Доброго времени суток!

Хотелось бы узнать, почему такая несправедливость?

Где бы ни читал заумных или упрощенных статей на тему теории расширяющейся вселенной - повсюду одно и то же:
- ссылки на Хаббла, который узрел красные смещения в спектральном анализе света от далеких объектов
- однозначный вывод о том что эти объекты очень быстро удаляются, и чем дальше они, тем шустрее...

возмущает то, что совершенно игнорируется возможность изменения состояния фотонов за такой огромный период времени и расстояний...

Неужели за 12 миллиардов световых лет абсолютно ничего с фотонами произойти не могло, пока они не долетели до наших приборов?
Так прямо на всем пути ни с одним атомом и ни взаимодействовали?
Абсолютно чистый вакуум на всем протяжении от пункта А (какого нибудь квазара) - до Б - современной земли?

Очень сомнительно...

Когда читал статьи про убегающие галактики, почему то сразу появлялось сомнение в простоте таких объяснений (мол, убегают, вот и смещается спектр)...
Вспоминалось никуда не убегающее багровое солнце на закатах, замыленное плотной атмосферой...
Тут же хотелось возразить и высказать гипотезу. Ну например о присутствии в космическом вакууме газа, пыли и каких-то обломков...
Конечно его мало. Это вокруг Земли мусора много, а где то там в космосе его может быть неизмеримо меньше... Но... Очень сомнительна вероятность отсутствия каких либо вышеописанных артефактов на всем протяжении гипотетической линии от Земли до удаленного объекта во вселенной. Если спрессовать весь вакуум с 12 млрд километров до 200 километров толщиной вокруг земли - наверняка бы толща, состоящая из космического газа получилась бы покруче и поплотнее не только нашей атмосферы...
И с чего тогда не посчитать, что свет исходящий из какого-то далекого объекта очень даже сильно продирается сквозь время и место...

Может из-за этого спектр этого света так сильно смещен?
Может вселенная никуда не разбегается? Все живет своей жизнью, как в пруду, что то слипается, где то взрывается и разлетается, но в целом структура статична... Может так?

Сергей.

Не помню навскидку, где именно (но если очень надо, то найду), но в некоторых серьезных научно-популярных книжках (изданных лет 20 назад) подробно рассматривался этот вопрос. Из нынешних - хорошо пишет Ефремов, но более бегло и сжато (не зацикливается на этой теме). То есть, обсуждались разные теории и "старения" фотона, и фотонов с массой, и гравитационной природы "красного смещения", и модель поглощения средой... И даже идеи о неравномерности хода времени, изменении со временем некоторых фундаментальных констант и прочая экзотика. И с каждых позиций (в рамках каждой модели) указывалось, "что было бы, если бы дело обстояло именно так". И если даже по каким-то позициям могло бы прослеживаться сходство с наблюдаемой картиной, то по другим - нет. Например, одни модели предсказывают расширение и размывание спектральных линий (чего не наблюдается). Другие - нелинейный (хотя он и так нелинейный, но тут - ОЧЕНЬ нелинейный) характер зависимости от расстояния и связь с падением яркости. У третих не получалось сохранение теплового характера распределения спектра... Таким образом, тщательно и скрупулезно отсеивая одну за другой все другие модели можно прийти к выводу, что самая живучая из них - это расширение по Хабблу. Причем, понятно, что прямая пропорциональность расстояния скорости удаления - это всего лишь первое приближение (которое, однако, вполне рулит для всех реально наблюдаемых объектов с той точностью, с какой мы можем реально измерять и сопоставлять... Впрочем, именно точные измерения по новым методикам приводят к уточнению, а именно, к модели УСКОРЕННОГО расширения Вселенной).

Так что, все эти "альтернативные теории" отвергаются не с порога. Это результат длительной работы по осмыслению... Даже само значение постоянной Хаббла со времен Хаббла уточнялось, да так, что оказалось В ДЕСЯТЬ РАЗ меньше, чем по первым оценкам самого Хаббла... Тут уж было чего осмыслять. Но объем типичного научно-популярного издения (если оно не посвящено всецело только истории этого вопроса) не позволяет вместить... Поэтому там зачастую даются только главные выводы: а именно, "однозначный вывод о том что эти объекты очень быстро удаляются, и чем дальше они, тем шустрее...". Да, там часто не рассказывается, с каким потом и кровью этот вывод дался. А дался он не просто так.

Кроме того, с теорией расширения Вселенной согласуются другие вопросы, которые в рамках других моделей не находят ответа.

1. Почему все именно такое, какое оно есть? Во Вселенной идет куча необратимых процессов. Все в таком виде (галактики, звезды) не может существовать сколь угодно долго. Значит, когда-то все началось. А когда начиналось, то все было очень по-другому, чем сейчас.

2. Химический состав вещества во Вселенной. Почему именно столько водорода, гелия и всего остального. Почему разные звезды имеют разный химический состав, и как это связано с их возрастом. Четко прослеживаются первое поколение звезд и последцющие поколения, обогащенные химическими элементами. И где (в каких частях галактик) какие звезды преобладают. Все это объясняется в рамках эволюционной модели, предусматривающей расширение.

3. Реликтовое излучение и характер неравномерностей в нем.

4. Крупномасштабная структура Вселенной: скопления и сверхскопления галактик, войды... Это среда с очень большой вязкостью (для тех масштабов, разумеется), и сформироваться она может только в динамике расширения.

5. Никакая модель стационарной Вселенной не может существовать в рамках ОТО, а так же ВСЕХ ОСТАЛЬНЫХ ТЕОРИЙ ТЯГОТЕНИЯ (в том числе, РТГ, и даже классической модели Ньютона). Даже если в рамках какой-то оригинальной "альтернативной теории тяготения" находятся остроумные ответы на один-два вопроса (под которые эта теория специально "заточена"), то на все остальные она не находит ответа. Короче, ОТО (и РГТ в той части, где она с ОТО пока еще не расходится) одновременно отвечает на наибольшее количество вопросов по сравнении с другими теориями... У нее только одна проблема: начальная сингулярность. У других же теорий неразрешимых проблем - десятки.

Можно было бы накидать еще пунктов, но, я думаю, достаточно. В судебной практике это называется "по совокупности косвенных улик". Там таких доказательств считается вполне достаточно для того чтобы приговорить к пожизненному заключению или поставить к стенке.

Так что теории типа "большого взрыва" кажутся спекуляциями только тем, кто сам глубоко не вникал. У кого-то усматривается "ужас бесконечности"... Да, в чужом глазу виднее... А в собственном явную клаустрофобию можно и не замечать. Так, наверное?

У нее только одна проблема: начальная сингулярность.

Я читал, что есть еще две проблемы космологии ОТО:

1. Обладание инертной массой в пространстве без гравитации.
2. Асимметрия наблюдаемых количеств вещества и антивещества.

Обяснение этих феноменов требуют спекуляций, не заложенных в самое ОТО. Возможно, я что-то упустил.

Еще раз хочу попросить: давайте воздержимся от экспрессивных слов типа "спекуляции" и т.п.

Перечисленные Вами проблемы

а) на самом деле есть

б) однако не самые главные (существует уйма других проблем, менее разрешимых и более важных, чем эти)

в) остроумно решаются в рамках ряда современных теорий (суперструн и т.п.) и проблемой тут является даже не недостаток, а ПЕРЕИЗБЫТОК количества теорий, которые все это по-своему объясняют. Но современные наблюдательные и экспериментальные данные не позволяют выделить среди них единственно правильную. Но это не "спекуляции", а совершенно нормальный научный поиск. Под лежачий камень вода не течет. Она его точит.

г) относятся не к ОТО, а к совсем другим разделам физики (к физике сверхвысоких энергий, объединения всех взаимодействий, суперсимметрии, струн, бран и т.д. и т.п.). С позиции этих теорий ОТО рассматривается как низкоэнергетическое приближение, и не более того. Но это не значит, что они ее отвергают. Так же как СТО, ОТО и КМ (КТП) не отвергают классическую механику Ньютона, а позволяют вывести ее как очень хорошее приближение для макромасштаба s>>h, v<<c, A_g<<c². Те, кто знаком с ТО и КМ не станет заявлять, что-де классическая механика Ньютона - это "спекуляция", а в школьном учебнике физики - сплошная чушь, ерунда, деза и т.п.

Ну а проблема начальной сингулярности - это проблема ОТО. А не тех теорий, для которых она - низкоэнергетическое приближение. Там эта проблнма решается на счет раз. но встают другие проблемы. Ну, там, расходимости и т.п. Но это уже совсем другая история. Во всяком случае, тонкие различия между теориями, о которых тут идет речь, не затрагивают общих выводов о расширении и эволюции Вселенной. Различия могут касаться того, КАК она это делает (ускоренно, замедленно...), а что вообще делает - это вне сомнений.

Кстати, насчет воздействия среды (пыли, газа), которое упомянул Che. На самом деле, только в первых прикидочных оценкак (в т.ч. самим Хабблом) эти факторы не учитывались (потому что никто не знал, как их учитывать, никто не знал свойств межзвездной и межгалактической среды, а как учесть то, чего ты не знаешь?). И от этого тогдашние оценки расходились с нынешними в десять раз (!!!). Но в современных оценках все это скрупулезно учтено. Разными методиками и с разных сторон.

И действительно, Che правильно отметил про альтернативные модели о "воздействии на фотоны" (со стороны чего?), что "но среди них пока не найдено такого, в котором проявляется свойство космологического красного смещения - изменение всех доступных частот излучения объекта  одинаково (для все частот) с достаточно большой точностью"

"Задача по объяснению такого свойства очень насущна" - это слишком мягко сказано. На самом деле она во всех этих моделях просто НЕРАЗРЕШИМА. Во всех кроме одной: признания факта расширения Вселенной. И тогда сразу же там все встает на свои места. Во всей области, сколько нибудь доступной экспериментальной или наблюдательной проверке. А что не встает, - то находится далеко за пределами этой области. Это чисто теоретические нестыковки чисто теоретических концепций. И тут, опять же, проблемой является не недостаток, а переизбыток количества теорий, которые по-своему все объясняют. Но, увы, это не те примитивные доморощенные "альтернативные" теории, которые периодически муссируются на этой конференции.

Разберем аргумены Дрюши в пользу модели расширяющейся Вселенной .
1. это коронный аргумент. Основан на твердой уверенности (вере?) в беконечном времени жизни тяжелых атомных ядер.
Но даже если все это когда-то и началось, то почему же обязательно из одной точки?

А причем здесь вообще время жизни тяжелых ядер? Мой аргумент на этом никак не основан. Достаточно хорошо известны времена жизни практически каждого из ядер... И что с того? Я про то, что была разработана детальная модель эволюции: там и первичный синтез гелия (и конкретно, сколько, чего, когда...) и синтез в недрах звезд, и вспышки сверхновых... И даже статистика распределения по звездным массам и оценка частоты вспышек Сверхновых...

2. здесь Дрюша явно притягивает расширение за уши.

Где и чего я конкретно притянул за уши? Мои аргументы - это всего лишь поинтеры на то, что существует такое-то решение такой-то проблемы (которая проблема только для других теорий). Развернутое описание заняло бы сотни страниц. А у меня тут в одно предложение.

Вопросы есть, никто не спорит. Но расширение для их объяснения совсем не обязательно.

Я уже отмечал, что одна "альтернативная теория" по-своему "объясняет" одно, другая - другое... Какая подо что специально "заточена". А модель расширения Вселенной не заточена ни подо что. Она родилась сначала чисто теоретически (по Фридману, который доказал невозможность стационарной модели Вселенной) и тут же встретила сопротивление и непонимание со стороны даже самого автора ОТО. Потом пошли наблюдательные факты (Хаббл и т.п.). Они были неточны, и всилу своей неточности многому чему противоречили. Нет, не теория расширения Вселенной была заточена под какой-то экспериментальный или наблюдательный феномен, а результаты наблюдений по все более изощренным методикам все острее затачивались под нее.

3. "реликтовое" или просто микроволновое дело вкуса. А характер неравномерностей в нем вообще непричем. Никакой информации о расширении или замедлении данное излучение не несет.

Несет хотя бы фактом своего наличия. И только для тех, кто умеет ее извлечь. А кто не хочет и(ли) не умеет эту информацию извлекать, для того, конечно же, не несет!

4. почему же только в "динамике расширения"? Опять натяжка.

Без натяжки. Существует конкретная модель. С количественными расчетами. А у меня тут, опять же, только поинтер.

5. речь ведь не шла о стационарности. Вопрос в характере динамики и только. Опять мимо.

Почему мимо? Ну, можете сами рассмотреть разные варианты динамики с разными характерами. И какая к чему ведет.

ИТОГО: выдвинутые Дрюшей аргументы не тянут ни на какое доказательство.

Конечто, те несколько строчек, которые я привел здесь от себя - это не доказательства как таковые. Это только лишь указатели на наличие таковых.

По мере роста мощи измерительных возможностей человека граница "расширяющейся" Вселенной неуклонно отодвигается. Нашли уже галактики, влезшие аж в первый млрд св.лет после БВ, когда их по доктрине быть в принципе не должно.
Открытия безусловно будут продолжаться и, я уверен, не в пользу доктрины БВ и "расширения".

Ваша уверенность не является сколько-нибудь значимым аргументом. "Граница" может отодвигаться, да ее и вообще может не быть (это отнюдь не обязательный атрибут всех моделей расширяющейся Вселенной). Модели "замкнутой" и "расширяющейся" Вселенной - это не одно и то же. Не надо их путать. "Замкнутая"модель, имхо, по-видимому, неверна. БВ- это тоже не более чем художественная аллегория.
Что "Открытия безусловно будут продолжаться" - в этом нет никаких сомнений, но я уверен, что в пользу расширения. То есть, с точностью до наоборот с Вашей оценкой по части "в чью пользу".

Позвольте подлить "масла".
Сегодня модель расширяющейся вселенной подразумевает модель с центральным расширением, от точки.
В последнее время есть указания на то, что расширение ускоряющееся.
Есть так же два сообщения о том, что скорость света раньше была больше сегодняшней (по изменению постоянной тонкой структуры).
Расширение по Хаблу происходит со скоростью много меньшей скорости передачи взаимодействия (скорости света).

В газовой динамике есть уравнение именуемое "уравнение обращения воздействия". Его смысл в том, что если скорость передачи взаимодействия > скорости течения потока то поток расширяется (плотность, температура, давление падают) в геометрически сужающемся канале, а в расщиряющемся канале тормозится.
БВ рисует для струй тока каналы расширяющиеся, потому для увеличения скорости расширения потребовалась темная энергия (которую никак не найдут).
Можно придумать геометрию для мира, где струи тока будут расширяться и сужаться.
ing

Ускоренное расширение вселенной объясняется с привлечением 4-го пространственного измерения, двумерный аналог- раздувание воздушного шарика. А интересно, есть ли хотя бы теоретические посылки для экспериментальной проверки? Двумерцы могли бы замерить сумму углов большого треугольника или площадь большого квадрата. Если наше пространство "выпуклое", может обьем большого куба будет больше ребра в кубе?

http://www.newsru.com/world/12apr2005/e_mc2.html

как раз новость наткнулся из ненаучного источника про оспаривание суждения, что скорость света постоянна

Позвольте подлить "масла".

Не позволим.

Сегодня модель расширяющейся вселенной подразумевает модель с центральным расширением, от точки.

Не подразумевает. Все серьезные авторы в эту тему предостерегают от такого понимания, и дают в качестве аналогии модель с раздувающимся шариком. Хотя у раздувающегося шарика и есть центр, он не на нем. И еще в XIX веке Гаусс показал, что для математического описания искривленных пространств вовсе не обязательно мыслить их вложенными в пространства бОльших размерностей.

Расширение по Хаблу происходит со скоростью много меньшей скорости передачи взаимодействия (скорости света).

Это смотря на каких расстояниях. До ближайших галактик - да. А до очень далеких... Если и меньше, то не "много". А еще, при глобальном взгляде надо уточнить, что понимается под понятием "расстояние". Многие космологи пользуются некими условными "космологическими координатами", которые не являются ИСО, и постулаты СТО - не про них. Под "расстоянием" можно понимать суммарную (интегральную) длину условных участков некого "кратчайшего пути", взятого в каждой своей точке "одновременно" по "космологическому времени" - то есть, через некое (одно и то же) количество времени, прошежшее от БВ по часам локально сопутствующей усредненному веществу ИСО в каждой его точке (или для "бесконечно малого" участка, длина которого измеряется мегапарсеками). Такое "расстояние" может увеличиваться сколь угодно быстро (и даже быстрее с), но оно не является "расстоянием" в понятиях СТО для какой-либо СО (ИСО или НСО). Точно так же и пресловутая "космологическая одновременность" не является одновременностью в понятиях какой-либо СО. Так, с нашей точки зрения (нашей сопутствующей СО) только ближайшие к нам участки этого "пути" берутся "сейчас", другие же лежат... в далеком будущем! Но космологам для своих целей иногда бывает удобнее пользоваться такими "координатами". Это как в МСС можно навыбор пользоваться координатами Лагранжа или Эйлера, но единожды выбрав, надо не забывать, с чем имеешь дело (или уж честно осуществить переход согласно формуле). А если на ходу подменять понятия, то можно такого навыдумывать...

Можно придумать геометрию для мира, где струи тока будут расширяться и сужаться.

Уже придумали. Но не факт, что она соответствует действительности.

Тело отрицательной массы в гравитационном поле, разумеется, будет отталкиваться от источника поля тяготения, скажем, от Земли или от Солнца... Но поскольку масса его отрицательна, то под действием этой силы (направленной от источника тяготения), согласно II закону Ньютона оно будет ускоряться в сторону, противоположную этой силе. То есть, к источнику поля тяготения. Короче говоря, оно будет падать в поле тяготения точно так же как обычные тела с положительной массой. Принцип эквивалентности рулит.

А отрицательная энергия - это та работа, которую необходимо совершить для того чтобы привести его в исходное состояние (например, тяжелый камень на дне глубокой ямы имеет отрицательную потенциальную энергию). Тело с отрицательной массой по формуле E=m*c² имеет отрицательную энергию покоя. Значит, нужно совершить большую работу (затратить много энергии) для того чтобы его уничтожить, и превратить в небытие. А пока ты этого не сделаешь, оно будет мозолить глаза.

А антифотон - это фотон с другим направлением круговой поляризации. Но в обычном понимании (P-симметрии) частиц и античастиц (протон-антипротон, электрон-позитрон) античастицы - это "обычные" частицы с положительной энергией.