Вращение Вселенной

[Vladimir-80]

Да. Но для того, чтобы летать как угорелые, нужны предпосылки. Нужны действующие силы. При возникновении (назовём это так) из точки частицы будут иметь лишь радиальную скорость. Возникая одновременно и равномерно по всем направлениям, они будут компенсировать взаимное влияние. Откуда тогда возьмётся хаотичное движение?

[Denis Russkih]

Vladimir-80 в сообщении #744952 писал(а):

Возникая одновременно и равномерно по всем направлениям, они будут компенсировать взаимное влияние.

Ну не знаю, а как насчёт теоремы Ирншоу, к примеру? Мне кажется, что-то такое может портить всю малину. :)

Вообще, поскольку я не физик, то лучше подожду, что скажут специалисты.

[Someone]

Vladimir-80 в сообщении #744929 писал(а):

Представим себе ситуацию перед Большим Взрывом: ничего ещё нет. Всё, что будет, "упаковано" в Сингулярности (с большой буквы?) - безразмерной точке

Начальная сингулярность фридмановского решения — это вовсе не точка. С точки зрения причинной структуры — это трёхмерная пространственноподобная поверхность, перекрывающая все пути в прошлое.
К тому же, есть основания предполагать, что сингулярности не было, а была инфляционная стадия. Тем более, что для фридмановского (или хотя бы близкого к нему) решения требуется тщательный подбор начальных условий, чтобы решение было похоже на то, что мы наблюдаем, а инфляционная стадия заканчивается как раз теми условиями, которые требуются.

Vladimir-80 в сообщении #744929 писал(а):

Ситуация абсолютно идеальная и симметричная, верно?

С чего бы вдруг? Если инфляционной стадии не было, то столь высокая симметрия, которую мы наблюдаем — это нечто чрезвычайно загадочное. А если инфляционная стадия была, то заканчивается она состоянием, которое чуть-чуть отличается от абсолютно идеального и симметричного. Как раз настолько, чтобы образовались галактики и звёзды в них.

А вообще, сингулярность следует рассматривать скорее как признак того, что мы не знаем, что там было на самом деле.

[Munin]

Vladimir-80 в сообщении #744929 писал(а):

Что могло нарушить симметрию Вселенной?

Представим себе ситуацию перед Большим Взрывом: ничего ещё нет. Всё, что будет, "упаковано" в Сингулярности (с большой буквы?) - безразмерной точке, расположенной в нигде и в никогда.

Начать с того, что учёные себе такой картины не представляют.

Есть несколько теорий по поводу "начала" Большого Взрыва и "перед" Большим Взрывом. Самая популярная из них - инфляция. И эта теория отвечает на вопрос, что могло нарушить симметрию Вселенной. (Другие - не отвечают, насколько я знаю.)

Ответ этот, в общих чертах, таков. Переход от инфляции к Большому Взрыву имеет квантовую природу. До Большого Взрыва существовали квантовые флуктуации в состоянии Вселенной. При окончании инфляции, они потеряли свою "квантовость", и стали полноценными флуктуациями параметров вещества и пространства-времени: плотности, температуры, скорости, кривизны пространства, и т. п.

Эти флуктуации и породили всё сущее во Вселенной. Где вещества было больше - там оно сильнее собиралось, где было меньше - оттуда растекалось. Таким образом, возникли галактики и скопления галактик, звёзды, и даже отдельные элементарные частицы.

Эта теория - не пустая фантазия. Такое представление подразумевает определённый спектр флуктуаций: сколько их одного размера, сколько другого, и т. п. И этот спектр измеряют космические аппараты, наблюдающие реликтовое излучение: WMAP и Planck. И результаты их наблюдений подтверждают эту теорию, и более того, выделяют некоторые её версии, и зачёркивают некоторые другие.

[Vladimir-80]

Спасибо. Интересная информация. А есть какая-нибудь достойная доверия литература на эту тему (в частности про инфляцию интересно узнать побольше), доступная для понимания неспециалиста?

[Munin]

Vladimir-80 в сообщении #744929 писал(а):

Ситуация абсолютно идеальная и симметричная, верно?

Надо сказать, что это не так. В физике, действительно, рассматриваются некоторые идеальные и абсолютно симметричные модели. И в космологии тоже. Но всегда подразумевается, что эти модели - на самом деле, идеализация действительности, и у них есть ограниченная сфера применимости. Например, если мы будем рассматривать биллиардный шар под микроскопом, то найдём на нём и "горы", и "ямы". И если мы захотим описать движение и столкновение биллиардного шара с микроскопической точностью, то мы будем должны эти "горы" и "ямы" точно зарегистрировать и учесть. Модель идеального шара станет всего лишь грубым приближением.

Точно так же и со Вселенной. Модели Фридмана описывают её как идеально однородную, но это огрублённое приближение. Реально, мы знаем, Вселенная состоит из скоплений вещества с большой плотностью: галактики, центры звёзд, чёрные дыры - разделённых пустотами. Но важно ли это на масштабах Вселенной? В некотором огрублённом смысле, не важно, а при увеличении точности - может потребоваться это учитывать. (Такие неоднородности называются возмущениями, или флуктуациями плотности, и других параметров.) Таким учётом тоже занимается космология.

И дальше возникает интересный космологический вопрос: вот эти возмущения, которые мы наблюдаем сейчас - какую имеют предысторию? Оказывается, они со временем могут увеличиваться или уменьшаться. То есть, Вселенная может приближаться или отдаляться от "идеально симметричного" состояния. И поскольку главной силой во Вселенной является гравитация, выясняется, что возмущения должны увеличиваться: если где-то собралась неоднородность плотности, то гравитация заставляет её ещё сильнее сжиматься и усиливаться. Если "откручивать назад" космологические часы, то Вселенная из нынешнего состояния будет становиться всё более и более однородной, заполненной одинаковым газом.

И таким образом, оказывается, что одна из основных загадок (этой части космологии, условно называемой "классической космологией"), ровно наоборот, состоит в том, а почему Вселенная изначально такая идеальная и очень однородная?

И вот тут приходит на помощь стадия инфляции. Она описывает Вселенную в других условиях, чем сегодня, и эти другие условия приводят к обратному процессу: возмущения на стадии инфляции уменьшались. И очень сильно: какие бы ни были возмущения до инфляции (если были), они уменьшились, например, как минимум в $e^{1000}$ раз. Можно считать, что память о них полностью изгладилась из Вселенной. Ну а потом, произошло то, о чём я написал выше: новые флуктуации возникли из квантовых неопределённостей.

-- 11.07.2013 00:03:52 --

Vladimir-80 в сообщении #744976 писал(а):

А есть какая-нибудь достойная доверия литература на эту тему (в частности про инфляцию интересно узнать побольше), доступная для понимания неспециалиста?

Боюсь, для понимания неспециалиста тут трудно что-то подобрать, потому что даже самые основы инфляции - каким образом лямбда-член ($\Lambda$-член) приводит к экспоненциальному росту Вселенной - основаны на тензорном исчислении, СТО и ОТО.

Но я начинал с книги
Долгов, Зельдович, Сажин. Космология ранней Вселенной. 1988.
и она при первом чтении мне показалась очень наглядной и доступной (по крайней мере, не все главы, но большая их часть).

[Denis Russkih]

(Оффтоп)

У-у, как всё серьёзно. :) Да, мои наивные предположения тут вообще не в тему...

Неужели до всего этого учёные додумались за последнюю пару сотен лет? Уму непостижимо. Точнее, для чьих-то умов — постижимо, и вот это как раз самое поразительное.

[arseniiv]

Munin в сообщении #744972 писал(а):

Таким образом, возникли галактики и скопления галактик, звёзды, и даже отдельные элементарные частицы.

А частицы-то как?

(2 Denis Russkih.)

Denis Russkih в сообщении #744983 писал(а):

Неужели до всего этого учёные додумались за последнюю пару сотен лет? Уму непостижимо. Точнее, для чьих-то умов — постижимо, и вот это как раз самое поразительное.

Некоторые вещи приходят сами собой, если есть соответствующие условия. Например, вы долго возились с натуральными числами, придумали их квадраты, поскладывали всякое и внезапно увидели, что $1+3+\ldots+(2n-1) = n^2$. А потом ещё и доказали! А когда много людей исследуют одно и то же, они ещё скорее что-нибудь сообразят, потому что то, что не пришло бы в голову одному, может прийти к другому. Правда, «соответствующие условия» сами собой практически не образуются; практика показывает, что надо накопить очень много всяких наблюдений и мыслей на них. (Надеюсь, предыдущее — не пустая болтовня.)

[Munin]

Denis Russkih в сообщении #744983 писал(а):

Неужели до всего этого учёные додумались за последнюю пару сотен лет? Уму непостижимо.

Ещё меньше. Первые космологические модели (Эйнштейн, Де Ситтер, Фридман-Леметр) - это конец 10-х - 20-е годы 20 века. Теория инфляции возникла на рубеже 70-х - 80-х годов (где-то уточняется, что 1981 год, но у такой крупной вещи были и предшествующие идеи, и продолжительный этап разработки, и нельзя всё сводить к одному автору и публикации - кстати, даже со СТО нельзя).

-- 11.07.2013 01:22:30 --

arseniiv в сообщении #744988 писал(а):

А частицы-то как?

Когда распадался метастабильный вакуум (или в других версиях, инфлатон), энергия выделялась "в пространство просто так" (на самом деле, нет, это некоторое огрубление). Она и принимала вид частиц. Всех возможных сразу. Где появится конкретная частица - тоже определялось переходом её квантовой вероятности, равномерно размазанной по пространству, в классическое состояние.

arseniiv в сообщении #744988 писал(а):

Некоторые вещи приходят сами собой, если есть соответствующие условия.

Такое, конечно, часто бывает. И про это говорят, "идеи носились в воздухе". Но надо помнить, что не всякие научные открытия имеют такой вид. Часто наоборот, идея была только в какой-то одной конкретной голове, а всем окружающим такое даже в голову не могло прийти. Или даже, эта голова говорила "идём туда", но все другие отмахивались - пока, наконец, не увидели конечный результат, и не сказали, что "это хорошо" (хорошо ещё, если при жизни той самой гениальной головы).

Конкретно с космологией:
- ОТО придумал Эйнштейн практически единолично;
- нестационарные модели придумало несколько человек, но вообще это казалось невероятным - то, что астрономия указывает на нестационарность Вселенной, стало известно позже;
- строение звёзд, возникновение звёзд, и в конечном счёте горячий Большой Взрыв, придумало тоже несколько человек; эти идеи стали очевидными, но несколько позже, а авторы "опережали волну";
- идея инфляции логически практически однозначно следовала из других сделанных к тому моменту открытий - из теории электрослабого объединения электромагнитного и слабого взаимодействий - и здесь, видимо, можно сказать, что она "носилась в воздухе".

[Vladimir-80]

Munin в сообщении #744977 писал(а):

Но я начинал с книги
Долгов, Зельдович, Сажин. Космология ранней Вселенной. 1988.
и она при первом чтении мне показалась очень наглядной и доступной (по крайней мере, не все главы, но большая их часть).

Благодарю. Буду читать. )

[Vbaus]

Написано много глупых мыслей умными словами.

Каждая планета Вселенной при своём движении испытывает сопротивление со стороны межзвёздной пыли и метеоритов. За якобы время существование Вселенной это сопротивление должно остановить движение планет возникшее в момент после Большого Взрыва, следовательно, все теории возникновения Вселенной мягко говоря неверны, а уважаемые форумчане просто фантазируют, а не изучают действительные причины вращения Вселенной.

Просто накипело уже. Что не тема так фантазии и попытки разобраться в очевидно неверных теориях.

[Vladimir-80]

Формулами и экспериментальными данными свою позицию подкрепить сможете?

[Vbaus]

Данных по количеству межзвёздной пыли нет. Данные по якобы времени существования Вселенной есть. Время существования огромно, поэтому тут особых вычислений даже не нужно. С запасом всё перекрывается. Возьмём тот же Вояджер. Он имеет аномальное ускорение. Принимаем его за величину сопротивления пыли и экстраполируем на масштаб звёзд. Получим время за которое звезда должна остановиться.

А вообще самый лучший пример это Луна, которая не то что не останавливается, а даже улетает от Земли, то есть несмотря на влетающие в неё пыль и метеориты она набирает скорость. Надеюсь не придётся объяснять ещё и про Луну.

Строгое предупреждение за разжигание флейма в сообщении post745035.html#p745035, и этом сообщении. Критика должна быть аргументированной, утверждения точно сформулированными и строго доказанными. В случае дальнейших бездоказательных утверждений, Ваши сообщения будут расценены как троллинг. / GAA, 11.07.2013

[Vbaus]

Вы отрицаете наличие межзвёздной пыли? Вы отрицаете закон сохранения энергии? Вы отрицаете аномальное удаление Луны от Земли? Я это должен доказать?
Особого смысла обсуждать цитирую "метастабильный вакуум" в разделе физики нет. Вот в разделе мои фантазии пожалуйста.
Вакуум это пустота. А пустота не имеет характеристик. Почему бы вам не забанить людей всерьёз обсуждающих такие вопросы на научном? форуме?

[Someone]

Vbaus в сообщении #745038 писал(а):

Данных по количеству межзвёздной пыли нет.

Ну почему уж так и нет? Очень даже есть. В среднем плотность межзвёздной среды в Галактике — примерно 1 атом на кубический сантиметр. Включая газ, пыль и космические лучи. По запросу "плотность межзвёздной среды" Google находит множество ссылок. Например: http://www.astronet.ru/db/msg/1162286, http://avisdim.narod.ru/dictionary/mezhzvezdnaja-sreda.html.

Vbaus в сообщении #745038 писал(а):

Возьмём тот же Вояджер. Он имеет аномальное ускорение. Принимаем его за величину сопротивления пыли и экстраполируем на масштаб звёзд.

Длительное обсуждение и тщательное моделирование привели к выводу, что этот эффект объясняется тепловым излучением самого Вояджера. Поэтому это никакого отношения к поднятому Вами вопросу не имеет.

Vbaus в сообщении #745038 писал(а):

А вообще самый лучший пример это Луна, которая не то что не останавливается, а даже улетает от Земли, то есть несмотря на влетающие в неё пыль и метеориты она набирает скорость. Надеюсь не придётся объяснять ещё и про Луну.

Объясните, пожалуйста. А то никто, кроме Вас, этого не знает.

Vbaus в сообщении #745035 писал(а):

Каждая планета Вселенной при своём движении испытывает сопротивление со стороны межзвёздной пыли и метеоритов. За якобы время существование Вселенной это сопротивление должно остановить движение планет возникшее в момент после Большого Взрыва

Вообще-то, в момент Большого Взрыва (который на самом деле никакой не взрыв, это просто название космологической модели такое) никаких планет не возникало. Земля образовалась несколько более 4 миллиардов лет тому назад.

Кстати, теперь у Вас есть данные о плотности межзвёздной среды в Галактике (примерно $10^{-21}\text{ кг/м}^3$). Рассчитайте уж нам, как это влияет на скорость Земли.