February 10th, 2021

puma

Большой не_взрыв. ПРЕИНТЕРЕСНО!!!

Большой не_взрыв

В ответ на блог уважаемой Сони Эль.

На самом деле, я давненько хотел его написать. Так уж сложилось, что я довольно много размышлял о проблемах космологии, объяснял её здесь, на БС, даже до споров в коментах доходило. Тема эта широкая, сложная, порой реально мозгокипятящая, но при этом далеко не всем нужная. Основы космологии редко являются непосредственной основой для художественных произведений, а возможные ошибки просекут два с половиной человека.

Но есть одна концепция, плотно засевшая в голове у обывателей. Концепция прививающаяся с детских лет (потому что вопрос "А откуда вообще всё это взялось?" приходит в голову каждому довольно рано). Концепция интуитивно предельна простая. Концепция... ложная. Речь про большой взрыв.

Те, кто меня знают, должны понимать, что ни в какую альтернативную науку я сейчас не ударяюсь. Теория большого взрыва - это американский ситком, созданный... гхм, простите... Это фактически единственная на данный момент признанная теория, описывающая возникновение вселенной. Проблемы у неё есть, но речь сейчас не о них. Речь о том, что люди в подавляющем своем большинстве не понимают сути Большого взрыва. Это не их вина, проблема проистекает прямо из названия теории. Проблема в том, что большой взрыв - это не взрыв.

Картинки вроде этой видели все.

Я не буду вдаваться в детали и уж тем более в сложные формулы. Хочется донести общую суть. Итак, обывательское представление о Теории Большого взрыва следующее. Давным-давно в далёкой-далёкой галактике вся материя Вселенной была сконцентрирована в одной точке, которую называют сингулярностью. И тут ВНЕЗАПНО произошло нечто, сингулярность распалась, началось взрывное расширение, материя разлетелась по пространству, с течением времени объединяясь во все более сложные объекты, которые продолжают разлетаться друг от друга. Похоже на взрыв осколочной гранаты. Только Вселенная - не граната. Вселенная - воздушный шарик.


Важный дисклеймер для задротов: Я намеренно не трогаю вопрос о замкнутости/не замкнутости Вселенной. Вопрос этот спорный и лишь затруднит объяснения, а пример с шариком сильно проще для понимания сути.


Если быть совсем точным (и это важный момент), Вселенная - это непосредственно материал воздушного шарика, а не воздух внутри него. Что же было на самом деле? Ну... началось всё действительно с сингулярности. И с этой сингулярностью однажды действительно случилось НЕЧТО. Нечто, приведшее к распаду сингулярности. Распаду быстрому, взрывному. И здесь ключ проблемы.

Первоначально теория Большого взрыва называлась «динамической эволюционирующей моделью». Известное же нам название вышло из уст учёного, который Теорию большого взрыва вообще не поддерживал. Фред Хойл, приверженец гипотезы «непрерывного рождения» материи при расширении Вселенной (забудьте), в своей лекции сказал следующее:

«Эта теория основана на предположении, что Вселенная возникла в процессе одного-единственного мощного взрыва и потому существует лишь конечное время… Эта идея Большого взрыва кажется мне совершенно неудовлетворительной».

Журналисты подхватили. Термин ушёл в народ. Народу понравилось, народ любит взрывы, да чтобы помасштабнее. А тут шутка ли - целая вселенная. Но мы возьмём кое-что поменьше.

Мы возьмём воздушный шарик. И нарисуем на нём много-много маленьких точечек. Для нас даже совершенно не важно, что именно эти точки будут символизировать - атомы или галактики, в масштабах вселенной разницы нет. Их много и они крохотные. В самом начале это были кварки (точнее - кварк-глюонная плазма, но об этом тоже можно забыть).

Теперь скомкайте этот шарик в кулак и получите сингулярность - плотно-плотно упакованный "пучок" кварков (конечно, это тоже упрощённое представление, но глубже мы не пойдём). Снаружи оставьте только трубочку для надувания. И начните, собственно, дуть. Кулак уберите, не держите вселенную, пусть она будет свободна!

А что в итоге? Шарик надувается, латекс растягивается (да, в принципе, моделировать можно и на других надувных объектах). А что с точками? Они убегают всё дальше друг от друга. Вселенная расширяется. Но! И это самый важный момент. Точки двигаются не сами по себе. Расстояние между ними увеличивается, но лишь потому что расширяется то, на чём (или в чём) они располагаются.

С реальной вселенной всё так же. Убегают не объекты друг от друга (мы к этому вернёмся чуточку позже), а расширяется само пространство, как некая фундаментальная концепция, те самые три измерения. И отсюда следуют две вещи.

Во-первых - чем дальше от нас находится объект, тем быстрее от от нас удаляется. Объяснить это для себя чисто интуитивно просто. Представьте не шарик, а... гхм... ленту из латекса. Нанесите на неё деления, как на линейку. Пусть каждое миллиметровое деление увеличится в десять раз и станут сантиметровыми. Тогда соседние уедут друг от друга на 9 миллиметров (допустим, за секунду). А самое дальнее деление за ту же самую секунду преодолеет n*9 миллиметров, где n - порядковый номер этого самого деления. Геометрическая прогрессия.

Во-вторых - во всех точках вселенная расширяется одинаково. У большого взрыва (что уже делает его не_взрывом) тупо нет эпицентра - то есть точки, в которой всё началось. Где бы мы ни оказались и куда бы ни посмотрели, везде вселенная будет примерно одинакова (это называется изотропией вселенной). И расширяться будет одинаково - медленно вблизи от нас, быстро - вдалеке.

И кстати, крохотный факт, однажды сломавший мне мозг. Каков размер вселенной? Знаете? Если рассматривать большой взрыв, то вопрос вроде бы простой. Вселенная появилась 13,7 миллиарда лет назад. Максимальная скорость - скорость света. Следовательно максимальная оценка диаметра вселенной - 13,7*2 = 27,4 миллиарда световых лет? Верно? Нет.

Размер видимой вселенной по современным оценкам - 97 миллиардов световых лет.

Шо происходит, спросите вы? А вот шо. Фотон летит из пункта А в пункт Б со скоростью 299 792 458 метров в секунду. Но за эту секунду пространство успевает расшириться. И за спиной у фотончика оказывается уже больше 299 792 458 метров. Самую чуточку больше. Но секунд этих много. За 13 миллиардов лет их набегает чёртова прорва. Такие пироги.

А теперь немного усложним ситуацию. Ещё. Превратим точечки на нашем шарике в муравьёв.

Въедливый и шарящий в астрономии читатель скажет, что точечки на нашем шарике не только ведь отдаляются. Галактики сближаются друг с другом, сталкиваются. Через чуть да маленько миллиардов лет нас Туманность Андромеды поглотит (тут такой шурум-бурум поднимется, что лучше вам к тому моменту приобрести места на галёрке).

Ибо будь расширение просто расширением, всё было бы хорошо. Кварки просто улетели бы друг от друга. Нам не пришлось бы вставать утром на работу и надевать в магазинах маски, потому что не было бы ни работы, ни коронавируса, ни вселенной вообще. Но...

Знаю-знаю! Но вставлять мемчики из ТБВ в блоге про ТБВ - это просто пошло. Да и не смотрел я...

Объекты во вселенной взаимодействуют друг с другом (там, в общем-то, не гравитацией единой, но забудьте). Они сталкиваются, образуют пары, совместными усилиями побеждают антиматерию. Короче, бегают как муравьишки по нашему шарику. Но это не навсегда.

Как я и сказал, расширяется само пространство. И однажды оно расширится достаточно сильно, что мы банально не сможем увидеть удалённые объекты. А потом и не только удалённые. Грубо говоря, муравьи будут бегать недостаточно быстро, чтобы преодолевать расширение пространства.

Я уже не помню конкретных чисел, но наступит такой момент, когда физически невозможно будет рассмотреть даже соседние галактики, свет просто не будет успевать дойти до нас. В этот момент космология вообще станет невозможной. Появись мы тогда - считали бы, что наша Галактика - и есть вся вселенная. В чёрной-чёрной пустоте.

Занавес.

http://litclubbs.ru/posts/3482-bolshoi-ne-vzryv.html

puma

Теория Большого Взрыва или Искусство Упаковки

Теория Большого Взрыва или Искусство Упаковки

Как сказал замечательный писатель Терри Пратчетт, "In the beginning there was nothing, which exploded". Если переводить дословно, то это будет звучать примерно так: "Вначале было ничего, которое взорвалось". Многие именно так и представляют себе Большой Взрыв, но однако между "ничего" в представлении большинства и "Ничего", которое взорвалось, на самом деле есть большая разница. И именно её мы сейчас обсудим. Что взорвалось и почему? А главное, как оно там оказалось изначально? Что там было такого, что при взрыве породило целую Вселенную? И как оно туда упаковалось?

Итак, начнём.

Все мы знаем со школы, что такое атомы. Это такие маленькие штучки, из которых всё состоит. Ещё древние греки заметили, что бельё, разложенное для просушки, почему-то высыхает. Значит, сказали древние греки, вода состоит из чего-то очень маленького и это маленькое постепенно исчезает. Впрочем, замечали-то это все (особенно женщины, которые для того собственно и раскладывали это бельё), но только мужчины наконец решили подумать о природе вещей за таким банальным занятием. И не все, а только Левкипп и Демокрит. Они назвали эти штучки атомами, что означает неделимый. И вот тут они были неправы, но они об этом не узнали и умерли счастливыми, что познали природу вещей.

Итак, сказали они, мир состоит из крошечных атомов и пустоты.

Прошло время. И однажды люди выяснили, что мир немного сложнее. И когда-то неделимый атом оказалось очень даже делится. Сначала они поделили атом на две главные штучки — протон и электрон. Протон заряжен положительно и гордо располагается в центре атома, а электрон заряжен отрицательно и летает по орбите вокруг. И ученые решили, что теперь-то уж это те самые неделимые части. Протон это такая большая штучка, а электрон — маленькая, в 1000 раз меньше массой. Их часто так и изображали в виде одного шарика в центре и другого на орбите. Впрочем, это только самый простейший атом водорода, у которого есть только один протон и один электрон, а другие атомы оказались чуть сложнее — у них в центре было несколько протонов, а вокруг летало несколько электронов, но всё равно всё было красиво и понятно, потому учёные успокоились:

Мир состоит из протонов, электронов и пустоты.

Однако этой пустоты оказалось неожиданно много. Если рассмотреть самый простой атом водорода и представить себе, что он стал размером с э… скажем стадион, то протон в его центре будет размером с яблоко, помещенное в центре, а вот электрон будет летать на расстоянии внешнего контура этого стадиона. Всё же остальное будет та самая пустота. А вот если в центре атома размещается несколько протонов, то и электронов вокруг вращается гораздо больше. Но все они расположены на разных орбитах, и эти орбиты располагаются всё дальше и дальше от оного ядра. И расстояние это измеряется уже в нескольких стадионах или в нескольких десятках стадионов.

Но этим приключения маленьких штучек не закончились. Сначала учёные мужи составили таблицу элементов по количеству протонов в ядре атомов. Оказалось, что вещества очень сильно меняют свои свойства в зависимости от этого количества. Потом люди нашли также способы измерить вес ядра атома и выяснили, что протонов как-то маловато, а массы многовато. Значит, решили учёные мужи, что кроме протонов в ядре есть что-то ещё, что имеет массу, но не имеет заряда. Так оно и оказалось. Они нашли частицу с массой примерно как у протона, но нейтральную (не имеющую заряда). Они назвали ее нейтроном — чтобы долго не мучиться над названием. Кроме того там в ядре оказалось ещё много чего интересного, но мы об этом поговорим в другой раз.

Попутно выяснилось, что протон — это очень стабильная частица, один из основных элементов, из которых построена Вселенная. Те протоны, которые находятся внутри нашего тела или тела нашей планеты существуют прямо-таки со времени Большого Взрыва — миллиарды лет. Ощутили? Прониклись? То-то! А нейтрон? А он как раз любит разваливаться на части. Этот процесс называется бэта-распад (β—распад), когда нейтрон делится на протон и электрон. Ну и кое-что ещё, но мы пока это оставим. Вместе в ядре каждого элемента они уживаются вполне дружно — протоны и нейтроны, крепко держась друг за дружку и не желая разрывать объятия. А электроны (которые тоже оказались очень стабильными частицами) летают вокруг на расстоянии, о котором мы тут уже рассказали.

И надо сказать, что летают они по особым орбитам, причем каждый электрон имеет персональную орбиту, и орбиты эти никогда не пересекаются и расположены одна внутри другой как оболочки или как матрешки. А между ними — большое пустое пространство. Никакой электрон не может занимать орбиту, где уже обитает другой электрон. Не положено. По правилу Доктора Паули, вернее по принципу запрета. Нельзя, запрещено. И электроны Доктора Паули слушаются. До поры до времени. Но наступает момент, когда…

Нет, сначала ещё немного попутешествуем вглубь частицы. Те протоны и нейтроны, которые сначала казались теми самыми неделимыми частицами, тоже как на грех оказались вполне делимыми. Они поделились на кварки, по три в каждом нейтроне и в каждом протоне. Кварки оказались очень разные, и учёные сломали голову, придумывая им разные названия и цвета, и прочие характеристики. Но это нам сейчас не нужно. Важно то, что теперь и протоны с нейтронами состоят из каких-то там кварков и пустоты. И вполне возможно это еще не предел деления.

Уф… Передышка. Ну хорошо. Мы теперь знаем, что неделимый атом оказывается вполне даже делимым, и даже на много частей.

А теперь давайте представим такое: где-то во Вселенной летят себе частицы или атомы; они самые разные, но летят они где-то рядом друг с другом, и потому они друг к другу притягиваются. Собираясь постепенно в одну большую кучу, они притягивают к себе и другие частицы и атомы, и их становится все больше и больше. Чем больше их становится в куче, тем больше они притягивают к себе других. И так далее. Проходит время — и появляется небесное тело, которое состоит в основном из водорода и незначительного количества других элементов. И понятно, что в этом небесном теле самое густонасёленное место — это центр. Там становится очень тесно, и всё остальное давит на этот самый центр. Ну как в океане давление увеличивается с глубиной, так же и в газовых образованиях. Чем выше, тем атмосфера разреженнее — как на Земле. И наоборот, чем глубже — тем гуще.

А теперь представьте себе, что происходит в глубине Марианской впадины на Земле. Давление там так велико, что подводную лодку раздавит как скорлупку. А вот обычный атом в этой Марианской впадине чувствует себя вполне неплохо. Однако представьте себе глубину океана Солнца или другой звезды. Вот тут на самой глубине этому атому уже становится некомфортно. А если это звезда массой в несколько десятков или сотен солнц? Атомам внутри в глубине становится уже совсем плохо. Они еле-еле удерживают тот страшный вес, который давит на них сверху.

И однажды атомы в глубине не выдерживают!

Сначала (как предполагают) внутри звезды происходит так называемый обратный β—распад. Как мы помним, во время прямого β—распада нейтрон превращается в протон, электрон и кое-что ещё. А во время обратного β—распада протоны и электроны соединяются вместе, чтобы образовать нейтрон. Что происходит при этом? Если между электроном и протоном расстояние, подобное стадиону (в сравнительном масштабе атома), то можно себе представить, какое расстояние "выдавлено" из звезды (если можно конечно так сказать)!

Звезда, которая имеет массу например в десять солнц и диаметр которой исчисляется в миллионах километров, коллапсирует в нейтронную звезду (почти той же массы, за исключением того, что улетело во Вселенную во время коллапса-взрыва). Но размер этой новой нейтронной звезды будет измеряться не в миллионах и даже не в тысячах километров. Диаметр ее будет скажем километров 20, и это то расстояние, которое наверное каждый день средний горожанин проезжает от дома до работы и обратно.

Но и это еще не предел сжатия. Потому что в один момент и границы между частицами рушатся, и звезда сжимается до кварковой звезды, то есть становится еще меньше в размере.

Думаете это предел? Да нет, конечно. Ведь мы же знаем, что существуют еще и черные дыры — так называемые космические объекты, в которые само-упаковываются звезды массой от нескольких десятков до нескольких миллионов солнц. И мы только можем вообразить, до какой микроскопической элементарной частицы доделился атом, чтобы потом упаковаться так основательно, что не останется ни миллиметра свободного пространства между этими прото-частицами. Ни микрометра пустоты. Ни нано- пико- фемто- атто- зепто- йокто-метра пустоты. Ничего. Всё. Мы дошли до предела делимости атома. Мы получили первичный прото-песок и сложили всё в прото-песочницу. Получилось космическое тело, которое практически не имеет физического размера. Ничего себе "Ничего" получилось? Так какое же это "ничего", если по массе оно равно той самой звезде массой в миллион солнц? А если слились вместе несколько подобных черных дыр? А однажды и вся Вселенная может упаковаться в такой вот космический объект, который… Ну вы представили себе эту массу — массу Вселенной. Как вам это "Ничего"?

И если однажды оно взорвется, то будет новый Большой Взрыв, новые звезды и галактики. И всё пойдёт сначала…

На картинке внизу - схематическое изображение возможных вариантов эволюции звезд: 1) туманность - маленькая звезда - красный гигант - планетарная туманность - белый карлик 2) туманность - большая звезда - красный супергигант - супернова (коллапсирующая звезда) - а далее она может стать как нейтронной звездой, так и черной дырой.

puma

№24 . Бахрейн

опять про прививки
антипрививочники меня поражают

ведь самое прикольное- лишь малая часть- против прививок вообще!

очновная часть- против отечественных

и им все равно на достижения советской и российской науки.
 "настояшие то демократы" давно сказали- в россии есть только водка, ватники и кирзачи- грязь по дорогам месить!
 все остальное- даже картошка- и та импортная!

ти ак они в этом уверены- что и смотрт вокруг- и не видят!
 что и дороги стали отличные и в магазинах, несмотря на санкуии, полно всего- и отечественного.
 и оружие то у нас самое современное и технологически продвинутое- на страх агрессору и "демократическим демократам"
 и даже то, что у нас в провинции- днем с огнем ватника не найдешь- не говоря про настоящие кирзовые сапоги!  ( кстати- а осенью в лес в керзовых то- намного удобнее, чем в резиновых!)
но уж как эти демократические демократы и их фанаты в россии возопили- какое дерьмо этот наш "спутник V"

СТОЛЬКО ПОСТОВ НАПИСАНО- СО ССЫЛКАМИ НА СТАТЬИ В НАУЧНЫХ ЖУРНАЛАХ.......НА ПЛОХОЕ КАЧЕСТВО ВАКЦИНЫ ПФАЙЗЕР!!!!
ИМЕННО- НА ПФАЙЗЕР.....ПОТОМУ, КАК АМЕРИКАНСКИЕ ВРАЧИ ИМЕЛИ ДЕЛО ИМЕННО С ПФАЙЗЕРОМ

интересно- что внутри этих людей сейчас?

плохое качество пфайзера продолжает подтверждаться

а нашу, российскую вакцину, зарегистрировало и разрешило к преминению уже 24 государство- бахрейн

богатые арабы трепетно относятся ксврему здоровью