https://subscribe.ru/group/klub-lyubitelej-kosmosa/15102808/

 

5. Процесс развития ОТО от зарождения до сегодня (часть 1)

Картинки по запросу недоверие
В период создания общей теории относительности (ОТО) Эйнштейн не знал, и в принципе не мог знать двух научных фактов. Вот они:

1. Пространство Вселенной евклидово (плоское во всех трёх направлениях) и таким было всегда. Это значит, что ни о каком гравитационном искривлении лучей света не может быть и речи. Луч света всегда строго прямолинеен. Значит, чёрных дыр, замыкающих лучи света на себя, не существует. Этот вывод окончательно утвердился только в нашем столетии после анализа микроволнового фона в двадцатилетнем эксперименте, продолжающемся и в настоящее время (Слоановский цифровой небесный обзор, 2000-2020 годы). Вселенная плоская с высокой точностью также по результатам наблюдений обсерватории Планк(14 мая 2009 - 23 октября 2013 ) при учете лишь данных реликтового излучения (температуры, поляризации и линзирования).

2. Пространство Вселенной не является абсолютным вакуумом, а представляет собой ячеистую плазму. В плазме появляются области неравномерного свечения, двухслойности, все мыслимые виды осцилляций и нестабильностей, распределения электронов по энергиям несимметричны и т.д.  Поэтому физика плазмы может развиваться только при тесном сотрудничестве между теорией и экспериментом. Причём, эта область совершенно не приспособлена к построению математически элегантных теорий наподобие ОТО. Волокнистую и ячеистую структуру Вселенной в больших масштабах впервые предсказал Ханнес Альфвен в 1963 году. Разумеется, это предсказание было встречено со скепсисом и проигнорировано.  Признание правоты Альфвена пришло почти через тридцать лет, когда в 1991 году телескоп Хаббла  сфотографировал волокнистую структуру далёкого космоса (рис.1)

Картинки по запросу волокнистая структура далёкого космоса Рис. 1
О
последствиях для ОТО незнания факта отсутствия кривизны пространства я писала уже много. См., например, (http://www.red-shift.info/_private/t5_69). Последствия же незнания того, что пространство Вселенной не есть абсолютный вакуум, никогда не анализировались. По крайней мере, в печати следов такого анализа я не обнаружила. Попытаемся восполнить этот пробел. Для этого проследим за развитием ОТО, начиная с момента самой первой публикации теории до сегодняшнего дня. Развитие будет отслеживаться по годам, начиная с 1915 года, когда был опубликован первый вариант теории относительности. Годы, когда в ОТО ничего не менялось, будут пропускаться. Если информация общеизвестна (т.е. взята из Википедии), ссылок не будет. Во всех же остальных случаях вслед за годом  будет указан источник информации.

Итак, поехали…

1915 г. «Сто лет общей теории относительности. Кто помогал Эйнштейу» (https://habr.com/post/387229/).

Создан первый вариант теории относительности. Эйнштейн опубликовал в берлинском журнале «Prussian Academy of Sciences» последовательно четыре небольшие статьи (в тексты статей вносились всё новые корректировки). Последняя из статей отправлена 25 ноября 1915 года. Эйнштейн спешил. Авторы статьи утверждают, что «надо было спешить, потому что идеями Эйнштейна заинтересовался видный немецкий математик Давид Гильберт, и уж он-то точно смог бы довести идеи до ума». Это очень сомнительное утверждение, если сопоставить масштабы фигур Пуанкаре и Эйнштейна в то время. Кроме того, в беседе 24.04.2012г.   академика В.И. Арнольда и известного просветителя С.П. Капицы  Арнольд утверждает, что «А.Эйнштейн украл теорию относительности у Пуанкаре», см. видео (https://www.youtube.com/watch?v=A5cOQEyrYUY). Рассказу Арнольда стоит верить, поскольку известно, что Эйнштейн обычно забывал указывать соавторов. Именно об этой его забывчивости статья «Сто лет теории относительности. Кто помогал Эйнштейну».

1916 г. Опубликован окончательный вариант (ОТО).

1922г.  А.Фридман нашел нестационарное решение уравне­ния Эйнштейна. Это означало следующее: Вселенная может либо расширяться, либо сжиматься, но в равновесном состоянии находиться не может. Эйнштейн испугался этого неожиданного решения, так как, создавая ОТО, он подразумевал именно стационарную Вселенную. Нестационарность решения явилась следствием допущения, что пространство Вселенной есть абсолютный вакуум. С похожей ситуацией столкнулся бы механик, решающий задачу о движении транспорта, если бы допустил, что коэффициент трения повсюду равен нулю.

 Для стабилизации решения Эйнштейн ввёл в своё уравнение постоянное слагаемое (так называемую космологическую постоянную, или лямбда-член).

В 1929 г. Хаббл опубликовал свой закон зависимости расстояния до галактики от её красного смещения. Эйнштейн тут же отреагировал на это сообщение, удалив из уравнений ОТО лямбда-член и даже назвал его введение наибольшей ошибкой своей жизни. Как знать, что было наибольшей ошибкой Эйнштейна. Скорее, самым фатальным было предположение об абсолютной межзвёздной и межгалактической пустоте. Именно из этого предположения последовала нестационарность решения и все дальнейшие вынужденные корректировки, противоречащие друг другу и продолжающиеся до сегодняшнего дня.

Поскольку надо было объяснить разбегание галактик, было выдвинуто предположение, что Вселенная возникла в процессе одного-единственного мощного взрыва. Из этого следовало, что Вселенная существует лишь конечное время. Первоначально теория Большого взрыва называлась «динамической эволюционирующей моделью». Впервые термин «Большой взрыв» (Big Bang) иронично применил  Фред Хойл в своей лекции в 1949году. Термин прижился.

Основная идея Большого взрыва заключалась в том, что Вселенная после взрыва расширяется с гравитационным замедлением и остывает. Исходя из этой модели, после многократных корректировок был установлен возраст Вселенной -  13,7 млрд. лет. Но при холодном взрыве за время существования Вселенной 13,7 млрд. лет  наблюдаемый атомарный состав Вселенной установиться не мог. Поэтому в 1948 г. выходит работа Гамова о взрыве в горячей Вселенной. Это космологическая модель, в которой эволюция Вселенной начинается с состояния плотной горячей плазмы, заполняющей Вселенную повсеместно, и протекает при дальнейшем непрерывном расширении горячей плазмы. В отличие от холодного взрыва, взрыв в горячей Вселенной позволил полностью объяснить состав наблюдаемой Вселенной.

Но как согласуется Большой взрыв с гипотезой взрыва в горячей Вселенной? Согласно модели Большого взрыва в сингулярной точке, возраст Вселенной был определён в  13,7 млрд. лет. Когда наступил взрыв в горячей Вселенной? Сразу же за Большим взрывом, или спустя какое-то время? Ясно, что при горячем взрыве Вселенная предполагалась не точкой, она занимала какой-то объём. Но какова величина этого первоначального объёма и почему Вселенная стала горячей, нигде не обсуждается.  И вообще непонятно, не исключает ли теория Гамова идеи сингулярности и Большого взрыва. Тем не менее, обе идеи холодного и горячего взрывов каким-то образом благополучно уживались в головах у физиков.

Так продолжалось до 1997 года включительно. О сомнительном дуализме холодного и горячего взрывов как бы забыли.  О космологической постоянной сперва введенной, а потом отвергнутой Эйнштейном, тоже вроде бы забыли. Достоверных указаний на отличие космологической постоянной от нуля не было, поэтому она рассматривалась в общей теории относительности как необязательная величина, наличие которой зависит от эстетических предпочтений автора.

И тут грянуло открытие 1998 года — двумя группами астрономов, изучавших сверхновые звёзды, практически одновременно было объявлено об открытии ускоренного расширения Вселенной.  И дальше пошло, как в известной песне: «Ах, какой же был скандал, ох, какой же был скандал!». А впрочем, о нём будет в следующем разделе.