Лента: Вопросы и комментарии

Возник такой вопрос. Почему предельные объекты на границе видимости, например галактика "Мейси", имеют красное смещение близкое к предполагаемому моменту времени большого взрыва?

Например, большой взрыв произошел 100 млрд. лет назад, а не 14 млрд. лет. Однако, свет от галактики Мейси все равно долетит до нас за 13,99 млрд. лет. То есть, непонятно, почему в науке идет увязка времени большого взрыва, и времени достижения земли светом от края видимой вселенной?

Ответ:

Нынешняя теория (точнее, гипотеза, см. цитату ниже) Большого взрыва с инфляционной стадией раздувания пространства и с интерпретацией однородного микроволнового фотонного излучения в космосе как "реликтового" довольно плотно подогнана под наблюдаемые факты, под ~14 млрд. лет. Никак не возможно вот так просто взять её да "промасштабировать" на 100 млрд. лет.

Также нынешняя модель Большого взрыва подразумевает, что мы имеем (и всегда – при определённых предположениях – будем иметь) возможность видеть очень близкие к началу объекты вселенной – ведь постулируется, что вселенная практически сразу распалась на части, взаимодействию которых препятствует раздувание пространства (однако же однородные – благодаря почти моментальной инфляционной стадии), и потускневший в красную сторону спектра свет от тех или иных частей в принципе можно будет видеть всегда. При этом (во всяком случае, при осмыслении наблюдений в рамках данной модели) мы не видим на небе ничего, что можно интерпретировать как много > 14 млрд. лет.

"Теория" Большого взрыва, в том виде как она появилась изначально, без инфляционной стадии, сейчас смотрится как несостоятельная в принципе... Причём эта несостоятельность наукой не замечалась долгие десятилетия, зато в учебниках можно было прочитать "сказки" о предсказании Г.Гамовым температуры микроволнового фонового излучения в 3K (это число, довольно близкое к реальности, было названо им без всяких обоснований, тогда как результаты его теоретических оценок давали 7K и 50K, и были хуже расчётов, исходивших из теоретической базы, вообще не связанной с Большим взрывом). Тем не менее, это подавалось в своё время как "триумф" Большого взрыва. Излишне говорить, что нынешняя теоретическая база к мнимому былому "триумфу" ни малейшего отношения не имеет.

Теория же с инфляцией сейчас держится почти исключительно на объяснении свойств микроволнового космического излучения (откуда оно взялось и как, по мере расширения вселенной, "остывало"). В практическом плане нынешняя инфляционная модель ничего полезного не предсказывает, новые открытия совершать не помогает. Она не может объяснить даже характер ускоряющегося расширения вселенной (для чего пришлось ввести отдельную "тёмную энергию", природа которой современной физике совершенно непонятна).

Изначально стадия инфляционного раздувания была предложена ради объяснения изотропии микроволнового фона (и кроме того, глобально плоской метрики пространства, а также ненаблюдаемости гипотетических экзотических частиц, вроде магнитных монополей, в былых теориях "великого объединения"). Но со временем, при более детальных наблюдениях, обнаружилось обратное – что существует анизотропия – характерные отклонения от однородности. Многие специалисты поначалу скептически отнеслись к этим новым данным. Анизотропию в рамках инфляционной модели стали связывать с "реликтовыми" гравитационными волнами (а прежде почему-то об этом и не думали). На данный момент обнаружить их так и не удалось:

"По состоянию на 2019 год [и поныне – примеч.] реликтовые гравитационные волны не обнаружены, и инфляционная модель остаётся хорошей гипотезой"
https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Инфляционная_модель_Вселенной&oldid=132658059
https://www.gazeta.ru/science/news/2021/10/25/n_16745383.shtml

Другая проблема нынешней теории Большого взрыва, то есть инфляционной модели – расхождение расчёта постоянной Хаббла, с одной стороны, через микроволновое фоновое излучение, и, с другой стороны, через наблюдения за сверхновыми взрывающимися звёздами:


"Для оценки космических расстояний используют стандартные свечи – далекие объекты с точно известной светимостью. К ним относятся, например, сверхновые типа Ia, которые связаны с термоядерными взрывами белых карликов, перетянувших слишком много вещества от близкой соседней звезды. На краткое время такие вспышки могут сиять ярче целой галактики и становятся видны на дистанциях в миллиарды световых лет. Поскольку взрывы происходят при достижении строго определенной массы, их истинная яркость почти одинакова, а видимая зависит от расстояния. Это и позволяет использовать их в качестве стандартных свечей.

В конце 1990-х именно сверхновые типа Ia позволили заметить ускоряющееся расширение нашей Вселенной. С тех пор появились новые наблюдения, уточняющие скорость этого процесса.
[...]
По этим оценкам, 33,8 процента нашего мира приходится на гравитирующую материю, обычную и темную. Остальные 66,2 процента составляет темная энергия – таинственная сущность, которую связывают с расширением Вселенной. Скорость этого расширения описывается постоянной Хаббла, которую астрономы определили в 73,4 километра в секунду на мегапарсек.
[...]
К сожалению, эти цифры не разрешили известного космологического кризиса, связанного с постоянной Хаббла. Проблема в том, что данные разных наблюдений дают заметно разные результаты. В частности, исследования микроволнового фона Вселенной [на основе инфляционной модели – примеч.] указывают на более низкие значения постоянной – 66,9 километра в секунду на мегапарсек. Результаты Pantheon+ лишь усугубили разрыв между этими значениями и теми, что получаются из наблюдений сверхновых. Более того, отклонение достигло пресловутой величины в пять сигм – значит, оно статистически достоверно, а шансы на случайность не превышают один на миллион. Проблема остается, требуя новых моделей, объясняющих это различие."

https://naked-science.ru/article/astronomy/astronomy-utochnili-skorost-rasshireniya-vselennoj

Недавно стал известен ещё третий, новейший метод расчёта постоянной Хаббла (следует иметь в виду, что "постоянная" эта изменяется при расширении вселенной, и её постоянство – в пространстве Метагалактики, но не во времени) – по флуктуациям поверхностной яркости древних гигантских эллиптических галактик. Он даёт результат 73.3 километра в секунду на мегапарсек, что сходится с методом сверхновых и расходится с расчётами в рамках инфляционной модели Большого взрыва.
https://ria.ru/20210309/vselennaya-1600472715.html