Издревле человек смотрел в небо и задавался вопросами. Что там, в голубизне неба? Кто создал мир, в котором живет человек? Взрослело человечество, искало ответы и находило их в религии, и науке. В нынешнее время наука имеет несколько версий создания Вселенной. Версия Большого Взрыва получила большую популярность. Она обрастает дискуссиями, гипотезами, научными трудами, теориями, но ничего достоверного пока нет. Наберемся храбрости и постараемся понять где правда, где ложь. Проследим, как и почему родилась теория Большого Взрыва и на чем она основана? Это будет увлекательное путешествие.
В 1842 году американский ученый Кристиан Доплер в 1842 году теоретически вывел, что приближение источника волнового колебания к наблюдателю увеличивает наблюдаемую частоту, отдаление уменьшает. Он теоретически обосновал зависимость частоты звуковых и световых колебаний, воспринимаемых наблюдателем, от скорости и направления движения источника волн и наблюдателя относительно друг друга. Формула изменения частоты приведена без вывода.
где f - частота сигнала излучаемого источником. Мы видим из этого выражения, что когда источник движется по направлению к приёмнику, частота регистрируемого сигнала увеличивается на величину f / v/u, называемую доплеровским сдвигом частоты. Наоборот, когда источник движется от приемника, частота регистрируемого сигнала уменьшается в соответствии с выражением:
fдоп = f / (1+v/u) (источник движется от приемника)
Все верно, все по делу и точно. Из всего выше написанного надо выделить, то, что формула верна только тогда, когда источник волнового сигнала неподвижен или наоборот, источник движется, преемник неподвижен. То есть неподвижное состояние приемника или источника обязательно. Это легко доказать. Допустим, что источник и приемник движутся относительно друг друга в одном направлении и с одинаковой скоростью. Будет ли меняться частота? Очевидно, нет, так как расстояние между источником и приемником не меняется.
Второй вариант. Источник волнового излучения и приемник движутся с одинаковой относительно друг друга скоростью, но в разные стороны. Легко заключить, что приемник зарегистрирует результат вдвое больше, чем, если бы приемник находился в покое. Другими словами результат таит ошибку, умноженную на 2.
В дальнейшем повествовании неподвижность источника или приемника сигнала будет ключевым условием.
Оставим на время Кристиана Доплера и обратимся к американскому ученому Эдвину Хабблу, который в 1922 году обнаружил зависимость между красным смещением галактик и расстоянием до них (Закон Хаббла).
Что такое красное смещение?
Справка из википедии: Красное смещение - это сдвиг спектральных линий химических элементов в красную (длинноволновую) сторону. Это явление может быть выражением Эффекта Доплера. Сдвиг спектральных линий в фиолетовую (коротковолновую) сторону называется синим смещением. Впервые сдвиг спектральных линий в спектрах звёзд описал французский физик Ипполит Физо в 1948 году, и предложил для объяснения сдвига, эффект Доплера. Другими, простыми словами, на основании эффекта Доплера, Хаббл сделал заключение, что объекты, которые он наблюдал, удаляются.
Как этом может быть? Ранее считалось, что расстояние между центрами галактик стабильное, и вдруг галактики удаляются друг от друга.
Воображение ученых подсказало гипотезу Большого Взрыва, который стал отправной точкой создания Вселенной, возникновения материи, пространства и времени.
По их мнению, взрыв исходил не из одной точки, а во всех точках пространства одновременно и синхронно. Большой Взрыв следует представлять, как расширение самого пространства вместе с содержащейся в нём материей, которая в каждой данной точке покоится.
Возникает первое сомнение. Как можно назвать взрывом то, что не имеет эпицентра? Если Большой взрыв имеет структуру большого количества маленьких взрывов, то почему Вселенная расширяется во все стороны пространства одновременно? Если это так, то неизбежно должен быть эпицентр расширения. Мало того, как могли произойти синхронно огромное количество маленьких взрывов?
Допустим, что расширение пространства Вселенной происходит из-за увеличения пространств малых взрывов и каким-то образом сформировался эпицентр расширения, но как тогда объяснить ускорение расширения на периферии Вселенной. Причем, чем дальше от эпицентра, тем выше скорость расширения? При синхронных взрывах такое невозможно. Подсчитано, что современное значение скорости расширения составляет 74,2 Ђ 3,6 км/сек на мегапарсек.
Вернемся к красному смещению. Мы выяснили, что Хаббл увидел смещение линий спектра в красную зону, что дало ученым выдвинуть гипотезу Большого Взрыва, а затем создать целую теорию. Обратимся к истокам, то есть вспомним, на основании чего появилось понятие красное смещение. На основании выше изложенного делаем заключение. Красное смещение это продукт применения эффекта Доплера, то есть это изменение частоты света пришедшего от наблюдаемого тела.
Идем дальше. Еще вспомним об обязательном выполнении правила применения эффекта Доплера. Это правило говорит о том, что излучатель волн или их приемник должен находиться в покое. Зададимся вопросом. Можно ли выполнить это правило, находясь на Земле или в околоземном пространстве? Ответ нельзя. Почему? Потому, что оба объекта наблюдения источник волнового сигнала (небесное тело) и Земля находятся в движении. Такой порядок эксперимента нарушает фундаментальное правило применения эффекта Доплера.
Можно найти отговорки, мол, скорости движения вращения Земли вокруг своей оси и по орбите не большие. Откроем справочник. Скорость точки на поверхности Земли, при вращении вокруг оси, составит 0,5 км в секунду. Скорость Земли по орбите - 30 км. в секунду. Вернемся к данным скорости расширения. Если верить современным данным, то Вселенная расширяется со скоростью в 73.8 километров в секунду на каждые 3.26 миллионов световых лет, плюс-минус 2.4 километров. То есть, если говорить простым человеческим языком, скорость расширения Вселенной в пространстве ближайшего мегапарсека будет около 74 -х км. в секунду. Сравниваем скорости Земли по орбите и скорость расширения Вселенной. 74 делим на 30 получается 2,4 раза. Большая ошибка, но она сохраняет теорию БВ в силе. В данном случае расширение происходит. Пора вспомнить о направлениях движения Земли и наблюдаемого космического тела. Что мы видим? При движении в разные стороны, мы получим результат с ошибкой в 2,4 раза. Но Земля может двигаться и в одном направлении с телом. Тогда мы ошибемся с тем же коэффициентом, но с другим знаком. Следует еще заметить, что Земля и наблюдаемое тело практически не могут двигаться по одной оси. Большая вероятность того, что они будут двигаться под какими-то углами относительно линии наблюдения. Это тоже даст ошибку. Все равно будет красное смещение иметь место, возразят мне. Но если учесть скорости движения нашей галактики и наблюдаемого тела, их направления движения, то возникает полная неразбериха. Допустим, что мы это учли, но мы обязаны учитывать еще и то, что наша галактика еще и вращается. Какова ее скорость, и в какой точке находится в ней Земля? Надо еще учесть и то, что свет, проходя огромные расстояния мог изменить спектр. Как повлияет на спектр вращение наблюдаемого тела, его химический состав, возможное наличие атмосферы и многие другие обстоятельства?
Предположим, что сложились обстоятельства, и мы сделали правильный вывод. Вселенная расширяется. Но, возможно, о, ужас, она уже сокращается? Откуда такие мысли? Все просто! За то время, которое свет от той далекой галактики пришел к нам, а это миллиарды лет, галактика могла погибнуть, а Вселенной надоело расширяться, и она стала спешить назад.... Отсюда сакраментальный вопрос. Куда, смотрим и зачем смотрим!?
Оппоненты приводят другие аргументы. Говорят, что Луна удаляется. Интересно на сколько? Оказывается, скорость удаления - 38 миллиметров в год. Но эта величина скорости меньше величины погрешности измерений, а если учесть, что в этом измерении участвует энное количество приборов, то лучше об этом результате молчать.
Вызывает интерес, как этот мизерный результат получен? Достаточно перечислить неразрешимые трудности и станет ясно, что такой эксперимент невозможен, но вдруг.... Итак, мы с помощью телескопа замеряли расстояние между двумя точками Земли и Луны. Получили определенный результат. Для определения величины удаления Луны от Земли необходимо выполнить еще один эксперимент. Замерять расстояние между теми же точками, через год или более. Чтобы определить время проведения эксперимента, нужно совпадение трех параметров.
1. Фазы вращение Земли и Луны вокруг осей должны совпадать.
2. Фазы движения Земли и Луны по орбитам должны совпадать.
3. Время замера должно совпадать с временем совпадения фаз по вращению и движению Луны и Земли, причем совпадать до тысячных долей секунды.
Сколько лет, десятилетий, а может и тысячелетий ждать такого совпадения?
Допустим, дождались. Этих условий будет достаточно?
Конечно же, нет! Что еще? Должны совпадать по всем параметрам, погодные условия, напряжение в сети, питающей электричеством телескоп и еще масса параметров. Мы упорные, целеустремленные, у нас все совпало. Будет ли теперь правомочен результат? НЕТ! Даже если все у нас совпадет, то нет ни какой уверенности, что точка на Луне не претерпела физических изменений. Экстремальные условия Луны, могли ее разрушить.... Думаю, что результат в 38 мм - это то ли глупость, то ли наглость.
Допустим, что удаление Луны имеет место. Разве можно однозначно сказать, что это связано с расширением Вселенной? Конечно же, нет! Первое, что надо узнать, какой характер удаления. Их может быть два.
1. Удаление происходит за счет увеличения радиуса орбиты.
2. удаление происходит за счет смещения плоскости орбиты Луны относительно центра Земли.
Понятно, что причины удаления будут разные.
Сделаем еще одно допущение, мы точно знаем, что Луна удаляется. Связано ли это с расширением Вселенной? Конечно же, нет!!! Космос - это не застывшая модель. Галактики вращаются, гибнут и зажигаются звезды, а это означает, что гравитация меняется, она циклична. Не переживайте, если Луна немного ушла, но она обязательно вернется.
Вывод. Теория Большого Взрыва имеет столько степеней "свободы", сколько не имеет художественная книга. В художественной книге персонажи живут пусть нереальной жизнью, но весьма понятной. Если в историю Большого Взрыва внести Белку и Стрелку, то это будет космическое ФЭНТЕЗИ.