Темная материя и темная энергия
Все, что мы видим вокруг себя (звезды и галактики) это не более 4-5% от всей массы во Вселенной!
Состав Вселенной
Согласно космологическим теориям современности, наша Вселенная состоит всего из 5% обычной, так называемой барионной материи, которая образует все наблюдаемые объекты; 25% темной материи, регистрируемой благодаря гравитации; и темной энергии, составляющей целых 70% от общего объема.
Термины темная энергия и темная материя не вполне удачны и представляют собой дословный, но не смысловой перевод с английского.
Материалы по теме
Крупномасштабная структура Вселенной
В физическом же смысле данные термины подразумевают, только то, что эти вещества не взаимодействуют с фотонами, и их с таким же успехом можно было бы назвать невидимой или прозрачной материей и энергией.
Многие современные ученные убеждены, что исследования направленные на изучение темной энергии и материи, вероятно, помогут получить ответ на глобальный вопрос: что же ожидает нашу Вселенную в будущем?
Сгустки размером с галактику
Темная материя представляет собой субстанцию, состоящую, скорее всего, из новых, еще неизвестных в земных условиях частиц и обладающую свойствами присущими самому обыкновенному веществу. Например, она способна также как обычные вещества собираться в сгустки и участвовать в гравитационных взаимодействиях. Вот только размеры этих так называемых сгустков могут превышать целую галактику или даже скопление галактик.
Подходы и методы исследования частиц темной материи
Из чего состоит Вселенная
На данный момент ученые всего мира всячески пытаются обнаружить или получить искусственно в земных условиях частицы темной материи, посредством специально разработанного сверхтехнологичного оборудования и множества различных научно-исследовательских методов, но пока все труды не увенчиваются успехом.
Материалы по теме
Эволюция Вселенной: от начала до наших времен
Один из методов связан с проведением экспериментов на ускорителях высокой энергии, широко известных как коллайдеры. Ученые, считая, что частицы темной материи тяжелее протона в 100-1000 раз, предполагают, что они должны будут зарождаться при столкновении обычных частиц, разогнанных до высоких энергий посредством коллайдера. Суть другого метода заключается в регистрации частиц темной материи, находящихся повсюду вокруг нас. Основная сложность регистрации данных частиц состоит в том, что они проявляют очень слабое взаимодействие с обычными частицами, которые по своей сути для них являются как бы прозрачными. И все же частицы темной материи очень редко, но сталкиваются с ядрами атомов, и имеется определенная надежда рано или поздно все же зарегистрировать данное явление.
Существуют и другие подходы и методы исследования частиц темной материи, а какой из них первым приведет к успеху, покажет лишь время, но в любом случае открытие этих новых частиц станет важнейшим научным достижением.
Субстанция, обладающая антигравитацией
Распределение энергии во Вселенной
Темная энергия представляет собой еще более необычную субстанцию, чем та же темная материя. Она не обладает способностью собираться в сгустки, в результате чего равномерно распределена абсолютно по всей Вселенной. Но самым необычным ее свойством на данный момент является антигравитация.
Природа темной материи и черных дыр
Благодаря современным астрономическим методам имеется возможность определить темп расширения Вселенной в настоящее время и смоделировать процесс его изменения ранее во времени. В результате этого получена информация о том, что в данный момент, так же как и в недалеком прошлом, наша Вселенная расширяется, при этом темп этого процесса постоянно увеличивается. Именно поэтому и появилась гипотеза об антигравитации темной энергии, так как обычное гравитационное притяжение оказывало бы замедляющее воздействие на процесс «разбегания галактик», сдерживая скорость расширения Вселенной. Данное явление не противоречит общей теории относительности, но при этом темной энергии необходимо обладать отрицательным давлением – свойством, которым не обладает ни одно из известных на данный момент веществ.
Кандидаты на роль «Темной энергии»
Масса галактик в скоплении Абель 2744 составляет менее 5 процентов от всей его массы. Этот газ настолько горячий, что светит только в рентгеновском диапазоне (красный цвет на этом изображении). Распределение невидимой темной материи (составляющей около 75 процентов от массы этого кластера) окрашено в синий цвет.
Одним из предполагаемых кандидатов на роль темной энергии является вакуум, плотность энергии которого остается неизменной в процессе расширения Вселенной и подтверждает тем самым отрицательное давление вакуума. Другим предполагаемым кандидатом является «квинтэссенция» — неизведанное ранее сверхслабое поле, якобы проходящее через всю Вселенную. Также имеются и другие возможные кандидаты, но не один из них на данный момент так и не поспособствовал получению точного ответа на вопрос: что же такое темная энергия? Но уже сейчас понятно, что темная энергия представляет собой что-то совершенно сверхъестественное, оставаясь главной загадкой фундаментальной физики XXI века.
Похожие статьи
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Источник
«Тёмные материи» в науке и во вселенной
Прежде чем приступить к космологии, уточним наши представления о Мироздании. Мы интуитивно уверены, что вещественные тела разумеется материальны. И что составляющие их атомы и всякие элементарные частицы являются источником физических полей, через которые они и взаимодействуют между собой. А квантовая механика и более того, объясняет, что всякие взаимодействия осуществляются через обмен частицами (всякими бозонами) через пустое пространство. Тут вроде всё понятно. Хотя ассортимент частиц всякого разного сорта оказывается очень уж обширным.
Но, добавляет теория относительности (ТО) Эйнштейна, никакая частица не может превысить скорость света, которая является мировой константой и одинакова ( в пустоте! ) в любой инерциальной системе отсчёта (ИСО) – таковы уж необъяснимые свойства пространства-времени и сиё следует принять как данность . И это пространство-время может быть ещё и искривлённым.
То есть к материи с её, как бы понятными физическими свойствами, добавились ещё и непредставимые геометрические свойства нематериального пространства-времени, но наука уверяет, что так и есть. Увы, но ВСЁ это неверно! Поэтому ожидаемо, что и некоторые «научные» выводы о вселенной скорее всего ошибочны, а на самом деле всё не так. А что не так конкретно с «тёмной материей» во вселенной станет понятно в конце повествования.
Чтобы разобраться, как оно на самом деле, нужно сначала составить правильные понятия о Мироздании. В статье [3] было обосновано, что Метагалактика представлена твёрдым и до некоторой степени упругим эфиром, и более никакой иной материи в Мироздании нет! В эфире существуют и распространяются силовые физические поля. Поля взаимно накладываются друг на друга, и в результате интерференции напряжения в некоторых местах складываются и могут превысить предел упругой прочности эфира – там и возникают вещественные частицы в виде неупруго коллапсированного участка эфира. Внутреннее давление, сжатие эфира, не позволяет возникшим частицам «распрямиться», обеспечивая им стабильность. Резонный вопрос – а откуда взялось это внутреннее давление? Дело в том, что область эфира, вмещающая в себя вселенную, расширяясь, давит на соседние области, чьё сопротивление и обуславливает в ней это внутреннее давление. Логично предположить, что именно величиной этого давления эфира и соответственно его плотностью определяются значения мировых констант .
О причинах расширения будет рассказано ниже. Сопротивление же ему возникает вследствие инерционной массы окружающего данную вселенную эфира. Масса присуща именно эфиру как мера заключённой в нём энергии сжатия, но олицетворяется, однако, видимым присутствием сопутствующих вещественных тел – что доказывается в статье [2]. Отметим, что частицы, перемещаясь, не проталкиваются сквозь эфир, а исчезают, где были, и образуются в новом месте вследствие распространения и сочетания полей в новую конфигурацию. Об этом в статье [5]. Таким образом, движущей силой являются изменения конфигураций силовых полей, которым вещественные частицы всего лишь сопутствуют, являясь одновременно центрами фиксации граничных значений полей. О напряжениях полей на границах корпускул в статье [4].
Обоснование вышеизложенного опирается на математическое доказательство, приведенное в статье [1], из коего следует, что именно распространением полей в эфире объясняются все феномены теории относительности. А в упомянутой статье [3] показано, что вокруг сформировавшихся частиц образуется область ослабленного давления эфира, следствием чего является притяжение (гравитация) частиц друг к другу, вызванная действием более высокого давления со стороны окружающего их эфира.
Принимая во внимание эти исходные данные, попробуем выяснить, что далее должно происходить в нашей вселенной, и что было в самом начале. Сразу оговорюсь, что это будет попытка чисто логической реконструкции космологической истории основанная на вышеперечисленных выводах эфирной теории. Сами эти выводы, отмечу, являются не предположениями, а единственно логичным следствием из причины феноменов теории относительности , объясняемых в статьях [1, 6-9]. Но тем не менее, данная гипотеза не претендует на абсолютную истину.
Понятно, что из-за внутреннего давления Мировой эфир должен расширяться, что и замечено реально как ускоряющееся расширение вселенной. И, по-видимому, вот эту энергию сжатия эфира, заставляющую его расширяться вместе с сопутствующей вселенной, учёные назвали «тёмной энергией» .
И понятно, что при этом внутреннее давление эфира будет ослабевать во всём его «бесконечном» объёме. И, значит, когда-то ослабнет настолько, что не сможет уже удерживать вещественные элементарные частицы в сжатом коллапсированном состоянии. Они начнут «распрямляться», переходя в состояние упругого эфира, воспринимаемое нами как пустое пространство. В итоге, из вселенной начнёт исчезать вещество, естественно вместе со всеми её обитателями, пока она вся не станет пустым пространством, которое, однако, продолжит расширяться. Это логически следует из доказанного в статьях [1] и [3] и является первым из 2-х возможных сценариев совершенно неизбежной гибели всякой жизни в нашей вселенной .
Далее можно предположить два сценария дальнейшего развития. По первому вселенная так и будет бесконечно расширяться. Неясным в этом случае остаётся вопрос – откуда она взялась изначально и рядовое это событие в Космосе, или уникально единственное и больше нигде ничего не будет? Некоторые наблюдаемые феномены, о которых разговор пойдёт в дальнейшем (подписывайтесь!), свидетельствуют в пользу того, что это рядовое и регулярное событие. В таком случае более вероятным становится второй сценарий «пульсирующих вселенных». По которому в одних участках (вселенных) Космоса происходит расширение эфира, а в соседних сжатие, так что в целом объём Космоса можно принять стабильным.
Итак, после продолжительной стадии расширения, возможно уже в виде «пустого» пространства, эфир может начать сжиматься. Либо вследствие того, что его упругие свойства позволяют испытывать не только сжатие, но также и растяжение, силы которого в конце концов направят процесс к сжатию. Либо по причине противодействия эфира, окружающего расширяющийся участок – в этом случае дело может даже и не доходить до возникновения растяжения и гибели всего сущего во вселенной.
Сжимаясь, бывшая вселенная набирает кинетическую энергию, которой будет достаточно для преодоления сил сопротивления, которые возникнут по мере сжатия участка эфира. Естественно ожидать, что этой центростремительной энергии хватит, чтобы превысить предел упругости эфира и заставить сколлапсировать значительную часть эфира. Если это условие не будет выполнено, то в этом участке эфира вещества не возникнет, соответственно и статуса вселенной он не получит. Итак, где-то в центре бывшей и будущей вселенной начинает образоваться значительный по массе и размерам участок сверхсжатого и сверхразогретого эфира, который мы назовём привычным термином «чёрная дыра» (ЧД). Отметим, что в её формировании главным фактором является прочность эфира, а гравитация никак не причина, а следствие . И в эту глобальную ЧД перетекает значительный объём бывшей вселенной, вместе со всем сущим в ней – и это второй из 2-х возможных сценариев совершенно неизбежной гибели всякой жизни в нашей вселенной .
Рассмотрим теперь, что будет происходить по мере сжатия и коллапсирования эфира в глобальную ЧД. Как упомянуто выше, вокруг участка с колласированным эфиром образуется область с пониженным давлением эфира – и в тем большей степени, чем больший объём эфира удалось сколлапсировать. Некоторое время динамического напора сжимающегося эфира достаточно для создания должного давления для продолжения коллапсирования. Но ввиду постоянного торможения сжимающегося вокруг эфира и перетекания его в ЧД, напор постепенно ослабевает, соответственно уменьшается давление эфира вокруг и внутри ЧД, и в какой-то момент его оказывается недостаточно для удержания эфира в этом сверхсжатом состоянии. И тогда ЧД «вскипит» и станет «белой дырой» . То есть часть эфира из коллапсированного и сверхсжатого в ЧД состояния перейдёт в нормальное упругое его состояние, которое мы воспринимаем как обычное пустое пространство. А это вызовет увеличение давления в массе эфира в окрестностях ЧД и в ней самой, что в свою очередь приостановит освобождение прочей заключённой в ней массы эфира. Разумеется в «пару» от «вскипевшей» ЧД образуются также всевозможные вещественные элементарные частицы.
Итак, вселенная начнёт расширяться, тем более, что остаточное давление в окружающем эфире будет уже немногим выше, чем в близкой к ЧД области. В толще «вскипевшей» глобальной ЧД станут появляться «пузыри» эфирного пространства, восстанавливающегося из вещества в состояния коллапса. Пузыри будут расти и сливаться, а осколки глобальной ЧД сгруппируются на границах пузырей в виде сеточки, которую мы сейчас называем «ячеистой структурой» скоплений галактик. И вот это всё и есть Большой взрыв , который, как видим, весьма протяжён и в пространстве, и во времени – и который не имеет ничего общего с «сингулярностью» .
Вещество, которое до этого взрыва скрывалась в глобальных ЧД, вряд ли сможет всё сразу освободиться, чтобы потом снова начать образовывать ЧД, ибо возрастающее по мере освобождения вещества давление эфира в окружающем пространстве остановит процесс испарения и распада ЧД. В центре больших галактик ещё наблюдаются осколки взорвавшейся глобальной ЧД. А сами галактики образовались из вещества создававшегося вокруг этих останков и в процессе испарения самой глобальной ЧД.
Для стадии после образования галактик характерен определённый гомеостазис, когда, несмотря на перманентное расширение эфира, давление в нём, а значит и величины мировых констант, остаются постоянными за счёт освобождения вещества из ЧД в ядрах галактик . Судя по всему, наша вселенная находится как раз на такой стадии. По мере расширения вселенной запасы сверхсжатого эфира в ЧД будут израсходованы, и тогда станет уменьшаться и сама величина эфирного давления и, соответственно, станут изменяться значения мировых констант.
Замечено пропорциональное соотношение массы чёрной дыры в ядре галактики и размеров самой галактики. Пропорциональность масс центральной чёрной дыры и массы галактики может в этом случае объясняться степенью расходования скрытого вещества исходных ЧД, что, в общем, характеризует степень использования энергетического потенциала всей вселенной. Попробую проиллюстрировать это следующим примером. Пусть имеем несколько надутых воздушных шариков разной величины в некоем замкнутом объёме воздуха. Понятно, что давление внутри и вне шаров почти одинаково. Пусть затем объём (в котором плавают шары) увеличится вдвое (соответственно уменьшится давление, но это не важно). Ясно, что вдвое увеличатся и размеры каждого шарика – как больших, так и маленьких. Только исходные чёрные дыры в процессе общего расширения вселенской области мирового эфира меняют не свой «размер», а пропорционально освобождают вещество.
Выше мы раскрыли суть «тёмной энергии». Однако на слуху и «тёмная материя» . Что это такое, не знает никто, но уже есть масса теорий – на уровне математической эквилибристики, разумеется. Отмечу некоторые гипотетические соображения, которые вытекают из эфирной теории. Мы уже отмечали, что в области скопления вещества сила внутреннего давления в эфире ослаблена. Это может быть отражено или как уменьшение гравитационной постоянной, или как уменьшение массы, так как при меньшем давлении уменьшается и энергия сжатия эфира, которая и есть эквивалент массы. Всё расставить по местам должна новая эфирная теория гравитации.
Тем не менее можно сказать, что вследствие этого звёзды внутри галактик притягиваются к центру слабее, чем те же звёзды наблюдаемые на периферии галактик, где внешнее давление межгалактического эфира больше. И всё выглядит так, будто в галактике больше создающего гравитацию вещества, чем ожидалось, «избыток» которого и списывается на тёмную материю.
Засим оставляю тему основ Мироздания и строения материи. Но, полагаю, уже ясно, что теория относительности увела развитие фундаментальной науки по ложному пути и в тупик. И значит теоретическую физику надо создавать заново уже на основе эфира , включая и квантовую механику.
Увы, исчерпывающе осветить ключевые проблемы науки, ввиду ограниченности моих сил и знаний, я конечно не мог. Не вывел уравнения электродинамики, не вывел уравнения гравитации, не предложил идей квантования полей напряжений эфира. Моя скромная роль состоит лишь в доказательстве эфирно-волновой природы материи .
О некоторых проблемах , не затронутых мною в публикациях, хотелось бы конкретнее поговорить со специалистами по теории механики сплошных сред.
Источник