Динамическая Вселенная и белые дыры

Введение. Проблемы современной космологии

Мы живём в трёхмерном мире, который, в настоящее время, обозначаем простым и ёмким словом – Вселенная. В Большом энциклопедическом словаре Вселенная определена, как «Весь существующий материальный мир, безграничный во времени и пространстве, и бесконечно разнообразный по формам, которые материя принимает в процессе своего развития. Это мироздание Вселенная, изучаемая астрономией, – часть материального мира, которая доступна исследованию астрономическими средствами, соответствующими достигнутому уровню развития науки (иногда эту часть Вселенной называют Метагалактикой)». Не удивительно, что человечество с незапамятных времён интересовал вопрос о строении Вселенной. В начале 20-го века доминирующее место заняла тория о возникновении и эволюции нашей Вселенной в результате «Большого взрыва». Общепринятая на данный момент космологическая модель, это модель, описывающая раннее развитие Вселенной, а именно – начало расширения Вселенной, перед которым Вселенная находилась в сингулярном состоянии[1].

Доказательствами «Большого взрыва» стало обнаруженное американским астрономом Весто Слайфером в 1912–1914 годах красное смещение для галактик. В 1929 году Эдвин Хаббл открыл, что красное смещение для далёких галактик больше, чем для близких, и возрастает приблизительно пропорционально расстоянию (закон красного смещения, или закон Хаббла) и объяснил это эффектом Доплера. Однако в последствие выяснилось, что наблюдаемое красное смещение от галактик нельзя объяснить только эффектом Доплера, в него вносит вклад космологическое красное смещение из-за расширения пространства Вселенной. К тому же имеется не только красное но и фиолетовое смещение эффекта Доплера вследствие собственного движения галактик. При этом на больших расстояниях вклад космологического красного смещения становится преобладающим[2]. Таким образом, на самом деле, основной вклад в красное смещение вносит не эффект Доплера, а расширение самого пространства, причём, это расширение идёт с увеличивающейся скоростью, в зависимости от расстояния до космического объекта – чем он дальше, тем с большей скоростью от нас удаляется. В начале 1970-х годов для постоянной Хаббла было принято значение H=53,5(км/с)/Мпк. Наиболее надёжная оценка постоянной Хаббла на 2013 год составляла H=67,8±0,77(км/с)/Мпк[3]. В 2016 году эта оценка была уточнена до H=66,93±0,62(км/с)/Мпк[4]. Следует отметить, что измерения разными методами дают несколько различающиеся значения постоянной Хаббла. Указанные выше значения получены с помощью измерения параметров реликтового излучения на космической обсерватории «Планк». Опубликованные в 2016 году измерения «местного» (в пределах до z < 0,15) значения постоянной Хаббла путём вычисления расстояний до галактик по светимости наблюдающихся в них цефеид на космическом телескопе Хаббла дают оценку в 73,24 ± 1,74 (км/с)/Мпк,[5].

На самом деле, с развитием наблюдательной астрономии и повышения точности измерений, в красном смещении обнаруживалось всё больше странностей. Так, Аристарх Аполлонович Белопольский, обнаружил в 1887 году асимметрию «Доплеровских» смещений наиболее ярких звезд нашей Галактики ~5 км/сек в направлении апекс – антиапекс Солнца и расхождение между «Доплеровской» и параллактической скоростями Солнца относительно окружающих звезд. Астрофизик В.В. Кэмпбелл, открыл в 1911 году K-эффект – зависимость красных смещений от абсолютных светимостей звезд нашей Галактики. Астрофизик Р. Дж. Трамплер доказал несоответствие K-эффекта эффекту Доплера и отличие его от гравитационного красного смещения. В 1929 году, после открытия Хабблом красного смещения галактик, астрофизик Аристарх Аполлонович Белопольский заявил, что для создания красного смещения галактики не обязательно должны удаляться: изменение спектра галактик вызывает не эффект Доплера, а какое-то иное физическое явление. Астрофизик Г. Арп открыл связанные космические объекты, имеющие сильно разнящиеся красные смещения.

С помощью звезд реперов, неоднократно определяли расстояние до центра Галактики R₀. Однако единого мнения в этом нет. Оценки R₀ находятся в пределах от 6,5 по звёздам подобным RR Лиры до 10 килопарсек по цефеидам. Для построения межгалактической шкалы выбрали цефеиды. Этим методом определены расстояния до некоторых спиральных галактик, находящихся на расстояниях около 10 мегапарсек, где уже заметно системное «Красное смещение» и рассчитана постоянная Хаббла (H), – 50 км в секунду на мегапарсек, в соответствии с этим «определено время расширения вселенной в 13,8 миллиарда лет». Ясность в вопросе о том, по каким звездам реперам расстояния определены правильнее, внес проект HIPPARCOS в котором были определены параллаксы 118000 звёзд в сфере вокруг Солнца радиусом примерно 500 парсек. В этой сфере оказались и цефеиды, причем расстояния до контрольных цефеид оказались гораздо меньшими, иногда не менее чем на четверть меньшими, чем считалось до этого. То есть расстояние до центра нашей Галактики согласно вычислениям, в рамках проекта HIPPARCOS, не больше 6 килопарсек. И расстояния до ближайших галактик имеющих системное «Красное смещение» явно на 40 % меньше принятых.

О том, что размеры нашей Галактики меньше размеров предполагавшихся ранее, на 221-ом заседании Американского астрономического сообщества, заявила Элис Дисон, астроном университета Калифорнии в Санта – Круз. Элис Дисон и ее коллеги ориентировались на самые далекие звезды в гало Млечного Пути. Разброс скоростей у этих звезд и позволил рассчитать массу Млечного Пути в 500-1000 миллиардов солнечных, что вдвое меньше принятой в настоящее время.

Таким образом, если попытаться объяснить красное смещение космических объектов не эффектом Доплера и не гипотетическим расширением пространства, то, как и говорил Аристарх Аполлонович Белопольский, нам придётся найти для этого «какое-то иное физическое явление».

Наиболее яркими «возмутителями» современной теории расширения Вселенной на основе красного смещения являются квазары.

По-видимому, далекие галактики и квазары убегают от нашей Галактики со скоростями, пропорциональными расстоянию до этих объектов. Если эта линейная связь между скоростью и расстоянием справедлива для квазаров, то расстояние до них должно быть порядка 12x10⁹ лет, т. е. на три порядка больше предполагаемого радиуса Вселенной[6]. Существуют и другие данные наблюдений противоречащие утверждению, что по космологическому красному смещению можно судить о расстоянии до космических объектов. Хэлтон Арп – профессиональный астроном который ранее в своей карьере, был ассистентом Эдвина Хаббла. Он был награжден призом Элен Б. Уорнер, Кливлендской Премией Ньюкомба, Премией Александра фон Гумбольдта за высокие научные достижения.

В течение многих лет он работал в обсерваториях Маунт – Вильсон и Паломарской. За это время он создал известный каталог «Специфические (Пекулярныые) галактики», в котором собраны деформированные или «неправильные» галактики. Арп обнаружил, беря фотографии с больших телескопов, что многие квазары, имеющие чрезвычайно высокое красное смещение z (и как думают, удаляются от нас очень быстро, и таким образом должны быть расположены на большом расстоянии от нас) физически связаны с галактиками, которые имеют низкое красное смещение и, как известно, расположены относительно рядом с нами. Арп привёл фотографии многих пар квазаров с высоким красным смещением, симметрично расположенных с обеих сторон галактик с низким красным смещением, которые предполагаются их родителями. Эти соединения происходят намного более часто, чем вероятность случайного совпадения. Подавляющее большинство астрофизиков пробует найти оправдание наблюдений Арпом связанных галактик и квазаров «иллюзиями» или «угловыми визуальными совпадениями». Но, большое количество физически связанных квазаров и галактик с низким красным смещением, которые он сфотографировал и каталогизировал, делает такое совпадение маловероятным. Это просто случается слишком часто.

Из-за фотографий Арпа, предположение, что объекты с высоким красным смещением должны быть очень далеко, на чем основана теория «Большого Взрыва» и вся «стандартная космология», теряют смысл!

Один очень показательный и важный пример в опровержение тезиса «красное смещение равно расстоянию» дает изображение галактики NGC 7319 (смещение = 0.0225). Маленький объект на фотографии этой галактики – это квазар (смещение z = 2.11). Такое наблюдение квазара с таким большим красным смещением между галактикой и Землей возможно только в том случае, если квазар был бы в более чем девяносто раз дальше галактики. На самом деле, как показывают сделанные снимки квазаров, на которых их можно наблюдать, этого просто не может быть. На снимках хорошо видно, как джет, выбрасываемый из центра галактики NGC 7319, тянется прямо к квазару. Это доказывает, что оба объекта расположены рядом, и никак не могут быть удалёнными на огромное расстояние друг от друга, тем более в 90 раз. Арп приводит такое большое количество аналогичных снимков, что от них просто так невозможно отмахнуться. Всё это требует объяснения.

По мнению Арпа, красное смещение вызвано главным образом объектом, являющимся молодым, и только второстепенно из-за его скорости. Поэтому, как считает Арп, квазары не самые яркие, наиболее отдаленные и быстро перемещающиеся объекты в обозримом Космосе, они – самые молодые объекты.

Наряду с космологическим красным смещением, предсказанное в 1948 году Георгием Гамовым, Ральфом Альфером и Робертом Германом реликтовое или фоновое излучение Вселенной, рассматривается как одно из главных подтверждений теории Большого взрыва.

Обычно, приводят общепринятую космологическую модель (горячее расширение Вселенной), описывающую раннее развитие Вселенной, а именно – начало расширения Вселенной, перед которым Вселенная находилась в сингулярном состоянии.

Экстраполяция наблюдаемого расширения Вселенной назад во времени приводит, при использовании Общей теории относительности и некоторых других альтернативных теорий гравитации, к бесконечной плотности и температуре в конечный момент времени в прошлом. Размеры Вселенной тогда равнялись нулю – она была сжата в точку. Это состояние называется космологической сингулярностью (часто космологическую сингулярность образно называют «рождением» Вселенной). Невозможность избежать сингулярности в космологических моделях общей теории относительности была доказана, в числе прочих теорем о сингулярностях, Р. Пенроузом и С. Хокингом в конце 1960-х годов.