Космос 10. Сингулярность
Собирался написать еще про критику теории Большого Взрыва, но, почитав, убедился, что она, в принципе, совпадает с критикой ОТО и других основ современной физики, а об этом уже было сказано. Если парадигма современной физики верна, то Большой Взрыв был. Этот факт доказал в 1967 году известный паралитик Стивен Хокинг. То есть preliminary course можно считать законченным и переходить уже к хронологическому описанию мира.
То, что существовало непосредственно перед взрывом, хотя не было еще ни времени, ни пространства, все-таки как-то описывается, и в терминах ОТО это является видом гравитационной сингулярности. То есть это точка, в которой величины, описывающие гравитационное поле, становятся бесконечными или неопределенными, и другим примером подобного является черная дыра. Однако, в отличие от черной дыры, сингулярность, из которой произошла наша Вселенная, была так называемой "голой сингулярностью", то есть, если бы был внешний наблюдатель, он мог бы эту точку наблюдать, а черную дыру саму по себе в принципе наблюдать невозможно (только ее окружение).
Описания космологической сингулярности, хотя и даются, получаются довольно противоречивыми:
1. Времени не было.
2. Пространство было бесконечно малым.
3. Плотность была бесконечной.
4. Температура была бесконечной (кстати, это противоречит свойству 3).
5. Упорядоченность была максимальной, а вся последующая история Вселенной это последовательная победа хаоса над порядком. На самом деле, не совсем понятно, как может быть упорядоченность максимальной, когда ничего, по сути, не было, и тем более при бесконечной температуре.
В общем, описание "сингулярности" мне сильно напоминает описание иудейского Бога, которое обычно делается либо с помощью противоречивых, либо с помощью "бесконечных" (и потому ничего конкретного не означающих) атрибутов. Спрашивается, зачем мы горели на кострах инквизиции чтобы потом опять водрузить в начале мира нечто богословское? Ватикан, кстати, официально одобрил теорию БЗ, видимо, там тоже почувствовали что-то родное. Теперь это официальная католическая картина мира, подобно тому, как система Птолемея в средневековье.
Космос 11. Планковская эпоха
Самый первый момент, в который бомбанул космический пукан. Чтобы его замерить, наталкиваются на ограничения ОТО, которые популярно описаны в клипе внизу. Минимально возможный промежуток времени это планковское время:
Соответственно, планковское время продолжалось от нуля до 10
-4
3
Энергия ~ 10
19
Плотность ~ 10
97
Размер мира ~ 10
35
Температура ~ 10
32
Ну, то есть, что-то такое кошмарно маленькое и горячее, но все же описываемое в каких-то конкретных цифрах, в отличие от сингулярности.
Структурных частиц еще вообще никаких не было, была некая единая энергия, которая к концу этого времени начала разделяться на гравитационную и негравитационную. Поскольку единой теории всех взаимодействий до сих пор нет, как это все выглядело, тоже неизвестно, и в ускорителях промоделировать это тоже не могут (там же энергии ебошит столько, сколько сейчас есть во всем мире).
В то же время, имеются какие-то наблюдения и эксперименты, относящиеся к состояниям, намного более поздним, чем планковская эпоха, и на базе этих наблюдений пытаются моделировать и самое первое мгновение, но пока все еще очень смутно.
Поскольку они взаимодействие без частиц сейчас не мыслят, то считают, что какие-то частицы тогда уже были, но какие абсолютно не понятно, тем более, что частица гравитации до сих пор не найдена.
Космос 12. Эпоха Великого Объединения
Вторая фаза развития Вселенной продолжалась от 10
-4
3
-3
5
В начале фазы все взаимодействия были едиными, именно поэтому она так и называется, но название немного неверно, так как именно в точке начала ЭВО гравитация отделилась от прочих взаимодействий. То есть в ЭВО имелись 1) гравитация и 2) все прочие взаимодействия, которые пока не отличались.
В связи с отсутствием в то время структурных частиц никакой массы ни у чего еще не было, и вообще не было вещества.
Предположительно, в конце ЭВО мир имел следующие характеристики:
Энергия 10
14
Температура 10
27
Плотность 10
74
Сведений о размерах мира я не нашел, но они были не намного выше, чем в планковскую эпоху, так как радикальное расширение мира (инфляция) началось несколько позже. Скорей всего, выше на порядки, но мир в целом оставался, с нашей точки зрения, микроскопическим.
Связанные топики касаются гравитации, о ней уже было, в принципе, почти во всех главах, но теперь подробно и прицельно. Планируется в ближайшее время обсудить:
1. Закон всемирного тяготения (здесь, соответственно, будет что-то вроде "гравитации в физике Ньютона").
2. Гравитационное излучение в ОТО и его поиски.
3. Квантовая теория гравитации.
4. Гравитон и его предполагаемые свойства.
5. Петлевая квантовая гравитация.
6. Теория Лиси.
Теорий гравитации очень много, и это одна из ключевых проблем физики в настоящее время, так что, если читатели предложат какие-то еще узловые точки про гравитацию, то можно будет их добавить. Теория струн уже была, поэтому ее не надо.
Космос 13. Закон всемирного тяготения
Считается, что ньютоновские представления справедливы при обычных скоростях и не очень маленьких размерах объектов.
Основной закон:
F= G * (m1*m2)/R
2
То есть сила тяготения прямо пропорциональна массам объектов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними (что связано с тем, что в классических представлениях поля распространяются по сфере, и там получается, что сила распределяется по окружности, и там в формулу, поэтому, попадает квадрат радиуса).
Коэффициент при переменных измерен экспериментально и равен 6,67384(80) *10
-11
Общая картинка выглядит так, что любое тело по кругу распространяет вокруг себя некое влияние (поле), которое измеряется гравитационным потенциалом. Это влияние, в классических представлениях, распространяется через пустое пространство и никаких частиц для передачи себя не требует.
Траектория материальной точки в гравитационном поле, создаваемом много большей по массе материальной точкой, подчиняется законам Кеплера, что на практике означает, что маленькое тело вокруг очень большого движется по эллипсу или по гиперболе. Законы Кеплера, на самом деле, были экспериментально получены до Ньютона, хотя сейчас математически выводятся из законов Ньютона.
Все эти представления входят в ОТО как ее частный случай, поэтому экспериментальные подтверждения закона тяготения считаются также и подтверждениями ОТО.
В совокупности с математическим анализом, законов Ньютона полностью хватало для объяснения всего происходящего на небе, вплоть до появления ОТО.
Роликов на Youtube очень много; тема относится к базовым физическим представлениям, и именно они и должны быть у каждого, а не поповская дребедень, которую в последнее время всем пытаются навязать.
Космос 14. Гравитационное излучение
Важная концепция ОТО, которую я еще не описывал.
Поскольку гравитация это, с точки зрения ОТО, искривление ПВК, то она распространяется как волна со скоростью света. Массивный предмет это что-то вроде камня, кинутого в ПВК как в воду, поэтому естественно, что вокруг него идут круги по воде, это и есть, типа, гравитация. Экспериментально, как и многого из того, что предсказывает ОТО, этих волн не обнаружено. Важно знать, что, по классическим представлениям, гравитация это поле, тогда как, согласно ОТО, это волна в ПВК.