Tweeter button Facebook button Youtube button

Космический меморандум для пешеходов

31/10/2016
By
don_beaver

don_beaver

В статье Нильсена-Гуффанти-Саркара, опубликованной недавно в Nature, было показано, что если увеличить выборку использованных сверхновых от нескольких десятков до нескольких сотен, то достоверность нобелевского наблюдательного результата об ускоренном расширении Вселенной снижается с 5 до 3 сигма. Об этом зашумела пресса, в том числе сайт life.ru, который и нас с Васильковым помянул.
В life-статье сделано две серьезных ошибки: тёмная материя была спутана с тёмной энергией, а сама теоретическая тёмная энергия смешана с наблюдаемым ускорением Вселенной. Эти ошибки типичны, поэтому я решил написать краткое космологическое резюме «для пешеходов» или для любителей науки и журналистов. Этот меморандум отражает сугубо моё личное мнение.

Космический меморандум для пешеходов

Разница между тёмной материей и тёмной энергией примерно такая же, как между тёмным куском антрацита и живым чёрным скворцом: тёмная материя введена для усиления притяжения, тёмная энергия – для отталкивания и полёта. Если забудете, к какому эффекту какая субстанция приводит, то вспоминайте, что камень падает, а птичка летит.
Если тёмная энергия введена исключительно для объяснения ускоренного полёта Вселенной, то темная материя потребна для утяжеления сразу двух вещей. Во-первых, самой Вселенной, в уравнении динамики которой, кроме «летучей» тёмной энергии, входит и «тяжёлая» тёмная материя – иначе уравнение кривизны не даст плоского пространства. Во-вторых, без тёмной материи трудно объяснить динамику галактик и их скоплений. Например, если в спиральные галактики не включать тёмную материю, то скорость их вращения должна быть гораздо медленнее наблюдаемой, а скопления таких галактик должны распадаться.

Теперь нужно понять исключительно важное обстоятельство: в науке правят жесткие правила экспериментальной проверки новых теорий; здесь объяснение непонятных явлений ищется в рамках известных теорий, а введение новых сущностей типа новых физических полей является мерой, более исключительной, чем расстрел. В этом научном царстве есть область теоретической космологии, которая обнесена крепостной стеной с водяным рвом и в которой царят совершенно другие законы. В нормальной физике существует только ОДНА правильная теория гравитации - теория Эйнштейна. Только она одновременно удовлетворяет фундаментальным теоретическим требованиям типа релятивисткой инвариантности и проверена на целой серии экспериментов и наблюдений. Не-эйнштейновских теорий гравитации можно набрать с сотню, но в нормальной науке никто их всерьёз не воспринимает – это деятельность маргиналов. Попробуйте обсудить на астрономическом семинаре модель звезды на основании неэйнштейновской теории – и вы погубите свою репутацию. В космологии же в ход идут такие фантастические теории, что критерии обычной научной строгости аннулированы. Здесь власть захвачена как раз маргиналами. Поэтому там не видят принципиальной разницы между результатом, полученным в рамках теории Эйнштейна, и выводом из какой-нибудь струнной теории петлевой квантовой гравитации. В теоретической космологии именно обычные научные нормы выглядят странностью. Меня, твердого эйнштейнианца, который попробовал найти решение для космологической постоянной внутри ОТО, объявили экзотом! Когда я попробовал сказать знакомому космологу, что квантовой теории гравитации ещё не существует и вряд ли она вообще будет построена – так был заплёван с головы до ног. Мне было заявлено, что современная космология не работает с такими устарелыми вещами, как уравнения Эйнштейна и космологическая постоянная, мол, нынешние теоретики работают уже на уровне квантовой теории! Увы – это сущая лапша на ушах, которая призвана скрыть тот факт, что в течение последних 90 лет теоретическая космология топчется на месте.

Космологическую постоянную ввёл еще Эйнштейн в 1917 году, а если вы прочитаете статью Фридмана от 1922 года (опубликованную, например, в сборнике к столетию Эйнштейна), то найдете там оба уравнения, на котором зиждется современная наблюдательная космология, включая уравнение для ускоренного расширения (!) Вселенной. Могу отметить только одну продуктивную идею Гуса от 1981 года: о том, что Вселенная претерпела ранний период ускоренного расширения. Но за конкретную модель инфлантона, механизм раздувания микроскопических квантовых флуктуаций в макроскопические галактики и за предсказание 10^500 вселенных - я не дам ни цента. Если вас моё мнение не волнует, то может быть заинтересует мнение виднейшего теоретика Пенроуза, который в своей свежей книжке «Мода, судьба и фантазии в новой физике Вселенной», в главе 3 «Фантазия» описал в параграфе 3.1 инфляционную космологию и отметил: «I should warn the reader that the term “fantasy” in the title of this chapter and, indeed, of this book, is aimed most particularly at this scheme”. «Я должен предупредить читателя, что термин "фантазия" в названии этой главы и самой этой книги, нацелен в первую очередь на данный сценарии».

Итак, какие меры используют современные теоретики-космологи, чтобы оправдать своё существование? Они ввели руками (головой у них не получается, вычисления расходятся с наблюдениями на 120 порядков) квантовую модель космологической постоянной – ту самую темную энергию вакуума. Фактически, они просто переписали феноменологическую космологическую постоянную через не менее феноменологическую энергию вакуума (напомню, что никакой теории под ней нет). И так как все господствующие высоты в космологии у них под контролем, они стали утверждать, что наблюдения ускоренного расширения Вселенной – это и есть наблюдения тёмной энергии! Это жульничество чистой воды.

Я призываю всех наблюдателей-космологов не загрязнять свой драгоценный кувшинчик с мёдом наблюдательных результатов вливанием в него бочки теоретической тёмной энергии. Для описания ускоренного расширения есть прекрасно работающая космологическая постоянная – феноменологическая величина, не зависящая от возможных теоретических моделей. Вот и пользуйтесь ей, избегая ненужных теоретических «фантазий». Держитесь хорошо проверенных физических величин, не гонитесь за «модой», как характеризует эту тенденцию Пенроуз. А то ведь доходит до смешного: статья называется «Определение космологической постоянной», а никакого числа для этой постоянной в статье не приведено. Сами посудите, дорогие читатели – сколько раз вы слышали, что расширение Вселенная происходит с ускорением? Теперь попробуйте узнать у космологов число: о каком ускорении в см/сек^2 идет речь? Вам выльют на голову только жбан с тёмной энергией. Это полный отрыв от здравого смысла и нормальных физических величин.

Итак, что сделано в статье Нильсена-Гуффанти-Саркара? Они почти не упоминали ТЕОРЕТИЧЕСКУЮ концепцию «темной энергии», они обсуждали НАБЛЮДАЕМОЕ УСКОРЕНИЕ Вселенной. В целом я не вижу ничего драматического в их результатах. Понятно, что в списке сверхновых присутствуют измерения с разной точностью. Если выбрать самые лучшие – можно получить 5 сигма, если взять всю более «шумную» выборку, то легко снизить результат до 3 сигма. Кстати, 3 сигма все ещё считаются в физике очень весомым результатом. Если вероятность проигрыша 1 к 330, то только трус не захочет участвовать в игре! Почему я верю в ускоренное расширение Вселенной (даже если отставить в сторону мои теоретические расчёты)? Потому что есть ещё два наблюдаемых факта в пользу такого расширения, не связанные с наблюдениями сверхновых.

Первый факт – это сам факт расширения Вселенная. Все теории сходятся на том, что в какой момент Вселенная была неподвижна: как результат максимального сжатия предыдущего цикла, или в момент рождения в виде квантовой квазиточки. И если она стала разлетаться, то есть скорость изменилась с нуля до какой-то величины, то это доказывает, что был период ускорения наружу или действия мощной отталкивающей силы. И почему бы не предположить, что эта сила действует до сих пор, если она в принципе возможна?

Второй факт – граница Местной группы галактик, в которую входит Млечный Путь, Туманность Андромеды, галактика Треугольника и несколько десятков карликовых галактик. Граница этой системы – около мегапарсека или более 3 миллионов световых лет. За пределами этой Местной группы, по космологическим понятиям – буквально за нашим порогом, начинается расширение Вселенной: остальные галактики разбегаются от нас по закону Хаббла. Как вычисляется граница Местной группы или радиус нулевых скоростей? Очень просто: берем отталкивающую силу, связанную с космологической постоянной и вызывающую расширение Вселенной, и приравниваем к гравитационному притяжению от Местной группы. И уравнение послушно дает нужный мегапарсек – и без всяких сверхновых. Отмечу огромный вклад, которые внесли советские и российские астрономы (Караченцев, Чернин и другие) в изучение границы нулевой скорости у скоплений галактик. Выражаю благодарность Алексею Богомазову, научному сотруднику ГАИШ МГУ за плодотворное обсуждение динамики Местной группы галактик.

Нильсен-Гуффанти-Саркар поставили под сомнение не модель тёмной энергии, а сам наблюдательный результат по ускорению Вселенной, в то время как мы с Васильковым принимаем его в качестве надёжного наблюдательного факта, зато с нескрываемым скепсисом относимся к теоретической модели тёмной энергии, привлекаемую для его объяснения. Сомнение и скепсис – это то, что является частью нормальной научной деятельности. В теоретической космологии, как удивляется Пенроуз, царит же предельное единодушие: «…what is particularly noteworthy about inflation is its almost universal acceptance by the cosmological community!” «особенно примечательный факт насчёт инфляции – это её почти всеобщее признание космологическим сообществом».
И это печально – как для теоретической космологии, так и для самих космологов. Буду рад, если мой меморандум осветил для кого-то пару тёмных углов, а у кого-то вызвал сомнение в широко распространенной, но от этого не ставшей более убедительной, концепции, доживающей свои последние золотые деньки.

В приложении – статья Фридмана. Обратите внимание на формулу (4), где есть и ускорение Вселенной и антигравитация. А еще в статье есть замкнутые и даже циклические Вселенные. За 90 лет прогресс в теоретическом описании динамики Вселенной – практически нулевой. А гонору-то, гонору…

Источник don_beaver
146486_1000

146900_1000147152_1000147270_1000147698_1000

Tags: , , , , , , , , , , ,

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *

amplifier for 8 speakers
Алёна Петрова

ПОПУЛЯРНЫЕ

Июнь 2017
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Май    
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930  
В началоВ начало
sonos multi-room music system zonebridge br100 sonos multi room music system zoneplayer zp120 + zp90 sonos multi-room music system zone bridge br100 box multi room speaker system airplay apple multi room speaker system