Предложено оригинальное объяснение того, почему во Вселенной преобладает материя

Теоретик Драган Хайдукович (Dragan Hajdukovic), работающий в Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН), описал механизм циклических превращений Вселенной, который легко объясняет, почему на нынешнем этапе её существования преобладает материя.

Ключевым допущением в новой гипотезе становится гравитационное отталкивание вещества и антивещества. Подавляющее большинство физиков, напомним, считает это предположение неверным, настаивая на том, что антиматерия должна притягивать и материю, и антиматерию с одинаковой силой, равной силе «обычного» гравитационного взаимодействия. Однако надёжных экспериментальных доказательств этого не существует; учёные только планируют получить их в организованном ЦЕРН эксперименте AEGIS, где будут тестироваться гравитационные свойства пучка антиводорода. Результаты AEGIS, как выяснил сам г-н Хайдукович, могут быть дополнены данными с нейтринных обсерваторий вроде IceCube, но детектор IceCube также приступил к работе совсем недавно.

ad.jpg Рис. 1. Накопитель Antiproton Decelerator, антипротоны с которого используются для получения атомов антиводорода в эксперименте AEGIS (фото ЦЕРН).

Идею о гравитационном отталкивании вещества и антивещества в её простейшем виде можно сформулировать в трёх равенствах:

mi(частица) = mg(частица); mi(частица) = mi(античастица); mg(частица) + mg(античастица) = 0.

Здесь индексы i и g отмечают инертную и гравитационную массы, первые два соотношения тривиальны, а третье, в сочетании с классическим законом тяготения Ньютона, как раз и описывает взаимное отталкивание материи и антиматерии. Грубо говоря, яблоко в такой формулировке должно падать вниз, а антияблоко — «падать вверх».

Эта идея имеет интересное следствие, связанное с так называемым механизмом Швингера — эффектом рождения электрон-позитронных пар из квантового вакуума под действием сильного электрического поля, теоретически обоснованным в 1951 году американцем Джулианом Швингером. Если описание эффекта максимально упростить, получим, что внешнее электрическое поле необходимо для пространственного разделения электронов и позитронов, образующихся из пар виртуальных частиц и античастиц, которые населяют квантовый вакуум.

Введение «антигравитации» даёт важную для нас возможность разделять заряженные и нейтральные частицы и античастицы, то есть создаёт гравитационный аналог механизма Швингера.

Отталкиваясь от этого, г-н Хайдукович построил модель, в которой цикл существования Вселенной заканчивается превращением в сверхмассивную чёрную дыру.

За её горизонтом может происходить рождение пар частиц и античастиц; если рассматривать «вещественную» чёрную дыру, то масса появившейся — и вытолкнутой — антиматерии будет равна убыли массы дыры. Другими словами, при таком гипотетическом Большом сжатии количество вещества уменьшается, а антивещества — увеличивается, и всё может закончиться практически полным преобразованием одного в другое. Следовательно, материя в нашей Вселенной преобладает просто потому, что на предыдущем этапе господствовала антиматерия.

Как показывают несложные вычисления, преобразование вещества в антивещество (то есть переход от Большого сжатия к условному Большому взрыву) или процесс, обратный этому, в модели Драгана Хайдуковича происходит чрезвычайно быстро. Интересно, что минимальный размер Вселенной при этом на 40 порядков превышает планковскую длину (~10–35 м). В традиционной инфляционной космологии подобные размеры Вселенная приобретает уже после инфляции.

Результаты исследований опубликованы в статье:

Dragan Slavkov Hajdukovic Do we live in the universe successively dominated by matter and antimatter?. – Astrophysics and Space Science. – 2011. – Volume 334. – Number 2. – Pages. 219–223; DOI: 10.1007/s10509–011–0754–2 .

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.5 (12 votes)
Источник(и):

1. PhysOrg

2. compulenta.ru



lucke аватар

Согласен но частично. Материя и антиматерия были и до большого взрыва, несколько раз происходило так называемое схлопынание всё по вине человека. Мы очень мало знаем про нас, хотя много написано, взять разделение материи это происходит каждую секунду. Пример:берём магнит делим на две части переворачиваем и он друг от друга отталкиваться, есть аномальные зоны и последние магнитные полюса и т.д. Природа изначально заложила такой эффект и повредить его может только человек, нарушая экологию как физическую так и моральную, что последнее актуально и реально. Что делали старцы в старину восстанавливали единство материи и моральных ценностях и соединяли и лечили и исцеляли и т.д. Это и есть соединение материи и антиматерии. Человек от природы готов к этим ценностям и возможности его велики и губит себя сам. Но не всё так мрачно мы осваиваемым нами новые технологии дадут сперва новый вид энергий, новые средства управления т.е компы и т.д. мы только на стадии развития, надо стремиться сделать чтоб жизнь была комфортной и удобной, наконец научиться управлять экономикой ресурсами они ещё нам пригодятся т.к. это органика а это жизнь. Экология хоть природа сама выделяет много вредного но мы разумные должны заботиться переработать эту органику из неё состоит наша планета Земля а то что мы сами творим это кошмар я астматик и все прелести вижу каждый день и много раз и т.д. А идея правильная то что принимают не все здесь страшного нет это зависит от развития общества, говорили в космос не полетим а полетели, паровоз поехал и т.д.

bor403 аватар

ПОЧЕМУ В НАШЕЙ ВСЕЛЕННОЙ ПРЕОБЛАДАЕТ МАТЕРИЯ

(или что находится за пределами нашей Вселенной)

В данном комментарии сделана попытка объяснить тот факт, что в пределах нашей (видимой, наблюдаемой) Вселенной все планеты, звёзды, галактики и их скопления состоят из вещества, а антивещество составляет ничтожную долю процента. Объяснение основано на новом представлении о Вселенной в целом, то есть не только о нашей Вселенной, но и о том, что находится за её пределами.

Происхождение нашей Вселенной тоже пересмотрено. Согласно новому представлению наша Вселенная произошла не из сингулярного состояния. А именно: вещество (сначала нейтроны), сильное, слабое и гравитационное взаимодействия возникли одновременно в радиусе примерно 1,2 на 10 в 26 степени метров вследствие слабой кривизны пространства-времени в указанной области, в которой в дальнейшем эволюционировала наша Вселенная. С распадом нейтронов (примерно через 15,3 минуты) на протоны, электроны и нейтрино возникло электромагнитное взаимодействие. Образовались атомы водорода. С этого момента началась эволюция нашей Вселенной.

Энергия, которая потребовалась для возникновения вещества (сначала нейтронов), была заключена в кривизне пространства-времени.

До момента образования нейтронов не было масштабов времени и длины (не было спектров и размеров нейтронов). Поэтому до возникновения нейтронов говорить о времени и о пространстве нет физического смысла, поскольку пространство-время само по себе физически ненаблюдаемо, а значит время и пространство, можно сказать, возникли в нашей Вселенной вместе с возникновением нейтронов.

Современные статьи о возникновении нашей Вселенной (их сейчас сотни и сотни) разжигают воображение, но не дают нового достоверного знания. В эти сценарии трудно поверить. Но можно согласиться с тем, что число вселенных и антивселенных, находящихся за пределами нашей Вселенной бесконечное множество, и что наша Вселенная – одна из них. В таком представлении, как минимум, сразу решается проблема барионной асимметрии, достаточно ввести нормировку: разность масс вселенных и антивселенных во всей бесконечной Вселенной по времени и пространству строго равна нулю.

В теориях струн (суперструн) что-то есть, но в них больше противоречий, чем пользы. И выглядят они как математические фокусы, в которые пытаются вдохнуть физику, но у физиков пока практически ничего хорошего не получается. В дальнейшем эти теории, возможно, смогут быть полезными – с точки зрения их достаточно развитого математического аппарата.

В данной статье предложена физическая модель происхождения Вселенной, в которой сделана попытка объединить непрерывность пространственно-временного континуума с квантовой неопределённостью.

Модель основана на трех постулатах:

  1. Все явления природы могут быть исчерпывающе объяснены физическими законами, выраженными в математической форме.
  2. Эти физические законы универсальны и не зависят от времени и места.
  3. Все основные законы природы просты.

Доказать эти постулаты невозможно, лучше не пытаться.

Основные положения теории Вселенной (вещества, антивещества, квантов)

Теория Вселенной может быть построена на следующих представлениях.

  1. Исходное представление о всей Вселенной: Вселенная не ограничена её наблюдаемой областью. Она бесконечна в пространстве и во времени. Наша (наблюдаемая, видимая) часть Вселенной – это только сверхмалая пространственно-временная область с суммарным барионным зарядом одного знака. За пределами наблюдаемой пространственно-временной области Вселенной находятся вселенные, подобные нашей, но с суммарным барионным зарядом противоположных знаков. Число таких вселенных бесконечно. Суммарный барионный заряд всей Вселенной равен нулю.
  2. Всё, что в действительности существует в наблюдаемой части Вселенной и за её пределами, включая все известные и ещё не открытые элементарные частицы, античастицы, кванты, физические поля, есть бесконечное, динамичное восьмимерное непрерывное дифференциально-геометрическое многообразие.
  3. Четыре измерения данного восьмимерного многообразия представлены во Вселенной физически ненаблюдаемым четырёхмерным пространственно-временным континуумом.
  4. Ещё четыре измерения восьмимерного многообразия представлены во Вселенной физически наблюдаемым четырёхмерным волновым континуумом, который проявляется в виде существующих во Вселенной элементарных частиц, античастиц, квантов.
  5. Каждой точке четырёхмерного пространственно-временного континуума может быть поставлено в соответствие некоторое значение (релятивистской) плотности функции Лагранжа.
  6. Каждой точке четырёхмерного волнового континуума может быть поставлено в соответствие некоторое значение спектра плотности функции Лагранжа.
  7. Плотность функции Лагранжа и спектр плотности функции Лагранжа связаны между собой двумя кратными интегралами Фурье: 1) четырёхкратным интегральным преобразованием плотности функции Лагранжа в спектр плотности функции Лагранжа с пределами интегрирования от «минус бесконечность» до «плюс бесконечность» по четырём пространственно-временным координатам и 2) четырёхкратным интегральным преобразованием спектра плотности функции Лагранжа в плотность функции Лагранжа с пределами интегрирования от «минус бесконечность» до «плюс бесконечность по четырём компонентам волнового 4-вектора.

Следствия из данного подхода просто удивительны. В частности, все частицы (и античастицы), кванты могут быть представлены в виде физически наблюдаемых спектров плотности функции Лагранжа, которые имеют конечные пространственно-временные размеры, обладают массой и импульсом. Для этого нужно воспользоваться соотношениями неопределенностей: каждое из 4-х произведений среднеквадратичных отклонений компонент волнового 4-вектора от их средних значений на среднеквадратичные отклонения пространственно-временных координат от их средних значений больше или равно 1/2.

Также нужно иметь в виду, что плотность функции Лагранжа принципиально не может быть определена точно ни в одной пространственно-временной точке (для такого точного определения потребовалось бы сосредоточить в этой точке информацию о распределении спектра плотности функции Лагранжа во всей (по определению) бесконечной Вселенной). Аналогично, спектр плотности функции Лагранжа принципиально не может быть определён точно ни в одной точке четырёхмерного волнового континуума (для такого точного определения потребовалось бы сосредоточить в этой точке информацию о распределении плотности функции Лагранжа во всей бесконечной Вселенной).

Возникающие неопределённости функции Лагранжа и спектра функции Лагранжа и есть коренная причина существования дискретно распределённого вещества и физических полей. Указанные неопределённости возникают вследствие того, что пределы интегрирования в четырёхкратных интегралах Фурье при определении плотности функции Лагранжа и спектра плотности функции Лагранжа внутри элементарных частиц, античастиц, квантов нельзя принимать бесконечными – в соответствии с выше указанной причиной (см. про информацию выше). Эти пределы должны соответствовать соотношениям неопределённостей: каждое из 4-х произведений среднеквадратичных отклонений компонент волнового 4-вектора от их средних значений на среднеквадратичные отклонения пространственно-временных координат от их средних значений должно быть равно 1/2.

Уместно заметить, что исходным представлением была непрерывность восьмимерного дифференциально-геометрического многообразия, но, вместе с тем, соотношения неопределённостей требуют существования дискретно распределённого вещества, антивещества, квантов.

Динамика Вселенной

Во многих областях физической науки применяется понятие «Функция Лагранжа». Отношение функции Лагранжа для заданной физической системы к единице трёхмерного пространственного объема, занимаемого данной физической системой, называют плотностью функции Лагранжа. Плотность функции Лагранжа в общем случае зависит от четырех переменных: от времени и трёх пространственных координат. С помощью четырёхкратного интегрального преобразования Фурье она может быть представлена в виде спектра. При этом спектр плотности функции Лагранжа в общем случае будет являться функцией четырех компонент волнового вектора.

Спектр плотности функции Лагранжа может быть представлен четырехкратным интегралом Фурье от плотности функции Лагранжа по четырем пространственно-временным координатам.

Плотность функции Лагранжа может быть представлена четырёхкратным интегралом Фурье от спектра плотности функции Лагранжа по четырём компонентам волнового 4-вектора.

В теории информации два указанных преобразования называют парой. Пределы интегрирования в каждом из двух преобразований в рассматриваемой паре – от «минус бесконечность» до «плюс бесконечность» (по четырем пространственно-временным координатам в первом интегральном преобразовании и по четырем компонентам волнового 4-вектора во втором интегральном преобразовании).

Попытаемся применить изложенное к Вселенной в целом (не только к наблюдаемой области), – какой бы она ни была протяжённой во времени и в пространстве, при этом имея ввиду возможность обращения времени и пространственную инверсию (в рассматриваемой паре время, пространственные координаты и компоненты волнового 4-вектора, обозначающие пределы интегрирования, могут быть и со знаком и «плюс» и со знаком «минус».

Мысленно разделим всю Вселенную на трёхмерные пространственные области воображаемой трёхмерной сеткой. Пусть число пространственных областей в сетке равно N. Устремим N к бесконечности. Тогда объём каждой пространственной области будет стремиться к нулю. Такие (нулевые) пространственные области (по сути, точки, не имеющие объёма) могут принадлежать как внутренней структуре той или иной элементарной частицы, так и находиться за пределеми внутренней структуры элементарных частиц или квантов.

В соответствии с изложенным каждой нулевой пространственной области должна соответствовать определённая плотность функции Лагранжа. Но чтобы её точно определить через спектр, нужно сначала точно определить сам спектр плотности функции Лагранжа в интервале значений пространственно-временных координат от «минус бесконечность» до «плюс» бесконечность.

Спектр плотности функции Лагранжа математически точно определяется через плотность функции Лагранжа с помощью первого преобразования Фурье с пределами интегрирования от от «минус бесконечность» до «плюс» бесконечность по четырём пространственно-временным координатам.

Таким образом, чтобы, например, в заданный момент времени точно определить плотность функции Лагранжа в какой-либо пространственной точке Вселенной, необходимо в этой точке каким-то способом в этот момент сосредоточить полную информацию о пространственно-временном распределении плотности функции Лагранжа во всей Вселенной: и в прошлом, и в будущем, и в наблюдаемой Вселенной, и за её пределами. И это относится к каждой точке Вселенной. В этом случае Вселенная оказывается переполненной информацией. Можно ли принять такую точку зрения? Если «нет», то, как следствие, плотность функции Лагранжа принципиально не может быть определена точно ни в одной точке Вселенной. Если «да», то Вселенная в интервале всех значений пространственно-временных координат каким-то образом наполнена информацией о мгновенном распределении и динамике плотности функции Лагранжа и её спектра. Представить такое невозможно. И главное, такое представление противоречит СТО: постулату о скорости света.

Функция Лагранжа есть трёхкратный интеграл от плотности функции Лагранжа по трём пространственным координатам с заданными пределами. Если пространственные пределы ограничены, скажем, размерами протона, то функция Лагранжа для него не будет определена точно. И это принципиально. Действие для этого протона как интеграл от функции Лагранжа по времени также не будет определено точно. И тоже принципиально.

Таким образом, динамика Вселенной оказывается в целом неопределённой – в силу допущения о том, что ни в одной точке Вселенной физически невозможно сосредоточить полную информацию о распределении плотности функции Лагранжа во всей Вселенной.

Изложенное здесь в развитии (на основе четырёхкратных преобразований Фурье плотности функции Лагранжа в её спектр и спектра плотности функции Лагранжа в плотность функции Лагранжа, а также четырех соотношений неопределённостей для компонент волнового 4-вектора и пространственно-временных координат) приведут, возможно, к созданию теории Всего.

При таком подходе частицы и кванты – это спектры, а пространтство имеет восемь измерений (два подпространства по четыре измерения каждое). Одно подпространство (пространство-время) оказывается физически ненаблюдаемым, а второе (назовём его для определённости «волновое») представлено физически наблюдаемыми частицами и квантами.

Соотношения неопределённостей во Вселенной

В квантовой теории соотношения неопределённостей Гейзенберга между проекциями импульса и пространственными координатами, энергией и временем играют важнейшую роль и органически связаны с принципом дополнительности Н. Бора.

В теории волн в соотношения неопределённостей вместе с пространственно-временными координатами входят не проекции импульса и энергия, а компоненты волнового 4-вектора.

Разложение плотности функции Лагранжа в спектр – это переход к волновому описанию пространственно-временного континуума. Такое описание обладает следующим свойством: вблизи некоторой заданной пространственной точки волны будут иметь одну и ту же фазу, и в результате все амплитуды волн спектра плотности функции Лагранжа сложатся, а в вдали от этой точки будут гасить друг друга из-за разнобоя в фазах. Таким образом, ненулевая плотность функции Лагранжа будет сосредоточена вблизи заданной пространственной точки. Понятие «вблизи» определяется соотношением длины волны и расстояния до заданной пространственной точки. Если это расстояние соизмеримо с длиной волны, то применимо понятие «вблизи», если нет, то волны взаимно гасят друг друга, и плотность функции Лагранжа стремиться к нулю. Оказывается, согласно теории волн размер пространственной области, в которой волны имеют примерно одинаковую фазу обратно пропорционален ширине спектра в этой области.

Точные соотношения неопределённостей для компонент волнового 4-вектора и пространственно-временных координат по теории волн можно сформулировать следующим образом: каждое из 4-х произведений ширины спектра компонент волнового 4-вектора на координаты пространственно-временной области, в которой определяется ширина спектра, больше или равны 1/2.

Например, если размер пространственной области приблизительно равен размеру, скажем, нейтрона, то из сформулированных соотношений неопределенностей можно определить интервал волновых чисел, соответствующих данному нейтрону. Из соотношений неопределённостей также следует, что с уменьшением интервала волновых чисел возрастает пространственный размер, а с уменьшением частоты увеличивается интервал времени.

Действительно, возраст наблюдаемой Вселенной сейчас оценивается в 13,7 млрд. лет. Это самый большой временной интервал в наблюдаемой Вселенной. Величина, обратная возрасту наблюдаемой Вселенной, имеет размерность частоты и по величине оказывается равной постоянной Хаббла, то есть лежит в пределах 50–100 (км/с)/Мпк (принятое сейчас значение – 75 км/с)/Мпк. Произведение половины постоянной Хаббла на возраст наблюдаемой Вселенной равно 1/2. Достаточно принять половину постоянной Хаббла (размерность, кстати – 1/c) за неопределённость временной компоненты волнового 4-вектора, а возраст нашей Вселенной за неопределённость временной координаты пространственно-временного континуума, и, в результате, получаем одно из четырёх соотношений неопределённостей для видимой части Вселенной.

Этот факт либо случайность, либо одно из подтверждений предлагаемого подхода.

В любом случае четырёхкратные преобразования Фурье, рассмотренные в сообщениях под названиями «Теория Вселенной» и «Динамика Вселенной» в сочетании с соотношениями неопределённостей между компонентами волнового 4-вектора и пространственно-временными координатами дают возможность перейти к анализу следствий.

Можно ожидать, что масса частиц и квантов, спин, электрический заряд, электромагнитное и гравитационное поля  – это физически наблюдаемые свойства спектра плотности функции Лагранжа, определённого в волновом подпространстве.

Вещество и антивещество: барионная симметрия

Барионная асимметрия – это один из проблемных вопросов современной космологии, который до сих пор не решён удовлетворительно.

В данном сообщении будет показано, 1) что проблема барионной асимметрии может быть решена и 2) как её можно решить.

Для сокращения объёма текста введём следующую систему обозначений:

S(k0,k1,k2,k3) – спектр плотности функции Лагранжа,

L(x0,x1,x2,x3) – плотность функции Лагранжа,

k0,k1,k2,k3 – компоненты волнового 4-вектора,

x0,x1,x2,x3 – пространственно-временные координаты.

В соответствии с преобразованиями Фурье спектр плотности функции Лагранжа

S(k0,k1,k2,k3)

может быть выражен через плотность функции Лагранжа

L(x0,x1,x2,x3),

а плотность функции Лагранжа

L(x0,x1,x2,x3),

в свою очередь, может быть выражена через спектр плотности функции Лагранжа

S(k0,k1,k2,k3)

с помощью четырёхкратных интегралов Фурье с пределами интегрирования от «минус бесконечность» до «плюс бесконечность» по простанственно-временным координатам

x0,x1,x2,x3

и компонентам волнового 4-вектора

k0,k1,k2,k3,

соответственно.

Оба интеграла Фурье можно представить в виде следующих сумм:

S(k0,k1,k2,k3) = S ' (k0,k1,k2,k3) + S ' ' (k0,k1,k2,k3), (1)

L(x0,x1,x2,x3) = L ' (x0,x1,x2,x3) + L ' ' (x0,x1,x2,x3). (2)

В (1) и (2) пределы интегрирования разбиты на два интервала: для

S ' (k0,k1,k2,k3)

и

L ' (x0,x1,x2,x3)

от нуля до «плюс бесконечность», а для

S ' ' (k0,k1,k2,k3)

и

L ' ' (x0,x1,x2,x3)

от нуля до «минус бесконечнсть».

Проблема барионной асимметрии в данном подходе решается путём введения следующей нормировки:

S ' (k0,k1,k2,k3) – S ' ' (k0,k1,k2,k3) = 0,  (3)

L ' (x0,x1,x2,x3) – L ' ' (x0,x1,x2,x3) = 0.  (4)

Действительно, при обращении времени и при пространственной инверсии в интегралах

S ' ' (k0,k1,k2,k3)

и

L ' ' (x0,x1,x2,x3)

составляющая плотности функции Лагранжа

L ' ' (x0,x1,x2,x3)

и соответствующий ей спектр

S ' ' (k0,k1,k2,k3)

должны определять антивещество, – исходя из предположения, что CPT-теорема верна. Тогда разность масс вещества и антивещества по всей Вселенной (в рассматриваемом здесь смысле) будет равна нулю.

Следует заметить, что нормировка (3), (4) невыполнима, если допустить, что за пределами видимой части Вселенной нет вселенных, состоящих из антивещества (антивселенных – по принятой терминологии). Таким образом, если данный подход верен, то за пределами видимой (наблюдаемой) Вселенной должны находиться вселенные из антивещества.

С точки зрения предлагаемого подхода наша Вселенная во всех направлениях – это полупериод волны искривлённого пространства-времени, частота которой численно равна половине постоянной Хаббла. Энергия, заключённая в этой кривизне, по-видимому, и является той причиной, вследствие которой примерно 13,7 млрд. лет назад возникло вещество в наблюдаемой Вселенной – почти одновременно в радиусе примерно 1,2 на 10 в 26 степени метров. И ещё. Число вселенных, состоящих из вещества и число антивселенных, состоящих из антивещества, скорее всего, бесконечно. Наша Вселенная – всего лишь одна из них.

Как легко в данном подходе решается проблема барионной асимметрии!

Возникновение вселенных

В настоящее время представление о возникновении нашей Вселенной основано на открытии Хаббла и вычислениях А. Фридмана. Процесс возникновения нашейВселенной называется Большим Взрывом. С Большим Взрывом связано много нерешённых в космологии проблем.

Согласно вышеизложенному представлению о всей Вселенной, рассмотренному в разделах «Основные положения теории Вселенной (вещества, антивещества, квантов)», «Динамика Вселенной», «Соотношения неопределённостей во Вселенной», «Вещество и антивещество: барионная симметрия», Вселенная в целом представляет собой бесконечное число вселенных, состоящих из вещества, и бесконечное число антивселенных, состоящих из антивещества, – в бесконечном пространстве-времени. Наша Вселенная – это одна из вселенных, состоящих из вещества (хотя термины «вселенная» и «антивселенная» – условны, также как условны термины «протон» и «антипротон», «электрон» и «позитрон» и т. д.).

Такой взгляд на строение Вселенной в целом требует пересмотра вопроса о возникновении нашей (наблюдаемой, видимой) части Вселенной.

Проблема сингулярности была и остаётся. Никто её ещё не решил, не смотря на то, что такие умы пытались! Самый простой, и, кстати, очевидный способ решить эту проблему – заменить представление о возникновении нашей Вселенной из сингулярного состояния каким-то более приемлемым, непротиворечивым и понятным альтернативным вариантом. И, главное, нужно исключить понятие «сингулярность» в приложении к возникновению нашей Вселенной. Вопрос в том, как это сделать.

Рассмотрим следующий вариант.

Предположим, что примерно 13,7 млрд. лет назад наша Вселенная в радиусе 1,2 на 10 в 26 степени метров (определённом современным масштабом длины) была пустая, то есть без вещества и квантов. Но при этом существовала сверхслабая кривизна пространства-времени, плавно, волнообразно переходящая из области кривизны с одним знаком (в нашей Вселенной) в области кривизны с противоположными знаками (за пределами нашей Вселенной). Это волнообразное чередование знака кривизны простиралось бесконечно в пространстве и во времени. Но будем интересоваться пока только нашей Вселенной, в пределах которой кривизна имела один и тот же знак.

Важно признать то обстоятельство, что кривизна пространства-времени в рассматриваемой области Вселенной есть энергия, заключённая в пространстве-времени. В этом нет ничего нового: кривизна пространства-времени, обусловленная массами вещества (гравитация), обладает, как известно, энергией, хотя эта энергия и нелокализована.

Можно предположить, что 13,7 млрд. лет назад кривизна пространства-времени в радиусе примерно 1,2 на 10 в 26 степени метров достигла некоторого критического значения. Энергия, заключённая в искривлённом пространстве-времени, высвободилась в виде вещества (сначала нейтронов). Этот процесс охватил одновременно всю область в радиусе 1,2 на 10 в 26 степени метров. Через короткое время (порядка в среднем 15,3 минут) нейтроны распались на протоны, электроны и нейтрино. Затем из протонов и электронов образовались атомы водорода…

Такое представление о возникновении нашей Вселенной обходится без непонятной, необъяснимой сингулярности. Вопрос о «бесплатном ланче» тоже снимается; если Вселенная в целом – волнообразное чередование кривизны пространства-времени с разными знаками, то энергия, заключённая в пространстве-времени с кривизной, и есть тот «материал», из которого образовалось вещество в нашей Вселенной.

В областях пространства-времени, занятых антивеществом (в антивселенных) кривизна пространства-времени имела и имеет противоположный знак. В других вселенных кривизна пространства-времени такая же, как в нашей.

Изложенное здесь представление о возникновении вселенных, в том числе и в нашей Вселенной, не противоречит ни одному закону физики, основано на интегральных преобразованиях Фурье и соотношениях неопределённостей для компонент волнового 4-вектора и пространственно-временных координат. Кроме того, введение многомерного пространства (8 измерений: 2 по 4) представляется вполне оправданным, логичным и понятным.

Эволюция Вселенной

Предположим, что примерно 13,7 млрд. лет назад наша Вселенная в радиусе 1,2 на 10 в 26 степени метров (определённом современным масштабом длины) была пустая, то есть без вещества и квантов. Но при этом существовала сверхслабая кривизна пространства-времени, плавно, волнообразно переходящая из области кривизны с одним знаком (в нашей Вселенной) в область кривизны с противоположными знаками (за пределами нашей Вселенной). Это волнообразное чередование знака кривизны простиралось бесконечно в пространстве и во времени.

Но кривизна пространства-времени в рассматриваемой области Вселенной по условию есть энергия, заключённая в пространстве-времени.

Можно предположить, что 13,7 млрд. лет назад кривизна пространства-времени в радиусе примерно 1,2 на 10 в 26 степени метров достигла некоторого критического значения. Энергия, заключённая в искривлённом пространстве-времени, высвободилась в виде вещества (сначала нейтронов). Этот процесс охватил одновременно всю область расстояний (в радиусе 1,2 на 10 в 26 степени метров). Через короткое время (порядка в среднем 15,3 минут – по Физическому энциклопедическому словарю – М.: Советская энциклопедия, 1983) нейтроны распались на протоны, электроны и нейтрино. Затем из протонов и электронов образовались атомы водорода…

С появлением нейтронов время и пространство обрели современный смысл. Поэтому 15,3 минуты с момента возникновения нейтронов и 15,3 минуты сейчас – это один и тот же интервал времени (одна секунда в момент возникновения нейтронов и одна секунда сейчас – это одна и та же секунда), а один метр в момент возникновения нейтронов и один метр сейчас – это один и тот же метр.

Таким образом, возникновение времени и пространства непосредственно связано с возникновением нейтронов. С возникновением нейтронов появились спектры, точки отсчёта расстояний, а значит, появились масштабы времени и длины. Другими словами, можно сказать, что время и пространство возникли 13,7 млрд. лет назад. До этого не было ни масштаба времени, ни масштаба длины, а значит не было ни времени, ни пространства. Но время и пространство остались физически ненаблюдаемыми (если не считать кривизны).

Нейтроны и другие элементарные частицы и кванты возникли в нашей Вселенной тоже 13,7 млрд. лет назад, но они являются спектрами плотности функции Лагранжа и поэтому физически наблюдаемы.

В течение интервала времени 13,7 млрд. лет ход времени, по-видимому, не менялся, не менялся также и масштаб расстояний.

Эволюция нашей Вселенной происходила, согласно всему вышеизложенному, по схеме: возникновение нейтронов одновременно в радиусе примерно 1,2 на 10 в 26 степени метров (из энергии искривлённого пространства-времени), вместе с ними слабого, сильного и гравитационного взаимодействий – распад нейтронов на протоны, электроны и нейтрино под воздействием слабого взаимодействия и одновременное возникновение электромагнитного взаимодействия – образование атомов водорода и малого количества гелия под воздействием электромагнитного взаимодействия – образование звёзд, планет, галактик и скоплений галактик под воздействием гравитационного взаимодействия – охлаждение планет, образование воды и атмосферы на Земле и на других планетах нашей Вселенной – возникновение жизни и цивилизаций на всех планетах, на которых это было возможно.

Всё сказанное здесь об эволюции нашей Вселенной справедливо по отношению также и к другим вселенным и антивселенным. Похоже, число цивилизаций во всей Вселенной (а не только в нашей, видимой, наблюдаемой её части) бесконечно.

PS. В современных стандартных космологических теориях (5 теорий струн и др.) «лишние измерения» пытаются как-то объяснить, найти причину, почему они физически не наблюдаемы и т. д. В данном подходе всё наоборот: компактифицированные четыре измерения восьмимерного многообразия – это физически наблюдаемые элементарные частицы и кванты. И не надо объяснять существование «лишних» четырёх измерений.

Основные уравнения модели Вселенной, их преобразование, нормировка по условию барионной симметрии и соотношения неопределённостей во Вселенной см. на http://bor403.ya.ru/ в разделе «Все фотки» (для увеличения нужно дважды по ним щёлкнуть).

bor403 аватар

Обычный подход математика заключается в том, что он задаёт систему аксиом, а затем чисто логическим путём выводит из них следствия. Система аксиом определяется либо эвристически, либо на основе значительного числа фактов, либо другим способом. Физики в наше время (да уже несколько десятилетий) стали поступать подобным же образом: что-нибудь необычное, не проверяемое легко экспериментально предположат, а следствия выдают чуть ли не за действительность. «Ключевым допущением в новой гипотезе становится гравитационное отталкивание вещества и антивещества». Эта идея не нова. Новое здесь – это развитые из этой идеи физические следствия. «Отталкиваясь от этого, г-н Хайдукович построил модель, в которой цикл существования Вселенной заканчивается превращением в сверхмассивную чёрную дыру». И «… при таком гипотетическом Большом сжатии количество вещества уменьшается, а антивещества — увеличивается, и всё может закончиться практически полным преобразованием одного в другое.» Никому ещё не удавалось превратить протон в антипротон, нейтрон в антинейтрон и т.п., нарушив тем самым физический закон барионной симметрии. Сотни и сотни физических экспериментов доказывают, что частицы и античастицы всегда рождаются парами. Гораздо более простой, понятный и логичный подход заключается в предположении, что материя и антиматерия разнесены во времени и в пространтве, а не ограничиваться представлением о Вселенной в целом только нашей (наблюдаемой, видимой) пространственно-временной областью, в которой преобладает вещество. Глубокое убеждение автора данного комментария состоит в том, что вся Вселенная бесконечна и во времени, и в пространстве, а наша Вселенная – это только малая пространственно-временная область во всей Вселенной. А что касается антигравитации, то её, конечно, не существует. И планируемые эксперименты это докажут.