Этюд 18. Большой Взрыв и Дождь Материи. (Черновой вариант)

6. Идем по ступеням.

6.1. Первая ступень Возникновение вещества.

Опытным путем (апостериори) в настоящий момент выявлен единственный процесс, приводящий к возникновению вещества: рождение пары частица-античастица. Причем эта пара является абсолютным зеркальным отражением друг друга: все качества абсолютно идентичны, но имеют прямо противоположный знак.

Античастица — частица-двойник некоторой другой элементарной частицы, обладающая той же массой и тем же спином, но отличающаяся от неё знаками всех других характеристик взаимодействия (зарядов, таких как электрический и цветовой заряды, барионное и лептонное квантовые числа). (Википедия).

Какую я вижу аналогию? Гребок веслом в абсолютно спокойной воде. С обеих сторон лопасти весла образуются водовороты примерно равные по количеству (примерно потому, что, все таки, немного разные условия с каждой стороны лопасти), и противоположные по вращению. Такой же эффект возникает когда прямой поток рассекается опорой моста.

По аналогии можно предположить, что какой-то локальный всплеск энергии вакуума рассекается каким-то препятствием и происходит рождение вещественной пары (энергия делится пополам и закручивается в противоположные стороны.)

В опытах на ускорителях рождение пары наблюдается при столкновении ускоренных частиц, когда их кинетическая энергия превышает внутреннюю энергию пары (E=mc2). При резком торможении в результате столкновения энергии просто некуда деться, кроме как образовать два зеркальных «энерговорота». Если сталкиваются тяжелые ионы, энергии значительно больше и образуется несколько пар.

В настоящее время наукой считается наиболее вероятной картиной образования вещества теория «Большого взрыва». Согласно этой теории всё вещество одномоментно образовалась в результате некоего «Большого взрыва» происшедшего 13,7 млрд. лет назад.

Эта теория возникла из необходимости объяснения открытого в 1927 году Хабблом эффекта «Красного смещения» спектра удаленных галактик, которое может быть объяснено только скоростью их удаления.

Сравнивая величину «красного смещения» и расстояние до исследуемых галактик, Хаббл обнаружил закономерность изменения этих двух величин, которая получила имя «Закона Хаббла». Суть этого закона: чем дальше от нас наблюдаемые объекты, тем быстрее они от нас убегают.

Демонстрируя объяснение происходящего, проводят аналогию с надуваемым шаром, на поверхности которого равномерно нарисованы точки. При наблюдении удаления точек друг от друга из одной нарисованной точки, возникает картина, аналогичная наблюдаемому Хабблом эффекту.

Экстраполируя в обратную сторону «разбегание» галактик можно получить начальную точку, которая удалена от нас назад на 13, 7 млрд. лет.

Всё хорошо, за исключением одного. Материя рождается всегда в паре: частица – античастица. А они имеют свойство при взаимодействии аннигилировать (превращаться в энергию).

Это обошли просто. Расширение идет скачками : рождение – аннигиляция – рождение – аннигиляция…, т.е. энергия – вещество - энергия – вещество-…, и так до тех пор пока не осталось одно вещество. А куда же делось антивещество?

Предположили, что в момент возникновения вещества наблюдается некая асимметрия: вещества возникает больше чем антивещества, и наблюдаемая нами вселенная – это и есть тот самый остаток разности. Осталось только обнаружить эту самую асимметрию.

Но вот это, как раз, на данном этапе развития науки, и никак не получается: ни при помощи наблюдений и экспериментов, ни в теоретических выкладках. Во всем присутствует симметрия.

В чем заключается модель «Большого взрыва»? Грубо говоря, кучка предметов связанных между собой резинками (пружинами). Внутри петарда (некое количество взрывчатки). Она взорвалась. Объекты разлетелись в стороны. Вопрос, стоящий перед современной наукой – порвутся ли резинки (пружины) и разлетятся ли объекты, или устоят и вернут систему в исходное состояние?

Объекты – галактики, резинки – сила тяготения. Вопрос, стоящий перед наукой: суммарная масса всей вселенной больше или меньше определенной величины? Если больше – вселенная начнет сжиматься, если меньше, она будет расширяться бесконечно.

Всё хорошо в этой модели, за исключением вопроса симметрии. И поэтому она мне не нравится. Априори, я считаю, что на этом уровне организации всё должно быть симметрично, асимметрия возникает потом в локальном виде.

Как меняется картина?

Частица – полная противоположность античастицы. Электрон – электрический заряд (-), позитрон – заряд (+).

Отталкиваются электроны друг от друга? Да.

Отталкиваются позитроны друг от друга? Да.

Притягиваются электроны к позитронам? Да.

Протон – заряд (+), антипротон – заряд (-).

Отталкиваются протоны друг от друга? Да.

Отталкиваются антипротоны друг от друга? Да.

Притягиваются протоны к антипротонам? Да.

Раз и те и другие притягиваются друг к другу, реакция аннигиляции неизбежна. Порознь же они образуют абсолютно одинаковые, обладающие одними и теми же свойствами поля материи: вещества и антивещества.

ВОПРОС К ФИЗИКАМ: можно ли по излучению (единственный доступный нам метод изучения удаленных объектов) определить состоит ли наблюдаемый объект из вещества или антивещества? Я сомневаюсь в такой возможности.

Модель «Большого взрыва» предполагает, что вся наблюдаемая часть Вселенной состоит из вещества. А если предположить, что вся Вселенная (и в том числе наблюдаемая нами часть) только наполовину состоит из вещества, вторая же половина – антивещество? В таком случае нет необходимости в этой самой асимметрии.

Сразу же возникает вопрос: а как такое возможно? Почему вещество и антивещество не аннигилировали на этапе возникновения? Каков механизм сепарации (разделения) вещества и антивещества?

Перенесем хорошо изученный механизм электромагнитного взаимодействия вещества и антивещества на гравитационное взаимодействие. Логично предположить, что наблюдаемая закономерность распространяется и на гравитацию, т.е. антивещество обладает антигравитацией. По аналогии с электростатическим взаимодействие вещество притягивается к веществу, антивещество к антивеществу, но они отталкиваются друг от друга (только зависимость обратная - в электростатике одноименное отталкивается, а разноименное притягивается, а в гравитации одноименное притягивается, а разноименное отталкивается)

Но силы электромагнитного взаимодействия на несколько порядков выше сил гравитационного взаимодействия, следовательно, в момент большого взрыва на определенной фазе расширения электростатические силы приведут к полной аннигиляции всей материи, и не будут давать той вновь возникнуть (за рождением новой пары будет следовать неминуемо новая аннигиляция). Это всё-таки в том случае, если асимметрии нет.

Этого не будет, если предположить, что материя возникла не одномоментно в одной точке. Как будет выглядеть картина, если предположить, что материя возникает постепенно, сразу в объеме всей вселенной (или какой-то ограниченной её части)?

Возникла пара частица – античастица. Они разлетелись в противоположные стороны. Где-то возникла вторая пара. Что бы Вселенная осталась симметрична, они должны быть зеркальным отражением друг от друга.

Какова вероятность этого? Хоть рождение пары строго симметрично, но симметрия вектора разлета разных рождений маловероятна. И следовательно сразу возникает асимметрия динамики движения разных пар, а отсюда возникает и неоднородность распределения возникнувшего вещества, как электростатическая, так и гравитационная.

Возникает равномерное поле состоящее из вещества и антивещества. Двигаясь хаотично, частицы вступают во взаимодействие. Электростатически оно может быть:

1. позитрон (+) с позитроном (+) - не может взаимодействовать;

2. позитрон (+) с электроном (-) – аннигилирует с выделением энергии;

3. электрон (-) с электроном (-) - не может взаимодействовать;

4. протон (+) с другим протоном (+) или позитроном (+) – не может;

5. антипротон (-) с другим антипротоном (-) или электроном (-) – не может;

6. протон(+) с антипротоном (-) – аннигилирует;

7. протон(+) с электроном (-) – образуют электронейтральную частицу;

8. антипротон (-) с позитроном (+) – образуют электронейтральную частицу.

В результате 7 и 8 все поле вещества становится электронейтральным и основными силами управляющими организацией материи на данной ступени становятся гравитационные – гравитация и антигравитация. Энергия же выделенная в результате аннигиляции (2 и 6) регистрируется нами, как реликтовое излучение. 1, 3, 4, 5 – не участвуют во взаимодействиях.

В связи с тем, что вещество и антивещество отталкиваются друг от друга, произойдет расслоение материи на зоны вещества и антивещества, которые будут отталкиваться друг от друга и притягиваться к себе подобным.

Произойдет расслоение Вселенной на ячеистую структуру, в которой зоны вещества будут чередоваться с зонами антивещества. Эти зоны будут отталкиваться друг от друга и стремиться разбежаться, что так же приведет к эффекту «Красного смещения». Внутри этих зон вещество и антивещество будут сжиматься, приводя к образованию галактик, звезд и «Черных дыр», процесс образования которых будет абсолютно неотличим друг от друга.

Кстати, исходя из предпосылки, можно предположить (это допускает логика модели), что материя продолжает равномерно рождаться и в настоящее время, а во Вселенной существуют встречные потоки вещества и антивещества, формируемые притяжением и отталкиванием соответствующих областей. А рожденная пара мгновенно начинает свое долгое путешествие в противоположные стороны: частица к области вещества, а античастица в обратную сторону.

Интуитивно я чувствую, что математики, если попробуют создать математическую модель этого процесса (я назвал эту модель «Теория Дождя материи»), найдут её гораздо привлекательней «Теории Большого взрыва». В данном случае не требуется вводить понятие «Сингулярности».

Остается одно. Найти проявления антигравитации. Если они есть, то данная модель гораздо вероятней модели Большого взрыва. Я хотел сформулировать задачу для физиков, но…это уже сделано.

Вот выдержка из статьи Википедии:

« Первым объектом, целиком составленным из античастиц, был синтезированный в 1965 году анти-дейтрон; затем были получены и более тяжёлые антиядра. В 1995 году в ЦЕРНе был синтезирован атом антиводорода, состоящий из позитрона и антипротона. В последние годы антиводород был получен в значительных количествах и было начато детальное изучение его свойств.

В 2010 году физикам впервые удалось кратковременно поймать в «ловушку» атомы антивещества. Для этого ученые охлаждали облако, содержащее около 30 тысяч антипротонов, до температуры 200 кельвинов (минус 73,15 градуса Цельсия), и облако из 2 миллионов позитронов до температуры 40 кельвинов (минус 233,15 градуса Цельсия). Физики охлаждали антивещество в ловушке Пеннинга, встроенной внутрь ловушки Иоффе-Питчарда. В общей сложности было поймано 38 атомов, которые удерживались 172 миллисекунды[1].

В мае 2011 года результаты предыдущего эксперимента удалось значительно улучшить — на этот раз было поймано 309 антипротонов, которые удерживались 1000 секунд. Дальнейшие эксперименты по удержанию антивещества призваны показать наличие или отсутствие для антивещества эффекта антигравитации[2].

В 2013 году эксперименты проводились на опытной установке, построенной на базе вакуумной ловушки ALPHA. Ученые провели измерения движения молекул антиматерии под действием гравитационного поля Земли. И хотя, результаты оказались неточными, а измерения имеют низкую статистическую значимость, физики удовлетворены первыми опытами по прямому измерению гравитации антиматерии.»

Ура! Не я один ломаю над этим голову. Кстати, нужно более детальнее познакомиться с этими экспериментами и их результатами.

Вывод данного этюда: Изобретать велосипед - довольно интересное занятие. И философам давно пора подключаться к этому вопросу!

Каждый ученый должен быть и философом, и видеть место создаваемого им пазла в общей картине бытия (коллективной модели.)

А философы, в моем видении философии, должны собирать из этих пазлов модель и подсказывать ученым места нестыковки между пазлами и места «белых пятен» модели.