Альтернативное объяснение красного смещения спектра космических объектов. 

Д. ПИКУНОВ

Увеличение длины световых волн, фиксируемое как красное смещение спектра при наблюдении внегалактических туманностей, как правило, объясняется влиянием эффекта Доплера. При таком объяснении, согласно закону Хаббла, галактики должны разлетаться со скоростями тем большими, чем дальше галактики от наблюдателя.

Эта зависимость послужила основой для создания гипотезы расширяющейся вселенной, возникшей в результате "большого взрыва". Такая космогоническая модель считается хорошо обоснованной, хотя ее единственной наблюдательной основой является красное смещение спектра. В то же время, сам Хаббл и другие исследователи допускали возможность иной интерпретации результатов наблюдений [1],[2].

Очевидно, что в случае  нескольких причин, вызывающих красное смещение, галактики должны разлетаться с меньшими скоростями или не разлетаться совсем.

По мнению автора, изменение длины волны может быть связано с состоянием среды распространения. Волновая энергия, излученная галактиками, принимается, транспортируется, распределяется и накапливается вакуумной межгалактической средой. Вакуумную среду можно рассмотреть, как единое непрерывное энергопространство вселенной, не имеющее границ раздела между бесструктурным вакуумом космоса и межструктурным вакуумом вещества. Вакуумная среда в веществе занимает объем в сотни миллиардов раз превышающий объем, занятый ядерными и электронными структурами. Если, для наглядности, представить атомное ядро размером в 1см, то расстояние между ядрами в твердом теле будет более 100м. Такое соотношение объемов предполагает свободное распространение волновой энергии и взаимодействие внешних и внутренних межструктурных энергопотоков в веществе.

Можно полагать, что вакуум имеет одинаковые свойства в межгалактическом, межатомном и внутриатомном пространстве, а единое энергополе метагалактики различается только уровнем волновой энергии, рассеянной в космосе и образовавшейся в вакуумной среде вещества в результате межструктурного волнового  энергообмена через среду.

При таком подходе скорость света в вакууме нельзя считать постоянной. Волны, распространяясь в едином энергопространстве через зоны с разным уровнем волновой энергии, взаимодействуют с энергосредой, изменяя свои параметры и скорость распространения. Действительно, скорость света существенно изменяется при переходе световой волны из зоны бесструктурного вакуума в зону межструктурного вакуума вещества или при обратном переходе. Уменьшение скорости света в средах веществ характеризуют коэффициенты преломления. При распространении волны в вакуумной среде с более высоким уровнем энергии скорость света снижается, а при переходе в зону с более низким ее уровнем - повышается.  

Зависимость скорости света от уровня межструктурной энергии можно подтвердить результатами известного опыта Физо, который, пропуская свет через попутный и встречный потоки воды, обнаружил более высокую скорость света в попутном потоке.

В этом опыте световая волна во встречном потоке, фактически, распространялась в вакуумной межструктурной среде воды с большей плотностью волновой энергии, чем в попутном потоке, поэтому взаимодействие с ней сильнее уменьшило скорость света внешнего источника. Изменение скорости света происходит в результате изменения длины волны, т.к. ее частота, соответствующая частоте излучателя, остается неизменной.  Результаты опыта показали, что длина световой волны при взаимодействии со средой попутного потока была больше, чем во встречном потоке.

Иными словами, «красное смещение» спектра световых волн в одной и той же среде было больше при уменьшении уровня энергии среды.

Можно полагать, что любая зона единой вакуумной среды, уровень энергии которой отличен от нулевого, является преломляющей энергосредой, т.е. скорость света в зоне зависит от уровня волновой энергии в ней.

В рамках такого представления, единое вакуумное пространство - это не пассивная среда, заполняющая пустоту, и не пустота, сквозь которую передается сигнал, а это энергосреда, активно транспортирующая энергию волновым способом со скоростью, зависящей от ее состояния.  Именно потому, что скорость распространения волновой энергии является свойством среды, ее значение не зависит от скорости наблюдателя или объекта.

Опыт Майкельсона-Морли доказал, что нет пассивного эфира, через который передается волна, но, по сути, он также доказал, что существует некая энергосреда, активно транспортирующая возбужденную структурами энергию на беспредельные расстояния со свойственной ей скоростью, не зависящей от скоростей источника и наблюдателя.

Как показано в работе [3], ядерные и электронные структуры находятся в неразрывной связи с вакуумной энергосредой. Структуры и среда не существуют раздельно, но имеют разные свойства, проявляющиеся при их взаимодействии. Понятие «волна» и «длина волны» - это свойство и характеристика среды, а частота - свойство и характеристика структур, которые только ритмично возбуждают в среде колебания энергии.  Среда распространяет эти колебания энергии, возбужденные структурами или их группами (атомами, телами, звездами, галактиками), в едином энергопространстве, придавая им свойство волн с определенной длиной, зависящей от уровня энергии среды. Длина волн и, соответственно, скорость их распространения тем больше, чем меньше уровень энергии в данной зоне среды.

Как показано в той же работе, корпускулярные и волновые свойства относятся к разным объектам, поэтому правильнее говорить о корпускулярно - волновом единстве системы, а не о дуализме свойств одного объекта. Фотон не частица и не волна, а квант энергии, возбужденный структурой и перенесенный средой волновым способом к другой структуре, которая взаимодействует со средой, возбужденной этим квантом. 

Длина волн, возбужденных где-то и когда-то объектом наблюдения (галактикой, звездой, электроном, ядром) не зависит от положения наблюдателя, но длина наблюдаемых волн зависит от состояния среды в зоне распространения и наблюдения.

При распространении волновой энергии из одной энергозоны среды в другую или при изменении уровня энергии в зоне, значения скорости света изменяются. Таким образом, скорость света является функцией уровня волновой энергии вакуумной среды . 

Так например, в среде излучателя (звезды, галактики) и в окружающей космической среде значения функции различны и соответствуют уровню энергии в этих зонах. Для волны, излученной объектом наблюдения и распространяющейся в энергосреде к удаленному наблюдателю, можно записать  ; .

В этом случае изменение длины волны пропорционально разности скоростей света

                (1)

По сути, это выражение характеризует преломляющую способность любой среды, в том числе вещества, и показывает ее зависимость от частоты волны. Действительно, низкочастотные («красные») волны преломляются (изменяют длину) наиболее сильно, а преломление рентгеновских лучей совсем не фиксируется в эксперименте.

Из приведенной зависимости следует, что при распространении света через зоны с разным уровнем энергии длина волны варьирует, вызывая «красное» или «синее» смещение спектра.

В вакуумной среде метагалактики нет зон с нулевым уровнем энергии. В космической среде наблюдается фоновое излучение в миллиметровом диапазоне, названное «реликтовым», т.к. было объяснено, как остаточное явление в процессе остывания «горячей вселенной» после «большого взрыва».  Однако, по мнению автора, это излучение логичнее объяснить, как результат рассеяния неуничтожимой волновой энергии, излученной структурами вещества в галактическое и межгалактическое пространство. Уровень энергии в зоне луча (волнового потока) выше, чем вне его, поэтому понижающийся уровень энергии космической вакуумной среды рассеивает и «растягивает» излученные волны до миллиметрового диапазона.

Космическое излучение только условно может быть названо фоновым, т.к. уровень энергии в любой зоне единой вакуумной среды, в том числе в межструктурных зонах вещества, для внешнего энергопотока, фактически, является фоновым и отличается от межгалактического только уровнем энергии.

Световые волны, подобно теплу по второму началу термодинамики, распространяются из зоны излучения в зоны с более низким уровнем энергии. Это значит, что на пути от галактики до наблюдателя свет проходит через среду с понижающимся уровнем энергии, постоянно увеличивая длину волны и скорость распространения. Разность длины излученной волны и волны принятой в зоне наблюдения проявляется «красным смещением» спектра, хотя расстояние до объекта не изменяется.

Нужно отметить, что при распространении волн через условную однородную зону, где скорость света постоянна, также может возникать красное смещение спектра. Любая волна, в том числе монохроматическая, представляет из себя волновой пакет, волны в котором различаются по частоте. Эта разница может быть неизмеримо ничтожной, но две такие волны  и   за одинаковое количество периодов  в составе пакета пройдут разное расстояние  и  .

Разность пройденных расстояний  увеличит длину исходной волны в зоне приема пропорционально расстоянию до объекта (числу периодов) и разности длин волн, образовавших пакет. В этом случае также будет наблюдаться «красное смещение» спектра тем большее, чем дальше находится объект, хотя расстояние до него остается неизменным. Ясно, что это явление может проявиться только при космических расстояниях.

Увеличение длины световых волн, по-видимому, может быть очень значительным, т.к. зависит от разности уровней энергии излучателя и среды распространения. Так например, можно допустить, что радиогалактики - это рядовые удаленные галактики с очень высоким уровнем энергии. Излучаемые ими волны, благодаря большой разнице уровней энергии, существенно увеличивают свою длину при распространении через фоновую среду, переходя из светового в радиодиапазон.

При наблюдении космических объектов  особое значение имеет уровень волновой энергии,  излучаемой  из зоны наблюдения. Внешний волновой поток, взаимодействуя со встречным волновым потоком из зоны наблюдения, уменьшает скорость распространения и, интерферируя с ним, изменяет параметры и состояние среды. Так например, наблюдатель внутри «непрозрачного» вещества не увидит внешний свет, но ощутит повышение температуры, им вызванное. Возможно, именно взаимодействием световых волн со встречным волновым потоком, излучаемым из зоны солнечной системы, объясняется резкое (выпадающее) отклонение значений лучевой скорости ближайших галактик от прямолинейной зависимости на диаграмме Хаббла. Ясно, что влияние энергии среды наблюдения наиболее значимо при наблюдении ближайших объектов. Образно говоря, из освещенной комнаты нельзя увидеть темный мир за окном.

Наблюдатель на квазаре увидит только черную пустоту и решит, что в мире нет ничего иного. Наблюдатель в межгалактической среде увидит равномерный яркий свет и сочтет, что в мире есть только он. Наблюдатель на солнце увидит квазары, но, наверное, не увидит Землю. Наблюдатель на Земле увидит только те галактики, свет от которых заметно изменяет состояние его среды в световом диапазоне, хотя это состояние неизбежно в чем-то изменяется при взаимодействии с любым внешним энергопотоком.

Возможно, именно излучение энергии из зоны наблюдения является одной из причин феномена «темной массы вселенной», которую не видит земной наблюдатель, но которая составляет 98% массы метагалактики.

По-видимому, наше необъясненное «черное небо», противоречащее расчетному обилию света в космосе, представляет из себя волновую энергию, излучаемую в галактическое пространство из нашей зоны среды.

Обобщая, можно сказать, что в неоднородном волновом поле единой вакуумной энергосреды скорость распространения волновой энергии (скорость света) различна в межгалактическом или галактическом пространстве, в пространстве звезд или возле них, в межатомном или внутриатомном пространстве вещества  и зависит от уровня энергии в соответствующей зоне среды. 

Условное постоянное значение скорости света в бесструктурном «земном» вакууме не учитывает ее изменения, связанные с неоднородностью фоновой энергии космоса. Однако, наблюдения в земных условиях четко выявляют значительные изменения скорости света при изменении фоновой энергии в вакуумной среде веществ.

Влияние космического фона не сказывается на результатах расчетов в «земных» масштабах, но его необходимо учитывать при наблюдении объектов метагалактики, т.к. «красное смещение» спектра может быть с ним связано.

В монографии  Э.В. Серга [4] приведен обзор результатов наблюдений, которые противоречат прямолинейной зависимости Хаббла скорость - расстояние. Автор справедливо связывает эти отклонения со свойствами вакуумной среды. В рамках излагаемых представлений эти несоответствия объясняются тем, что наблюдаемое красное смещение спектра зависит от нескольких факторов: от неизменного расстояния до объекта, от уровня энергии, излучаемой объектом, и от уровня энергии среды распространения волн. Комбинированным влиянием тех же причин объясняются аномальные «красные смещения», достоверно установленные при наблюдении парных и взаимодействующих галактик или систем галактика - квазар.

По-видимому, достоверно разделить влияние среды распространения волн, расстояния до объекта, его состояния и скорости удаления на величину «красного смещения» невозможно, т.к. расстояния до внегалактических объектов определены с малой точностью, а значение скорости света в зависимости Доплера (для космических расстояний) следует считать величиной переменной. Однако, можно допустить, что влияние скорости может быть незначительно или, даже, находиться в пределах ошибки измерения, тогда удаление, сближение или статичное положение галактик одинаково вероятны. Такая возможность лишает теорию «большого взрыва» достоверной наблюдательной основы и делает ее только условной, теоретически маловероятной гипотезой.

Так например, по мнению автора, модель вселенной, расширяющейся вследствие «большого взрыва», содержит  несовместимые внутренние противоречия. 

Согласно модели, предполагается, что изолированная энергосистема, содержавшая определенное количество высокоорганизованной (низкоэнтропийной) протоматерии, энергетически эквивалентное всем ее современным видам, как-то накопила внутреннюю энергию или беспричинно самосотворилась в точечном объеме, а затем выделила энергию в виде разового импульса за счет повышения энтропии. В результате импульса развивается процесс ускоряющегося удаления фрагментов преобразующейся протомассы от центра взрыва, сопровождающийся непрерывным ростом энтропии, т.е. увеличением беспорядка и однородности. Галактики удаляются каждая от каждой по сложным криволинейным траекториям независимо от положения наблюдателя и направления измерений. Зона центра взрыва находится вне наблюдаемого пространства, если, конечно, не принять за центр положение наблюдателя. Первичный импульс служит причиной всех форм движения ядерных, электронных и других структур, а также их групп. В том числе причиной сближения и обособления групп структур внутри разлетающихся галактик с одновременным уменьшением энтропии этих групп.

Даже такой простой перечень принятых условий содержит внутренние противоречия, которые, по мнению автора,  вызывают несовместимые последствия.

Так например, для построения модели используются понятия «место», «объем», «центр», что, фактически, предусматривает некую среду, в которой вселенная находилась и находится, т.к. ее размеры значения не имеют. Эту бесконечную среду, как некую сущность, обладающую свойством «объема», нельзя назвать пространством, т.к. она существует без материи и вне материи. По сути, эту среду (по-видимому «ничто») следует считать второй материей, т.к. она обладает свойством содержать в себе обычную материю, не взаимодействуя с ней. Такой «дуализм материи» изначально отвергает системное единство вселенной. Кроме того, следует признать, что именно вторая материя, в которой что-то взрывается и расширяется и есть сама вселенная.

Если принять, что после взрыва до образования галактик был «горячий» водородно-гелиевый период, а затем период консолидации и снижения однородности, то нужно допустить, что в изолированной системе возможно уменьшение энтропии или признать, что существует энергообмен между вселенной и средой ее обитания.

Объем вакуумной среды расширяющейся вселенной превышает объем структур, образующих вещество, более чем на 20 порядков. Если считать, что материальная среда (вакуум, поля) образуется после взрыва за счет энергии протовещества, то надо допустить возможность ускоренного движения фрагментов при уменьшении их импульса, т.к. энергия структур, образующих галактики, расходуется на создание материальной среды.

Если же вакуум, как вид материи, был сосредоточен в протообъеме, то надо признать, что после взрыва расширяется вакуум, разнося пассивные фрагменты вещества, которые неподвижны относительно среды. В этом случае энергоносителем является вакуум, изменяется роль импульса и вводится условное понятие - «вакуум переменной плотности».

Галактики разлетаются  по сложным индивидуальным траекториям с переменной кривизной, соответствующей кривизне образующегося пространства - времени. Если кривизна различна в разных зонах и изменяется во времени, то пространство неоднородно и нестабильно, а вселенная анизотропна.

Если внутри галактик возможны антиэнтропийные процессы сближения частей и повышения организованности, то можно полагать, что внутригалактическая вакуумная среда имеет иные свойства, чем межгалактическая.

По мнению автора, эти и другие противоречия считаются несущественными при принятии гипотезы «большого взрыва» в качестве основной космогонической модели потому, что она предусматривает исходный начальный импульс, как первопричину всех форм движения материи. Принятие такой модели необходимо для обоснования силовой схемы взаимодействия тел и структур через среду, т.к. без первичного толчка силовая схема «не работает». 

Однако, как показано в работе [3], возможна иная модель, основу которой составляет энергетическое взаимодействие структур с единой активной энергосредой, что исключает силовое взаимодействие структур через среду и, соответственно, нет необходимости в начальном импульсе. Такая модель позволяет представить вселенную, как энергосистему, в которой взаимозависимость всех частей и взаимовлияние явлений действительности обеспечивается за счет свойств единой непрерывной вакуумной энергосреды.

По мнению автора, красное смещение спектра вызывается несколькими явлениями, в том числе не связанными с движением галактик. Поэтому модель вселенной, расширяющейся в результате «большого взрыва», сохраняет все признаки гипотезы и не может служить основой общепринятой космогонической теории.

 

Библиографические ссылки:

1. А.С. Шаров, И.Д. Новиков. Человек, открывший взрыв вселенной. М. , 1989. С. 85-100.
2. А.А. Белопольский. Астрономические труды. М. 1954. С. 266-267.
3. Д.В. Пикунов. Мир как энергосистема. М. 2004. Изд. «Компания Спутник +».
4. Э.В. Серга. Космический вакуум. М. 2002. Гл. 4; 5.