Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,26122.0.html
Дата изменения: Sun Apr 10 05:39:29 2016
Дата индексирования: Sun Apr 10 05:39:29 2016
Кодировка: Windows-1251

Поисковые слова: релятивистское движение
Так все таки - ускорение или замедление вселенной? - стр. 1 - Горизонты науки о Вселенной

A A A A Автор Тема: Так все таки - ускорение или замедление вселенной?  (Прочитано 4537 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн KartashowАвтор темы

  • ***
  • Сообщений: 111
  • Рейтинг: +0/-0
Что-то я уперся в логику современных представлений об ускорении вселенной - никак не могу ее понять. Может быть, кто-нибудь разъяснит?

Суть логической задачи следующая. При исследованиях сверхновых типа Ia в конце 90-х годов (в частности, Supernova Cosmology Progect - Saul Perlmutter), было обнаружено и более поздними исследованиями подтверждено,  что галактики на больших расстояниях имеют яркость ниже той, которая им полагается по закону Хаббла. Это значит, что расстояние до этих галактик, вычисленное по методу 'стандартных свеч' (сверхновых Ia), больше расстояния, вычисленного на основании ранее установленного значения параметра Хаббла. Исходя из этого, теперь делается странный вывод о том, что вселенная расширяется с ускорением.

Как совместить этот вывод с посылом? Посыл можно выразить в виде v=H*r, где H - ранее вычисленная постоянная Хаббла,
r=R*f(R), а R - расстояние, вычисленное без учета метрического стандарта сверхновых Ia, причем, согласно наблюдениям, r>R.

Логику вывода можно понять, если подвергнуть скорость Хаббла преобразованию вида v0=v/f(R), а затем принять, что r=R. В этом случае закон Хаббла предстанет в виде v0=hR, где h=H/f(R). Тогда, действительно, можно утверждать, что значение параметра Хаббла h на больших расстояниях меньше ранее вычисленного значения H, а скорость Хаббла v0  для удаленных галактик меньше, чем для более близких, - и прийти, таким образом, к выводу об ускорении расширения вселенной.
 
Но ведь очевидно, что v0 и v, а также R и r - это разные величины, и мы таким 'логическим' путем приходим к картине, прямо противоположной исходной: v=H*r, - где невооруженным 'логикой' взглядом видно, что скорость Хаббла должна увеличиваться в глубинах вселенной по сравнению с H*R, а это - не ускорение, а замедление, если следовать обратным ходом - в настоящее.
Может быть, есть какая-то иная логика?
« Последнее редактирование: 06.04.2007 [09:10:39] от Kartashow »

Оффлайн KartashowАвтор темы

  • ***
  • Сообщений: 111
  • Рейтинг: +0/-0
Ау! есть кто живой на формуе?
Неужели нет ни одного специалиста, кто бы смог профессионально ответить на поставленный вопрос?
Или в космологии все так запущено, что противоречия уже не вызывают никакой реакции?

Оффлайн recarrion

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 2 277
  • Рейтинг: +26/-3
  • SW 80ED, HEQ5 Pro, QHY8, DS 80X400 + QHY6гид
    • Skype - recarrion
Есть сомнения, что сверхновые типа Ia всегда можно использовать в качестве стандартных свеч.
Астрономия-наука совершенно необходимая, и изучать ее надо с детства.

'Мы являемся свидетелями процессов определенного рода потому, что другие процессы протекают без свидетелей'. [Зельманов, 1970].

Оффлайн KartashowАвтор темы

  • ***
  • Сообщений: 111
  • Рейтинг: +0/-0

Оффлайн geomath

  • *****
  • Сообщений: 662
  • Рейтинг: +1/-3
Как вы думаете, почему постоянная Хаббла H имеет размерность обратного времени, или частоты? И почему Н такая мизерная? Имеет ли время какую-то "скорость течения" V? И если имеет, то какой смысл имеет V, умноженная на H?
Ночью надо спать!

Оффлайн Morfiy

  • *****
  • Сообщений: 534
  • Рейтинг: +0/-0
  • Речь истины проста!
Что-то я уперся в логику современных представлений об ускорении вселенной - никак не могу ее понять. Может быть, кто-нибудь разъяснит?

Суть логической задачи следующая. При исследованиях сверхновых типа Ia в конце 90-х годов (в частности, Supernova Cosmology Progect - Saul Perlmutter), было обнаружено и более поздними исследованиями подтверждено,  что галактики на больших расстояниях имеют яркость ниже той, которая им полагается по закону Хаббла. Это значит, что расстояние до этих галактик, вычисленное по методу 'стандартных свеч' (сверхновых Ia), больше расстояния, вычисленного на основании ранее установленного значения параметра Хаббла. Исходя из этого, теперь делается странный вывод о том, что вселенная расширяется с ускорением.

Как совместить этот вывод с посылом? Посыл можно выразить в виде v=H*r, где H - ранее вычисленная постоянная Хаббла,
r=R*f(R), а R - расстояние, вычисленное без учета метрического стандарта сверхновых Ia, причем, согласно наблюдениям, r>R.

Логику вывода можно понять, если подвергнуть скорость Хаббла преобразованию вида v0=v/f(R), а затем принять, что r=R. В этом случае закон Хаббла предстанет в виде v0=hR, где h=H/f(R). Тогда, действительно, можно утверждать, что значение параметра Хаббла h на больших расстояниях меньше ранее вычисленного значения H, а скорость Хаббла v0  для удаленных галактик меньше, чем для более близких, - и прийти, таким образом, к выводу об ускорении расширения вселенной.
 
Но ведь очевидно, что v0 и v, а также R и r - это разные величины, и мы таким 'логическим' путем приходим к картине, прямо противоположной исходной: v=H*r, - где невооруженным 'логикой' взглядом видно, что скорость Хаббла должна увеличиваться в глубинах вселенной по сравнению с H*R, а это - не ускорение, а замедление, если следовать обратным ходом - в настоящее.
Может быть, есть какая-то иная логика?

Это мне напонимает "теорию пульсации".
Эксперимент никогда не обманывает, обманчивы наши суждения.

Оффлайн KartashowАвтор темы

  • ***
  • Сообщений: 111
  • Рейтинг: +0/-0
Как вы думаете, почему постоянная Хаббла H имеет размерность обратного времени, или частоты? И почему Н такая мизерная?
Потому что этот физический параметр связывает скорость с расстоянием - это очевидно. Мизерная она потому, что расстояния уж больно велики.
Но Ваш вопрос, думаю, связан с другим - с физической интерпретацией параметра Хаббла, а именно - не является ли она частотной характеристикой и, если является, то о каком движении вселенной в этом случае идет речь - колебательном или вращательном? В первом варианте скорости Хаббла надо придавать смысл скорости распространения некой волны (метрической?) или же линейной скорости расширения, а во втором - линейной скорости некого вращения пространства (но только центрально-симметричного, поскольку должно соблюдаться условие изотропности) . Оба варианта  интерпретации, в принципе, возможны, но надо иметь в виду, что любая интпретация - это переложение результатов наблюдений на язык наших чувственных представлений, которые не всегда однозначно могут выразить реальность. Не случайно в связи с этим Нильсом Бором был предложен принцип дополнительности при интепретации явлений квантовой физики. Если принцип дополнительности носит всеобщий характер, а именно так понимал его Нильс Бор, то необходимо при интерпретации постоянной Хаббла использовать оба представления, которые должны соответствовать в чем-то друг другу, а в чем-то дополнять.

Имеет ли время какую-то "скорость течения" V? И если имеет, то какой смысл имеет V, умноженная на H?
В представлении об операторе мирового времени, которое обсуждалось в теме "Космология и проблема времени" http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,24296.0.html, мировое время преобразуется оператором как dT=dt/sqrt(1-2Ht), где Т - мировое время, а t - обычное время по часам наблюдателя. Таким образом величина dT/dt - по смыслу является скоростью изменения мирового времени или как вы говорите "скоростью течения" времени. Размерность ей можно придать умножив на скорость света, т.е. скорость W=CdT/dt в таком случае  есть скорость течения мирового времени. Прилагательное "мировое" очень важно, поскольку при обсуждении этих вопросов часто возникает путаница между понятиями локального и мирового (нелокального, связанного с сопутствующей системой координат вселенной в целом) времени.
Однако, умножать на Н скорость W я не советую, так как Н - это все таки V/R, т.е. чисто пространственная характеристика, которая к W может иметь только лишь опосредованное отношение.
« Последнее редактирование: 09.04.2007 [08:48:51] от Kartashow »

Оффлайн KartashowАвтор темы

  • ***
  • Сообщений: 111
  • Рейтинг: +0/-0
Однако, умножать на Н скорость W я не советую, так как Н - это все таки V/R, т.е. чисто пространственная характеристика, которая к W может иметь только лишь опосредованное отношение.

Написал эту фразу и задумался - а почему бы нет?
Дело в том, что в операторном представлении скорость Хаббла имеет вид V=hR, где h = H/sqrt(1-2Ht) - не постоянная, а параметр Хаббла. Согласно теории Фридмана (на которой, кстати,  и основаны операторные представления параметров вселенной), параметр ускорения вселенной, определяемый как (dV/dt)R/V2 - константа, имеющая нулевое собственное значение в спектре оператора мирового времени. Отсюда следует, что ускорение в операторном представлении имеет вид dV/dt=conct*V2/R=const*H2R/(1-2Ht). Умножая h (не постоянную, а параметр Хаббла!) на W, мы получаем СH/(1-2Ht). Поэтому это произведение представляет собой ускорение вселенной при R=C/H - т.е. предельному значению расстояния (пространственному горизонту), равному радиусу кривизны пространства, причем, в этом случае константа должна быть равна единице. Последнее - очень важно, поскольку только при параметре ускорения, равном единице, решения Фридмана допускают масштабно-инвариантное преобразование времени.
Так что вношу поправку в прежнее высказывание - умножать можно.
« Последнее редактирование: 09.04.2007 [08:54:40] от Kartashow »

Оффлайн geomath

  • *****
  • Сообщений: 662
  • Рейтинг: +1/-3
В представлении об операторе мирового времени, которое обсуждалось в теме "Космология и проблема времени", мировое время преобразуется оператором как dT=dt/sqrt(1-2Ht), где Т - мировое время, а t - обычное время по часам наблюдателя. Таким образом величина dT/dt - по смыслу является скоростью изменения мирового времени или как вы говорите "скоростью течения" времени. Размерность ей можно придать умножив на скорость света, т.е. скорость W=CdT/dt в таком случае  есть скорость течения мирового времени. Прилагательное "мировое" очень важно, поскольку при обсуждении этих вопросов часто возникает путаница между понятиями локального и мирового (нелокального, связанного с сопутствующей системой координат вселенной в целом) времени.
Почему нельзя взять и проинтегрировать по t это диф. уравнение мирового времени? Непонятно также, каким брать t0? И когда можно пренебречь членом Ht из-за мизерности Н?
Ночью надо спать!

Оффлайн KartashowАвтор темы

  • ***
  • Сообщений: 111
  • Рейтинг: +0/-0
Почему нельзя взять и проинтегрировать по t это диф. уравнение мирового времени? Непонятно также, каким брать t0? И когда можно пренебречь членом Ht из-за мизерности Н?

Отчего же нельзя интегрировать? - можно.
Говоря о t0   и мизерности Н, Вы, по-видимому, подразумеваете область применимости данного операторного представления физических переменных в ретроспективе. При очень малых масштабах времени, в микромасштабе, эта область ограничена законами квантовой физики, в частности, одной из разновидностей соотношения неопределенностей, связанной с временем и энергией. В микромире внутренней упорядоченности времени нет (пока не замечено), и события упорядочиваются только наблюдателем по своим часам (t). Вместе с тем, и в предельно больших временных масштабах, в непосредственной близости горизонта времени (t=1/2H), есть область неопределенностей, в которой беспредельный рост энергии за счет фактора времени - (1/sqrt(1-2Ht)) - должен останавливаться, а избыточная энергия представляется наблюдателю в виде эффективного излучения горизонта вселенной. Исходя из этого можно заключить, что верхний предел области действия оператора времени определяется величиной наблюдаемого равновесного излучения, которое составляет, как известно, 2.70К. Как видите, это дает несколько иное представление о природе микроволнового фонового излучения. Все это можно определить количественно, и я чуть позже это сделаю.
« Последнее редактирование: 09.04.2007 [08:59:36] от Kartashow »

Оффлайн geomath

  • *****
  • Сообщений: 662
  • Рейтинг: +1/-3
Говоря о t0   и мизерности Н, Вы, по-видимому, подразумеваете область применимости данного операторного представления физических переменных в ретроспективе.

Нет, я имею в виду следующее. Представьте себе, что мы находимся в космической ракете, летящей со скоростью c∙dT/dt, а галактики вокруг нас - это выхлоп нашей ракеты, удаляющийся со скоростью R∙H. По формуле Циолковского, знаменитой,

c∙dT/dt = R∙H∙ln(1 + Z),

где Z есть число Циолковского, связывающее массы ракеты (носителя), груза, топлива и выхлопа. Остается оценить по факту эти R∙H и Z. И получить dT/dt. Допустим, Вы добавите сюда еще уравнение

dT/dt = 1/sqrt(1 - 2H∙t).

Оно позволит нам оценить... что? Величину H∙t? А t0?
« Последнее редактирование: 09.04.2007 [15:04:41] от geomath »
Ночью надо спать!

Оффлайн KartashowАвтор темы

  • ***
  • Сообщений: 111
  • Рейтинг: +0/-0
Итак, Вы предлагаете рассматривать движение во времени как полет на неком космическом корабле, полагая, что w имеет смысл скорости 'истечения' топлива, продукты сгорания которого и есть весь наблюдаемый мир.
Давайте попробуем. Чувственные интерпретации наблюдаемых явлений могут быть различными и дополнять друг друга, если соблюдается принцип соответствия. Во всяком случае, Ваша интерпретация ничем не хуже общепринятой интерпретации - взрывающей вселенной. Все это не более и не менее как различные образы, которые рисует наше воображение исходя из нашего чувственного опыта.
Привлекательный и существенный момент Вашей интерпретации - закон сохранения импульса как основа реактивного движения. Однако нужно быть готовым к тому, что энергия 'корабля' не сохраняется, поскольку топливо расходуется, и вечность этого движения можно обеспечить, полагая, что топливо некоторым образом производится за счет массы корабля, которая должна быть бесконечной.
При этом применительно к вселенной лучше говорить не о массах, а о плотностях (p- плотность топлива и P- плотность корабля), и использовать релятивистскую формулу реактивного движения:
p/P=((c+v)/(c-v)) c/2w - 1
Основание этой степенной функции представляет собой квадрат отношения частот: f0 - в приемнике и f   - излучателя, движущегося со скоростью v (релятивистский эффект Доплера), а w=c/(1-2Ht)1/2, и формула реактивного движения вселенной принимает вид:
p/P=(f0/f) (1-2Ht)1/2 - 1
Здесь, согласно интерпретации, p - это средняя плотность выброшенного наблюдаемого вещества, а P - потенциальная плотность материи 'корабля' вселенной.
Остается посмотреть асимптотику на соответствие здравому смыслу и известным физическим законам.
При t=0 (в настоящий момент времени) p/P=f0/f-1. С учетом нерелятивистского эффекта Доплера это сводится к закону сохранения импульса: pc=Pv. Искомая величина здесь - потенциальная плотность материи P=pc/v. Для близких к нам объектов скорость Хаббла v стремится к нулю и потенциальная плотность материи бесконечна. Это означает, что по отношению к ним инерция настолько велика, что никакого относительного движения во времени нет, поэтому мы можем считать такие объекты нашими современниками. Для предельно удаленных объектов хабблова скорость стремится к скорости света. Это означает, что потенциальная плотность материи равна средней плотности наблюдаемого вещества, т.е. наш корабль (в настоящий момент времени) полностью выработал свой ресурс по отношению к ним, переработав всю свою массу на топливо, и набрал по отношению к горизонту вселенной максимальную скорость.
При t=1/(2H) имеем p/P=0 -  тривиальный случай состояния корабля 'до старта', когда никаких продуктов топлива еще нет.
« Последнее редактирование: 10.04.2007 [11:59:59] от Kartashow »

Оффлайн geomath

  • *****
  • Сообщений: 662
  • Рейтинг: +1/-3
Однако нужно быть готовым к тому, что энергия 'корабля' не сохраняется, поскольку топливо расходуется, и вечность этого движения можно обеспечить, полагая, что топливо некоторым образом производится за счет массы корабля, которая должна быть бесконечной.
...
Остается посмотреть асимптотику на соответствие здравому смыслу и известным физическим законам.
...

По идее это топливо и есть мировое время и запас его как раз не бесконечен, а конечен.

Асимптотику Вы смотрите по t. А по Т что будет? Я полагаю, что не все время "выгорело". А тогда какая доля?

Случай t = 0 и случай t = 1/(2H) мне понятны, а какому t соответствует третий случай? И расскажите, пожалуйста, о t поподробнее...
Ночью надо спать!

Оффлайн KartashowАвтор темы

  • ***
  • Сообщений: 111
  • Рейтинг: +0/-0
Случай t = 0 и случай t = 1/(2H) мне понятны, а какому t соответствует третий случай? И расскажите, пожалуйста, о t поподробнее...

Посмотрите здесь http://zhurnal.lib.ru/editors/k/kartashow_a_s/e5mashtabnoinvar.shtml. Может быть и на предыдущие вопросы найдете ответы.
Что касается вопроса о случаях, здесь не три случая, а два: 1) мы с Вами в находимся в одном космическом корабле, являясь современниками (t=0), и наблюдаем распределение выброшенного"топлива" за все время странствования корабля; 2) корабль - на горизонте вселенной (t=1/(2H)), в "исходной точке полета". Ведь если корабль летит, то он  откуда-то летит - это обязательный атрибут Вашей интерпретации.
« Последнее редактирование: 10.04.2007 [15:04:59] от Kartashow »

Оффлайн tcaplin

  • *****
  • Сообщений: 2 758
  • Рейтинг: +20/-1
  • "Необъяснимое" - это необъясненное.
    • А.Цаплин. Персональный сайт.
Цитировать
Неужели нет ни одного специалиста, кто бы смог профессионально ответить на поставленный вопрос?
По-моему, Вы слишком идеализируете позиции "профессионалов". Правила здесь диктуют математики. Овладев мастерством манипуляции с числами, они начинают предствавлять себя обладателями "истины в последней инстанции". Забывая о том, что для того, чтобы эти числа отображали реальное состояние вещей, совершенно необходима постоянная проверка условия адекватности каждого числа реальным физическим величинам.
 Основной критерий - постоянная физическая величина должна во всех вычислениях отображаться постоянным числом.
 Проанализируем с этой точки зрения одну из основных физичеких констант - скорость света "С". Которую и Вы в своих вычислениях принимаете за неизменную величину.
 Общеизвестен факт отклонения света в гравитационном поле. Не только света, но вообще ЭМВ. Но представьте фронт ЭМВ, которая отклоняется (изменяет направление) в зоне сильного ГП. Этот фронт изменяет направление.
 Поскольку каждая точка фронта ЭМВ движется со скоростью света, можно однозначно констатировать, что скорость света в удаленных измерениях не является константой - скорость света вблизи гравитирующей массы меньше, чем в удалении. Иначе поворота фронта волны не было бы.

 Уменьшение скорости света можно связать с уменьшением оптической (и, скорее всего, энергетической) плотности среды - физического вакуума вблизи гравитирующего тела.
 В свете поднятой Вами задачи расширение вселенной можно интерпретировать как уменьшение во времени плотности пространства - и, следовательно, уменьшения со временем скорости света.
 То есть, в начальных стадиях после БВ скорость света была значительно больше. Это и может приводить к искаженным оценкам расстояний, оцениваемых на основании предпосылки о "постоянстве скорости света".
« Последнее редактирование: 10.04.2007 [16:14:55] от tcaplin »
Исхожу из предпосылки, что все высказывания на форуме - личное мнение их авторов. В том числе и мои.
С уважением. Александр Цаплин.

Оффлайн Дмитрий Вибе

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 16 698
  • Рейтинг: +446/-53
  • Дети любят бутерброд с маргарином!
    • Персональная страница
По-моему, Вы слишком идеализируете позиции "профессионалов". Правила здесь диктуют математики. Овладев мастерством манипуляции с числами, они начинают предствавлять себя обладателями "истины в последней инстанции". Забывая о том, что для того, чтобы эти числа отображали реальное состояние вещей, совершенно необходима постоянная проверка условия адекватности каждого числа реальным физическим величинам.

tcaplin, Вы уже столько раз написали одно и то же, что я начинаю вспоминать правила о кросспостинге. Все уже поняли -- математики плохие. Не надо об этом писать куда ни попадя. Извините, но сообщения с рассуждениями "физики vs математики" я буду из этой темы удалять целиком.
И кто-то, как всегда, нес мне чушь о "тарелках", и кто-то, как всегда, проповедовал дзен... (с) Зоопарк

Оффлайн tcaplin

  • *****
  • Сообщений: 2 758
  • Рейтинг: +20/-1
  • "Необъяснимое" - это необъясненное.
    • А.Цаплин. Персональный сайт.
Дмитрий Вибе:
Цитировать
Все уже поняли -- математики плохие. Не надо об этом писать куда ни попадя. Извините, но сообщения с рассуждениями "физики vs математики" я буду из этой темы удалять целиком.
Действительно, я эту мысль высказываю не впервые. Но Вы, так оскорбляясь за математиков, ни разу не возразили по существу дела.
 В данном случае "выпад против математиков" - всего одно предложение. И его удаление не меняет сути вопроса. Есть у Вас возражения по сути? Или эмоции - основной критерий "модерации"?
Исхожу из предпосылки, что все высказывания на форуме - личное мнение их авторов. В том числе и мои.
С уважением. Александр Цаплин.

Оффлайн Хартиков Сергей

  • *****
  • Сообщений: 7 329
  • Рейтинг: +33/-2
  • Мне нравится этот форум!
     Цитата tcaplin: "Есть у Вас возражения по сути? ... В свете поднятой Вами задачи расширение вселенной можно интерпретировать как уменьшение во времени плотности пространства - и, следовательно, уменьшения со временем скорости света.
 То есть, в начальных стадиях после БВ скорость света была значительно больше. Это и может приводить к искаженным оценкам расстояний, оцениваемых на основании предпосылки о "постоянстве скорости света".
"

     В однородной и изотропной Вселенной гравитационный потенциал в каждой точке одинаков (иначе она бы не называлась однородной и изотропной). Поэтому никаких "изменений скорости света" не получается - ни далеко, ни близко.

Оффлайн tcaplin

  • *****
  • Сообщений: 2 758
  • Рейтинг: +20/-1
  • "Необъяснимое" - это необъясненное.
    • А.Цаплин. Персональный сайт.
Цитировать
В однородной и изотропной Вселенной гравитационный потенциал в каждой точке одинаков (иначе она бы не называлась однородной и изотропной). Поэтому никаких "изменений скорости света" не получается - ни далеко, ни близко.
Я в контексте поднятого вопроса говорю об изменении скорости света во времени, а не пространстве. Вы ведь знаете, что удаленные излучения отдалены от нас не только пространственно, но и во времени...
Исхожу из предпосылки, что все высказывания на форуме - личное мнение их авторов. В том числе и мои.
С уважением. Александр Цаплин.

Оффлайн Хартиков Сергей

  • *****
  • Сообщений: 7 329
  • Рейтинг: +33/-2
  • Мне нравится этот форум!
     Я, Александр, так и понял. Но Вы все же поясните, как у Вас меняется скорость света, если потенциал везде одинаковый: здесь уже рассуждения об удаленных измерениях в точках с разными потенциалами не проходят.