Ещё сложнее понять причины . Попытки списания их на квантовые флуктуации и прочее тоже пока не слишком гладки. Среди альтернативных мейнстримных гипотез часто выплывают теории «вечной Вселенной». По ним, у Вселенной не было начала а значит, проблемы объяснения Большого взрыва там решаются проще. Тем не менее большие теоретические трудности есть не только у такого рода построений: альтернативы тоже грешат нестыковками. Согласно одному из таких сценариев, Вселенная представляется вечной и в среднем постоянно расширяющейся. Скорость расширения может меняться от одной области к другой, при этом могут наблюдаться даже периоды сжатия. Но сжатие всегда компенсируется последующим расширением так, что объём Вселенной в среднем увеличивается. При этих условиях, построив (то есть проделав обратную экстраполяцию каждой точки по времени назад), можно доказать, что как минимум одна геодезическая линия не может быть продолжена бесконечно далеко в прошлое. Напомним, что геодезическая линия это обобщение понятия «прямая» в искривлённых пространствах, в данном случае в трёхмерном. А для утверждения того факта, что Вселенная существовала не всегда, такая невозможность продолжить в прошлое все «прямые» уже достаточна. Второй сценарий вечного существования Вселенной это периодическое сжатие и расширение. Это целая группа так называемых , по которым Вселенная живёт и расширяется, после чего сжимается до некоторого минимального объёма и опять расширяется. Камнем преткновения таких теорий стал второй закон термодинамики, согласно которому энтропия может только возрастать. А значит, предыдущие циклы были бы намного короче и вещество в них было бы намного горячее, чем в момент последнего Большого взрыва, что маловероятно. Энтропия (мера беспорядка системы) должна всегда расти. И если мы возьмём Вселенную, раздуем её, а потом схлопнем, то во второй раз мера беспорядка Вселенной будет значительно выше, чем до схлопывания. Так же происходит и со стеклянным стаканом, который падает и разбивается. До падения он представляет собой цельную конструкцию, а после него набор осколков. Даже если собрать их в кучу, стаканом они не станут. Кроме того, эволюция такой системы шла бы, сами понимаете, в каком направлении. «Энтропия растёт во времени, замечает профессор Виленкин, и если бесконечно долго подождать, то система придёт к термодинамическому равновесию. А это означает, что никаких галактик и прочих наблюдаемых вещей не окажется: грубо говоря, все разобьётся». Едва ли не единственный аргумент против такого сценария заключается в том, что наблюдаемая энтропия это не энтропия в чистом виде, а её показатель на единицу объёма. Эта удельная энтропия может остаться невозрастающей или даже убывающей, если на каждом цикле размер Вселенной будет увеличиваться. И сформировать звёзды и галактики тогда можно. Но тогда Вселенная будет в среднем расширяться, однако, исходя из выводов первого сценария, мы уже знаем, что такая Вселенная вечной быть не может.
Согласно доминирующей сегодня модели происхождения Вселенной, она появилась около 14 млрд лет назад в результате Большого взрыва. Но есть и сценарии, по которым наша Вселенная представляется вечной, то есть момента рождения у неё просто не было. Другие утверждают, что Вселенная когда-то образовалась, но было это не миллиарды, а триллионы или даже квадриллионы лет назад. Профессор , директор Института космологии при (США), проанализировал существующие сценарии вечной Вселенной и доказал, что все они противоречивы. В любых моделях бесконечной Вселенной как минимум одна геодезическая линия не может быть продолжена бесконечно далеко назад в прошлое. Значит, Вселенная не может быть вечной. (Иллюстрация ФИАН-информ.) В последнее десятилетие из-за ряда трудностей в существующей теории развития Вселенной часто появляются альтернативные сценарии развития, с которыми мы стараемся знакомить вас по мере сил и возможностей. Подпитывает их многое. Одним из самых сложных моментов общепринятой модели является то, что Вселенная в момент Большого взрыва должна была представлять собой не комок вещества определённых размеров, а лишённую каких бы то ни было размеров нульмерную точку, так называемую точку . Соответственно, в этой точке плотность материи и энергии должна была достигать бесконечности, равно как и температура, что в физическом смысле очень и очень сложно представить. Плотность и температура не могут быть одновременно бесконечными, так как при бесконечной плотности мера хаоса стремится к нулю, что никак не совместимо с бесконечной температурой.
Текст: Александр Березин |
28 июня 2012 года, 19:56 |
Наша Вселенная не вечна
Наша Вселенная не вечна - Наука и техника - Астрономия - Компьюлента
Комментариев нет:
Отправить комментарий