Релятивистская механика: новый взгляд по-старому - Страница 104

Так что, из самого по себе факта большести скоростей убегания у более отдалённых звёзд – сравнительно с менее отдалёнными, – ничего определённого сказать о характере разбегания не получается. В этом хитрость мирозданья, предрасполагающая к заморочкам! Судить о характере оказывается возможным только по динамике отношения скорости к удалению. Как это отношение, найденное для менее далёкой звезды, меняется при переходе ко всё более далёким.

Если оно остаётся тем же, то есть демонстрирует постоянство, значит разбег равномерный. Равномерно, то есть, разбегаются от вас галактики, получившие когда-то (в один прекрасный момент!) относительно вас разные скорости – каждая свою, и до сих пор их удерживающие. Это картина Сэлье. Возможная в качестве одного из вариантов, не противоречащих логике. С тем, что другой непротиворечащий вариант здесь, упорно не замечавшийся физиками, заключается в следующем: галактики отдаляются от нас с увеличивающимся ускорением! Что мы уже подробно и разобрали – несколько выше, в середине этого нашего космологического разговора. А всего 11 – 12 страниц выше – дополнительно разобрали ещё и в цифрах, высчитывая суперхаббловские постоянные.

Если же отношение уменьшается, то объяснительная – к движению галактик – зарисовка Сэлье логикой уже не пропускается, даже в скромном качестве всего лишь одного из возможных вариантов. И по-любому вынуждены оказываемся говорить об ускоренной от нас отдаляемости галактик. По причине ли действия тёмной энергии, или сказываемости пресловутого скалярного вакуумного поля, или чёртик из табакерки выскакивает и на галактики дует, – не важно, лишь бы ускорение давало, а уж динамика заявленного нами отношения это ускорение ущучит. (Прошу прощения у читателя за юмор, но очень уж досаждают апелляции ко всем этим "тёмным энергиям", когда знаешь настоящую причину: ускоренность разбега галактик – дериват прибываемости нового вакуумного пространства между ними. Прямая имманента мат. вселенской пространственной разбухаемости.)

Ну и, в-третьих, если отношение увеличивается, значит разбег замедляющийся. Проходит с отрицательным ускорением, то есть, – в противность второму случаю, где ускорение положительное. Этот третий случай долго обыгрывался в отталкиваемости от стягивающего – во вселенском масштабе – действия наличных масс. Космологическую постоянную отменили, найдя – с подачи Сэлье – галактики разбегающимися из-за первовзрыва, но ведь разбег-то по Сэлье инерционный, и если наложить на него самостягиваемость всей наличной вселенской мат. массы (разнесённые элементы которой всегда и везде продолжают тянуть друг друга – в силу закона всемирного тяготения), то и получится картинка замедляющегося инерционного разбега. Не понимали тут слишком простого: Большой Взрыв не закончился, а исправно продолжается, выражаясь в возникаемости в мат. вселенной всё нового и нового вакуумного пространства, и разбег оттого галактик не инерционный – от давно закончившегося толчка в лице того Взрыва, – а постоянно провоцируемый, чем и способен (начиная с критически большого масштаба, так как масштаб прибавляет ему выраженности) перекрывать самостягиваемость огульной вселенской массы.

Впрочем, этот третий случай – случай притормаживающегося разлёта галактик – не лишён-таки значенья и для нас, с нашей новорелятивистской теорией как провозгласителем ускоряющегося разлёта. Прибытия пространства в масштабе всей мат. вселенной ничто, разумеется, перечеркнуть не сможет – в конечном его эффекте, то есть сказываться галактическим ускорением оно по-любому будет – ежели иметь в виду именно всю мат. вселенскую наполнительность, но в какой-то локали (на каком-то – достаточно большом! – участке мат. вселенской суперсферы) какая-нибудь стягивающая галактики причина, дополнительная к основной, может перекрывать разгоняющее действие на них взрывной вселенской расширительности, и если мы, с Землёй, окажемся в центре такой локали, то наши хабблы вплоть до какого-то весомого удаления окрест смогут наблюдать как раз замедляющийся отход галактик.

На моделирующей цифровой конкретике покажем сомневающимся правоту наговоренного нами. Пусть от нас стартуют три тела. Первое со скоростью 2 м/сек, второе – 4 м/сек, третье – 6 м/сек. И всё происходит в духе Сэлье, то есть от старта тела скоростей не меняют, так что расходятся от нас равномерно. Посмотреть нам на них через 3 сек, так первое окажется от нас на расстоянии S = vt= 2 м/сек · 3 сек = 6 м, второе – 12 м, и третье – 18 м. Пусть в этот момент на тела одинаково начала действовать некая ускоряющая причина. Придающая каждому в направлении его движения ускорение a= 0,2 м/сек ². Посмотрим на тела ещё через 3 сек. Каждое из них, как равноускоренно движущееся, пройдёт дополнительный путь S = at ² /2= 0,2 · 3 ²/2 = 0,9 м. Этот путь дополняет те, которые тела проходят в порядке своей равномерной двигаемости с полученными на старте скоростями: вторые 6 м – первое, вторые 12 м – второе, и вторые 18 м – третье. В итоге, общий путь для первого будет 6 + 6 + 0,9 = 12,9 м, для второго – 12 + 12 + 0,9 = 24,9 м, для третьего – 18 + 18 + 0,9 = 36,9 м. Скорости же у каждого из тел прибавится ∆ v = at =0,2 м/сек ²· 3 сек = 0,6 м/сек. Отчего первое будет иметь скорость V ₁ =2 + 0,6 = 2,6 м/сек, второе – V ₂ = 4 + 0,6 = 4,6 м/сек, и третье – V ₃ = 6 + 0,6 = 6,6 м/сек. Соответственно "индивидуальные постоянные Хаббла" для тел (на которые мы смотрим через 6 сек после старта, не забывать!) будут такими: H ₁ =2,6 м/сек : 12,9 м = 0,202 сек ^–1, H ₂ = 4,6 м/сек : 24,9 м = 0,185 сек ^–1, и H ₃ = 6,6 м/сек : 36,9 м = 0,179 сек ^–1. То есть уменьшающимися – как мы и обещали! – у тел по мере роста их от нас удалённости. Подобное уже нам показывал анализ полупараболы – как графика соотносимости скорости с пройденным путём у равноускоренно движущегося тела.

А если бы тела вторые 3 сек не ускорялись, продолжая убегать от нас равномерно? Тогда "индивидуальные постоянные Хаббла" их были бы: H ₁ =2 м/сек : 12 м = 1/6 сек ^–1, H ₂ = 4 м/сек : 24 м = 1/6 сек ^–1, и H ₃ = 6 м/сек : 36 м = 1/6 сек ^–1= 0,167 сек ^–1. То есть – одинаковая у всех "индивидуальная постоянная Хаббла", как то и должно быть по картине, нарисованной Сэлье в объяснение хаббловых наблюдений.

Ну и – равнозамедляемость тел вторые три секунды. С тем же ускорением в 0,2 м/сек ². На момент времени 6 сек картина в этом случае будет следующая. Скорости всех трёх тел уменьшатся на уже найденную нами ∆ v =0,6 м/сек, и будут V ₁ =2 – 0,6 = 1,4 м/сек у первого, V ₂ = 4 – 0,6 = 3,4 м/сек у второго, и V ₃ = 6 – 0,6 = 5,4 м/сек у третьего. Пройденные телами пути тоже уменьшатся – на величину в 0,9 м. И будут S ₁ = 12 – 0,9 = 11,1 м у первого, S ₂ = 24 – 0,9 = 23,1 м у второго, и S ₃ = 36 – 0,9 = 35,1 м у третьего. Что даёт "индивидуальные постоянные Хаббла": H ₁ =1,4 м/сек : 11,1 м = 0,126 сек ^–1для первого тела, H ₂ = 3,4 м/сек : 23,1 м = 0,147 сек ^–1для второго, и H ₃ = 5,4 м/сек : 35,1 м = 0,154 сек ^–1для третьего. То есть увеличивающиеся по мере рассмотрения всё более далёких тел, как то мы и заявляли.

А закончилось ускорение после шести секунд, чтó тогда будет? Вернётся ли картина разбега к прописанной Сэлье? Посмотрим и это! Разобрав картину по прошествии девяти секунд. На трёх последних из них – тела шли опять без ускорения. После шести секунд, как помним, скорости их были: V ₁ =2,6 м/сек, V ₂ = 4,6 м/сек и V ₃ = 6,6 м/сек. А пройденные пути, соответственно, были 12,9 м, 24,9 м и 36,9 м. Между шестой и девятой секундами первое тело проходит путь ∆ S ₁ = 2,6 м/сек × 3 сек = 7,8 м, второе – ∆ S ₂ = 4,6 × 3 = 13,8 м, и третье – ∆ S ₃= 6,6 × 3 = 19,8 м. В итоге, S ₁ = 12,9 м + 7,8 м = 20,7 м, S ₂ = 24,9 + 13,8 = 38,7 м, и S ₃ = 36,9 + 19,8 = 56,7 м. Ну а скорости тел через 9 сек те же, что и через 6 сек. Что даёт H ₁ = 2,6 м/сек : 20,7 м = 0,145 сек ^–1, H ₂ = 4,6 : 38,7 = 0,119 сек ^–1, и H ₃ = 6,6 : 56,7 = 0,116 сек ^–1. Как видим, "индивидуальные постоянные Хаббла" наших трёх тел на момент девяти секунд всё же не совпадают! Хотя и показывают большее схождение, чем на моменте шести секунд – сразу после ускорения. Отчего напрашивается разобрать, что будет на момент двенадцати секунд: станет ли схождение ещё бóльшим? Как подсчитывать, читатель уже знает, так что сразу даю посчитанные результаты: для первого тела получается H ₁ =0,091 сек ^–1, для второго – H ₂ =0,088 сек ^–1, и для третьего – H ₃ =0,086 сек ^–1. Так что да, схождение увеличивается. Это и понятно: скорости – как числители – не растут, а пройденные пути – как знаменатели – всё увеличиваются, но ведь чем больше знаменатель, тем меньше он, так сказать, склонен отличать 2,6 м/сек от 2 м/сек, 4,6 от 4 и 6,6 от 6, при числителях же 2, 4, и 6 дроби равны.