Некоторые трудности модели расширяющейся Вселенной

Все, что здесь было сказано до сих пор, – это только гипотезы, основанные на отдельных реальных фактах. Однако те же самые факты можно трактовать и иначе.

Так, уже сам факт красного смещения говорит о том, что спектры далеких звезд будут сдвинуты, а самые далекие звезды не будут просматриваться в оптическом диапазоне. Таким образом, фотометрический парадокс, основанный на идеализации процесса излучения, можно толковать иначе. Да и сам оптический метод наблюдений неизбежно накладывает ограничения на область наблюдений, которую может в данный момент видеть наблюдатель, так называемый космологический горизонт. За ним – область пространства, от которой свет до нас пока не дошел, поэтому она принципиально ненаблюдаема, хотя с каждым днем доступная земным телескопам область Вселенной возрастает на 10¹⁸ кубических световых лет. Чем ближе объект нашего наблюдения находится к космологическому горизонту, тем он древнее, таким образом, мы видим вещество в далеком прошлом, когда плотность его была намного больше сегодняшней.

Кроме того, неоднократно предпринимались попытки истолковать само красное смещение не как следствие эффекта Допплера и расширения Вселенной, а как следствие уменьшения энергии и собственной частоты фотонов при движении их в течение многих миллионов лет в межгалактическом пространстве, в результате взаимодействия с гравитационными полями, фоном нейтрино и ненаблюдаемой пока материей. Хотя подобные попытки до сих пор отвергались на том основании, что они основывались на допущении некоторого неизвестного еще закона природы и феномена взаимодействия излучения с другими видами материи, вопрос о возможности «старения» фотонов остается открытым.

Даже если признать красное смещение следствием эффекта Допплера, возникает ряд следствий, которые основываются на совокупности еще более неясных и неизвестных законов природы. Так, сегодня есть данные наблюдений квазаров – космических объектов сравнительно небольшого размера (не более 1 светового месяца), излучающих вдвое больше энергии, чем наша Галактика. Спектральные линии квазаров имеют аномально высокое красное смещение – 2,5–2,8. Это значит, что если бы такое красное смещение было обусловлено эффектом Допплера, то скорость удаления квазаров в 2,5–2,8 раз превышала скорость света, что невозможно. Отсюда следует, что большая часть красного смещения квазаров обусловлена чрезвычайно мощным полем тяготения, т.е. является гравитационным. Если в других галактиках имеются подобные объекты, то их гравитационное красное смещение будет существенно влиять на общее красное смещение. Вследствие этого картина динамики галактик и расстояний до них окажется иной по сравнению с чисто кинематической трактовкой красного смещения. Ведь сейчас обнаружены чрезвычайно отдаленные галактики, красному смещению которых соответствует, по эффекту Допплера, скорость взаимного удаления в 150 тыс. км/с, и, видимо, эта скорость далее возрастает еще больше, приближаясь к скорости света, пока галактики не исчезают за космологическим горизонтом. Такая чудовищная кинетическая энергия, сопоставимая с энергией массы покоя галактик, не может быть выведена ни из каких физических законов.

Также необоснованно утверждение о возможности перехода всей материи в точечную сингулярность. Ведь в релятивистской астрофизике допускается существование не одной, а очень многих относительных сингулярностей в центрах черных дыр, которые, однако, имеют конечную протяженность и массу, взаимодействуют с окружением и даже постепенно «испаряются» в результате просачивания частиц во внешнее пространство через потенциальный барьер.

Возникают противоречия и в объяснении самого феномена расширения. Если расширение является действительным физическим процессом, то оно происходит за счет «вторжения» расширяющейся Вселенной либо в вакуум типа псевдоевклидова пространства, либо в пространство других космических систем Вселенной. Существование абсолютного вакуума нельзя допустить, ибо пространство является атрибутом материи и вне нее не существует. Остается признать расширение во внутреннее пространство других материальных систем, которые сами могут как сжиматься, так и расширяться, развиваясь по собственным законам. Но тогда современная космологическая теория будет охватывать лишь Метагалактику – доступную нашему наблюдению часть Вселенной.

Можно, правда, встать на другую точку зрения и допустить, что расширение Вселенной действительно происходит, но никакого внешнего объемлющего пространства и других космических систем не существует. Просто само пространство как бы создается в процессе расширения Вселенной в том смысле, что с течением времени увеличивается расстояние между любыми точками и изменяется геометрия пространства.

Но такая точка зрения заключает в себе внутренние противоречия. Если бы было пространство расширялось само по себе, то происходило бы увеличение размеров всех материальных систем: элементарных частиц, атомов, молекул, планет, звезд, галактик, причем в той же пропорции, что и увеличение расстояний между галактиками. Между тем ничего подобного в мире не происходит, имеется расширение только в масштабе Метагалактики.

Пытаясь найти удовлетворительное решение перечисленных выше трудностей, были предложены некоторые модели, альтернативные фридмановской космологии. Академик А.А. Логунов предложил свою космологическую модель, основанную на отказе от общей теории относительности. Он предлагает считать Вселенную однородной, изотропной и бесконечно-плоской. Также он отрицает существование черных дыр, в которых происходит катастрофически сильное сжатие вещества до бесконечной плотности и из которых не может вырваться наружу никакой материальный сигнал.

Тем не менее, большая часть альтернативных космологических моделей строится на базе общей теории относительности. Так, еще в 40-е годы была выдвинута теория устойчивого состояния расширяющейся Вселенной. Согласно этой теории, Вселенная всегда находится в устойчивом состоянии, а разбегание галактик сопряжено с созданием вещества между галактиками.

Современный астрофизик Д. Нарликар предложил, концепцию «неистовой Вселенной». Он исходит из того, что реальная Вселенная крайне неспокойна, в ней открываются новые объекты – квазары, пульсары, нейтронные звезды, в ней должны быть не только черные, но и белые (с обратным ходом времени) дыры. Все эти объекты очень активны энергетически. В его теории геометрия мира считается евклидовой, а красное смещение, наличие реликтового излучения объясняется изменением массы элементарных частиц со временем. Допускается существование эпохи, когда эти массы были равны нулю. На этом основании он доказывает, что Вселенная не расширяется и в ней не было состояния сингулярности.