешних е-оболочек), в звездах синтезируются, но практически не разрушаются, металличность галактики со временем всегда возрастает, но …пока не найдено ни одной звезды с нулевой металличностью…где маломассивные долгоживущие первичные звезды и откуда ненулевой уровень начальной металличности в нашей Галактике?  антикорреляции металличности звезд с их возрастом…— не менее 4,5 млрд лет, но современная металличность межзвездной среды очень близка к солнечной.

Так что требуется логика стадий с начала Гамова, убедительнее…

Этот текст Гамова, очевидно, должен изучаться в классах СШ, если дать Библию, например, равно до Р.Х.и по Р.Х., по формуле 6дней Быт.1+2х10 поколений с Адама до Потопа-Ноя и после (Лк.3) + 3х14 от Авраама до Давида, Вавилона и Р.Х. (Мф.1.17) +4х18 н.прогноз. При 3 поколениях за век по Геродоту это дает 1-7-13-19-25 вв.по РХ, где 1- включает НЗ, христ.Востока 7- ислам, Коран, 13- христ.Запад, Фому и схоластов, 19 — науку НВ.

См.далее «тяжести», евр. «дни-периоды» и  с-троение мира логики-природы-духа ЭФН Гегеля в нашей лекции и  обсуждении-вопросах  см. на  https://www.youtube.com/watch?v=hC5l8kT7jD4  (sobor.by). 3 Т может делиться аналогично (как «орбитали» или фракталы и иерархии триад Ареопагита, Прокла и Гегеля, на 2-3) в следующих 6 днях (Быт.1.3- ): небесное  в виде света 1 дня и тверди-воздуха 2-го (по Платону, «видимом и осязаемом», как небо и ветер Китая), земное в виде собрания вод, земли и их производных (растущих и умножаемых, как зелень с семенем – возвращая, «по роду их») 3 дня и светил 4-го, духовное – как «животный дух» — на животных названных сред, «стихий» — воды и воздуха 5 дня и земных, последнего, 6 дня,  с человеком-разумным и передачей ему власти над всеми и «отдыхом Бога» (7-го дня. 7 дней выражали неделю как четверть месяца – очевидных фаз Луны, «светила меньшего» в отношении к дням «большего»- Солнца, откуда и лунные и солнечные счета времени – календари).

Эти моменты «неба и земли» 1-4 дня можно связать с 4 элементами древних и медицины Гиппократа-Галена до 18 в.* Начиная со света как вида «огня» (Тим. ), «света истинного» Слова как Сына Бога — Логоса (Ин.1, Премудрости) и «эры излучения» современной науки (РИ-Гамова*). Третьи же – духа и «животных» между небесным и земным (в т.ч.внутри каждого, как теория «пары коней и возничего» Платона и Оно-Сверх-Я Фрейда) можно связать с 5-6 днем и элементами. Где 5-й известен как квинт-эссенция (или ТЕ и отталкивание Канта и Эйнштейна или эфир, уже у Ньютона связанный с природой и тяготения и жизни, брожений-ферментов (м.б.как обращения энтропии и демоны Максвелла), а у Менделеева с элементами до водорода типа Х и У – «ньютония и корония», близких нейтрино и нейтрону, основы всех элементов и электрослабого взаимодействия, объединения (nv=p+e-). У Гете 3-й цикл расширения-сжатия (3х2) выражают развитие растения после 2-го цикла их – цветения-оплодотворения, в плод и семя, как продукт катализа-автокатализ (S^E>P). Тогда 6-м м.б. аналог «сжатия в семя» и ТМ как природа сингулярности, ЧД и их и гравитации и излучения-информации, ПКТГ Пенроуза.  Кажется сложным, но без такого упрощения, сведения всего к 3х2 периодам и элементам разобраться во всем вообще трудно.

Квинтэссенцию как 5-й элемент Аристотеля можно понимать как завершение его системы и 4 элементов и причин, где объединение движущей и целевой, прошлого-будущего времени и знака выражает понятие обратной связи (ОС+ и -) как 4-го биопринципа Гамова, в 2017 отмеченного и нобелевской за био-часы.

Можно исходить из описания подобной дифференциации в классических — «О семени и природе ребенка» Гиппократа (с циркуляцией и уравнением со средой?) и связи орбит небес (как «нёбо» — небная кость Гете) и «земли» внутри каждого «Тимея» Платона.  Связь неба и земли как «дух над водой» можно понять в виде 2-3 «испарений» и «пневм» «Метеорологии» Аристотеля и медицины, «догматов Гиппократа и Платона» Галена. Эти же источники с логосом стоиков и Ин.1, «когда пришло время», составили и христианство.

В современной физике и химии известны структуры 8+1=3х3 глюонов-кварков (обобщения пхп-1 матриц Паули) и 8-9 групп октета s0-2p3-6-электронов, но идея с-троения старше.

В философии с Востока – триграмм и 8-пути до «Метафизики» и «О Софист.опр.» Аристотеля с ноо-(тропной)сферой, от понятия Ноос – Ум Аристотеля, в Таблице ниже — Интернет как общечеловеческое сознание создает возможность быстрого скачка от уровня частных образования и наук  до «Диалектики» (обеспечивая быстрое нахождение) всех возможных точек зрения, требуя их объединения, анализа и синтеза

Обычные горизонтальные изображения триграмм из-за отсутствия знаков мы заменяем вертикальными, как янь  = ||| и инь- = =\\\.

Представление Библии и др.первоисточников  как гипертекста

Описание  Бытия — 1 кн.Моисея отражает строение-деление мира, как 6+1 день, «Шестоднев» (см.наши лекции-видео 6 дней Творения — н.комментарий …, триады – с-троения творения «в начале сотворил Бог небо и землю…дух…»), 1-3 включают Свет и его границы (твердь небес) и поглощение – с произведением «суши», «зелени», «семян и плодов — по роду их» (элементов, «металлов»,- наук — с умножением), далее – источников, питания Жизни – живых существ – субъектов. Начиная со светил- прежних богов греков и римлян, с все более подвижных и заслоняющих предыдущие сферы не-подвижных звезд Урана-Крона-Зевса (Сатурна и Юпитера римлян и астро-номии).  Подобное порождение и питание также объяснялись схемами типа 4+4 и 8+1=3х3 «магических квадратов» — (1+3+1) элементов древних, Востока и Запада, а Наука Нового времени, с теории водного питания растений Гельмонта, заменившего также хаос, пневму и духи древних на современные — «газы» помимо воз-духа для следующей пневмохимии и теории воздушного питания, начиная с «лесного», углекислоты и обмена ими царств Природы, растений и животных, Пристли и Лавуазье.

Бытие Исход Левит Числа Книги истор.:..Навина Царств — Главная » Пятикнижие Моисея: Бытие: Глава 1  1 В начале сотворил Бог небо и землю. 2 Земля же была безвидна и пуста, и тьма над бездною, и Дух Божий носился над водою. 3 И сказал Бог: да будет свет. И стал свет. 4 И увидел Бог свет, что он хорош, и отделил Бог свет от тьмы. 5 И назвал Бог свет днем, […]

ХХ век — в 1910 Гамов с отцом в 6 лет наблюдал комету Галлея, в 7 уже читал Жюль Верна и мечтал лететь на Луну, но далее занялся обычной физикой, конструировал электрозвонок. Поехав в Петербург, он включился в современную квантовую теорию, с  Д.Иваненко и Ландау (позже развили Матвей Бронштейн и Виктор Амбарцумян^[13] из их кружка) они опубликовали в начале 1928 года в Журнале Русского физико-химического общества статью «Мировые постоянные и предельный переход»^[14], иерархию физических теорий на основе системы фундаментальных констант, включающих скорость света, гравитационную постоянную и постоянную Планка (так называемая cGh — отразилась в Томпкинс в Стране Чудес, или истории о с, G и h — объяснить доступно для неспециалиста основные идеи теории искривленного пространства и расширяющейся Вселенной, сильно увеличив масштабы реально существующих релятивистских явлений и тем самым сделать их легко наблюдаемыми для героя — мистера Томпкинса, скромного банковского служащего, интересующегося современной наукой).

Создав теорию туннельного альфа-распада, в связи ядер и энергии звёзд с другом Ф. Хоутермансом и продолжавшим Эддингтона Р. Аткинсоном они начали решение проблемы ТЯС, в 1928-30 гг. Уехав в 1933 г. из СССР, он работал в Радиевом институте в Париже, в Кембриджском университете и в Институте Бора в Копенгагене, но никто не хотел предложить ему постоянное место, Резерфорд отказывался принимать эмигранта в Кавендишской лаборатории, Бор считал, что Гамов подвел Ланжевена, но он вспоминает: «когда в Кембридже у меня не хватило денег для покупки трансатлантических билетов, мне пришлось занять их у Резерфорда. Позже, в Копенгагене, я снова должен был занять деньги, на этот раз у Бора, чтобы оплатить счет. После того, как я получил несколько ежемесячных платежных чеков от Университета Дж. Вашингтона, я сэкономил достаточно, чтобы оплатить свои долги, и отправился в почтовое отделение, чтобы сделать два иностранных денежных перевода».

В 1934 году из Америки Эрнест Лоуренс пробовал устроить Гамова в Калифорнийский университет в Беркли, однако^[31]  протеже Мерла Тьюва дали должность профессора Университет Вашингтона, с осени 1934 года. Он организовал в Вашингтоне ежегодные конференции первых физиков мира и пригласил сотрудником знакомого по Копенгагену Эдварда Теллера, «чтобы было с кем поговорить о теоретической физике»^[32] , в 1936 году обобщив с ним теорию бета-распада Ферми, сформулировав правила отбора и «переходы Гамова — Теллера» (с изменением спина ядра)^[33].  В 1937—1940 годах Гамов построил первую последовательную теорию эволюции звёзд с термоядерным источником энергии. В 1940—1941 годах с учеником Марио Шенбергом он изучил роль нейтрино в катастрофах новых и сверхновых звёзд (так называемое нейтринное охлаждение), в 1942 году с Теллером он предложил теорию строения красных гигантов, предположив наличие у них устойчивого ядра и оболочки термоядерных реакций^[35]. Помогли развить Кричфилдом и Хансом Бете рр и  углеродно-азотный цикл в 1938 году^[34].

В 1941 году Теллер покинул университет и стал участником проекта по созданию атомной бомбы, однако Гамова не привлекли по «соображениям безопасности», сделав консультантом Военно-морского ведомства. (Летом 1948 года военные дали допуск ему для расчетов водородной бомбы под руководством Теллера^[37].По утверждению П. А. Судоплатова^[36], спецслужбам СССР удалось привлечь Гамова и его жену к сотрудничеству и связи с ведущими американскими физиками). Он сблизился с таким же «непривлечённым» Альбертом Эйнштейном, вспомнил своего учителя Фридмана и космологии, в 1946 году предложив модель «горячей Вселенной» (уточнение теории «Большого Взрыва» — расширения Вселенной и распространённости элементов (отношении водорода и гелия) и возраста Вселенной, близко возрасту Земли. В 1948 году «Nature» дала его уравнения для массы и радиуса галактики, содержащей около ста миллиардов звезд типа Солнца, как только фундаментальные константы (гравитационная постоянная, постоянная Планка, элементарный заряд и др.), и со своими учениками Ральфом Альфером и Робертом Херманом он развил теорию уже «горячего начала», образования химических элементов путём последовательного нейтронного захвата (нуклеосинтез)^[38] с предсказанием существование фонового микроволнового (реликтового) излучения и его современной температуры (в диапазоне 1—10 К)^[39]. Те в то время считались чисто умозрительными^[40] и «горячей Вселенной» предпочитали модель «холодной Вселенной»^[41] (Яков Зельдович и сотрудники) и теории стационарной Вселенной Фреда Хойла и соавторов^[42]. Поэтому открытие в 1965 году Арно Пензиасом и Робертом Вильсоном реликтового излучения (Нобелевская премия 1978 года)  случайно ждало признание коллег. По словам Стивена Вайнберга,  Гамов, Альфер и Херман заслуживают колоссального уважения помимо всего прочего за то, что они серьёзно захотели воспринять раннюю Вселенную и исследовали то, что должны сказать известные физические законы о первых трёх минутах.^[43]

В «Новой книги Бытия» (ММЛ-94, c.107) он объяснил различие моментов, масс А 1-4 и прочих- в звездах Хойла — см.eduspb.com/public/books/byograf/gamov_moya_mirovaya… —eduspb.com› Неформальная автобиография НОВАЯ КНИГА БЫТИЯ

Вначале Бог создал излучение и илем И илем был без числа и…

«В начале Бог создал излучение и илем (правещество). И илем был без числа и формы, и нуклоны, как безумцы, сталкивались перед лицом бездны» [«Илемом» Гамов называл изначальный «океан излучения высокой энергии», первобытную смесь, из которой образовались элементы. Неоформленный илем с лицом бездны у Гамова, по сути, то же самое, что и хаотическая бездна ov, сотворенная из єк иок ovTrov. Дальше во всех трех сценариях (античном, библейском и научном) -очерчивание, оформление ее первичного «лица». ontologiya-kosmologicheskih-allyuziy

Затем идет описание того, как Бог один за другим творит химические элементы, просто-напросто называя по порядку их массовые числа. Но пропустив число пять Бог вместо того чтобы начать заново, Он находит другой выход из положения: «И сказал Бог: “Да будет Хойл”… и повелел ему сделать тяжелые элементы так, как тому будет угодно»45. — случай Бога — Гамов хотел, чтобы все элементы были созданы в течение нескольких минут (См.Фундаментальные силы — занимательный квартет. litresp.ru›chitat/ru/Х/helpern-pol/kollajder/9), с Алфером и гелий и литий и более тяжелые элементы объясняли им … в пародии на библейский текст — поэме «Новая Книга Бытия». «В начале, — гласит стих, — Бог создал излучение и илем (правещество)». И сказал Бог: да будет Хойл. От Дарвина до Эйнштейна… (document.wikireading.ru›50923) Величайшие…  iknigi.net›…mario-livio…ot-darvina…velichayshie…i… «В начале сотворил Бог излучение и илем. … И увидел Бог тритий и тральфий [так Гамов прозвал изотоп гелия 3He], что они хороши. …Постулаты Вселенной— my-works.org›text_24982.html — из «Большого Взрыва» некоего «Первоатома» (или Илема)  … Разлетающиеся галактики вместе с космическими излучениями создают пространство новой Зоны Вселенной.  Фундаментальные силы — занимательный квартет…    eduspb.com/public/books/byograf/gamov_moya_mirovaya… — автобиоГ —liniya… получил подтверждающий ответ НОВАЯ КНИГА БЫТИЯ Вначале Бог создал излучение и илем  — «Big bang», или «Большой взрыв», в науке…    12apr.su›books/item/f00/s00/z0000013/st068.shtml— Гамова эволюция вселенной разбивается на пять стадий. Сначала илем состоял из очень сжатой (плотной) массы водорода, все электроны … До миллионной доли секунды.

В 1944  Хойл с военно-морскими радарами в США познакомился в Маунт-Вильсоновской обсерватории с Вальтером Бааде и узнал, насколько плотными и горячими могут стать ядра массивных звезд на поздних стадиях жизни, при температурах, приближающихся к миллиарду градусов, протоны и ядра гелия могут легко переходить кулоновский барьер других ядер, частиц  в состояние так называемого статистического равновесия — темпы прямых и обратных реакций становятся примерно одинаковыми, соотношение количества элементов остается постоянным и статистическая механика дает оценить их, если знать массы. Весной 1945 года физик-ядерщик Отто Фриш предоставил ему таблицу масс для эпохальной статьи 1946 г. [305] для формирования углерода и более тяжелых элементов в недрах звезд, т.е. земля, кислород и кремний-кальций-железо существовали не всегда, и не из Большого взрыва, а ядер звезд. Даже атомы живой материи, цепочки ДНК, возможно, возникли миллиарды лет назад в ядрах самых разных звезд! Вся наша Солнечная Система возникла 4,5 миллиарда лет назад из смеси и звезд предшествующих поколений! Астроном Маргерит Бербидж слушала доклад Хойла на конференции Королевского астрономического общества в 1946 году: «Я сидела в лектории КАО в полном восторге: на моих глазах творилось чудо – поднимали покров невежества, заслонявший ослепительный свет великого открытия»[306

Имя илем — от гиле — материя, как гилозоизм, использовали даже НФ — Лем Станислав. Записки всемогущего (стр. 1), в ModernLib.ru›books/lem_stanislav/zapiski…read_1 — Вещь, говорим мы, возникает тогда, когда мы решаем создать бытие, в … сгущались в вихри с излучением  … Нас не окружает ничто; вокруг нас нет ни неба, ни леева, ни звезд, ни илема, ни солнц, ни…

Вера Рубин из еврейских эмигрантов Российской империи (отец 1897—1989 с Вильни эмигрировал с родителями в Нью-Йорк в 1904 году; инженером в Лабораториях Белла, встретил ее мать 1901—1997 из Бессарабии^[4], в 1948 году Вера вышла замуж за Роберта Рубина, студента-химика, их Дэвид (род. 1950) и Аллан (род. 1960) — геологи; Джудит Янг (1952—2014) — астроном и физик; Карл (род. 1956) — математик) Корнеллский 1951 г. магистр по астрономии в аспирантуре Джорджтаунского университета в 1954 г. на доктора философии защитила диссертацию под руководством Джорджа Гамова. О своём учителе она впоследствии отзывалась так: «Он не умел ни писать, ни считать. Он не сразу сказал бы вам, сколько будет семью восемь. Но его ум был способен понимать всю Вселенную»), в пространственное распределение галактик нашла их скорее в скученном состоянии, чем случайно разбросаны, в 1960-е с Кентом Фордом у нашего соседа галактики Млечный Путь — спиральной галактики М31 (Галактика Андромеды) его спектрограф показал оптические спектры звёзд и ионизированного газа, орбитальная скорость на периферии галактик близка к скорости звёзд в центре, в 1970 году: «Полной аналогии с планетарными системами в спиральной галактике Туманность Андромеды не существует. В планетарных системах в соответствии с законами Кеплера и линейные и угловые скорости планет монотонно убывают по мере удаления от звезды, а скорости вращательного движения звезд и звездной материи в галактиках по мере удаления от центра возрастают, достигая стабильного максимума»^[5]. Для 21 спиральной галактики типа Sc (по классификации Хаббла) в кривых вращения не  Кеплера в пользу гипотезы Фрица Цвикки,  скрытой массы — невидимой тёмной материи, не испускающей электромагнитное излучение и рассеянной, сверх-галактического масштаба^[6].  объяснить  вращения галактик, движение галактик внутри скоплений, наличие гравитационных линз и др. модифицированной ньютоновской динамики не годятся: «если бы я могла выбирать, то предпочла бы, чтобы дальние гравитационные взаимодействия могли быть описаны модифицированными законами Ньютона. Мне это представляется более привлекательным, чем необходимость допущения неизвестного до сих пор вида элементарных частиц.»^[7]. Она открыла вращающиеся как по часовой, так и против часовой стрелки (counterrotating galaxies), галактик с полярным кольцом и сливающихся галактик.

в 1965 году перешла в Отдел земного магнетизма вашингтонского Института Карнеги, зам.ред.Astronomical Journal (1972-77) и Astrophysical Journal Letters (1977-82), ред. Science (1979-87).

Обычно его оценивали по себе, обычно окружавшие его еврейские выходцы из России и Европы, — если в 1932 Лев Ландау в письме Петру Капице писал… необходимо избрать Джони Гамова академиком. Ведь он бесспорно лучший теоретик СССР.^[51]ато в 60-е считал «впавшим в ничтожество», отражая и самооценку, астроном Вера Рубин, в 1950-е годы работавшая под началом Гамова, писала: Он не умел ни писать, ни считать. Он не сразу сказал бы вам, сколько будет 7×8. Но его ум был способен понимать Вселенную.^[53] Эдвард Теллер, руководитель американского проекта по созданию водородной бомбы, охарактеризовал участие Гамова в этом проекте: девяносто процентов гамовских идей были ошибочны…мог предложить занятную идею, и если она не проходила, тут же обращал это в шутку. С ним было поразительно приятно работать вместе.^[54] Американский математик польского происхождения Станислав Улам в предисловии к незаконченной автобиографии Гамова, вышедшей в 1970 году, как математик С. Банах — лучшие видят аналогии между аналогиями. Этой способностью видеть аналогии между моделями для физических теорий Гамов обладал почти до немыслимой степени. ..с помощью интуитивных картинок и аналогий, почерпнутых путём сравнений из области истории или даже искусства.^[55]

С множества других открытий. Они дают школу и учебу нобелевского уровня. Можно создать на наших языках много страниц wikipedia для его терминов, включая ветвь Гамова — Бааде.

В СССР, когда в октябре 1931 года в Риме состоялся Международный конгресс по ядерной физике, не разрешили выехать и его доклад прочитал Макс Дельбрюк^[26] (и Гамов стал искать случай покинуть страну, нелегально, летом 1932 года, в Крыму, — на лодке), в 1932—1937 гг., тот работал в Берлине ассистентом Лизы Мейтнер,  с Отто Ганом  исследовали нейтронное излучение урана, в 1933 году в теорию рассеяния гамма-лучей на кулоновском поле благодаря поляризации им вакуума, 20 лет спустя Ханс Бете подтвердил предсказаный им нелинейный эффект квантовой электродинамики — как  дельбрюковское рассеяние^[1]. После создания МолБио и Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1969 году (совместно с Алфредом Херши и Сальвадором Лурия) «за открытия, касающиеся механизма репликации и генетической структуры вирусов», перешел от фагов и бактерий к эу-грибам и реакциям, с сыном Гамова Игоря как пост-доком в Калтехе.

См. гамовские лекции, не только физиков, не боящихся смелых идей, как 2014 Вайнлэнд* и 2012 Адам Рисс*,  2011 Фрэнк Вильчек* ,  Лиза Рэндалл 2007 и •  2006 Джеффри У. Марси — открывший экзоланеты) Гамов — Lib.ru: «Современная литература»

Ниже приведем совр.представления-

Вселенная до горячего Большого взрыва

31.10.18 из ТВар: • Валерий Рубаков

«данные наблюдательной космологии неопровержимо свидетельствуют о том, что эта стадия горячего Большого взрыва (ключевое слово здесь — «горячего»- Г-1а), была не самой первой, была еще какая-то эпоха (а возможно, и не одна) с кардинально иными свойствами.

Более популярна и проработана больше других была теория инфляции, но это всё еще гипотеза, однозначного подтверждения которой пока нет (хотя многие воспринимают инфляцию как данность).

На масштабах меньше миллиарда световых лет во Вселенной видны не-однородности, структуры — галактики, скопления галактик, гигантские пустоты-войды, мы с вами, на космологическом жаргоне принято называть скалярными возмущениями. Возможны также тензорные возмущения — реликтовые гравитационные волны, не открытые LIGO слияния черных дыр или нейтронных звезд без космологической информации. Классификация космологических возмущений (скалярные, векторные, тензорные) была разработана Евгением Лифшицем в 1940-х.

Если бы история Вселенной началась непосредственно с горячей стадии, Большого взрыва,  плотность материи и темп расширения пространства были гигантскими — формально бесконечными, где эффекты квантовой гравитации, а представления о пространстве, времени и поле не имели привычного для нас смысла (а скорее всего, описание Вселенной в этих терминах было вообще невозможным). Но время жизни Вселенной с момента Большого взрыва конечно — сегодня это 13,8 млрд. лет, сигналы космологического горизонта: области, находящиеся в момент t на расстоянии, большем этого размера, никак не успели обменяться сигналами, они ничего друг о друге не знают, все физические процессы происходили внутри этих областей независимо) примерно 45 млрд. световых лет (свет пролетел расстояние 13,8 млрд. световых лет, а к тому же Вселенная сама по себе расширилась). А полный размер Вселенной, если он вообще конечен, значительно превышает размер горизонта. Мы видим не более одного процента ее объема, а скорее всего, на много порядков меньше.

Реликтовое электромагнитное излучение дает нам фотографию Вселенной (точнее, видимой ее части, размер которой сегодня и составляет 45 млрд. световых лет) в возрасте всего 380 тыс. лет, когда «отщепилось» от вещества, что называют временем рекомбинации.

Рис. 1. Карта реликтового излучения по данным «Планка». Пунктиром обведены холодные и теплые области, размер которых многократно превышает размеры горизонта Вселенной времен последнего рассеяния реликтовых фотонов

На этом «снимке» (рис. 1) красные области соответствуют более горячим и плотным областям Вселенной, а синие — менее горячим и менее плотным, на величину порядка 10^-5: во время рекомбинации (т. е. в возрасте 380 тыс. лет) Вселенная была гораздо однороднее, чем сегодня. Доказательство от противного. Размер космологического горизонта во время рекомбинации составлял всего около 1 млн световых лет (это несколько больше 380 тыс. световых лет из-за расширения Вселенной до рекомбинации). С тех пор этот размер растянулся из-за расширения Вселенной после рекомбинации примерно в тысячу раз, т. е. сегодня он составляет 1 млрд. световых лет. А размер всей видимой Вселенной — 45 млрд. световых лет. Это означает, что угловой размер горизонта эпохи рекомбинации составляет около 2°. Глядя на небо в направлениях, различающихся более чем на 2°, мы видим (с помощью реликтового излучения) области Вселенной, которые в эпоху рекомбинации ничего не могли знать друг о друге.

Это полностью противоречит наблюдаемой фотографии. Во-первых, все области Вселенной, даже находящиеся друг от друга на расстоянии, превышающем тогдашний горизонт (а сегодня разделенные угловым расстоянием больше 2°), были во время рекомбинации одинаковыми с точностью порядка 10^-5. Для этого не было никаких оснований — эти области не успели еще прийти в причинный контакт!

Рис. 2. Схема, показывающая парадокс с горизонтом в ранней Вселенной. Красные конусы показывают распространение света, испущенного в момент начала расширения Вселенной, если оно совпадает с Большим взрывом, т. е. началом горячей стадии. Синий конус — наше поле зрения. По вертикали — конформное время, «замедляющееся» обратно пропорционально масштабному фактору расширяющегося пространства, по горизонтали — конформное расстояние, определяемое аналогично

Во Вселенной, стартовавшей сразу с горячей стадии, области, разделенные угловым расстоянием больше 2°, должны были бы быть совершенно разными — а они совершенно одинаковы (с точностью 10^-5). Эту трудность теории горячего Большого взрыва называют проблемой горизонта. Во-вторых, в эпоху рекомбинации были более холодные и более теплые области, размер каждой сильно превышал размер горизонта (а угловой размер сегодня сильно превышает 2°); некоторые из них обведены пунктиром на рисунке- не могли образоваться в процессе эволюции Вселенной от Большого взрыва до рекомбинации. А они есть! Противоречие налицо.

Чтобы уйти от противоречия, необходимо считать, что стадии горячего Большого взрыва предшествовала какая-то другая эпоха, когда образовались неоднородности во Вселенной — зародыши галактик, скоплений галактик, а через них и мы с вами. Чтобы неоднородности гигантского размера поместились внутрь тогдашнего светового конуса и могли бы образоваться, требуемая «длительность» не обязательно означает большой интервал времени: достаточно, чтобы изначально близкие друг к другу точки пространства к концу новой эпохи из-за расширения Вселенной оказались разнесенными на очень большое расстояние, как в сценарии инфляции. В альтернативных сценариях новая эпоха действительно длится долго в обычном смысле этого слова.

Если понятие энергии и Т развил Аристотель, то логично этот момент до него назвать периодом Платона (ТП), парадигмы — плана Бога — 1а

Итак, до горячей стадии была существенно иная эпоха — эпоха образования первичных неоднородностей. И, изучая методами космологических наблюдений свойства неоднородностей, мы можем надеяться выяснить механизм их образования, а тем самым узнать, что именно происходило во Вселенной до горячей стадии.

В сценарии инфляции Вселенная на самом раннем этапе быстро, экспоненциально расширяется, пространство растягивается в невообразимое число раз, а наша видимая часть Вселенной представляет собой маленькую долю области, причинно связанной к концу инфляции.

Рис. 3. Схема причинной структуры в теории со стадией, предшествующей Большому взрыву. Вершины красных конусов — начало Большого взрыва, черным показан световой конус, исходящий из некой точки в какой—то момент предшествующей стадии. Таким образом, все области размером с горизонт в момент рекомбинации оказываются причинно связанными. Предшествующая эпоха выглядит длительной потому, что по вертикали отложено конформное время, «текущее» очень быстро, когда Вселенная была маленькой

Замечательно, что инфляционные модели имеют автоматически встроенный механизм образования первичных возмущений — это усиление вакуумных флуктуаций полей (как правило, того самого поля, которое обеспечивает инфляцию — инфлатона), происходящее благодаря быстрому расширению пространства.

Рискну высказать предположение, что независимо от того, верна или нет инфляционная теория, источником первичных возмущений во Вселенной служат вакуумные флуктуации какого-то поля или каких-то полей, усиленные в процессе эволюции. В квантовой теории вакуум — это далеко не безжизненная пустота: в нем всё время возникают и исчезают флуктуации всех полей, какие есть в природе.

Другой язык для описания этих флуктуаций — виртуальные частицы, рождающиеся и уничтожающиеся в вакууме. Эффекты, связанные с этими вакуумными флуктуациями, хорошо известны, рассчитаны и измерены с высокой точностью, в квантовой электродинамике это лэмбовский сдвиг, аномальные магнитные моменты электрона и мюона и др. В интенсивных внешних полях и вообще в необычных условиях вакуумные флуктуации могут усиливаться и тем самым превращаться из виртуальных в реальные, непосредственно наблюдаемые; в квантовой электродинамике это должно проявляться, например, в рождении реальных электрон-позитронных пар сильным электрическим полем. Усиление вакуумных флуктуаций полей в процессе эволюции Вселенной и является, по всей видимости, механизмом образования неоднородностей. В этом смысле все мы — далекие потомки вакуума.

Возможность рождения реликтовых гравитационных волн в нестационарной Вселенной из-за усиления вакуумных флуктуаций была обнаружена еще в 1974 году Леонидом Грищуком, а картина образования неоднородностей плотности материи из нулевых колебаний была предложена независимо от инфляционной теории в работах Владимира Лукаша 1980, но неоднородности были далеки от наблюдения. В 1981 Вячеслав Муханов и Геннадий Чибисов в инфляционной теории обнаружили образующиеся первичные возмущения с правильными свойствами- подтвердили наблюдения реликтового излучения, так и изучения распределения материи в современной и сравнительно поздней Вселенной.

Из альтернатив инфляции сценарий с отскоком стартует с периода медленного сжатия из состояния с малой плотностью энергии, похожего на современное состояние, скорость сжатия увеличивается, плотность материи растет, сжатие прекращается и сменяется расширением, в известную нам горячую стадию. Первичные неоднородности в таком сценарии образуются на ранней стадии, когда сжатие происходит медленно, и времени для образования неоднородностей больших масштабов предостаточно. Вариантом сценария с отскоком служит сценарий пульсирующей Вселенной, в которой эволюция — циклическая (сжатие — расширение — сжатие — расширение и т. д.)- Гераклита?- 1а

Другой сценарий, альтернативный инфляции, в 2010 году Паоло Креминелли (Paolo Creminelli), Альберто Николисом (Alberto Nicolis) и Энрико Тринкерини (Enrico Trincherini), назвали генезисом (Genesis — Бытие, первая книга Библии), где в начальном состоянии Вселенная пустая, плоская и статическая. Затем в ней появляется ненулевая плотность энергии, из-за этого Вселенная начинает расширяться, плотность энергии и темп расширения растут, а на каком-то этапе уже быстрого расширения плотность энергии переходит в тепло и начинается горячая стадия. В сценарии генезиса образование неоднородностей тоже происходит на раннем этапе эволюции, когда Вселенная расширяется очень медленно.

Большинство моделей инфляции тоже основаны на введении нового поля — инфлатона и только они часто предсказывают существование уже упоминавшихся реликтовых гравитационных волн (тензорных возмущений), причем со всеми длинами, амплитуды порядка 10^-6 или немного меньше (сравните с амплитудами порядка 10^-2–10^-22, характерными для гравитационных волн существенно меньшей длины, зарегистрированных LIGO и VIRGO).

Различные инфляционные теории, а также варианты альтернатив инфляции отличаются и тонкими корреляционными свойствами неоднородностей материи. На сегодняшнем уровне точности наблюдений эти неоднородности обладают самыми простыми (гауссовыми— см.Тугай с КНУ на Гамов-2018) статистическими свойствами, характерными и для вакуумных флуктуаций простейших полей, — это одно из прямых указаний на изначальную природу неоднородностей, о которой мы говорили выше. Обнаружение и изучение в будущем негауссовости, если оно произойдет, позволит отбросить одни сценарии и подтвердить другие.

Если горячей стадии эволюции Вселенной предшествовала другая, весьма отличающаяся от нее эпоха, важная для нас тем, что именно в эту эпоху образовались зародыши столь необходимых неоднородностей материи — галактик, звезд, нас с вами, надежда на будущие наблюдения и развитие теории образования структур! — главную загадку Вселенной.  Комментарии (3)

«Троицкий вариант» №20, 2018  Избранное Пятигорский: «Ценность философии в том, что она никому не нужна»Или и уже ЗализнякМиф. Технол

Столетие первой Февральской революции Алексей Левин Все избранное публикации АстрофизикаЛямбда-член и фарфоровый чайник 18.10.18 • Сергей Попов

Во славу темной материи 11.10 • Валерий Рубаков, Борис Штерн