https://subscribe.ru/group/klub-lyubitelej-kosmosa/15096490/

 

4. Тёмная материя и тёмная  энергия

Тёмная материя и тёмная энергия – это качественно совершенно разные понятия.

Согласно принятым сегодня представлениям, тёмная материя – это ненаблюдаемое вещество, существование которого во Вселенной проявляется в гравитационных воздействиях тем сильнее, чем больший объём пространства рассматривается. Понятие «тёмная материя» не зависит от того, какая модель Вселенной выбрана исследователем. И для модели Вселенной Эйнштейна и для плазменной Вселенной Альфвена это будет одно и то же понятие. Далее под термином «тёмная материя» подразумевается обычное барионное вещество, которое или не излучает в силу условий существования, или излучает, но мы это излучение пока не научились видеть.

Для галактики Млечный Путь тёмная материя благополучно нашлась после запуска первого космического ультрафиолетового телескопа FUSE (1999-2007 годы). Этот телескоп обнаружил в окрестностях Галактики большое число облаков высокоионизованного газа, излучающего в ультрафиолете. Полная масса барионов в этих облаках оценивается в один триллион масс Солнца. Этого достаточно, чтобы объяснить значительную долю скрытой барионной массы в гало нашей Галактики. Об этом сообщается в конце статьи чл.-кор. РАН   Б.М. Шустова «Скрытая масса. Что это такое?» (http://www.den-za-dnem.ru/page.php?article=1132). Это пример «тёмной материи», которая излучает, но мы этого не видим.

В скоплениях и сверхскоплениях галактик может находиться и неизлучающая барионная материя. Один возможный вариант этого явления изложен В.С. Лебедевым (www.red-shift.info/_private/t5_20.htm):

«Нельзя сказать, что первично - газ или звезды. Но и то, и другое концентрируется под действием гравитации в агрегаты, которые называют галактиками. В природе происходит круговорот вещества: газ - звезды - газ.... Функция звездообразования такова, что образуется много маломассивных  ( < 0.5 М , М - масса Солнца) и поэтому долгоживущих звезд (коричневых и черных карликов).  Более массивные звезды эволюционируют с потерей массы и превращаются в белые карлики ( при начальной массе менее 8 М) и в нейтронные звезды ( при начальной массе более 8 М). Выброшенный звездами газ добавляется к остаткам газа от предыдущего цикла звездообразования и идет на образование звезд следующего поколения. Но рано или поздно этот процесс заканчивается, и такая галактика становятся объектом  населенным нейтронными  звездами, белыми и черными карликами.  Такая галактика излучает очень мало энергии и становится недоступной для наблюдений.

Но динамически (как система гравитирующих масс) эта галактика эволюционирует (теряет часть своих членов, а оставшиеся сжимаются в более тесную компанию). Такая галактика может попасть в область с большим содержанием газа или на неё из межгалактической среды аккрецирует газ в количествах, достаточных для цикла звездообразования, и тогда галактика вновь становится обнаружимой. Это один вариант.

 Другой вариант развития: плотность потухших звезд возрастает настолько, что становятся вероятными столкновения звезд. Думается, что этот процесс описывается теорией катастроф (одно столкновение разрушает две звезды и образуются продукты столкновения, которые резко увеличивают сечение столкновения других звезд с ними и дальше происходит лавинообразный процесс разрушения звезд и возврат вещества в упоминаемый круговорот газ - звезды, причем, разрушение нейтронных звезд возвращает это вещество в форме водородных атомов). Может быть, квазары и являются такими объектами с процессом разрушения звезд.

Мы знаем, что галактики могут сталкиваться друг с другом. При этом важно, что звездное население (если оно не достигло большой плотности) слабо взаимодействует между собой, в то время как газовые составляющие галактик взаимодействуют как неупругие шары. Это приводит к выметанию газа из галактик. Этот газ может сам породить процесс звездообразования, или будет захвачен другой потухшей галактикой и пополнит ее питанием для процесса звездообразования.

Итак, Вселенная преимущественно заполнена газом, межгалактическими звездами (и нормальными, выброшенными из галактик, и потухшими) и темными галактиками из потухших звезд. И только иногда потухшая галактика, захватив достаточное количество газа, вспыхивает как нормальная галактика и тогда становится видимой. Еще более редко в потухшей галактике начинаются процессы столкновения звезд и такая галактика ( ее центральные более плотные области) вспыхивает как квазар.

Итак, вот мое представление:

 5% вещества Вселенной - светящееся вещество, 95% - вещество в слабосветящихся формах (нейтронные звезды, белые карлики, коричневые и черные карлики, планеты, астероиды, пыль и газ). Вселенная вечная с постоянно эволюционирующим населением – круговорот материи. А соотношение 1/20 - это соотношение времен нахождения вещества в форме обычных звезд и в форме слабосветящихся объектов».

Другой возможный вариант наличия неизлучающей барионной материи в скоплениях и сверхскоплениях предложен в статье «Где стоит искать пропавшую массу Вселенной» (www.red-shift.info/_private/t5_68.htm):

«Пропавшую массу нужно искать в войдах.  Войды это громадные, с виду пустые пространства. Недавно появились сведения, что пространство войдов не является вакуумом, оно заполнено очень разреженным веществом (http://spacegid.com/voydyi-ogromnyie-pustotyi-vselennoy.html):
"… в 2014 году, астрономами был обнаружен интересный факт: свет, исходящий от далеких галактик и звёзд, проходящий сквозь войды, – искажается".
Это свидетельствует о наличии в войдах массы. Попытаемся оценить плотность газа в войдах.  Известно, что средняя плотность межзёздной среды в галактиках 109 атомов в м3, а средняя плотность межгалактического газа  103 в м3. Следовательно, при переходе от галактики к межгалактическому пространству плотность газа уменьшается на 6 порядков. Естественно ожидать, что при переходе от скопления галактик к войду, плотность газа уменьшится ещё на 6 порядков, т. е. станет равной 10-3 в м3 (одна частица на 1000 м3). Но даже несмотря на такую низкую плотность, этот газ сможет обеспечить недостающую тёмную материю, потому что основной объём мирового пространства заполнен не галактиками, скоплениями и сверхскоплениями, а огромными пустотами-войдами. Например, объём войда сверхскопления Девы превышает объём галактики Млечный Путь в 1012 раз. Но если газа в войдах много, почему он до сих пор никем не зафиксирован? Ответ: потому что этот газ не способен ничего излучать. Чтобы объяснить причину этого, вспомним, что вещество Вселенной на 88,6 % состоит из водорода. Это значит, что практически весь газ в войдах  водород. Межгалактический газ имеет температуру в пределах 107-108 градусов кельвина.   При таких температурах газ полностью ионизован. Следовательно, войды  заполнены чрезвычайно разреженной водородной плазмой. Из-за сильной разреженности процессы рекомбинации практически невозможны. Именно поэтому такая плазма излучать не может: электромагнитный квант излучается при переходе электрона с одного атомного уровня на другой. Но весь газ войдов ионизован и потому электронных оболочек лишён
».

Истина, как обычно, скорее всего будет где-то посредине.

С понятием «Тёмная энергия» ситуация иная. Это понятие модельно зависимое. Оно является порождением именно релятивистской теории Вселенной Эйнштейна, расширяющейся после Большого взрыва. Если отбросить наслоения терминологий, то тёмная энергия это антигравитация. В модели Эйнштейна к понятию антигравитации впервые прибегли в 1981 г. для объяснения инфляции. Повторно антигравитацию потребовалось вводить в 1998 году.

События развивались так. В 1998 г. появилось тревожное сообщение: сверхновые типа I  в самых удалённых галактиках светили слабее, чем того требовали  расстояния до этих галактик, вычисленные на основании установленного значения параметра Хаббла. Из этого был сделан вывод, что Вселенная не просто расширяется, а расширяется с ускорением. Это требовалось объяснить. Поскольку объяснения не находилось, ограничились введением термина «тёмная энергия».

Что произошло за 15 лет с 1983 года (дата введения тёмной материи),  до 1998 года (дата введения тёмной энергии)? Ведь и раньше по сверхновым определяли расстояние до самых далёких галактик, этот метод давно апробирован. И никаких поводов для тревоги не было. Для Вселенной 15 лет – ничтожно малый срок, во Вселенной за 15 лет ничего измениться не могло. Но ведь что-то же изменилось. Обнародованные результаты были получены независимо двумя соперничающими группами учёных и тщательно перепроверены. Поэтому оснований не доверять им не было. Но и объяснить это было невозможно. Впрочем, возможно: нужно просто в очередной раз подкорректировать свойства Вселенной так, чтобы решение задачи сошлось с ответом в конце учебника. Что и было сделано. Было объявлено, что во всём виновата  тёмная энергия – антигравитация. Все пришли в восторг от невиданного открытия и открывателей наградили Нобелевской премией.

Так всё-таки, что же произошло за 15 лет? А произошёл научно-технический прогресс, резко увеличивший возможности инструментария астрономов. Вследствие этого горизонт,  отделяющий наблюдаемые в настоящий момент объекты от не наблюдаемых, отодвинулся почти на порядок.  Вот тут-то и сказалась в очередной раз неадекватность модели Большого Взрыва, используемой для объяснения Вселенной. Если же учесть, что красное смещение вызывается не разбеганием галактик, а сочетанием двух факторов — аккреция + фон ночного неба, то получается простое и естественное объяснение несовпадения расстояния до далёких галактик, вычисленного на основании закона Хаббла и по сверхновым I.

Аккреционно-фоновое объяснение красного смещения позволяет получить аналог закона Хаббла в форме (1):

.                                                    (1)

Эта зависимость подобна, но не идентична, классическому закону Хаббла (2):

.                                                        (2)

Сформулируем некоторые следствия, вытекающие из различия соотношений (1) и (2).

1.  Закон Хаббла  (1)  верен только статистически для совокупности галактик разных масс.

 Для отдельно взятой галактики закон Хаббла (1), вообще говоря, не верен.

2. В группе равноудаленных от наблюдателя галактик (r = const) галактики малых масс имеют завышенное красное смещение z, а галактики больших масс – заниженное.

3. Используя классический закон Хаббла (2) для определения расстояний до галактик  больших масс, мы занижаем расстояние до этих галактик, так как z для них заниженное.

 

Свойство 1 было известно давно. Свойства 2 и 3  известны не были. Именно со свойством 3 и столкнулись открыватели «тёмной энергии». Резко увеличившиеся возможности инструментария астрономов позволили заглянуть им гораздо дальше, чем это было 10-20 лет тому назад. На таких больших расстояниях галактики малых и средних масс уже не видны, а фиксируются только самые большие галактики с большими массами. В соответствии со свойством (3) расстояние до них, вычисленное по классическому закону Хаббла (2) оказалось заниженным. А сверхновые I показали правильное расстояние – бОльшее, чем по закону (2). Вот и вся коллизия, приведшая к открытию ускоренного расширения Вселенной и новой сущности «тёмная энергия».