Темная Вселенная. Часть 2

    И вновь доброго времени суток! Данная статья является продолжением ранее опубликованной статьи о нашей «темной» Вселенной. В данной части мы продолжим рассмотрение различных интересных особенностей в космологии, над объяснением которых бьются множество ученых.

    В целом я постарался сделать так, чтобы части получились независимые друг от друга, так что если вы не читали первую часть, то каких-то проблем с пониманием не должно возникнуть.

    Отрицательная масса


    После публикации первой части возникло много вопросов по поводу такой характеристики «темной жидкости» как отрицательная масса. Поэтому я решил остановиться на данной теме подробнее.

    Впервые об отрицательной массе высказывался еще А. Эйнштейн. В 1918 году, комментируя введение космологической постоянной в ОТО, он сказал:
    требуется модификация теории, чтобы «пустое пространство» принимало роль отрицательных масс, которые распределены по всему межзвездному пространству

    На данный момент науке не известны частицы, которые бы обладали отрицательной массой. Но из теоретических исследований, проведенных учеными, вполне можно узнать о некоторых из ожидаемых свойств таких частиц. Например, что тело отрицательной массы будет иметь отрицательную инерцию. То есть тело под действием внешней силы будет ускоряться противоположно действию силы. Гравитационное взаимодействие частиц с противоположными массами в целом будет таким:

    • Положительная масса притягивает как другие положительные массы, так и отрицательные массы.
    • Отрицательная масса отталкивает как другие отрицательные массы, так и положительные массы.

    С положительными массами все в принципе понятно — они будут притягиваться. Две отрицательные массы будут отталкиваться. А вот для масс с разными знаками присутствует интересный парадокс, с одной стороны положительная масса отталкивается от отрицательной массы, с другой — отрицательная масса притягивается к положительной. Следовательно два объекта равной и противоположной массы будут вызывать постоянное ускорение системы к объекту положительной массы — эффект так называемого «убегающего движения» (runaway motion).

    Такая пара объектов будет ускоряться без ограничений (кроме релятивистского), хотя полная масса, импульс и энергия системы останутся равными нулю. Такое поведение совершенно не сочетается с нашим представлением об «обычной вселенной», и с известным взаимодействием положительных масс, но учеными было показано, что само по себе оно полностью математически состоятельно и непротиворечиво.

    Помимо скептического отношения ввиду крайней необычности эффекта, более существенен тот факт, что если рассматривать нашу Вселенную как риманово многообразие с единственной метрикой, то такой эффект в ней становится невозможным. Но математики вполне допускают, что метрика может быть и не одна, и на данный момент уже предложены биметрические теории Вселенной, в которых введена дополнительная метрика, и в которых частицы с разнознаковыми массами отталкиваются. Это разрешает парадокс убегания, и делает существование отрицательной массы вполне законным.

    Подытоживая, с точки зрения современной науки существование отрицательной массы представляется теоретически возможным, но экспериментальные подтверждения о её существовании на данный момент отсутствуют. Исследования в этом направлении ведутся — в 2017 году был пост на Хабре с новостью, что ученые якобы создали вещество со свойствами отрицательной массы, однако позднее эта новость была опровергнута.

    Дипольный отталкиватель


    Но вернемся к общему вектору повествования, в прошлой части статьи мы остановились на таком понятии, как дипольный отталкиватель.

    В 1970-х годах при изучении реликтового излучения, были получены данные, которые свидетельствовали о том, что наша галактика и её соседи, составляющие так называемое «местное сверхскопление галактик» (оно же сверхскопление Девы), движутся со скоростью около 600 км/с в направлении созвездия Гидра. Учеными была высказана гипотеза, о существовании огромного скопления материи, находящегося на расстоянии около 60 Мпк, и ответственного за данное гравитационное воздействие. Данное гипотетическое скопление материи получило название «Великий аттрактор».

    В то же время непосредственное изучение области, в которой предполагалось нахождение Великого аттрактора, затруднено тем, что она находится в так называемой «зоне избегания» — закрытой от наблюдения плоскостью Млечного пути с большим количеством звёзд и межзвёздной пыли — и из-за этого недоступной для прямых наблюдений. Однако при радионаблюдениях рентгеновских источников скопление вещества прослеживалось отчетливо.

    Лишь к концу 1990-х годов ученые смогли обнаружить около 600 галактик в этом направлении. Согласно исследованию центр Великого Аттрактора находится в созвездии Наугольника. Он имеет массу порядка 1015 Mʘ, или около 10000 масс нашей Галактики.

    В прилегающих к аттрактору областях обнаруживается массовое крупномасштабное движение галактик в его сторону. Хотя по сравнению с крупномасштабной структурой Вселенной — это все местные, локальные явления, и их существование не противоречит справедливости космологического принципа в больших масштабах.

    На тот момент ученые решили, что проблема решена, но в 2005 году при подсчете масс было установлено, что Великий аттрактор имеет только 1/10 массы из изначально предполагавшейся, чего недостаточно для объяснения столь мощной гравитационной силы, действующей на наше сверхскопление.

    Позднее ученые установили, что наше сверхскопление притягивается также сверхскоплением Персея-Рыб, и куда более массивным, по сравнению с уже озвученными, сверхскоплением Шепли. Но и их суммарного гравитационного воздействия оказалось недостаточно, чтобы полностью объяснить движение Млечного пути.

    И в 2017 году ученые выдвинули гипотезу о так называемом «дипольном отталкивателе». Его расположение предполагается в соседнем войде (область с относительно небольшой звездной и галактической плотностью), который буквально отталкивает наше сверхскопление в сторону сверхскопления Шепли.

    В силу только недавнего открытия, какие-либо достоверные сведения о природе дипольного отталкивателя пока отсутствуют, как вообщем-то и экспериментальные подтверждения его существования, например через воздействие на отдельные близлежащие галактики. Хотя, как я уже указывал в прошлой части статьи, и темная энергия, и темная жидкость обладают эффектом отталкивания, возможно где-то там и кроется разгадка данного феномена.

    Тёмный поток


    Помимо движения нашего сверхскопления к области Великого аттрактора зафиксировано свидетельство куда более глобального течения локальной Вселенной. Оно было открыто при анализе характера перемещений порядка 1400 скоплений. При этом это только часть потока, растянувшегося на 3 млрд. световых лет. Данное течение получило название «тёмный поток».

    Существование столь глобального движения не согласуется с космологическим принципом, согласно которому движение групп галактик на больших масштабах должно быть беспорядочным и хаотичным.

    На данный момент ученые не могут заглянуть далее, чем примерно 380 000 лет после Большого взрыва, когда Вселенная стала прозрачной. Это соответствует расстоянию около 46 млрд. световых лет. Однако исследования показали, что сила, вызывающая движение в этом направлении, находится за пределами этого диапазона, и, возможно, и за пределами нашей Вселенной.

    По мнению ученых, возможная причина возникновения тёмного потока — воздействие массы, в настоящее время находящейся вне пределов видимой части Вселенной. Однако это объяснение спотыкается об уже указанный космологический принцип, согласно которому Вселенная также должна быть однородной и изотропной на больших масштабах. Да и теория Большого взрыва не допускает образования таких больших масс за такой малый срок.

    Кроме этого существуют и более экзотические объяснения, например, что поток инициируется наличием параллельной вселенной, с которой на момент Большого Взрыва наша была сцеплена на квантовом уровне. Но пока эти объяснения и даже само существование «темного потока» единогласного признания не получили, и они, на настоящий момент, являются больше предметом для научных дискуссий.

    Великие стены


    Как уже говорилось, согласно космологическому принципу, на очень большом масштабе наблюдений Вселенная должна быть однородной и изотропной, то есть различия в массе и структуре материи между различными областями Вселенной должны быть очень незначительными. Главным доказательством этого являются наблюдения за реликтовым излучением, которое в целом однородно и статистические флуктуации в нем минимальны.

    По современным представлениям, масштаб, на котором должна проявляться однородность, составляет 250—300 млн. световых лет. И никакие неоднородные структуры бо́льших размеров существовать как бы не должны. Эта гипотеза известна как «конец величия».

    В начале XX века было известно, что звёзды группируются в звёздные скопления, которые, в свою очередь, образуют галактики. Позже были найдены скопления галактик и сверхскопления галактик. Однако размер сверхскоплений очень сильно отличается.

    В 2003 году учеными была открыта Великая стена Слоуна, которая имеет размер 1,37 млрд. световых лет, что в 4,5 раза больше предсказанного масштаба однородности Вселенной. Следом была обнаружена Громадная группа квазаров с размером 4 млрд. световых лет, что в 13,5 раза больше. А в 2013 году была обнаружена стена Геркулес-Северная Корона — неоднородная структура размером более чем в 30 раз больше предсказанного масштаба. Существование столь масштабных структур ставит под сомнение сам космологический принцип.

    Стена Геркулес-Северная Корона располагается на расстоянии около 10 млрд. световых лет от нас. Что означает, что мы наблюдаем её такой, какой она была 10 млрд. лет назад, или спустя всего 3,79 млрд. лет после Большого Взрыва. Как уже говорилось на данный момент не существует общепринятых гипотез, каким образом такая большая структура могла сформироваться за такой относительно короткий срок.

    Относительно небольшие сверхскопления ученые пытаются объяснить воздействием темной материи, которая притягивает барионную, которую мы в дальнейшем и наблюдаем в форме сверхскоплений или галактических нитей. Но по поводу громадной группы квазаров или стены Геркулес-Северная Корона, ученые лишь разводят руками и предполагают, что, возможно, это не реальные структуры, а только «кажущиеся», из-за ограниченности используемых технологий.

    Хотя некоторые ученые всерьез рассматривают предположение, что возраст нашей Вселенной, возможно, гораздо больше принятых сейчас 13,79 млрд. лет. В таком случае появляется возможность не только объяснить образование таких больших стен, но и сделать более состоятельной гипотезу о природе темной материи, предполагающую, что она обусловлена большим количеством чёрных карликов, которые образуются из белых карликов при их остывании, длящемся десятки млрд. лет.

    Ось зла


    Еще одно довольно спорное явление, когда разные группы ученых, анализируя одни и те же данные, приходят к противоположным выводам. Данное явление напрямую касается реликтового излучения.

    Реликтовое излучение — это тепловое излучение, которое, согласно теории Большого взрыва, зародилось в ту эпоху, когда наша Вселенная представляла собой лишь сгусток плазмы. Последняя, будучи сильно разогретой, излучала большое число энергетических фотонов, которые должны были равномерно испускаться во всех направлениях.

    За счет этого микроволновое излучение, наполняющее Вселенную, обладает высокой степенью изотропности (равномерности) с точностью до 0,01%. Области с отклонением температуры от среднего значения называются областями флуктуаций.

    Изучая реликтовое излучение, в начале 2000-х годов, ученые обратили внимание на некоторую аномалию в распределении микроволнового излучения во Вселенной. Оказалось, что его флуктуации располагаются во Вселенной не хаотично, как утверждает теория Большого взрыва, а вдоль некой протяженной области, масштабы которой значительны по сравнению со Вселенной. Дальнейшее развитие этой гипотезы привело ученых к тому, что, вероятно, вся структура Вселенной выстраивается вокруг этой самой линии, которая получила название «ось зла».

    Подобное название было дано не случайно, дело в том, что её наличие противоречит и теории Большого взрыва, и принципу Коперника, согласно которому ни Земля, ни Солнце, ни какой либо другой объект не занимают какое-то особенное положение во Вселенной.

    Примером этой аномалии является «реликтовое холодное пятно» в созвездии Эридан — область пространства, микроволновое излучение которой значительно ниже, нежели предсказывают ученые, опираясь на свойства реликтового излучения.

    Если существование оси зла подтвердится, вполне вероятно, что это повлечет за собой пересмотр большинства известных теорий, потому что существование подобных осей на сегодняшний день они не допускают в принципе.

    Космические струны


    Если до этого мы, в основном, останавливались на случаях, которые не согласуются или плохо согласуются с существующими теориями, то с космическими струнами все наоборот — и квантовая теория поля, и теория струн предсказывают их наличие.

    Космическая струна — это одномерная складка пространства времени, топологический дефект, когда две соседние структуры или пространства каким-то образом «не совпадают» друг с другом, что делает плавный переход между ними невозможным. Другими словами, круг вокруг внешней части струны будет составлять общий угол менее 360°.

    Диаметр космических струн значительно меньше размеров атомных ядер (порядка 10−29 сантиметра), длина — как минимум десятки парсеков, а удельная масса — порядка 1022 гр/см, то есть всего лишь тысяча километров струны имеет массу Земли, что говорит об их крайне высокой плотности.

    Из теории космических струн следует, что они возникли вскоре после Большого взрыва и были либо замкнутыми, либо бесконечными. Они могут изгибаться, перехлёстываться и рваться. Оборванные концы струн тут же соединяются, образуя замкнутые куски. И сами струны, и их отдельные фрагменты летят сквозь Вселенную со скоростью, близкой к скорости света.

    ОТО предсказывает, что прямая космическая струна не имеет гравитационного воздействия. Единственный гравитационный эффект прямой космической струны — это относительное отклонение вещества (или света), проходящего струну с противоположных сторон. При этом замкнутая космическая струна имеет обычное гравитационное воздействие.

    Во время расширения Вселенной космические струны образовывали сеть петель, и ранее считалось, что их гравитация могла быть причиной первоначального скопления вещества в галактические сверхскопления. Но в настоящее время подсчитано, что их вклад в формирование структуры во вселенной составляет менее 10%, что исключает их заметное влияние в формировании крупномасштабной структуры Вселенной.

    Увидеть космическую струну невозможно, но она, как и любой очень массивный объект, создаёт «гравитационную линзу»: свет от источников, находящихся за ней, должен её огибать. И хотя в учёном мире периодически появляются публикации с косвенными доказательствами экспериментального подтверждения их существования, на данный момент ни одно из них не было подтверждено.

    Экспериментальное обнаружение космических струн будет иметь важные последствия, в том числе и для теории струн — на данный момент уже предложен широкий спектр моделей космических струн построенных на ее базе, а с открытием космических струн появится возможность продвинуться в сторону и их первого экспериментального подтверждения.

    От автора


    Изначально я хотел показать связи между известными теориями физики и космологией, и как они увеличили наши познания о Вселенной. Но в настоящий момент, как можно видеть, в науке сформировалась ситуация, когда вопросов на повестке висит гораздо больше, чем есть на них ответов. Многие связи в большей степени умозрительны, и, часто, не подтверждаются наблюдениями, а наблюдения часто противоречат теориям.

    Новые теории часто добавляют гораздо больше вопросов, чем закрывают белых пятен — на данный момент предложены десятки теорий гравитации, квантовой гравитации, теорий всего — кто-то скажет, что это бессильные попытки объяснить без реального результата, кто-то скажет, что это и есть развитие, и создание новых теорий есть подтверждение того факта, что наука не стоит на месте.

    Однозначно можно сказать, что с течением времени многие наши представления наверняка поменяются — какие-то проблемы разрешатся, и им на смену придут новые, но знание и понимание нашей Вселенной постепенно будет только увеличиваться. Всем спасибо, надеюсь данная статья была вам интересной.
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 97

      +1
      Протяженность стены Геркулес-Северная Корона равняется 10 млрд. световых лет. Что означает, что мы наблюдаем её такой, какой она была 10 млрд. лет назад

      Нет ли здесь ошибки? Время, прошедшее с момента испускания наблюдаемого нами света, зависит от удаленности объекта от нас, а не от его протяженности. Ну и учесть расширение Вселенной надо…
        0
        Да, вы правы, моя неточность, поправил. В процессе редактирования протяженность осталась, а сопутствующее расстояние с учетом расширения Вселенной потерялась.
        +2
        Экспериментальное обнаружение космических струн будет иметь важные последствия, так как станет первым экспериментальным подтверждением модели теории струн, лежащей в основе структуры пространства-времени.
        Нет, наблюдение космических струн не станет подтверждением теории струн. Между ними нет прямой связи. Космические струны — дефекты пространства-времени — вполне укладываются к обычную КТП+ОТО.

        А наблюдать их можно еще с помощью гравитационных волн — они вибрируют (или разрываются) и излучают гравитационные волны.
          0
          Нет, наблюдение космических струн не станет подтверждением теории струн.

          Как я понял, существует некоторое количество моделей космических струн, которые построены на базе теории струн. Соответственно подтвердив эти модели, появится надежда и теорию струн продвинуть.

          А наблюдать их можно еще с помощью гравитационных волн — они вибрируют (или разрываются) и излучают гравитационные волны.

          Да, вы правы, но я не стал упоминать эту возможность, после того как прочел критический отзыв, где говорилось, что излучаемые гравитационные волны настолько слабые, что их не зафиксировать. А вообще вроде бы надежду на LISA возлагают, которая правда запустится только в 2034 году.
            +2
            Как я понял, существует некоторое количество моделей космических струн, которые построены на базе теории струн.
            Ну это две большие разницы: конкретные хитрые модели, которые предсказываются только теорией струн, и утверждение о том, что «Экспериментальное обнаружение космических струн будет иметь важные последствия, так как станет первым экспериментальным подтверждением модели теории струн, лежащей в основе структуры пространства-времени.»
            Вот это утверждение в таком виде неверно. Обнаружение космических струн даст много всего интересного, но с очень малой вероятностью позволит что-либо сказать о теории струн (т.к. потребует очень экзотических струн, которые сложно наблюдать).
            что излучаемые гравитационные волны настолько слабые, что их не зафиксировать
            Не совсем так. Они слабые в целом, но всплески от разрывов струнных петель могут быть достаточно сильными для регистрации в LIGO (в некоторых моделях). Мы их не видели пока, но исключить нельзя. Плюс, по идее их разрывы должны составлять стохастический фон ГВ, который тоже можно наблюдать в LIGO (опять же, пока безуспешно, но стохастический анализ еще долго делать).
              +1
              Вот это утверждение в таком виде неверно.

              Немного переформулировал.
              Мы их не видели пока, но исключить нельзя.

              Занимаюсь квантовой оптомеханикой, сжатым светом и приложением теории макроскопических квантовых измерений для увеличения чувствительности детекторов гравитационных волн (LIGO).

              О! Я до этого как-то и не обратил внимания. Ну вы там старайтесь, мы тут на вас надеемся. :)
                +2
                Стараемся:) Правда, из-за пандемии, увы, остановили наблюдения. Теперь детекторы закрыты на обновление до 2022 года.
          +1
          Говорят, некоторые последние исследования показывают, что наша Вселенная не плоская и бесконечная, а слегка искривлена, и в итоге представляет собой замкнутую структуру.

          Возможно ли, что наша трёхмерная Вселенная является поверхностью четырёхмерной гиперсферы? Тогда искомые нами тёмная материя и тёмная энергия могут быть необнаружимы только потому, что лежат не в плоскости нашей Вселенной, а во внутреннем объёме гиперсферы, или вне её, и с трёхмерной Вселенной взаимодейсвуют иначе, чем если бы они были её частью.
            +4
            Даже если Вселенная замкнута (что вполне может быть), она не должна для этого находиться в пространстве большего измерения. Кривизна пространства — внутреннее свойство, оно не требует никаких дополнительных измерений.

            Дополнительные измерения очень маловероятны в таком виде, как вы написали, без влияния на всю остальную физику.
              0
              Кривизна пространства — внутреннее свойство, оно не требует никаких дополнительных измерений.

              Можно распространить? Как это? А-то аналогии с изогнутым листом бумаги все же требуют третьего измерения.
                0
                Да, поэтому аналогия с листом не очень удачна. Кривизна определяется тем, как задаются расстояния (и углы). Скажем, в зависимости от кривизны пространства, в треугольнике сумма углов может быть меньше или больше 180 градусов.

                Для этого пространство не обязательно должно находиться внутри пространства большей размерности. Это не очень интуитивно, так как все наши привычные кривые пространства — поверхности шара или что-то типа того. Но уж как есть — кривизна определяется изнутри пространства, и не требует чего-то внешнего.

                Вот знаменитый пример из лекций Фенмана (пардон, сходу не нашел на русском).
            0
            Прочитал про axis of evil, интересно. Не может ли это быть связано с каким-нибудь эффектом ОТО или какого-нибудь её уточнения? Например, может быть южное полушарие CMB казалось бы холоднее, если бы мы вращались вокруг солнца в противоположную сторону?

            Вообще мне ещё кажется подозрительным, что направление на great attractor почти коллинеарно направлению на галактический центр (не смог найти точно)?
              0
              Все эти наблюдения всегда учитывают эффекты ОТО, в т.ч. вращение Земли вокруг оси и вокруг Солнца.
              0
              точно при попытке разогнать тело с отрицательной массой оно будет тормозиться?
              может будет разгоняться в противоположную сторону...?
                0
                Если тело уже движется в некотором направлении, то сначала оно будет тормозиться до полной остановки, а потом, если действие силы не закончилось, начнет разгоняться в противоположном направлении. Можно вспомнить грузик на пружине, на который действует противоположная вектору движения сила.
                  0
                  всё верно. это и имел ввиду.
                  торможение — частный случай обратного ускорения.
                  с чего бы действие сил, направленных на ускорение тела с отрицательной, массой внезапно закончилось именно в момент когда скорость снизилась до нуля…
                    0
                    Я понял, что вы хотите сказать, переформулировал.
                0
                С интересом прочитал.
                Понятно что вселенная очень и очень большая. )
                Миллиарды световых лет и это только крупномасштабные структуры.
                А ведь обзор неба ограничен космологическим горизонтом.
                За ним скорость убегания больше скорости света.
                Но ведь вселенная может быть гораздо больше.
                  0
                  Может быть, может быть она даже не одна. По поводу того, а что там дальше, тоже есть свой спектр гипотез.
                    0
                    Наблюдения в пространстве ограничены видимой Вселенной — до реликтового излучения. А во времени да, до сферы Хаббла.
                    +1
                    Тела с отрицательной массой — это забавно, нам еще на физике в школе учитель подкидывал задачки на фантазию, где нужно было описать поведение тела с отрицательной массой.

                    Оттуда же возник вопрос — а не может ли быть гравитационная и инерционная масса с разным знаком. Гравитационная с "-" — тот самый горб вместо прогиба на сеточке нашего пространства, а инерционная — классический "+". Тогда ничего криминального не возникает, и пластину с отрицательной массой можно будет использовать в народном хозяйстве :)
                      0
                      Теоретически такое может быть. Практически же есть принцип эквивалентности и при прочих равных стараются придерживаться его.
                        0
                        Аргументы против — хорошо подтвержденные принцип эквивалентности гравитационной и инерционной масс и принцип эквивалентности массы и энергии.
                        –10
                        Отрицательная масса...


                        Масса — это количество эфиронов (элементарных инерциальных частиц материи). Она выражается в натуральных числах и по определению не может быть отрицательной…
                          0
                          а что если анти-эфироны существуют?
                            –8
                            Для «анти-чего-либо» — нет необходимости. Эфироны лишь обмениваются инерцией при столкновении…
                              0
                              почему в положительном заряде есть необходимость, а в анти-эфироне нет?
                                –9
                                «Заряды» и, тем более, «фермионы» — это «из другой оперы». Эфиристика рассматривает инерциальные эфирные кластеры, гравитационно-магнитные (аурально-волновые) эфирные гиперкластеры и их то или иное перемещение по эфирным аурам и эфирным волнам…
                            0
                            Масса — это вовсе не количество чего-либо. Это мера взаимодействия («Ма́сса — скалярная физическая величина, определяющая инерционные и гравитационные свойства тел в ситуациях, когда их скорость намного меньше скорости света».). Именно поэтому в LT-системе единиц она выражается как м^3/с^2, что было бы странно, будь масса количеством вещества.
                            +1
                            На самом деле отрицательная масса пошла то от корня. Я в подробности не вдавался, но где то в расчетах появляется корень, результатом которого может быть как положительное, так и отрицательное число. Логично, в случае масс, отрицательное отбросить как невозможное. Но тут появился вопрос, а что если оно возможно? Некоторые посмеялись, а некоторые стали делать теорию, которая пока ни к чему не привела. Это всё, с большой вероятностью, просто игра цифр придуманной нами же математики.
                            –4
                            с точки зрения современной науки существование отрицательной массы представляется теоретически возможным

                            Нужно понимать, что такое «современная наука» в данном случае.

                            «Современная наука», на самом деле, это правила вывода и система аксиом. И нет в ней ничего, что нельзя доказать. Точно так же нет в ней ничего, что нельзя опровергнуть. А всё потому, что систему аксиом выбирают произвольно.

                            Например. Произвольно выбираем аксиому арифметики — 1+1=3. Оставляем все остальные аксиомы арифметики без изменения. В результате имеем 2+2=4, но 1+1+1+1=6. Таким образом мы доказали, что дважды два равно 6, хотя другие учёные могут легко доказать, что дважды два = 4. И обе группы учёных будут правы. Потому что такие вот у нас аксиомы.

                            В физике сложно увидеть подобное противоречие в аксиомах сразу, а потому на основе противоречивой системы аксиом строится куча всяческих теорий, которые доказывают абсолютно всё, что угодно, но точно так же легко опровергаются другими теориями, которые тоже доказывают всё, что угодно, и на основании тех же аксиом. Что бы что-то доказать, а потом опровергнуть, нужно просто построить другой путь вывода результата (в примере — пути через 2+2 и через 1+1+1+1), но поскольку оба пути в физике не выглядят так просто, как в примере, никто не замечает противоречия в аксиомах.

                            В математике доказано, что если в аксиомах есть противоречия, то доказать можно что угодно, в том числе то, что точно так же можно опровергнуть. То есть получается парадокс, с которым сами математики пока не знаю, что делать, поскольку та же теория множеств до сих пор непонятно, противоречива или нет. И стоит заметить — аксиомы теории множеств намного проще аксиом, лежащих в основе физических «расчётов» («расчёт» здесь есть применение правил вывода к физическим аксиомам).

                            Вывод здесь простой — по простому сочинять гипотезы бесполезно. То есть вот придумал кто-то гипотезу «отрицательной массы», ну и накрутили вокруг неё в соответствии с правилами вывода нечто страшное. А кто-то другой придумал гипотезу струны, и тоже накрутил. Потом кто-то другой вспомнил про гипотезу эфира и всех опроверг. Но первые двое не дураки, считать немного умеют, а потому легко опровергли третьего. А всё почему? Потому что аксиомы у всех «не той системы». Поэтому ждём следующего творца с его набором противоречивых аксиом и, безусловно, с его личным и сокрушающим всех вокруг опровержением основ.

                            Как-то не так надо науку строить, вы не находите?
                              +1
                              Например. Произвольно выбираем аксиому арифметики — 1+1=3.

                              А не получится, насколько я помню математику.
                                +2

                                Ну начнем с того, что в естественных науках главенствует принцип фальсифицируемости, плюс можно заметить, что у современного познания прорисовываются два течения:


                                прагматичный эмпиризм (то, что вы обошли стороной в своем комментарии — большинство современных исследователей полагается как раз на то, что можно проверить, и старается зря не сотрясать воздух по поводу тем, где все упирается в филосовщину)


                                и постмодернизм, который попадает в массы в искаженном виде: когда физики и биологи говорят о сложностях, философы раздувают из этого парадоксы, а в общественном сознании получается крах науки и тупик познания.


                                С другой стороны, ничего удивительного — для понимания таких тем требуется довольно обширный фундамент, а специализации становятся все более узкими. Собственно, это единственная проблема современной науки, которую я вижу на данный момент — мы топчемся на грани когнитивных способностей человека и все чаще приходится полагаться на мнения специалистов определенных областей и при этом, для понимания требуется основательный багаж.


                                Возможно Вам поэтому кажется, что это парад фокусников в котором царит произвол. Тут уж можно только посоветовать либо бросить мысли на такие темы либо заняться серьезным самообразованием

                                  +1
                                  Ну начнем с того, что в естественных науках главенствует принцип фальсифицируемости

                                  Проблема не в принципе фальсифицируемости, а в количестве гипотез, которые нужно фальсифицировать. Никакой прагматичный эмпиризм не потянет такое количество. Поэтому гипотез масса, включая довольно продвинутые «теории всего», но глубина понимания природы осталась где-то на уровне 19-го века (конца 19-го века — начала 20-го).

                                  Нужно понять, как строить непротиворечивую основу. Например в уравнения ОТО для согласования с реальностью вводят новые неизвестные, но какова структура этих неизвестных? Это может быть константа, и это может быть очень большая формула. Для нахождения большой формулы необходимо перебрать большое количество гипотез (каждое сочетание возможных операций над членами формулы с количеством членов), а потом проверить результат, обсчитав с его помощью все известные из наблюдений факты. Факты часто не будут сходиться, что потребует корректировок не только в ОТО, далее начнётся поиск корректирующих формул для других разделов физики с повторением только что показанного перебора вариантов, только умноженного на «задетое» количество разделов физики.

                                  Просто прикиньте на пальцах — как долго вы будете перебирать гипотезы? Я вам подскажу — вы их никогда не переберёте.

                                  Вы верите в доступность перебора? Вы начнёте с простого, и будете постепенно усложнять, поскольку простое не соответствует фактам, но скажите пожалуйста — как долго нужно будет усложнять? Тёмная материя, струны, отрицательная масса, неквадратичная сила взаимодействия — это лишь набор вариантов из данной статьи (вместе с прошлой). А что потребуется ещё? И кто это всё обсчитает для проверки соответствия фактам? Напомню, что теория струн (бран) очень сложна в плане математики, ну и её пока что не смогли «допилить», но разве есть основания считать, что другие модели будут проще?
                                  мы топчемся на грани когнитивных способностей человека

                                  Я бы сказал по другому — мы топчемся из-за неэффективной организации поиска — простым случайным перебором субъективно выбранных гипотез. А когнитивные способности пока ещё далеко не все задействованы.
                                    0

                                    Так в этом и смак, что природой заложено — молодым соваться туда, где меньше конкуренции, где больше неизведанного и где можно проявить себя (до первых подводных камней). При этом опытные ученые имея более обширную картину, указывают направление, в котором можно копать. Здесь (да собственно, как и везде), проявляет себя естественный отбор: перспективные идеи обрастают последователями, реализациями и связями с прочими моделями, а менее успешные — отходят на задний план. Так что все идет своим ходом и нечего возмущаться — один чёрт, главное процесс, а не результат

                                      0
                                      Так в этом и смак

                                      Для кого смак? Для тех, кто по субъективным причинам занял высокое кресло? Вы вообще про науку говорите?
                                      При этом опытные ученые имея более обширную картину, указывают направление

                                      Более высоко сидящие, имея лучшее ресурсное обеспечение, указывают что им выгодно.
                                      перспективные идеи обрастают последователями

                                      Раскрученные идеи обрастаю последователями. В средние века такой раскрученной идеей была, например, алхимия. Вы не припоминаете, сколько столетий потребовалось, что бы эту раскрученную идею «закрутить» обратно?
                                      один чёрт, главное процесс, а не результат

                                      Вот это и есть признание лженауки ценностью.
                                        +1
                                        один чёрт, главное процесс, а не результат
                                        Вот это и есть признание лженауки ценностью.
                                        То есть лженаука все-таки может приносить результат, но он нас не устраивает так как «некошерный»? Или что вы хотели этим сказать?
                                          0
                                          Какой результат приносит лженаука? Если вы подумаете, то получится, что результат в сумме отрицательный, не смотря на изредка чем-то полезную тренировку лжеучёных на своих алхимических философских камнях.

                                          Это как ехать на телеге с моторчиком. Ведь едет же! Но если мимо проносится феррари, то сразу становится понятно, что у телеги «некошерно».
                                            +1
                                            У вас есть деньги на феррари?
                                          0

                                          Ну так алхимия как раз принесла очень много пользы и именно в своем процессе. А глобальный результат (философский камень, эликсир жизни и тд) просто метафоризировался и растворился в других направлениях.


                                          Вам надо было привести в пример астрологию и паранормальщину — бесполезные занятия, но с другой стороны, они хотя бы увлекают тех, у кого недостает воли заниматься сложными изысканиями.


                                          И я все-таки не понимаю, что вы предлагаете в качестве альтернативы современной методике работы, где люди выдвигают теории, ищут их связи с существующими успешными моделями и проверяют экспериментально. Да, теорий много, как и научных групп, и у всякого исследователя есть выбор направления деятельности.

                                            +1
                                            И я все-таки не понимаю, что вы предлагаете в качестве альтернативы современной методике работы

                                            Для начала — привлечь внимание к проблеме.

                                            Ну а решать проблему нужно организационными методами. Я бы мог предложить какие-то организационные изменения, но, к сожалению, здесь всё упирается в закостеневшую структуру самого общества, где личная выгода начальства стоит выше любого прогресса в науке, а потому любые предложения, касающиеся организационных изменений обязательно заденут их личные интересы, ну и значит меня тут же пошлют куда подальше.

                                            Поэтому я просто предлагаю расширить понимание проблемы среди тех, кому наука всё же интересна.
                                              0

                                              А здесь я с Вами абсолютно согласен

                                        0
                                        Я бы сказал по другому — мы топчемся из-за неэффективной организации поиска — простым случайным перебором субъективно выбранных гипотез. А когнитивные способности пока ещё далеко не все задействованы.


                                        .е. говоря проще, гвозди как забивали микроскопом, так и забивают. Просто решили, раз уж так сложилось, вздохнуть и сделать акцент на удешевлении одноразовых микроскопов.

                                        Научный метод веками пытался уйти от системы «тыкаться, как слепой котёнок», и ушёл до того, что обсуждается, какими амфетаминами кормить котёнка, чтобы он быстрее тыкался.
                                      –4
                                      Эфирная наука строится на базе эволюционного эфирного материализма. Опровергнуть «гипотезу эфира» невозможно по определению, потому как эфиристика всего лишь исходит из факта самого существования инерциальной материи (то есть эфира)…
                                        +1
                                        вам полезно бы знать, что непротиворечивая гипотеза (гипотеза, которую невозможно опровергнуть) по критериям Поппера — НЕ НАУЧНА
                                          –1
                                          Не следует путать непротиворечивость с фальсифицируемостью (принципиальной опровержимостью утверждения, опровергаемостью). Гипотезой эфир назвал автор «commenter», мной же выражение «гипотеза эфира» было заключено в кавычки намеренно. Инерциальная материя является (для материалистов во всяком случае) отправной точкой знаний (одной из первичных сущностей наряду с пространством и временем). Поэтому само существование материи гипотезой не считается. В эфиристике материя и эфир — это синонимы. Но в рамках эфирной физики, разумеется, можно рассматривать фальсифицируемые гипотезы о дискретности/непрерывности пространства, дискретности/непрерывности времени, дискретности/непрерывности инерции, о продолжительности столкновения эфиронов и т.д. и т.п.
                                            0
                                            Если материя и эфир синонимы зачем другое понятие? Что нового вводит другое название?
                                              –1
                                              Тандем «материя — эфир» существует для удобства и как дань уважения основоположникам классической эфиристики (Ньютону и его современникам). В философии традиционно употребляется понятие «материя», в физике, химии и т.д. — «эфир». Но необходимо осознавать, что эфирная наука ограничена рамками эволюционного эфирного материализма. Поэтому, например, «отрицательная масса» и т.д. и т.п. — это дезавуированные понятия со всеми вытекающими из этого последствиями…
                                                +1
                                                Но ведь если эфир и материя — это одно и тоже, тогда «эфирный материализм» — тавтология.
                                                  0
                                                  Материализм — это философское направление. Эфир — это первичная множественная сущность с инерциальными отношениями с пространством и временем. Для определённости (чтобы различать ветви материализма) введено понятие «эфирный материализм». Так как эфирная теория — это теория эволюции эфирных объектов, то эфирный материализм считается эволюционным. Поэтому полное название — «эволюционный эфирный материализм»…
                                                    +1
                                                    Вы допускаете, что гипотеза эфира может оказаться ложной?
                                                      –2
                                                      Это зависит от того, что понимать под «гипотезой эфира». Эфирная парадигма, безусловно, допускает гипотезы о тех или иных физических аспектах, даже применительно к первичным сущностям и первичным отношениям. Но это «эфирные гипотезы», а не «гипотеза эфира». Путать их не следует. «Гипотеза эфира», то есть «гипотеза материи» — это нонсенс…
                                                        +1
                                                        Слежу за вашими дебатами, но ни одной формулы я так и не увидел. То есть, вы занимаетесь болтологией, не более.
                                                        Это по существу.

                                                        Теперь по мелочам.
                                                        1) действительно, нет «гипотез материи», зато есть теории движения материи, теории преобразования материи,…
                                                        Где ж ваши гипотезы про подобное с эфиром?
                                                        2) Ваш «эфир» резко контрастирует с общепринятым пониманием. Обычно под эфиром понимают не материю, а некую (часто нематериальную) субстанцию, которая влияет на материю.
                                                        3) Если в вашем понимнии эфир=материя, то в чём разница? Чего вы так приципились к этому слову?
                                                        Если эфир=материя + что-то, то что это «что-то» и какие их законы. В формулах, да.
                                                          –1
                                                          Строго говоря, данная тема не про эфир. Мной лишь был опубликован один комментарий по поводу «отрицательной массы», только и всего. Поэтому участвовать в неких дебатах, да ещё и в такой «дружеской» атмосфере, не считаю уместным…
                                                          0
                                                          Я бы и материю рассматривал как гипотезу, ничего в этом страшного нет. Точнее это подход к подведению привычных аналогий к рассматриваемому явлению. Ну а раз «подход», то по определению этого слова «подходов» может быть бесконечное количество, и значит «эфирная парадигма» есть лишь одна из множества возможных, а потому далеко не факт, что именно эфирная парадигма удобнее, понятнее, полезнее. Хоть с этим-то вы согласны?
                                        +1
                                        Во первых, надо отличать математическую теорию от физической.
                                        Математика — да, строится на аксиомах, а вот физика — на эмпирических измерениях. Если измерения не совпадают с предсказанными, значит предсказание опровергнуто. Элементарно.

                                        Во-вторых, математика строится на доказательствах всего, что не является аксиомой из аксиом.
                                        Если в аксиомах есть противоречие, то противоречия достаточно легко находятся.
                                        Однако, с противоречивыми аксиомами в основном никто не работает.
                                        А вот если аксиомы непротиворечивы, то в рамках самой модели невозможно доказать их непротиворечивость по Гёделю.
                                        Можно вывести алгебру, где 1+1=2 и 1+1=10. Вот только для того, чтобы проверить 2 =?= 10 нам надо объединить аксиомы.
                                        И, если они не противоречивы, то тогда докажем равенство 210 = 102. В противном случае — найдём противоречия в аксиоматике.

                                        Если Базилио с Алисой говорят что они отдадут тебе твои 2+2=3 монеты потому что такая аксиоматика, то скорей всего дело не аксиоматике, а в шарлатанстве.
                                          0
                                          Если в аксиомах есть противоречие, то противоречия достаточно легко находятся.

                                          Поинтересуйтесь противоречиями в теории множеств. Просто для расширения кругозора и предотвращения подобных процитированному высказываний.
                                            0
                                            В теории множеств нет противоречий.
                                            Да, в ранних попытках построить теорию множеств (так называемая «наивна теория множеств») были достаточно быстро и легко обнаружены противоречия (и об этом я писал). После обнаружения, «наивную теорию» бросили и построили новые, в них пока ни одного противоречия не обнаружили.
                                              0
                                              После обнаружения, «наивную теорию» бросили и построили новые, в них пока ни одного противоречия не обнаружили.

                                              «Не обнаружили» не значит, что их там нет. Логично? И то же самое можно сказать про физику.
                                        0
                                        Про отрицательную массу хочется больше деталей. С точки зрения математики — понятно, есть статья в википедии с уравнением Шредингера. Но с позиции физики? Например, как связано понятие отрицательной массы и поле Хиггса?
                                          +1
                                          Например, как связано понятие отрицательной массы и поле Хиггса?
                                          Никак.
                                          Отрицательная масса в целом не противоречит никаким фундаментальным законам (т.е. возможна и в ОТО и в КМ), но, во-первых, она ни для чего особо не нужна, а во-вторых, не подтверждается наблюдениями. Насколько мне известно, серьезно частицы с отрицательной массой не рассматриваются, кроме как в экзотических теориях (как в посте).
                                            0
                                            Получается, что это просто решение набора уравнений КМ и ОТО не имеющее физического смысла.
                                              0
                                              Да, именно так, причем толком не исследованные (т.е. в принципе можно подставить отрицательную массу в общие уравнения и не сломать их, но что из этого будет следовать для нашего мира — не очень ясно). Но вот кто-то придумывает им физические смыслы, как описано в статье. Мне такое объяснение темной энергии/материи через отрицательную массу видится маловероятным: есть гораздо более простые варианты.
                                                0
                                                Скорее это доставание из уравнений некой новой сущности, с помощью которой в дальнейшем может получиться объяснить наблюдаемые явления, которые стандартными средствами на данный момент не объясняются.
                                                  0

                                                  Это в физике появилось с момента перехода от философии. В любом уравнении можно выделить необычный кусок. Можно комплексную массу найти, и даже векторную. Объяснить физический смысл — вот это задача. Меня зацепила в статье начало с завязкой на гравитацию. Но бесконечный разгон, честно, выглядит слабо. Например, что будет с энергией такой системы и импульсом (который вроде как должен быть равен нулю)

                                                    0
                                                    Но бесконечный разгон, честно, выглядит слабо.

                                                    Не вы один так считаете, многие ученые высказывались скептически по этому эффекту. Все эти «финты» с биметрическими теориями как раз, чтобы этот бесконечный разгон убрать. Энергия этой системы тоже будет равна нулю.

                                                    В данном случае разбор отрицательной массы идет как следствие теории «темной жидкости» из первой части. Сама теория темной жидкости, включает эффекты и темной материи и темной энергии, и ко всему этому выдает новые физические следствия. Но у нее загвоздка с отрицательной массой, а у отрицательной массы с убегающим движением.

                                                    Хотя изначально я не хотел подробно останавливаться на теориях, просто потому что их очень много, все не рассмотришь, да и беспроблемных среди них нет. Но когда собирал информацию натолкнулся на заметки про нее — соединяет все в одно, надежды ученых, новые физические следствия — решил и читателей познакомить с ней.
                                                      0
                                                      Именно эти мысли и посетили меня при прочтении, так как слишком сильно походит на perpetuum mobile, да и возникновение кинетической энергии «из самих свойств» нарушает закон сохранения энергии, ЕМНИП
                                                        0
                                                        Не нарушает, сумарная энергия такой гипотетической системы все еще ноль, независимо от скорости
                                                          0
                                                          Не только вам приходят подобные мысли, например, Perpetual Motion From Negative Mass?
                                                0

                                                Картинка с искривлением неправильная. У вас и положительная и отрицательная массы искривляют пространство одинаково, но в разные стороны. А должны — по противоположным законам.

                                                  0
                                                  А как по-вашему должна искривлять пространство-время отрицательная масса?
                                                    +1
                                                    Вообще, отрицательная масса не значит отрицательная энергия. В стандартной ОТО вы не можете ввести отрицательную массу, а потому рисовать такую картинку некорректно. В вариантах ОТО отрицательная масса разрешена, но картинка тоже будет выглядеть иначе.
                                                      +1

                                                      Чтобы масштаб сетки к середине уменьшался, а не увеличивался.

                                                        +1
                                                        Если «отрицательная» масса ещё и «всплывает», хотя обычная «тонет» — то всё правильно нарисовано
                                                          0

                                                          Понимаете, "верх" и "низ" на картинке — это условность. Искривление пространства — это не деформация его в дополнительном измерении, а изменение расстояний в самом пространстве. Так вот, с точки зрения закона изменения расстояний — деформация вверх и вниз эквивалентны. Это один и тот же вид искривления, только почему-то по разному нарисованный.

                                                            +1
                                                            Так деформация пространства на картинке и означает, что предмет «проваливается» в образовавшуюся лунку, т.е. притягивается к другому предмету. А «вверх» означает «откатывается» или отталкивается.
                                                              0

                                                              Но это же не так работает.

                                                                0
                                                                где? Визуально очень даже работает.
                                                                Если кривизну заменим «плотностью», то аналогично, положительная масса стремится к высокой плотности, а «отрицательная» — к низкой
                                                      0
                                                      В статье не рассмотрена одна важная идея о темной энергии.
                                                      Возможно в целом во вселенной нет ускоренного расширения.
                                                      А наблюдаемая картина может быть объяснена тем Млечный путь внутри громадного войда.

                                                      " С новой выборкой ученые обнаружили, что статистическая значимость отличия наблюдаемого ускорения Вселенной от нуля не превышает трех сигма (стандартных отклонений). "
                                                      nplus1.ru/news/2016/10/24/accelerating-or-not
                                                        0
                                                        Мне недавно попадалась статья, в которой шла речь про расположение Млечного пути внутри войда… Млечного пути и еще половины Ланиакеи, я к ней отнесся несколько настороженно.
                                                          0
                                                          То как объясняется аномалия — это не так важно.
                                                          Важно что данные не так надежны как считалось ранее.
                                                          На уровне систематической ошибки.
                                                            0
                                                            Ну тут я с вами соглашусь, темная энергия изначально вводилась для описания ускоренного расширения Вселенной, если доказать, что ускорения нет или оно в пределах статистической погрешности, то и необходимость в темной энергии сразу отпадает.
                                                        +1
                                                        Статье решительно не хватает ссылок на хоть какие-то пруфы. Причем буквально в каждом абзаце, и не по разу. Вот это вот ученые то, ученые се, без всякого подкрепления создает впечатление желтизны. Хотя в целом то статья годная.
                                                          0
                                                          Это уже мои тараканы, если есть толковая статья в открытом доступе, то можно и дать ссылку на нее, а если нет — например, к некоторым работам платный доступ — то получится, что ссылка и есть, но по ней ничего не прочитать. Это я еще когда писал первую статью задумался над этим. В итоге получилось, что «тут источник и там источник, все остальное без источников» и тогда я как-то решил, что лучше уж вообще без них, а если вопросы будут, то можно будет уже конкретно обсудить.
                                                            0
                                                            Все же знают про sci-hub, есть архив. Абсолютное большинство научных статей можно найти в доступе.
                                                              0
                                                              Ресурс похоже на всей территории России заблокирован.
                                                                +1
                                                                Можно использовать телеграм бот. А так они меняют локации: sci-hub.si.

                                                                В целом, лучше всего начинать с google scholar scholar.google.com, там чаще всего есть все ссылки на бесплатные версии.
                                                                  0
                                                                  Хорошо, спасибо, при случае попробую воспользоваться.
                                                          –1
                                                          Мало про космические струны!!!
                                                          Как я понял, если взять круг из бумаги, провести 2 радиуса и сложить по ним круг, то получим трехмерную модель конуса из двумерной плоскости. Но вот сложенный сектор, который ушёл внутрь получившегося конуса, или оказался снаружи, он же из двумерного пространства, перешёл в 3-е измерение? Вероятно, что с точки зрения исходной двумерной плоскости мы и получили вот такую вот «одномерную струну», которая «весит очень много» и проч? Доказывает ли это наличие измерения высшего порядка? «Масса» струны получается неравномерной — у основания конуса тяжелее, а у вершины — практически невесома?
                                                            0
                                                            Конус иллюстрирует деформацию пространства под влиянием космической струны. Можно представить такое действие: берем лист бумаги, протыкаем его спицей (наш аналог космической струны), и дальше представляем, что лист бумаги вокруг спицы превращается в конус на рисунке — кусок вырезается и пропадает, концы вырезанной области соединяются. Ну а потом пытаемся тоже самое представить для трехмерного пространства.
                                                              0
                                                              Ах, вон оно что… Тогда вот это вот немного некорректно написано:
                                                              «Космическая струна — это одномерная складка...» Это не складка, а ось деформации. «Складка» — это от слова «складывать»…
                                                                0
                                                                Это я не совсем корректно выразился, если спицу вынуть, то по центру у нас складка — с одной стороны склейка, с другой — материя под натяжением — вот эта складка и называется космической струной.
                                                            0
                                                            Учёные уже предполагают, что наша Вселенная может быть замкнута, то есть расширяется как шар, имеющий центр. Значит, тёмный поток может быть следствием удаления от этого центра нашего объёма Хаббла (видимой части Вселенной).

                                                            В объяснении сверхпустоты Эридана учёные прибегают к идее столкновения в этом месте с другой вселенной на ранней стадии их образования. Возможно, это так. Ведь пространство вселенных — не пустота, а энергетически плотная среда (физический вакуум). Столкновение таких сред ведёт к её уплотнению в области контакта и к последующему более быстрому расширению, что препятствует гравитационному «комкованию» материи.

                                                            Пора развивать идею множества расширяющихся вселенных. И включать в неё такое важное свойство эволюции материи как рост масштаба представителей каждой новой её формы — от кварков до систем цивилизаций. Тогда можно будет понять как минимум процесс образования пространства и материи нашей Вселенной, сущность гравитации и космологической постоянной.

                                                            Only users with full accounts can post comments. Log in, please.