"Ошибки", похоже, только с позиции правильности поглотительного механизма гравитации, преимущество которой вы не доказали. Точных предсказаний у вас нет и не предвидится.
На фундаментальном/"философском" уровне "убойный" аргумент не засчитывается. Поглотительный механизм гравитации требует (неявную) аксиому о механистическом поведении частиц: что они как шарики, которые сталкиваются и/или давят друг на друга. Почему именно такое поведение фундаментально (потому что совпадает с повседневной интуицией)? Аналогии не являются строгим доказательством. Кроме того, в физике частиц они уже давно не работают как классические шарики-корпускулы. Как это увязать с поглотительным механизмом гравитации? Или это квантовая механика и квантовые теории поля все тоже ложные?
Если ещё и недостаточно "уметь в философию", то возникает куча практических вопросов: как именно сталкиваются (упруго, неупруго), как именно давят и т.д. Ответ на них, видимо, "придумай и реши", чтобы всё сходилось, ведь по вашему мнению всё красиво и стройно на качественном уровне. А если не получилось — проблема не в идее, а в конкретной попытке её математизировать (удобная позиция).
Или можно сказать, что механистические взаимодействия ваших частиц вакуума и материи обеспечивается ещё одной фундаментальной силой (вроде электромагнитной, но почти наверняка она должна быть другой). Но и тогда вы вводите новое фундаментальное взаимодействие вместо гравитации — и не очевидно, чем это лучше, чем аксиома о том, как работает гравитация (включая эквивалентность масс).
Ваши рассуждения о плотности, по всей видимости, опираются на ещё одну неявную аксиому, что всё происходит на фоне незыблемого пространства (потом вы говорите, что у него есть дополнительные измерения), что опять основывается исключительно на повседневной интуиции и/или эстетических предпочтениях, которым Вселенная подчиняться не обязана (хотя и может в принципе). Общая теория относительности отказывается от незыблемого пространства, позволяя ему, например, искривляться и расширяться/сжиматься. Так что разбегание, скажем, галактик — это не расталкивание их тёмной энергией, а расширение (большей части) пространства между ними, задаваемое плотностью энергии-импульса (и их потоков) в том пространстве, и с этой точки зрения ваши возражения не являются проблемой.
Пока вы не показали оппоненту превосходство вашей аксиоматики, старайтесь не опираться на неё в попытках переубедить.
Риман, кажется, уже делал такие расчёты для стационарной Вселенной.
Попробуйте почитать что-то посвежее, например, https://arxiv.org/abs/1004.2901. Если плохо с английским (как вы вроде писали), может, получится как-то скормить переводчику, но, к сожалению, вряд ли получится избежать искажений. Текст звучит многообещающе (если это не ирония, пока не так подробно посмотрел), не ясно, почему я не слышал о дальнейшем развитии и проверках идеи.
Но в решении этой напряжённости, наверное, уже испробовали всё, что позволяют рамки "некрасивой" LCDM модели. Значит, у физиков-теоретиков есть ещё один повод выйти за эти рамки...
Практически любое решение напряжённости Хаббла выходит за рамки LambdaCDM, хотя часто лишь в одном аспекте или нескольких. По-моему, невозможно сколь-нибудь достоверно сказать, перепробовали все такие возможности или нет. Но и фундаментально другие идеи предлагают.
Тут больше всего не ясно, почему именно возрождённый поглотительный механизм гравитации (вероятнее всего) решит эту проблему (и многие другие) на численном уровне, потому что у многих альтернатив на уровне эквивалентности масс тоже всё хорошо (разве что, может, не настолько понятно именно вам, хотя мне и ваше объяснение не кажется более удовлетворительным, чем эквивалентность масс как постулат из общей теории относительности).
Вероятность тяжело определить для гипотезы, она либо подтверждается, либо нет.
Нет, на самом деле в науке практически наоборот за счёт статистического анализа.
В байесовском подходе можно (и нужно!) определить именно вероятность гипотезы с учётом полученных данных. Однако это требует назначения априорных вероятностей, в котором есть пространство для произвола. Гипотеза никогда строго не подтверждается, только не опровергается или опровергается по итогам сравнения её вероятности с некоторым порогом, снова выбираемым достаточно произвольно.
В частотном подходе (frequentist, в точности русского перевода не уверен) достаточно сравнить вероятности получения имеющихся данных при оптимальных параметрах (которые как раз максимизируют вероятность получения этих данных) разных моделей. Так не нужно выбирать априорные распределения, но всё равно остаются вопросы без однозначных ответов: какой уровень различия достаточен для убедительной "победы", нужно ли "наказывать" за сложность (большее число параметров, скорее да) и как именно, и т.д.
Почему отказ от тёмной материи должен повлиять на наблюдаемый темп расширения Вселенной?
Потому что измерения скорости расширения Вселенной не прямые, а полагаются на общую теорию относительности, а у вас вроде как гравитация должна по-другому работать.
Хотя если уж вы теперь практически пишите, что строите понятную картину мира на сугубо качественном уровне для личного пользования, то, может, такие подробности и не важны.
Но тогда и ваши предложения по решению космологических напряжённостей вроде Хаббловской нельзя воспринимать серьёзно. Эти проблемы возникли как численные нюансы в тоже вполне понятной (для некоторых некрасивой, но это субъективно) модели при повышении точности измерений и без даже намёка на альтернативные предсказания сравнимой точности это совершенно пустой разговор.
Дискуссия с вами снова зацикливается, видимо, скоро пора заканчивать.
Модель, пожалуй, понятная, но в основном вам — я как-то попытался копнуть глубже и возникло ощущение, что тогда вы начинаете придумывать ответы на некоторые неудобные (но логичные) вопросы на ходу, и они не всегда укладываются в стройную непротиворечивую систему.
Хотелось бы наконец увидеть расчёты и подробное сопоставление с данными — кривыми вращения, красными смещениями и модулями расстояния сверхновых, масштабами из барионно-акустических осцилляций, анизотропиями реликтового излучения. И нет, не просите меня "придумать и решить" эту часть модели за вас. Конечно, может быть, что вам повезёт с кем-то другим, но за годы убеждений на качественном уровне этого, по-видимому, не произошло. Так, может, стоит сменить подход, если вы правда хотите внести свои идеи в науку?
Наконец, вы так и не поняли (отказались понимать?) мой свежий аргумент касательно ускоренного/заторможенного расширения Вселенной в альтернативных моделях. Если уж вы модифицируете механизм гравитации и убираете тёмную материю, (казалось бы) качественный вывод о смене знака ускорения может нарушиться, а вы продолжаете им пользоваться как ни в чём ни бывало (потому что он подтверждает дорогую сердцу модель? Такая нехватка само-скептицизма в науке доверия не вызывает).
Повторю свой основной посыл в этой ветке, который как раз касается качественно новой модели: текущий вывод о замедлении расширения Вселенной не является полностью модельно-независимым.
Например, в расширенном анализе тёмной энергии DESI рассматривались модели с разными альтернативами Лямбде (космологической постоянной/энергии вакуума) в дополнение к основной CDM. Конкретно
альтернативные функциональные формы с двумя коэффициентами для параметра уравнения состояния тёмной энергии в зависимости от масштабного фактора Вселенной;
разложение того же параметра или плотности тёмной энергии через многочлены Чебышева;
кусочно-постоянную функцию с разными шагами (и некоторым сглаживанием, потому что резкие скачки всё же странно выглядят);
реконструкцию параметра уравнения состояния или плотности тёмной энергии через гауссовы процессы.
И (практически) во всех случаях есть свидетельства замедления расширения Вселенной примерно средней статистической значимости (т.е. не 5 сигма). Однако это всё в рамках вселенной Фридмана с холодной тёмной материей (т.е. не Lambda, но ещё вариант CDM)!
Так что в более радикальной модели Вселенной расширение может оказаться и не замедляющимся (может, даже удастся всё объяснить вовсе без расширения). Необходимо тщательно переосмыслить интерпретацию измерений (может, даже на шагах 3 и 2, а не только 4). Может получиться, что ключевые выводы остаются в силе, но это не тривиально показать для качественно других моделей. Новые смелые предложения не так редко опускают этот шаг, что не внушает доверия к ним.
Но черные дыры это экстрим, откуда такие проценты в timescape, типа влияние больших масс, но там до черных дыр много порядков, там слабая гравитация.
Да, я это имел в виду, когда писал "кажется, что это было бы заметно и такие совпадения должны получаться относительно редко".
Думаю, мне стоит получше ознакомиться с оригинальными работами по timescape cosmology и контраргументами к ним, но вряд ли скоро будет достаточно времени...
Спасибо за наводку про метрику де Ситтера-Шварцшильда, это интересно. Правда, она требует космологической постоянной в уравнении Эйнштейна, в то время как некоторые модели, о которых шла речь, пытаются обходиться без неё.
Про "шварцшильдовскую вакуоль во Вселенной с пылью" ничего путного не нашёл, можете поделиться ссылкой?
А если уж какая-то модель меняет любую из основ метрики Фридмана (например, однородность, изотропность или теорию гравитации), то и четвёртый шаг необходимо количественно переосмыслить
Или хотя бы задуматься и подробно пояснить, почему стандартная интерпретация расстояний сохраняет смысл.
P.S. Фокус на тёмной энергии в названиях многих космологических экспериментов/инструментов/коллабораций ещё и приводит к их похожести и вероятным путаницам, особенно в аббревиатурах: сравните спектроскопический DESI с фотометрическими DES (Dark Energy Survey) и DESC (Dark Energy Science Collaboration).
P.P.S. Конкретно "desi" ещё и означает "своё, родное" и/или "общее для Индийского субконтинента и его народов" (не только Индии, но и Пакистана, Бангладеш; возможно, Непала, Бутана и/или Шри-Ланки) во многих языках региона.
Хотя название инструмента DESI говорит о том, что он изучает тёмную энергию, но фактически он изучает скорость расширения Вселенной. Он фиксирует изменения во времени скорости разлёта скоплений галактик, которые начали формироваться из неоднородностей первичной плазмы - барионных акустических осцилляций (колебаний). Разлетающиеся скопления служат индикаторами расширения пространства Вселенной - её физического вакуума. И оказалось, что ускорение их разлёта снижается уже не первый миллиард лет. Что-то притормаживает расширение нашей Вселенной.
Всё ещё сложнее, как минимум можно выделить следующие уровни:
DESI — это инструмент для получения (примерно) 5000 спектров одновременно;
значительная часть этих спектров принадлежит галактикам, в них находят характерные группы спектральных линий и по ним определяют красные смещения;
для нескольких типов галактик в нескольких разных диапазонах красных смещений мы определяем продольный (вдоль линии зрения) и поперечный (на небе) размер характерной черты барионно-акустических осцилляций, которые связаны с размером звукового горизонта (из ранней Вселенной, примерно до высвобождения реликтового излучения) и двумя разными космологическими расстояниями (можно сказать, по определению);
в рамках космологии Фридмана(-Леметра-Робертсона-Уокера, основанной на общей теории относительности) эти два расстояния определённым образом связаны со скоростью расширения Вселенной (одно даёт эту скорость в моменте, а другое — интеграл обратной скорости по красному смещению от нас, нуля, до характерного для каждой выборки галактик);
в рамках стандартной космологической модели (ΛCDM) или ряда альтернативных (например, wCDM, или ныне предпочтительная CDM) вариантов вселенной Фридмана, известна функциональная форма зависимости скорости расширения Вселенной от времени/красного смещения и т.д.
Надо сказать, что известные факторы ошибок на шагах (1,) 2 и 3 были проверены и существенных сдвигов не дали, но могут быть и такие, о которых мы пока не догадываемся.
А если уж какая-то модель меняет любую из основ метрики Фридмана (например, однородность, изотропность или теорию гравитации), то не только пятый, но и четвёртый шаг необходимо количественно переосмыслить (при этом определения расстояний с третьего шага могут стать менее прямыми и разумными).
Даже около черной дыры замедление довольно невелико. Например, на самой близкой стабильной орбите вокруг черной дыры это замедление 30 процентов.
Это верно для компактной и невращающейся чёрной дыры (Шварцшильда). Для наблюдателей на более близких (нестабильных) орбитах, или просто медленно приближающихся к горизонту, фактор замедления времени может стремиться к бесконечности — хотя кажется, что это было бы заметно и такие совпадения должны получаться относительно редко. Для вращающейся чёрной дыры (Керра) могут быть доступны более экстремальные режимы на стабильных круговых орбитах, но тут возникают аналогичные вопросы про редкость/заметность.
Интересно было бы посмотреть на более реалистичную картину, например, во внутреннем решении Шварцшильда (внутри шара постоянной плотности, метрика по-прежнему имеет аналитическую форму). Интуиция подсказывает, что замедление времени будет слабее, но это может быть не совсем верно.
Наконец, недавно слышал аргументы (как раз в контексте чёрных дыр как единственного/основного компонента тёмной энергии), что у всех вышеупомянутых известных красивых решений не та асимптотика — на бесконечном удалении они переходят строго в статическое пространство Минковского, а не расширяющееся пространство Фридмана, поэтому истинные космологические чёрные дыры могут/должны вести себя существенно иначе. Хотя мне (и, кажется, многим другим космологам) было не очень понятно, насколько большую разницу это может вызывать. Кроме того, в timescape космологии вроде бы (пока плотно не ознакомился) Вселенная и не расширяется (или даже сжимается), так что эти аргументы, казалось бы, должны ослабиться.
Фотометрические красные смещения — это как раз менее надёжный метод (зато не требующий более долгого наблюдения для получения качественного спектра), который я упомянул в конце своего предыдущего комментария. А для галактики из поста спектр уже получен — это самая первая иллюстрация.
Наиболее надёжным считается обнаружение чётких и достаточно узких спектральных линий испускания (пики) или поглощения (провалы). Нужно хотя бы две, потому что отдельная линия за счёт красного смещения может оказаться чуть ли не чем угодно (хотя кое-что бывает возможно исключить исходя из её высоты/глубины/ширины), но вот отношения длин волн/частот разных линий уникальны — если, конечно, удалось их измерить с достаточной точностью. Тогда можно их сопоставить с длинами волн, измеренными в земной лаборатории (иногда теоретически рассчитанными, но часто это не даёт необходимой точности) и получить красное смещение из отношения.
Иногда ещё сопоставляют целое спектральное распределение энергии, применяя растяжение длин волн соответственно красному смещению. Но в этом случае нужно уловить много деталей и нюансов, и потому больше риск ошибиться.
P.S. Может быть, Бальмеровский скачок действительно актуален только для фотометрических красных смещений, а не спектральных (так что я мог его упоминанием внести путаницу в предыдущем комментарии). Ранние галактики — не совсем моя тема, хотя научный руководитель ей активно занимается с другими студентами и постдоками.
Космологическое красное смещение даёт и расстояние от нас, и время в рамках космологической модели. Измеряемое красное смещение не исключительно космологическое, а также включает эффект дополнительного движения на фоне однородного расширения Вселенной (т.н. пекулярные скорости), но для таких далёких (и древних) объектов эта разница особенно мала.
Красное смещение надёжнее всего измеряется с помощью нахождения характерной черты в спектре и сопоставления с теоретическими/лабораторной длиной волны. Для ранних галактик одной из таких черт (вроде бы) является Бальмеровский скачок — резкое изменение интенсивности возле предела линий серии Бальмера у атома водорода. Есть способы определять красные смещения и без спектров, с помощью "монохромных" изображений в небольшом количестве фильтров, но их результаты менее надёжные, особенно для ранней Вселенной.
Заголовок "Найдена самая старая клиентская жалоба возрастом почти 4000 лет" у меня (вероятно, не только) создаёт впечатление, что речь о новой находке, т.е. более старом артефакте, чем жалобная табличка к Эа-насиру, которую обнаружили где-то между 1922 и 1934.
Думаю, лучше подстраховаться и допустить множественность вселенных - ограниченных в пространстве и с центром. Это соответствует принципу Коперника.
Если у нашей Вселенной (пусть и одной из множества) есть центр, то возникает вопрос, где он относительно нас и почему так получилось. В этом смысле однородная (и потому бескрайняя) на больших масштабах Вселенная больше соответствует принципу Коперника. Можно возразить, что пусть однородность начинается на ещё больших масштабах, но это уже приближается к не проверяемой гипотезе (выходя за рамки естественно-научной дискуссии), а ещё лучше было бы пояснить, почему неоднородность Вселенной не очевидна на нынешнем уровне наблюдений.
Наконец, на практике однородная (и изотропная) Вселенная даёт простейшую модель и не хочется терять понимание, получаемое с помощью этих предположений без особо серьёзных свидетельств против них. В принципе устройство мира нам не должно соответствовать принципу Коперника, это лишь привлекательная для некоторых концепция (а для кого-то и не привлекательная, дело вкуса).
По моим философским представлениям, объект, рождённый около 14 млрд лет назад, не может быть вечным и бесконечным, поскольку 15 млрд лет назад его не было. А если он конечный во времени и в пространстве, то у него должны быть края, отделяющие его внутреннее пространство от внешнего, и у внутреннего ограниченного пространства должен быть центр.
Из рождения Вселенной в определённый момент строго следует конечность во времени, но не в пространстве. Хотя вместе с конечностью скорости света это и значит, что размер наблюдаемой Вселенной ограничен, вся Вселенная может простираться дальше (бесконечно далеко, или иметь ограниченный радиус больше наблюдаемой Вселенной). (Ну и если уж мыслить открыто, то и о Большом взрыве свидетельства непрямые — в принципе может быть, что Вселенная и не рождалась, а всё происходило намного более хитро.)
Мне не понятно, почему трёхмерная Вселенная Фридмана не имеет края и центра в отличие от обычного трёхмерного шара.
Повторяю: закрытая вселенная Фридмана (трёхмерная, с положительной кривизной) аналогична не трёхмерному шару (внутренность шара имеет нулевую кривизну), а лишь двухмерной сфере (поверхности шара, которая тоже имеет положительную кривизну).
Представьте себя двухмерным существом, живущим на поверхности сферы. Это значит, что выйти и даже посмотреть за её пределы в третье измерение принципиально невозможно, можно только ползать по поверхности и видеть вдоль неё (как какой-нибудь муравей по поверхности Земли, только идеально ровной, без дыр и возможности копать, нырять, прыгать, летать и даже смотреть вверх/вниз; ещё учтите, что с "внешней" трёхмерной точки зрения лучи зрения двухмерного существа изгибаются вдоль сферы). Тогда, пока на поверхности нет никаких неоднородностей, для вас все точки на сфере абсолютно равноценны, и во все стороны всё выглядит одинаково. Не может быть ни центра, ни края (в пределах рассматриваемого двухмерного пространства), потому что они должны отличаться от других. Вот в целом аналогично будет в закрытой вселенной Фридмана (с положительной пространственной кривизной), только трёхмерное ("для удобства" её можно вложить в четырёхмерное евклидово пространство, но это слабо помогает, потому что людям обычно сложно представить больше 3 измерений).
С шаром (внутренностью двухмерной сферы) в трёхмерном пространстве, конечно, совершенно другое дело — достаточно очевидно наличие центра и что поверхность двухмерной сферы является краем, даже если в остальном внутри шара ничего не меняется. Но это не должно быть похоже на закрытую вселенную Фридмана.
Интересно, эти новые данные подтвердили данные телескопа "Planck" об анизотропии реликтового излучения? Это важно: анизотропия указывает на возможную шарообразную форму Вселенной.
Вкратце: нет, по этим свежайшим данным Атакамского космологического телескопа пространственная кривизна Вселенной не обнаруживается, она получается около одной сигмы или даже меньше от нуля (кто хочет узнать больше — поищите curvature в их статье по космологии).
Насчёт кривизны из данных "Планка" есть довольно много сомнений. Кажется, в анализе 2015 года положительная кривизна была предпочтительна на уровне около 3 сигм, но с более полными данными в 2018 оно ослабилось до примерно двух. Может быть систематической ошибкой (например, из-за того, что не учли что-то другое) или случайным совпадением.
P.S. "Шарообразная форма" в этом контексте почти наверняка означает закрытую вселенную Фридмана, которая по-прежнему трёхмерная и не имеет края, в отличие от геометрического шара (внутренности сферы). Во многом она аналогична двухмерной сфере (поверхности шара), вложенной в трёхмерное пространство (что нам, конечно, проще представить) — например, сумма углов треугольника больше 180 градусов и достаточно долгое движение в одном направлении возвращает в исходную точку.
P.P.S. Поэтому аргумент про положительную кривизну как свидетельство в пользу множества шарообразных вселенных как минимум слишком уж нетривиален, чтобы его приводить без подробностей и ссылок.
В космологии есть много разных расстояний до объекта/события в прошлом (они почти не отличаются только если они малы, много меньше миллиарда световых лет):
расстояние пути света — буквально сколько шёл свет и соответственно насколько далеко в прошлом мы видим объект;
сопутствующее расстояние — которое не меняется со временем в однородно расширяющейся Вселенной;
расстояние углового диаметра — которое связывает истинный размер объекта с его угловым размером на небе; в плоской Вселенной меньше сопутствующего (домножается на безразмерный масштабный фактор меньше единицы);
расстояние светимости — которое связывает абсолютную светимость (полную световую мощность) объекта с энергетической освещённостью от него у нас в плоской Вселенной больше сопутствующего (делится на безразмерный масштабный фактор меньше единицы).
Я также писал про это в комментарии под другим постом. Если допустить кривизну пространства, то разных расстояний станет ещё больше.
Кроме того, в комментариях под другим постом я разбирался в вопросе и пришёл к выводу, что лямбда не совсем постоянная интегрирования (прямо так получалось только в слегка циклическом аргументе), а скорее более тривиальный член в действии ОТО/левой части уравнения Эйнштейна, который удовлетворяет оригинальным условиям Эйнштейна.
В итоге, когда измерения показали, что эта константа в пределах (тогдашней) погрешности равна нулю, Эйнштейн радостно выкинул ее из уравнения и потом заявлял, что добавление её было самой большой ошибкой его жизни :)
Эйнштейн ещё использовал (положительную) космологическую постоянную для поддержания статической Вселенной (которая вообще не расширяется и не сжимается, что тогда казалось вполне разумным и естественным) вместе со значительной положительной пространственной кривизной. Но ему довольно быстро указали, что это неустойчивое равновесие — любое отклонение будет расти. А ещё измерения Хаббла засвидетельствовали в пользу расширения Вселенной (хотя поначалу были и другие объяснения примерно линейного роста красных смещений с расстоянием).
Ну и заметить космологическую постоянную/тёмную энергию действительно непросто, в большинстве видимых объектов плотность на порядки выше средней по Вселенной, можно увидеть только на самых больших масштабах. Вот примерно до 80-х о ней и не вспоминали особо.
"Ошибки", похоже, только с позиции правильности поглотительного механизма гравитации, преимущество которой вы не доказали. Точных предсказаний у вас нет и не предвидится.
На фундаментальном/"философском" уровне "убойный" аргумент не засчитывается. Поглотительный механизм гравитации требует (неявную) аксиому о механистическом поведении частиц: что они как шарики, которые сталкиваются и/или давят друг на друга. Почему именно такое поведение фундаментально (потому что совпадает с повседневной интуицией)? Аналогии не являются строгим доказательством. Кроме того, в физике частиц они уже давно не работают как классические шарики-корпускулы. Как это увязать с поглотительным механизмом гравитации? Или это квантовая механика и квантовые теории поля все тоже ложные?
Если ещё и недостаточно "уметь в философию", то возникает куча практических вопросов: как именно сталкиваются (упруго, неупруго), как именно давят и т.д. Ответ на них, видимо, "придумай и реши", чтобы всё сходилось, ведь по вашему мнению всё красиво и стройно на качественном уровне. А если не получилось — проблема не в идее, а в конкретной попытке её математизировать (удобная позиция).
Или можно сказать, что механистические взаимодействия ваших частиц вакуума и материи обеспечивается ещё одной фундаментальной силой (вроде электромагнитной, но почти наверняка она должна быть другой). Но и тогда вы вводите новое фундаментальное взаимодействие вместо гравитации — и не очевидно, чем это лучше, чем аксиома о том, как работает гравитация (включая эквивалентность масс).
Ваши рассуждения о плотности, по всей видимости, опираются на ещё одну неявную аксиому, что всё происходит на фоне незыблемого пространства (потом вы говорите, что у него есть дополнительные измерения), что опять основывается исключительно на повседневной интуиции и/или эстетических предпочтениях, которым Вселенная подчиняться не обязана (хотя и может в принципе). Общая теория относительности отказывается от незыблемого пространства, позволяя ему, например, искривляться и расширяться/сжиматься. Так что разбегание, скажем, галактик — это не расталкивание их тёмной энергией, а расширение (большей части) пространства между ними, задаваемое плотностью энергии-импульса (и их потоков) в том пространстве, и с этой точки зрения ваши возражения не являются проблемой.
Пока вы не показали оппоненту превосходство вашей аксиоматики, старайтесь не опираться на неё в попытках переубедить.
Где тогда, по-вашему, граница "подтверждения гипотезы"?
Попробуйте почитать что-то посвежее, например, https://arxiv.org/abs/1004.2901. Если плохо с английским (как вы вроде писали), может, получится как-то скормить переводчику, но, к сожалению, вряд ли получится избежать искажений. Текст звучит многообещающе (если это не ирония, пока не так подробно посмотрел), не ясно, почему я не слышал о дальнейшем развитии и проверках идеи.
Практически любое решение напряжённости Хаббла выходит за рамки LambdaCDM, хотя часто лишь в одном аспекте или нескольких. По-моему, невозможно сколь-нибудь достоверно сказать, перепробовали все такие возможности или нет. Но и фундаментально другие идеи предлагают.
Тут больше всего не ясно, почему именно возрождённый поглотительный механизм гравитации (вероятнее всего) решит эту проблему (и многие другие) на численном уровне, потому что у многих альтернатив на уровне эквивалентности масс тоже всё хорошо (разве что, может, не настолько понятно именно вам, хотя мне и ваше объяснение не кажется более удовлетворительным, чем эквивалентность масс как постулат из общей теории относительности).
Нет, на самом деле в науке практически наоборот за счёт статистического анализа.
В байесовском подходе можно (и нужно!) определить именно вероятность гипотезы с учётом полученных данных. Однако это требует назначения априорных вероятностей, в котором есть пространство для произвола. Гипотеза никогда строго не подтверждается, только не опровергается или опровергается по итогам сравнения её вероятности с некоторым порогом, снова выбираемым достаточно произвольно.
В частотном подходе (frequentist, в точности русского перевода не уверен) достаточно сравнить вероятности получения имеющихся данных при оптимальных параметрах (которые как раз максимизируют вероятность получения этих данных) разных моделей. Так не нужно выбирать априорные распределения, но всё равно остаются вопросы без однозначных ответов: какой уровень различия достаточен для убедительной "победы", нужно ли "наказывать" за сложность (большее число параметров, скорее да) и как именно, и т.д.
Потому что измерения скорости расширения Вселенной не прямые, а полагаются на общую теорию относительности, а у вас вроде как гравитация должна по-другому работать.
Хотя если уж вы теперь практически пишите, что строите понятную картину мира на сугубо качественном уровне для личного пользования, то, может, такие подробности и не важны.
Но тогда и ваши предложения по решению космологических напряжённостей вроде Хаббловской нельзя воспринимать серьёзно. Эти проблемы возникли как численные нюансы в тоже вполне понятной (для некоторых некрасивой, но это субъективно) модели при повышении точности измерений и без даже намёка на альтернативные предсказания сравнимой точности это совершенно пустой разговор.
Дискуссия с вами снова зацикливается, видимо, скоро пора заканчивать.
Модель, пожалуй, понятная, но в основном вам — я как-то попытался копнуть глубже и возникло ощущение, что тогда вы начинаете придумывать ответы на некоторые неудобные (но логичные) вопросы на ходу, и они не всегда укладываются в стройную непротиворечивую систему.
Хотелось бы наконец увидеть расчёты и подробное сопоставление с данными — кривыми вращения, красными смещениями и модулями расстояния сверхновых, масштабами из барионно-акустических осцилляций, анизотропиями реликтового излучения. И нет, не просите меня "придумать и решить" эту часть модели за вас. Конечно, может быть, что вам повезёт с кем-то другим, но за годы убеждений на качественном уровне этого, по-видимому, не произошло. Так, может, стоит сменить подход, если вы правда хотите внести свои идеи в науку?
Наконец, вы так и не поняли (отказались понимать?) мой свежий аргумент касательно ускоренного/заторможенного расширения Вселенной в альтернативных моделях. Если уж вы модифицируете механизм гравитации и убираете тёмную материю, (казалось бы) качественный вывод о смене знака ускорения может нарушиться, а вы продолжаете им пользоваться как ни в чём ни бывало (потому что он подтверждает дорогую сердцу модель? Такая нехватка само-скептицизма в науке доверия не вызывает).
Повторю свой основной посыл в этой ветке, который как раз касается качественно новой модели: текущий вывод о замедлении расширения Вселенной не является полностью модельно-независимым.
Например, в расширенном анализе тёмной энергии DESI рассматривались модели с разными альтернативами Лямбде (космологической постоянной/энергии вакуума) в дополнение к основной
CDM. Конкретно
альтернативные функциональные формы с двумя коэффициентами для параметра уравнения состояния тёмной энергии
в зависимости от масштабного фактора Вселенной;
разложение того же параметра
или плотности тёмной энергии
через многочлены Чебышева;
кусочно-постоянную функцию
с разными шагами (и некоторым сглаживанием, потому что резкие скачки всё же странно выглядят);
реконструкцию параметра уравнения состояния
или плотности
тёмной энергии через гауссовы процессы.
И (практически) во всех случаях есть свидетельства замедления расширения Вселенной примерно средней статистической значимости (т.е. не 5 сигма). Однако это всё в рамках вселенной Фридмана с холодной тёмной материей (т.е. не Lambda, но ещё вариант CDM)!
Так что в более радикальной модели Вселенной расширение может оказаться и не замедляющимся (может, даже удастся всё объяснить вовсе без расширения). Необходимо тщательно переосмыслить интерпретацию измерений (может, даже на шагах 3 и 2, а не только 4). Может получиться, что ключевые выводы остаются в силе, но это не тривиально показать для качественно других моделей. Новые смелые предложения не так редко опускают этот шаг, что не внушает доверия к ним.
Да, я это имел в виду, когда писал "кажется, что это было бы заметно и такие совпадения должны получаться относительно редко".
Думаю, мне стоит получше ознакомиться с оригинальными работами по timescape cosmology и контраргументами к ним, но вряд ли скоро будет достаточно времени...
Спасибо за наводку про метрику де Ситтера-Шварцшильда, это интересно. Правда, она требует космологической постоянной в уравнении Эйнштейна, в то время как некоторые модели, о которых шла речь, пытаются обходиться без неё.
Про "шварцшильдовскую вакуоль во Вселенной с пылью" ничего путного не нашёл, можете поделиться ссылкой?
Или хотя бы задуматься и подробно пояснить, почему стандартная интерпретация расстояний сохраняет смысл.
P.S. Фокус на тёмной энергии в названиях многих космологических экспериментов/инструментов/коллабораций ещё и приводит к их похожести и вероятным путаницам, особенно в аббревиатурах: сравните спектроскопический DESI с фотометрическими DES (Dark Energy Survey) и DESC (Dark Energy Science Collaboration).
P.P.S. Конкретно "desi" ещё и означает "своё, родное" и/или "общее для Индийского субконтинента и его народов" (не только Индии, но и Пакистана, Бангладеш; возможно, Непала, Бутана и/или Шри-Ланки) во многих языках региона.
Всё ещё сложнее, как минимум можно выделить следующие уровни:
DESI — это инструмент для получения (примерно) 5000 спектров одновременно;
значительная часть этих спектров принадлежит галактикам, в них находят характерные группы спектральных линий и по ним определяют красные смещения;
для нескольких типов галактик в нескольких разных диапазонах красных смещений мы определяем продольный (вдоль линии зрения) и поперечный (на небе) размер характерной черты барионно-акустических осцилляций, которые связаны с размером звукового горизонта (из ранней Вселенной, примерно до высвобождения реликтового излучения) и двумя разными космологическими расстояниями (можно сказать, по определению);
в рамках космологии Фридмана(-Леметра-Робертсона-Уокера, основанной на общей теории относительности) эти два расстояния определённым образом связаны со скоростью расширения Вселенной (одно даёт эту скорость в моменте, а другое — интеграл обратной скорости по красному смещению от нас, нуля, до характерного для каждой выборки галактик);
в рамках стандартной космологической модели (ΛCDM) или ряда альтернативных (например, wCDM, или ныне предпочтительная
CDM) вариантов вселенной Фридмана, известна функциональная форма зависимости скорости расширения Вселенной от времени/красного смещения и т.д.
Надо сказать, что известные факторы ошибок на шагах (1,) 2 и 3 были проверены и существенных сдвигов не дали, но могут быть и такие, о которых мы пока не догадываемся.
А если уж какая-то модель меняет любую из основ метрики Фридмана (например, однородность, изотропность или теорию гравитации), то не только пятый, но и четвёртый шаг необходимо количественно переосмыслить (при этом определения расстояний с третьего шага могут стать менее прямыми и разумными).
Это верно для компактной и невращающейся чёрной дыры (Шварцшильда). Для наблюдателей на более близких (нестабильных) орбитах, или просто медленно приближающихся к горизонту, фактор замедления времени может стремиться к бесконечности — хотя кажется, что это было бы заметно и такие совпадения должны получаться относительно редко. Для вращающейся чёрной дыры (Керра) могут быть доступны более экстремальные режимы на стабильных круговых орбитах, но тут возникают аналогичные вопросы про редкость/заметность.
Интересно было бы посмотреть на более реалистичную картину, например, во внутреннем решении Шварцшильда (внутри шара постоянной плотности, метрика по-прежнему имеет аналитическую форму). Интуиция подсказывает, что замедление времени будет слабее, но это может быть не совсем верно.
Наконец, недавно слышал аргументы (как раз в контексте чёрных дыр как единственного/основного компонента тёмной энергии), что у всех вышеупомянутых известных красивых решений не та асимптотика — на бесконечном удалении они переходят строго в статическое пространство Минковского, а не расширяющееся пространство Фридмана, поэтому истинные космологические чёрные дыры могут/должны вести себя существенно иначе. Хотя мне (и, кажется, многим другим космологам) было не очень понятно, насколько большую разницу это может вызывать. Кроме того, в timescape космологии вроде бы (пока плотно не ознакомился) Вселенная и не расширяется (или даже сжимается), так что эти аргументы, казалось бы, должны ослабиться.
Фотометрические красные смещения — это как раз менее надёжный метод (зато не требующий более долгого наблюдения для получения качественного спектра), который я упомянул в конце своего предыдущего комментария. А для галактики из поста спектр уже получен — это самая первая иллюстрация.
Наиболее надёжным считается обнаружение чётких и достаточно узких спектральных линий испускания (пики) или поглощения (провалы). Нужно хотя бы две, потому что отдельная линия за счёт красного смещения может оказаться чуть ли не чем угодно (хотя кое-что бывает возможно исключить исходя из её высоты/глубины/ширины), но вот отношения длин волн/частот разных линий уникальны — если, конечно, удалось их измерить с достаточной точностью. Тогда можно их сопоставить с длинами волн, измеренными в земной лаборатории (иногда теоретически рассчитанными, но часто это не даёт необходимой точности) и получить красное смещение из отношения.
Иногда ещё сопоставляют целое спектральное распределение энергии, применяя растяжение длин волн соответственно красному смещению. Но в этом случае нужно уловить много деталей и нюансов, и потому больше риск ошибиться.
P.S. Может быть, Бальмеровский скачок действительно актуален только для фотометрических красных смещений, а не спектральных (так что я мог его упоминанием внести путаницу в предыдущем комментарии). Ранние галактики — не совсем моя тема, хотя научный руководитель ей активно занимается с другими студентами и постдоками.
Космологическое красное смещение даёт и расстояние от нас, и время в рамках космологической модели. Измеряемое красное смещение не исключительно космологическое, а также включает эффект дополнительного движения на фоне однородного расширения Вселенной (т.н. пекулярные скорости), но для таких далёких (и древних) объектов эта разница особенно мала.
Красное смещение надёжнее всего измеряется с помощью нахождения характерной черты в спектре и сопоставления с теоретическими/лабораторной длиной волны. Для ранних галактик одной из таких черт (вроде бы) является Бальмеровский скачок — резкое изменение интенсивности возле предела линий серии Бальмера у атома водорода. Есть способы определять красные смещения и без спектров, с помощью "монохромных" изображений в небольшом количестве фильтров, но их результаты менее надёжные, особенно для ранней Вселенной.
Заголовок "Найдена самая старая клиентская жалоба возрастом почти 4000 лет" у меня (вероятно, не только) создаёт впечатление, что речь о новой находке, т.е. более старом артефакте, чем жалобная табличка к Эа-насиру, которую обнаружили где-то между 1922 и 1934.
Если у нашей Вселенной (пусть и одной из множества) есть центр, то возникает вопрос, где он относительно нас и почему так получилось. В этом смысле однородная (и потому бескрайняя) на больших масштабах Вселенная больше соответствует принципу Коперника. Можно возразить, что пусть однородность начинается на ещё больших масштабах, но это уже приближается к не проверяемой гипотезе (выходя за рамки естественно-научной дискуссии), а ещё лучше было бы пояснить, почему неоднородность Вселенной не очевидна на нынешнем уровне наблюдений.
Наконец, на практике однородная (и изотропная) Вселенная даёт простейшую модель и не хочется терять понимание, получаемое с помощью этих предположений без особо серьёзных свидетельств против них. В принципе устройство мира нам не должно соответствовать принципу Коперника, это лишь привлекательная для некоторых концепция (а для кого-то и не привлекательная, дело вкуса).
Из рождения Вселенной в определённый момент строго следует конечность во времени, но не в пространстве. Хотя вместе с конечностью скорости света это и значит, что размер наблюдаемой Вселенной ограничен, вся Вселенная может простираться дальше (бесконечно далеко, или иметь ограниченный радиус больше наблюдаемой Вселенной). (Ну и если уж мыслить открыто, то и о Большом взрыве свидетельства непрямые — в принципе может быть, что Вселенная и не рождалась, а всё происходило намного более хитро.)
Повторяю: закрытая вселенная Фридмана (трёхмерная, с положительной кривизной) аналогична не трёхмерному шару (внутренность шара имеет нулевую кривизну), а лишь двухмерной сфере (поверхности шара, которая тоже имеет положительную кривизну).
Представьте себя двухмерным существом, живущим на поверхности сферы. Это значит, что выйти и даже посмотреть за её пределы в третье измерение принципиально невозможно, можно только ползать по поверхности и видеть вдоль неё (как какой-нибудь муравей по поверхности Земли, только идеально ровной, без дыр и возможности копать, нырять, прыгать, летать и даже смотреть вверх/вниз; ещё учтите, что с "внешней" трёхмерной точки зрения лучи зрения двухмерного существа изгибаются вдоль сферы). Тогда, пока на поверхности нет никаких неоднородностей, для вас все точки на сфере абсолютно равноценны, и во все стороны всё выглядит одинаково. Не может быть ни центра, ни края (в пределах рассматриваемого двухмерного пространства), потому что они должны отличаться от других. Вот в целом аналогично будет в закрытой вселенной Фридмана (с положительной пространственной кривизной), только трёхмерное ("для удобства" её можно вложить в четырёхмерное евклидово пространство, но это слабо помогает, потому что людям обычно сложно представить больше 3 измерений).
С шаром (внутренностью двухмерной сферы) в трёхмерном пространстве, конечно, совершенно другое дело — достаточно очевидно наличие центра и что поверхность двухмерной сферы является краем, даже если в остальном внутри шара ничего не меняется. Но это не должно быть похоже на закрытую вселенную Фридмана.
Вкратце: нет, по этим свежайшим данным Атакамского космологического телескопа пространственная кривизна Вселенной не обнаруживается, она получается около одной сигмы или даже меньше от нуля (кто хочет узнать больше — поищите curvature в их статье по космологии).
Насчёт кривизны из данных "Планка" есть довольно много сомнений. Кажется, в анализе 2015 года положительная кривизна была предпочтительна на уровне около 3 сигм, но с более полными данными в 2018 оно ослабилось до примерно двух. Может быть систематической ошибкой (например, из-за того, что не учли что-то другое) или случайным совпадением.
P.S. "Шарообразная форма" в этом контексте почти наверняка означает закрытую вселенную Фридмана, которая по-прежнему трёхмерная и не имеет края, в отличие от геометрического шара (внутренности сферы). Во многом она аналогична двухмерной сфере (поверхности шара), вложенной в трёхмерное пространство (что нам, конечно, проще представить) — например, сумма углов треугольника больше 180 градусов и достаточно долгое движение в одном направлении возвращает в исходную точку.
P.P.S. Поэтому аргумент про положительную кривизну как свидетельство в пользу множества шарообразных вселенных как минимум слишком уж нетривиален, чтобы его приводить без подробностей и ссылок.
В космологии есть много разных расстояний до объекта/события в прошлом (они почти не отличаются только если они малы, много меньше миллиарда световых лет):
расстояние пути света — буквально сколько шёл свет и соответственно насколько далеко в прошлом мы видим объект;
сопутствующее расстояние — которое не меняется со временем в однородно расширяющейся Вселенной;
расстояние углового диаметра — которое связывает истинный размер объекта с его угловым размером на небе; в плоской Вселенной меньше сопутствующего (домножается на безразмерный масштабный фактор меньше единицы);
расстояние светимости — которое связывает абсолютную светимость (полную световую мощность) объекта с энергетической освещённостью от него у нас в плоской Вселенной больше сопутствующего (делится на безразмерный масштабный фактор меньше единицы).
Я также писал про это в комментарии под другим постом. Если допустить кривизну пространства, то разных расстояний станет ещё больше.
Вроде бы этим математиком был Эли Картан.
Кроме того, в комментариях под другим постом я разбирался в вопросе и пришёл к выводу, что лямбда не совсем постоянная интегрирования (прямо так получалось только в слегка циклическом аргументе), а скорее более тривиальный член в действии ОТО/левой части уравнения Эйнштейна, который удовлетворяет оригинальным условиям Эйнштейна.
Эйнштейн ещё использовал (положительную) космологическую постоянную для поддержания статической Вселенной (которая вообще не расширяется и не сжимается, что тогда казалось вполне разумным и естественным) вместе со значительной положительной пространственной кривизной. Но ему довольно быстро указали, что это неустойчивое равновесие — любое отклонение будет расти. А ещё измерения Хаббла засвидетельствовали в пользу расширения Вселенной (хотя поначалу были и другие объяснения примерно линейного роста красных смещений с расстоянием).
Ну и заметить космологическую постоянную/тёмную энергию действительно непросто, в большинстве видимых объектов плотность на порядки выше средней по Вселенной, можно увидеть только на самых больших масштабах. Вот примерно до 80-х о ней и не вспоминали особо.