Есть интересный вопрос (о темной материи)
Опубликовано RMR_astra в ср, 15/04/2015 - 17:43
Есть ли связь между нами и темной материей, единственное наблюдаемое проявление которой - гравитация?
Есть. Если бы в нашей Галактике не было темной материи, не было бы и нас.
Примерно 12 миллиардов лет тому назад Протогалактика нашей Галактики была в несколько раз больше нынешней Галактики. По современным представлениям Протогалактика образовалась путем слияния более мелких протогалактик, которые возникли из флуктуаций плотности темного вещества. Под действием гравитации вокруг них скапливался первичный газ, в основном, водород и гелий. При слиянии каждая из мелких протогалактик вносила в нашу Протогалактику свой момент количества движения, в результате чего Протогалактика приобрела поступательную и вращательную скорости.
Дальнейшая эволюция Протогалактики описывается логичной моделью, согласующейся с данными наблюдений. Подробное изложение этой модели было дано научными сотрудниками Ростовского Университета Л.С.Марочником и А.А.Сучковым в монографии «Галактика» (Москва. Физматгиз) еще в 1984 году. Естественно, с тех пор учеными всего мира в нее было внесено много поправок и уточнений, но суть осталась прежней.
Вещество Протогалактики было неоднородным, поэтому вокруг уплотнений скапливался газ, рождались массивные звезды. Чем больше масса звезды, тем быстрее она эволюционирует и тем короче ее жизнь. Всего через десятки миллионов лет звезды стали взрываться как сверхновые. Образовавшиеся в них в результате термоядерных реакций тяжелые элементы попали в межзвездную среду. В результате массовых взрывов сверхновых межзвездный газ разогрелся до многих миллионов градусов и, расширяясь, стал покидать Протогалактику. Звездообразование прекратилось. Положение спасла темная материя, которой в Протогалактике было в несколько раз больше по массе, чем обычного вещества (по разным оценкам в 3 – 10 раз). Ее гравитация удержала остывающий газ, и начала стягивать его ближе к центру системы. Сохраняя момент вращения, обычное вещество вращалось все быстрее, что предотвратило его падение на центр притяжения. Одновременно оно сжималось к плоскости, перпендикулярной оси вращения. Так образовался диск нашей Галактики. Диск окружен темным веществом и гало, которое состоит из старых звезд и шаровых скоплений, образовавшихся в самом начале эволюции Галактики. После примерно пяти миллиардов лет перерыва вновь сложились условия для звездообразования. Стали рождаться звезды второго поколения, в том числе и наше Солнце. Это звезды диска, содержащие примесь более тяжелых элементов, чем водород и гелий, элементов, из которых состоим мы и все, что нас окружает.
.jpg)
Судьба галактик зависит от соотношения масс обычного и темного вещества в каждой из них. Некоторые галактики не смогли удержать свое вещество и рассеялись. По современным представлениям темное вещество имеется в гало каждой галактики и в межгалактическом пространстве. Недавно группа ученых из САО (И.Д. Караченцев и другие) обнаружила новый вид галактик – невидимые галактики, состоящие в основном из темного вещества. Они изменяют форму и структуру соседствующих с ними обычных галактик. Сгустки темного вещества в межгалактическом пространстве обнаруживают по линзированию света далеких галактик.
Имеется ли темное вещество в нашей Солнечной системе?
Ученые многих стран ищут ответ на этот вопрос. Огромную работу провели петербургские ученые Н. Питьев и Е. Питьева. Они сопоставили расчетные орбиты с наблюдаемыми положениями объектов Солнечной системы. Притяжение, которым обладает темное вещество, должно было бы отклонить наблюдаемые объекты от теоретически рассчитанных орбит. Они использовали 677 000 оценок положений планет, выполненных наземными телескопами, радарами, и космическими аппаратами. После учета влияния планет, спутников, 301 крупного астероида, 21 трансуранового объекта и др. ученые пришли к выводу, что движение небесных тел происходит по орбитам, точно совпадающим с теоретическими, и гравитационного влияния темного вещества не наблюдается. Темного вещества в Солнечной системе нет. (Препринт опубликован 24.06.2013 в Cornell University Librari arxiv.org/abs/1306.5534).
Возникает новый очень важный вопрос: как согласовать наличие темного вещества в структурах большого масштаба, больших масс, с отсутствием его в Солнечной системе?
Природа и свойства темного вещества - одна из фундаментальных проблем современной астрофизики.
Наука не догма. Развиваясь, она выдвигает все новые проблемы, и в этом ее сила, увлекательность и притягательность для умов. И.С. Шкловский, известный астрофизик, говорил, что наука увлекательнее всякой фантастики.
- Войдите на сайт для отправки комментариев
- 9387 просмотров
Уважаемый Sol!
Спасибо ,что Вы заметили ошибки в моем тексте. Я привела неправильные данные о размерах нашей Галактики. Есть и еще один мой грех.
Текст, о котором Вы пишете, случайно оказался оторванным от первой статьи рубрики «Есть интересный вопрос». Он должен располагаться между предпоследним и последним абзацами.
Теперь он перенесен на свое место. Заглавие «Имеется ли темное вещество в нашей Солнечной системе» относится уже к следующему комментарию.
В основном тексте есть ссылка на книгу Л.С. Марочника и А.А. Сучкова «Галактика».
Текст статьи я ниоткуда не сканировала, а писала сама, поэтому и ошибки на моей совести.
Привожу данные, взятые из Википедии.
Диаметр излучающей области Галактики 30 кпк, масса 1,5*10^11 М Солнца. Масса, по-видимому, с учетом темного вещества 3*10^12 М Солнца.
Диаметр излучающей области Туманности Андромеды в 2,6 раз больше, чем у Галактики, а масса всего в 1,5 раза больше. Параметров темного гало этой туманности мне найти не удалось.
Темные гало этих двух галактик в настоящее время не смыкаются, но расстояние между ними уменьшается со скоростью 140 км/с. Кроме гало Местная Группа галакик, как и другие гравитационно связанные группы галактик, возможно, содержит общее темное вещество.
Вполне возможно, что многие явления связаны со свойствами физического вакуума.
Ведь Стивен Хокинг показал, что черные дыры, хоть и не выпускают ни вещество, ни излучение, тем не менее уменьшаются и по размерам, и по массе и в конце концов исчезают совсем. Они «испаряются». В физическом вакууме в сильном гравитационном поле, окружающем черную дыру, происходит поляризация непрерывно появляющихся и исчезающих виртуальных частиц. В результате поляризации образуются пары электрон-позитрон и другие. В редких случаях происходит разрыв пар: одна частица падает обратно в черную дыру, а другая улетает в космическое пространство, унося с собой небольшую долю гравитационной энергии черной дыры. Раз уменьшается гравитация черной дыры, значит, уменьшается и ее масса. Полное исчезновение черной дыры с массой порядка солнечной может произойти за 10 в 23 степени лет.
Темная энергия сопоставляется (пока не отождествляется) с энергией космического физического вакуума. В работе В. Решетникова отмечаются их общие характеристики:
«Свойства вакуума близки к требуемым для темной энергии — его плотность не зависит от времени (она определяется физикой очень малых расстояний и времен), он не скучивается и, согласно квантовой физике, его давление отрицательно, что и приводит к появлению эффекта антигравитации. Эти особенности вакуума привели к тому, что он часто рассматривается в качестве основного кандидата в темную энергию.»
Одно из интересных объяснений природы темного вещества приводится на нашем сайте.
В мощных гравитационных полях галактик и скоплений галактик в физическом вакууме происходит поляризация элементарных виртуальных частиц гравитационного поля.Образуются пары вещество- антивещество. Виртуальные частицы стороной «вещество» притягиваются к барионному веществу, усиливая его гравитационное поле, создается эффект присутствия дополнительной гравитирующей массы – темного вещества.
Рахиль Менашевна! Не сразу увидел этот Ваш текст. Идея, в принципе, хорошая. Но прежде небольшое дополнение. По Хокингу все-таки испарение черной дыры сопровождается излучением со спектром Планка с температурой, которая определяется площадью поверхности горизонта событий, насколько я помню. Это излучение - визитная карточка черной дыры.
Что касается темной энергии, то тут все абсолютно правильно. Это основная гипотеза на сегодня. Однако в этой теории есть проблемы. В частности, величина плотности энергии вакуума по локальным измерениям (в лаборатории) и космологическим сильно расходятся. Поэтому для темной энергии предлагают и другие модели типа скалярного поля. Это модель так называемой квинтэссенции.
Использовать поляризацию вакуума в качестве темной материи - это интересная гипотеза. Но тут все надо просчитывать. Можно предположить, что такая гипотеза будет сталкиваться с той же трудностью, что в модели темной энергии. Плотность энергии вакуума должна быть больше, чем то, что дают измерения в лаборатории (эффект Казимира). Если эта проблема будет решена, то, возможно, Ваша идея будет подтверждаться.
Однако я уже писал, что возможно, все обстоит несколько иначе, чем это дает ОТО и квантовая теория поля. Как получается у меня, темная материя - это проявление геометрии, но в несколько ином виде, чем в ОТО. Этот эффект у меня как раз имеет такие же внешние атрибуты как поляризация вакуума, хотя сама физика связана с геометрией, как я говорил. В такой теории Ваша гипотеза соответствует наблюдаемому эффекту.
Уважаемый zhvictorm.
«Испарение» черных дыр настолько интересная тема, что к Вашему дополнению хочется сделать еще одно дополнение, которое, конечно, далеко не исчерпывает эту тему.
Испарение черной дыры происходит с ускорением, все быстрее уменьшается площадь поверхности горизонта событий, и при этом все быстрее возрастает температура излучения, заканчивается этот процесс взрывом. Самые большие черные дыры с массой в десятки и сотни миллионов масс Солнца могут иметь температуру меньше температуры реликтового излучения. Они больше поглощают вещества, чем излучают.
Новая идея о природе темной материи, к сожалению, принадлежит не мне, я о ней только рассказываю. То, что Вы писали по этому поводу, я, конечно, помню.
Думаю, что о физическом вакууме нам предстоит еще узнать много интересного.
Уважаемая RMR_astra!
В Вашей цитате я выделил некие слова жирностью. Вопрос у меня следующий. Помнится, когда я читал вузовские учебники по астрономии начала 1980-х годов, в них ещё не было слов «тёмная материя», но, с другой стороны, утверждалось, что модели образования протогалактик, «блинов» Зельдовича через механизм гравитационной неустойчивости, существуют и работают.
Мой вопрос таков: нужна ли вообще теоретикам тёмная материя, чтобы построить хорошую модель возникновения протогалактик? Может быть, достаточны только флуктуации и гравитационная неустойчивость обычной барионной материи?
Уважаемый Sol!
Согласно теории гравитационной неустойчивости бесконечно протяженная однородная масса вещества неизбежно должна распадаться на отдельные сгустки. Устойчивыми оказываются те из них, у которых имеется определенное количественное соотношение между массой (M), температурой (T) и плотностью вещества (r).
Была поставлена задача оценить параметры стуктурных образований нашей Вселенной. Реликтовое излучение должно сохранять следы такой фрагментации в виде вариаций температуры (dT/T). Количественное значение этого параметра было получено из наблюдений.
Наблюдения температурных неоднородностей реликтового излучения показали, что гравитационной неустойчивости барионного вещества недостаточно для образования протогалактик, необходимо участие дополнительных гравитирующих масс. Не изменили положение и более сложные теории, в том числе и теория «блинов».
Я.Б. Зельдович еще тридцать лет тому назад писал о темном веществе: «Однако, даже простейший вариант образования структуры требует слишком больших значений (dr/r)r и не выдерживает сопоставления с ограничениями, полученными из наблюдений величины dT/T. Возможно, возникшее противоречие связано с наличием скрытой массы, создаваемой массивными нейтрино или какими-либо другими массивными частицами. Тогда возмущение плотности (dr/r)r в фотонно-барионном компоненте материи может оставаться сравнительно малым и, следовательно, предсказываемые вариации dT/T будут малы, а необходимый рост возмущений будет обеспечен гравитационным влиянием со стороны более значительных неоднородностей в распределении нейтрино или других частиц, обладающих массой покоя.»
Недавно международная команда исследователей из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) и университета Эдинбурга (University of Edinburgh) опубликовала данные, которые ставят под сомнение существование частиц тёмной материи. Подчерку – ставится под сомнение не само существование тёмной материи, а только то, что она организована в виде частиц, а не в виде, например, больших глыб или даже потухших звёзд.
Ведущий автор нового исследования Дэвид Харви (David Harvey) и его коллеги из Лаборатории астрофизики EPFL изучали столкновения кластеров галактик и пытались найти зацепки, которые помогли бы пролить свет на природу тёмной материи. Учёные рассмотрели 72 случая столкновений галактических скоплений.
Исследователи проанализировали данные о столкновениях, чтобы измерить изменение импульса тёмной материи в тот момент, когда два кластера врезались друг в друга. Предыдущие исследования в области физики частиц показали, что когда субатомные частицы сталкиваются друг с другом, то происходит обмен импульсами. Поэтому, в зависимости от того, что произошло с тёмной материей в процессе столкновения скоплений галактик, можно сделать выводы о её природе.
Команда Харви рассмотрела два возможных сценария, которые помогли бы проверить гипотезу о том, что тёмная материя состоит из частиц.
1) В одном случае частицы тёмной материи взаимодействуют часто, но обмениваются небольшим импульсом. Если верен этот сценарий, то тёмная материя будет замедляться после столкновения, поскольку частое взаимодействие частиц вызовет дополнительное торможение.
2) В другом случае - частицы тёмной материи взаимодействуют редко, но обмениваются большим импульсом. В этом случае частицы тёмной материя будут рассеиваться по космосу, отлетая прочь от места столкновения галактических кластеров, как бильярдные шары.
К удивлению учёных расчёты показали (скорее, судя по контексту статьи не расчёты, а экспериментальные данные рентгеновской обсерватории «Чандра» и космического телескопа «Хаббл»? возможно, это неточность журналиста? - Sol), что сгустки тёмной материи попросту проходят сквозь друг друга. Это означает, что её частицы не взаимодействуют между собой и не вызывают торможения. Харви и его коллеги сообщают, что, скорее всего, частиц тёмной материи и не существует вовсе.
Результаты данного исследования, кстати, согласуются с гипотезой теоретиков из университета Кейс Вестерн Резерв, что тёмная материя должна состоять не из частиц, а из глыб размером с астероид. Однако как взаимодействуют эти глыбы друг с другом, и могут ли они пройти насквозь другие сгустки тёмной материи, исследователям ещё предстоит выяснить.
Источник информации.
Почему надеются на миссию Gaia?
Космическая обсерватория Gaia – продолжит работу космического аппарата Hipparcos, используя современные технические достижения. Например, угловые координаты будут измеряться с точностью до стотысячной доли секунды (http://intersystems.ru/casestudies/cache/gaia.pdf). Будут также определяться величина и направление скорости звезд, их расстояние от Солнца, звездная величина, температура, химический состав и многие другие характеристики. Планируется изучить миллиард звезд и составить трехмерную карту исследуемой области Галактики.
Объем поступающей информации расширит возможности разносторонних исследований, в том числе, появится возможность продолжить поиски темного вещества в нашей Галактике.
Над созданием космической обсерватории Gaia трудились десятки компаний из 16 стран. Эта работа от замысла до исполнения заняла более 20 лет. Заказчик – Европейское Космическое Агентство.
Доставил космический аппарат на космодром наш самолет Ан-124. Важнейшая работа - запуск аппарата на расчетную орбиту - была выполнена российским ракетоносителем «Союз-СТ-Б» с разгонным блоком «Фрегат-МТ».
«Самарский ракетно-космический центр «ЦСКБ «Прогресс»» является ответственным за ракету-носитель, а также осуществляет общее техническое руководство российскими промышленными предприятиями, участвующими в запуске спутникаGaia» (http://samaratoday.ru/news/150619).
«Фрегат-МТ» - разработан и выполнен в НПО им. С.П. Лавочкина.
Старт произошел совсем недавно, 19 декабря 2013 года, с международного космодрома Куру, расположенного во Французской Гвиане на северо-востоке Южной Америки (географическая широта 5 градусов 18 минут). Курс – на восток над Атлантическом океаном в направлении суточного вращения Земли. После запланированных включений разгонного блока космический аппарат 14 января 2014 года вышел на расчетную орбиту вокруг точки Лагранжа L2. Она расположена на расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли в стороне, противоположной Солнцу. Аппарат будет описывать вокруг точки L2 фигуры Лиссажу, приближаясь к ней на 90000 км и удаляясь на 340000 км, совершая оборот за180 земных суток. Часть времени станция будет находиться в тени Земли, а в остальное время от солнечного излучения ее будет спасать защитный экран, исполняющий одновременно роль панели для солнечных батарей. Проверка всех систем должна продлиться до мая 2014 г. Затем начнет поступать информация.
Рахиль Менашевна! Спасибо за сообщение. Я как-то пропустил то, что Gaia - астрометрический спутник. Будем ждать информации. Надеюсь, что ее можно будет получать в открытом виде.
Есть ли темное вещество в окрестностях Солнечной системы?
…и сами ответы стоят, как вопросы,
и месяц висит вопросительным знаком.
Как много мы знаем, как мало мы знаем.
Как здорово жить на Земле, как непросто!
Р. Рождественский
Внутри Солнечной системы темного вещества не нашли, в недрах Солнца - тоже не обнаружили.
Возник вопрос: есть ли темное вещество в галактическом поле, окружающем Солнечную систему?
Такую задачу постарались решить чилийские астрономы под руководством Христиана Мони Бидина (http://www.modcos.com/news.php?id=249). Использовались телескопы двух обсерваторий: Ла-Сильяс и Лас Кампанас, оснащенные самым современным оборудованием. Между обсерваториями всего 27 км. В этом районе Чили 300 ясных дней в году. Исследовалась область вокруг Солнечной системы радиусом 13000 световых лет. В ней определялась масса всего вещества.
В теоретических статьях, посвященных происхождению, эволюции и вращению галактик, приводятся оценки: в среднем 17% барионного вещества, 83% темной материи.
Но эти наблюдатели свидетельствуют:
«Значение массы, которую мы получили, очень хорошо соответствует тому количеству вещества, которое мы видим в форме звезд, пыли и газа в околосолнечной области. Но тогда не остается места для темной материи, которую мы рассчитывали найти. Но ее там просто не оказалось!...»
Впечатляющий пример приводится в примечаниях к этой статье.
«Теории предсказывают, что среднее количество темной материи в окрестности Солнца должно составлять примерно 0,5 кг в объеме земного шара. Новые измерения дают значение 0,00+/-0,06 кг темной материи в этом объеме.
Христиан Мони Бидин продолжает: «Наши результаты противоречат принятым сейчас моделям. Тайна темной материи, таким образом, стала еще загадочнее. Будущие исследования, такие, как миссия ESA Gaia, сыграют решающую роль в ее разгадке».
Я уже писал в этой теме, что в рамках топологического подхода, который я развиваю, получается, что эффект темного вещества (или темной материи) возникает из-за роста гравитационной постоянной на краях топологических ячеек. Количество темного вещества в объеме Солнечной системы лишь указывает, что эффективная гравитационная постоянная увеличивается в окрестности Солнца на очень малую величину. Заметным рост оказывается на галактических и межгалактических расстояниях. Но расчеты еще надо довести до ума. Этим я сейчас и занят.
Уважаемый Виктор Михайлович!
Желаю дальнейших успехов!
Существует ли темное вещество?
Сначала нужно понять, для объяснения какого явления в нашей Галактике оно потребовалось. Известны два основных вида вращения: твердотельное и кеплерово. В первом случае масса распределена по всему вращающемуся телу. Чем дальше частица твердого тела находится от центра вращения, тем больше ее скорость. Во втором случае имеется массивное тело, создающее поле тяготения, и отдельные небольшие тела, движущиеся вокруг него по орбитам. В этом случае наоборот: чтобы не упасть на центральное тело, наибольшая скорость необходима вблизи центра притяжения, а с удалением от него скорость падает. Наблюдения показывают, что ядро Галактики вращается наподобие твердого тела. Оно играет ту же роль, что и Солнце в Солнечной системе. Распределение вещества в окружающей ядро части Галактики не такое, как в кеплеровской системе, но с удалением от центра скорость вращения падает по квазикеплеровскому закону. С удалением от центра светимость Галактики также уменьшается, поэтому считается, что уменьшается и плотность вещества. Более детальные наблюдения показали, что на определенном расстоянии от ядра скорость вращения вещества Галактики перестает уменьшаться и при дальнейшем удалении от центра остается постоянной, то есть периферия Галактики вращается быстрее, чем требует квазикеплеровский закон. Таким образом, закон вращения внешних областей Галактики представляет собой сочетание квазикеплеровского и квазитвердотельного. Создается впечатление, что во внешних областях Галактики распределено невидимое темное вещество.
Изменение скорости вращения вещества Галактики в зависимости от расстояния от ее центра
В дальнейшем темное вещество обнаружили и в других галактиках, и в скоплениях галактик, и во многих массивных объектах.
Исследованию природы темного вещества посвящено большое количество работ, но, пожалуй, самая интересная идея принадлежит сотруднику CERN’а Драгану Славко Хадждуковичу. Он считает, что эффект дополнительного невидимого вещества создает поляризация физического вакуума, в который погружено все вещество. В физическом вакууме возникают не только известные виртуальные частицы с противоположными зарядами, например, электрон и позитрон, но и виртуальные элементарные частицы гравитационного поля, несущие противоположные заряды: положительный у вещества и отрицательный у антивещества. Подробнее об этом явлении можно прочесть на нашем сайте в разделе Астрофизика в очень интересном и содержательном материале, представленном Sol, «Предложено оригинальное объяснение природы «темной материи» (сейчас более 2250 прочтений и будет еще больше). Сильное гравитационное поле способно поляризовать физический вакуум так, что диполи вещество-антивещество поворачиваются веществом к массе обычного вещества, создающего поле тяготения. Таким образом поле усиливается, создавая иллюзию дополнительной массы. Гипотеза Д. С. Хадждуковича согласуется, по крайней мере, с двумя наблюдаемыми явлениями, не находившими прежде приемлемого объяснения.
В связи с тем, что значительно поляризовать физический вакуум способны только большие массы, обладающие мощным полем тяготения, становится понятным, почему в Солнечной системе не обнаружено темное вещество. Ведь масса Солнечной системы в двести миллиардов раз меньше массы Галактики.
Объясняется и эмпирический закон Тулли-Фишера. На основе статистического материала ими была установлена зависимость: чем больше светимость галактики, тем больше в ней темного вещества. Чем больше светимость - тем больше масса галактики – тем больше способность поляризовать окружающий галактику физический вакуум - тем больше виртуальных диполей со знаком вещества повернутся к галактике и создадут дополнительное гравитационное поле, за счет которого как бы увеличивается масса галактики и появляется темное вещество.
Гипотезу Хадждуковича о том, что в виртуальных диполях вещество притягивается к веществу, а антивещество диполя отталкивается от вещества, но притягивается к антивеществу, проверяется в CERN’е на замедлителе антипротонов по программе исследования антивещества AEGIS (Antimatter experiment: Gravity, interferometry, spectroscopy).
Возникает очень интересный вопрос: как поляризация виртуальных частиц гравитационного поля смогла повлиять на эволюцию нашей Галактики и на разделение ее вещества на гало и диск?
Рахиль Менашевна! Интересная гипотеза! У меня есть некоторые свои модели. Так вот, по моим моделям получается что-то аналогичное, при условии, что поляризация вакуума у меня объясняется несколько иначе, чем в стандартной квантовой эдектродинамике. Вы можете дать ссылку на работы Хадждуковича?
Cornell University Librar
http://arxiv.org/abs/1106.0847
Is dark matter an illusion created by the gravitational polarization of the quantum vacuum?
Dragan Slavkov Hajdukovic
(Submitted on 4 Jun 2011 (v1), last revised 8 Nov 2011 (this version, v2))
Assuming that a particle and its antiparticle have the gravitational charge of the opposite sign, the physical vacuum may be considered as a fluid of virtual gravitational dipoles. Following this hypothesis, we present the first indications that dark matter may not exist and that the phenomena for which it was invoked might be explained by the gravitational polarization of the quantum vacuum by the known baryonic matter. Comments: We have added an Appendix in order to show that the gravitational polarization of the quantum vacuum allows the understanding of the universality of the central surface density of galaxy dark matter haloes, the cored dark matter haloes in dwarf spheroidal galaxies, the non-existence of dark disks in spiral galaxies and distribution of dark matter after collision of clusters of galaxies
Subjects: General Physics (physics.gen-ph); Cosmology and Extragalactic Astrophysics (astro-ph.CO)
Journal reference: Astrophys.Space Sci.334:215-218,2011
DOI: 10.1007/s10509-011-0744-4
Cite as: arXiv:1106.0847 [physics.gen-ph]
(or arXiv:1106.0847v2 [physics.gen-ph] for this version)
Submission history
From: Dragan Hajdukovic [view email]
[v1] Sat, 4 Jun 2011 18:31:49 GMT (105kb)
[v2] Tue, 8 Nov 2011 20:43:48 GMT (244kb)
Рахиль Менашевна!
Большое спасибо за ссылку. Я пока посмотрел ее быстро. Более детально буду смотреть в течение некоторого времени.
Я разрабатываю несколько иной геометрический подход к описанию полей и материи, чем в ОТО. Геометрия описывается не в терминах метрического тензора, как в ОТО, а терминах внешней кривизны пространства. До недавнего времени гравитационное поле у меня несколько было в стороне.
В первую очередь теория строилась для задач описания элементарных частиц и электромагнитного взаимодействия в рамках геометрического подхода. В результате появилась возможность построить вполне приличную теорию. Недавно, я делал весной доклад в Москве и в октябре в Казани, у меня получилось ввести естественным образом гравитационное поле. В таком подходе гравитационное поле связано с электрическим и описывается уравнениями, близкими к уравнениям Пуассона в теории Ньютона.
Основное отличие состоит в том, что в закон тяготения входит множитель, который можно интерпретировать, как параметр, связанный с поляризацией вакуума. Поскольку этот множитель входит в потенциал поля тяготения Ньютона, то его можно интерпретировать или как увеличение тяготеющей массы, или как рост постоянной тяготения Ньютона. Этот параметр растет к границам каждой ячейки, в которой находится галактика. При этом, в области, где находится материя, этот параметр усредняется и, фактически, остается в среднем постоянным. Но чем дальше мы уходим от области, заполненной материей, в область пустого пространства, тем этот фактор начинает проявляться во всё большей степени.
На больших масштабах этот рост будет более заметен, чем на малых, что мы и наблюдаем в галактиках на их периферии. В окрестности Солнца мы так же должны были бы наблюдать некоторый рост массы или постояннй тяготения к границам солнечной системы, но в меньшей степени. Величину этого роста я пока еше не могу оценить. Надо провести ряд исследований. Сравнивая этот подход с идей Хаджуковича, можно сказать, что Хадждукович использует стандартную квантовую теорию, а у меня тот же эффект, но описываемый в рамках другого подхода.
Здесь я привожу картинку из моего доклада.
Уважаемый Виктор Михайлович,
очень необычно и, по-моему, ново. Интересно, что Вы предпочтете: увеличение гравитирующей массы или изменение гравитационной постоянной? Надеюсь, Вы продолжите эту работу.
Рахиль Менашевна!
Формула для ускорения свободного падения получается примерно такой:
$g=\frac{4\pi}{3} R^3 \frac{G_0M_0{\bf r}}{r^3}$
Множитель $4\pi R^3({\bf r})/3$ отвечает за эффект темной материи. Здесь $R$ - это некоторая геомеотрическая характеристика пространства. Можно полагать, что постоянная тяготения меняется по закону $G=G_04\pi R^3({\bf r})/3$, а можно считать, что изменяется масса тяготеющей материи:
$M=M_0 \frac{4\pi}{3} R^3({\bf r}).$
Большой разницы по сути нет. Однако, наверное, предпочтительней считать, что изменяется постоянная тяготения, поскольку если вычислять массу по локальному движению тел, она будет равна $M_0$. Продолжаю работать. Очень хотелось бы докопаться.
Уважаемый zhvictorm!
Ваша теоретическая модель только качественно объясняет данные эффекты или можно наложить Ваши «теоретические кривые» на массив наблюдательных данных так, что они лягут на него даже лучше, чем те, которые следуют из других теоретических моделей?
И второй вопрос. Раз данный эффект уже начинает проявляться в окрестности Солнца, то не объясняет ли он аномальное поведение траектории космических аппаратов «Пионер»?
Уважаемый Sol!
Теория уже содержит уравнения, которые описывают переменное гравитационное поле. Но она содержит несколько параметров, которые пока необходимо извлекать из эксперимента. Поэтому предсказания качественные в форме соотношений, содержащих эти параметры. Но общий характер решений примерно таков, как я описал выше, т.е. гравитационная постоянная меняется в зависимости от расстояния, причем гравитационная постоянная растет к краю ячеек.
Думаю, к лету будет опубликованы еще две части работы, где будут представлены уже расчеты для конкретных ситуаций. Что касается эффекта Пионера-10, то пока трудно оценить величину эффекта для Солнечной системы, но качественно эффект совпадает с общими результатами расчета.
Понятно. Интересно будет узнать (в популярной форме) о Ваших новых статьях и результатах.
И ещё один вопрос. Насколько я понял, в Вашей модели топологические ячейки должны быть примерно размером с галактику (с её «тёмноматериальное» гало)? Вряд ли размер ячейки может быть меньше видимого размера галактики, поскольку тогда в точках пересечения границы ячейки и видимого диска галактики наблюдались бы особые (аномальные :) ) явления, которые, по-видимому, не замечены. А если в ячейку будет входить более одной галактики, то можно ли будет так хорошо объяснить «эффект тёмной материи» для каждой из них.
Иными словами, не имеет ли места принцип «одна галактика - одна ячейка» или «каждая галактика - в своей ячейке»?
Уважаемый Sol!
В теории топологические ячейки - это области пространства, выделенные с помощью определенного геометрического критерия. Они могут иметь размеры элементарных частиц и размеры скоплений галактик. Ограничение есть снизу, а сверху - только размеры Вселенной, которые мы не знаем. В чистом виде топологические ячейки - это области пространства, соответствующие элементарным частицам. На макромасштабах - это уже усредненное описание. Но получается примерно так, как Вы и описали.
Каждый отдельный объект во Вселенной - частица, планета, звезда, галактика, скопление галактик образуют иерархию вложенных в друг друга топологических ячеек. К границе каждой из них эффективная гравитационная постоянная растет. Величина роста определяется достаточно универсально, т.е. определяется одним и тем же фактором $R({\bf r},t)$, зависимость от координат которого уже определяется структурой ячейки. Сама величина эффективной гравитационной постоянной не очень значительна, но в сумме, как эффект скрытой массы, она может быть весьма существенной. Часть информации можно найти в статьях [1,2]. Еще две части, надеюсь, будут опубликованы к лету.
Уважаемый zhvictorm!
Я, конечно, постараюсь прочитать Ваши статьи и хоть что-то понять в них. Но, просьба о популярном и без потери точности мысли изложении Ваших будущих статей сохраняется. Думаю, к этой просьбе присоединятся и другие читатели сайта ЛКИ.
Пока же отмечу интересный, как мне кажется, вывод о том, что «каждый отдельный объект во Вселенной - частица, планета, звезда, галактика, скопление галактик образуют иерархию вложенных в друг друга топологических ячеек» и «к границе каждой из них эффективная гравитационная постоянная растет». Не могу пока чётко сформулировать - почему? - но он мне представляется интересным.
Уважаемый Sol!
Теория в популярном изложении дело не простое. Историю вопроса я начинал излагать в цикле сообщений в моем блоге под общим названием "Топологическая квантовая теория". Постараюсь продолжить выкладывать сообщения на эту тему, раз появился вновь интерес к этому.