Космос
Креацентр > Статті > Космос > Невірні уявлення про загальну теорію відносності, космологію та Великий вибух

Невірні уявлення про загальну теорію відносності, космологію та Великий вибух

Так само, як всі ідеї мають наслідки, неправильні ідеї можуть мати дуже погані, або, навіть небезпечні результати. Наприклад, якщо наша апологетика спирається на легко спростовувану оману, то ця апологетика підозріла. Якщо ми сперечаємося проти теорії цілком щиро, але з помилковими уявленнями, то наші аргументи значно зменшуються. Цей аргумент був би схожий на атаку солом'яної людини, хоча ми можемо бути чесними в своєму намірі.

Існує безліч помилок і непорозумінь щодо Великого вибуху, космології та сучасної теорії відносності. Тому корисно обговорити деякі з поширених помилок за цими темами в цьому розділі.

Червоне зміщення не є доплерівським зсувом

При описі розширення Всесвіту більшість методів порівнюють червоні зміщення вселенського розширення з доплерівськими зсувами. Доплерівський зсув названий на честь Крістіана Доплера, який відкрив цей принцип в 1842 році. Це явище відбувається зо всіма хвилями, такими як звукові хвилі від автомобільного гудка. Якщо прозвучить сигнал автомобіля, що наближається, сусідні звукові хвилі будуть щільно притиснуті один до одного, так що ми зіткнемося з великою кількістю хвиль у секунду, ніж якщо б автомобіль не рухався по відношенню до нас. Більше хвиль у секунду відповідає збільшенню частоти. Оскільки наші вуха сприймають частоту як висоту звуку, збільшення частоти призводить до більшої частоти звуку, ніж те, що ми почули б від нерухомого автомобіля. Якщо автомобіль віддаляється від нас, хвилі розтягуються так, що ми стикаємося з більш низькою частотою, і ми чуємо більш низьку висоту звуку. Якщо автомобіль залишається нерухомим, а слухач замість цього рухається до автомобіля або від нього, то висота звуку збільшується або зменшується аналогічним чином.

Світло від зірок також може бути зміщене з Доплером. Якщо ми рухаємося до зірки, або вона рухається до нас, все світло зірки буде зміщене в бік більш коротких хвиль. Світло сприймається як колір, причому більш короткі довжини хвиль знаходяться ближче до синього кінця спектру. Тому ми говоримо, що світло зірки доплеровски зміщене в бік синього. З іншого боку, якщо зірка віддаляється від нас, чи ми віддаляємося від зірки, світло зірки доплеровски зміщується в бік більш довгих хвиль, і ми говоримо, що світло зірки зміщується в бік червоного. При синьому або червоному доплервському зсуві зміщується весь спектр зірки. Спектри зірок містять темні лінії поглинання. Через ефект Доплера спектральні лінії будуть трохи зміщені від довжин хвиль, які вони мають. Величина доплерівського зсуву вимірюється зміщенням цих ліній, а величина відносної швидкості може бути обчислена за допомогою рівняння, званого формулою Доплера.

Доплерівський рух зірки — це комбінація нашого руху в просторі та руху зірки. Завдяки ретельному аналізу доплерівських рухів тисяч зірок астрономи змогли приблизно визначити, який наш рух у просторі. У свою чергу, ми змогли виміряти рух окремих зірок у космосі. Наприклад, ми знаємо, що Сонце рухається майже на 250 км/сек по орбіті навколо центру галактики. Ми виявили, що зірки зазвичай йдуть по одномуіз двох зовсім різних типів орбіт навколо галактики, і ці два типи орбіт проявляють себе як різні швидкості. Існують і інші тонкі відмінності між цими двома групами зірок, які лягли в основу типів зоряного населення.1

Дуже легко уявити собі розширення Всесвіту у вигляді матерії; яка розлітається, тому більшість книг на цю тему використовують доплерівський зсув в якості пояснення того, що відбувається. Це дуже сумно, тому що це не те, що відбувається насправді. Космологи зазвичай припускають, що вся матерія у Всесвіті спочиває щодо простору. Розширюється сам простір. Тому, коли простір розширюється, матерія у Всесвіті переноситься разом з розширенням. Таким чином, частки насправді не розходяться. Замість цього, в міру розширення Всесвіту між частинками з'являється більше простору.

Зображення надано Брайаном Міллером

Повітряна куля часто використовується як приклад двовимірного Всесвіту, який розширюється.

Повітряна куля часто використовується як приклад двовимірного Всесвіту, який розширюється. Якщо точки розміщені на повітряній кулі за допомогою маркувальної ручки, точки будуть здаватися розсунутими, коли повітряна куля вибухне. Проте, точки будуть рости в розмірах з повітряною кулею, яка розширюється, а це не те, що роблять об'єкти у Всесвіті. Найкраща аналогія — приклеїти блискітки на кулю. Блискітки будуть здаватися такими, щ розсуваються, але самі блискітки не будуть збільшуватися при розширенні повітряної кулі. Зверніть увагу, що блискітки насправді не рухаються, а просто здаються розсунутими, коли їх несе розширення повітряної кулі. Подібним же чином галактики можуть знаходитися в стані спокою відносно простору, але вони, мабуть, розлітаються на частини через розширення простору. Тому червоні зсуви, викликані розширенням Всесвіту, не є доплерівськими зсувами. Іноді рух, який сприймається через розширення, називають потоком Хаббла.

Це може здатися незначною відмінністю, але відсутність цього дуже тонкого моменту може призвести до серйозних непорозумінь. Наприклад, спектр галактики Андромеда (M31) зміщений у синю сторону. Деякі запитують, як це може бути, якщо Всесвіт розширюється? Практично всі галактики фактично рухаються в просторі, а не знаходяться в стані спокою, як у дуже простому поданні, згаданому вище. Що є джерелом цього руху? У більшості випадків це, ймовірно, пов'язане з місцевою гравітацією. Галактики, як правило, об'єднуються в скупчення/кластери, що містять від кількох десятків до тисячі галактик. Наша галактика є членом скупчення, що містить близько 30 галактик, званих локальною групою, яка знаходиться поруч з набагато більшим скупченням Діви. Кластери кластерів можуть утворювати більш великі структури, звані суперкластерами.

Всі ці структури, ймовірно, утримуються разом гравітацією, що передбачає, що різні складові їхніх об'єктів, мають орбіти. Ці орбітальні рухи виробляють відносні рухи, які дійсно є доплерівськими за своєю природою. Тому спектр будь-якої конкретної галактики буде мати зсуви через ефект Доплера й поток Хаббла одночасно. Так як немає способу розрізнити їх у наглядовому порядку, ми не можемо точно сказати, скільки з них існує. М31 знаходиться так близько від нас, що її хаббловський потік складе не більше 50 км/сек. Його гравітаційний рух значно перевищує це, тому ефект Доплера домінує над спектральним зсувом M31. Доплерівський рух М31 відбувається в напрямку до нас. Кілька інших галактик показують блакитні зміщення, і всі вони також дуже близькі до нас.

Змішання потоку Хаббла й доплерівського руху являє собою проблему при вимірюванні постійної Хаббла. Щоб точно виміряти постійну Хаббла, ми повинні відібрати галактики, які мають великі потоки Хаббла порівняно з їхніми доплерівськими рухами. Доплерівські рухи повинні бути незалежні від відстані, але потік Хаббла повинен бути пропорційний відстані (це відношення Хаббла). Найближчі галактики можуть найкраще вимірювати свої відстані, але в їхьому зсуві переважає доплерівський рух. Більш віддалені галактики мають спектральні зміщення, в яких домінує потік Хаббла, але їхні відстані важче виміряти точно. Поділ цих двох ефектів вимагає, щоб ми робили певні припущення й обробляли дані певним чином. Частково розбіжності з приводу значення постійної Хаббла в останні роки були викликані різними підходами до вирішення цієї проблеми.

Кілька блакитних галактик не є проблемою для Всесвіту, який розширюється

Як згадувалося раніше, галактика Андромеди має синє зміщення, а не червоне.Це означає, що ця галактика рухається до нас, а не від нас. Деякі вчені вважають, що це проблема для розширення Всесвіту, вважаючи, що у Всесвіті всі галактики повинні мати червоне зміщення. Проте, рух найближчих галактик через локальну гравітацію може випередити розширення Всесвіту. Зверніть увагу, що це може бути вірно тільки для сусідніх галактик. Якби далека галактика мала блакитне зміщення, це було б проблемою для розширення Всесвіту.

 За суміжним питанням, близько половини зірок у нашій галактиці мають червоне зміщення, в той час як інша половина має синє зміщення. Деякі люди думають, що будь-який об'єкт із блакитним зміщенням — це проблема із Всесвітом, який розширюється. Проте ефект універсального розширення вкрай малий у локальному масштабі. Наприклад, люди на іншій стороні Землі не стають далі від вас через розширення. Локальні ефекти, перш за все, гравітація, долають вкрай слабке вселенське розширення. У нашій галактиці гравітація є домінуючою силою, яка утримує галактику. Блакитні й червоні зміщення, які ми спостерігаємо в зірках всередині нашої галактики, обумовлені доплерівськими зсувами, що виникають у результаті орбіт Сонця та інших зірок навколо галактики. Так що це не проблема для Всесвіту, що розширюється.

Інфляція не суперечить забороні на надсвітову швидкість

Як вже говорилося раніше, фізики вважають, що швидкість вище швидкості світла неможлива. Оскільки маса збільшується із збільшенням швидкості, частинка, що має масу, буде мати нескінченну масу зі швидкістю світла. Тому для прискорення частинки до швидкості світла буде потрібно нескінченна кількість енергії. Оскільки в нашому розпорядженні немає нескінченної кількості енергії, жодна матеріальна частинка не може рухатися зі швидкістю світла, хоча ця швидкість може бути як завгодно близька до швидкості світла.

Через це обмеження швидкості, накладеного на матерію, багато людей думають, що розширення інфляційних космологій швидше, ніж світло, неможливе. Якби розширення Всесвіту було викликане доплерівським рухом, то це було б проблемою. Проте, як обговорювалося раніше, потік Хаббла й доплерівські рухи різні. Під час епізоду інфляції частинки дійсно поділяються набагато швидше, ніж швидкість світла, але цей поділ відбувається не через рух частинок у просторі, а через швидке розтягування простору між частинками. Це хороший приклад того, як нерозуміння концепції може привести до помилкових висновків.

Міжзоряне почервоніння — це не те ж саме, що червоне зміщення

Як і інші спіральні галактики, диск Чумацького Шляху містить величезну кількість пилу. Частинки пилу називаються зернами й зазвичай мають розмір близько 0,1 мкм. Пилові зерна, ймовірно, складаються з різних речовин, включаючи силікати, вуглець, залізо й лід. Пил має тенденцію до злипання, так що є області на диску галактики, які досить вільні від пилу, в той час як інші області надзвичайно пилові. Коли зоряне світло проходить крізь пил, зерна розсіюють світло. Розмір пилових зерен сприяє розсіюванню більш коротких довжин хвиль (синій) світла на більш довгі хвилі (червоний). Тверді частинки в сигаретному димі мають приблизно однаковий розмір, так що вони також більш ефективно розсіюють синє світло. Ось чому сигаретний дим здається синім при сильному освітленні. Молекули в атмосфері Землі переважно розсіюють сонячне світло багато в чому таким самим чином, щоб справити знайоме блакитне небо.

Коли світло розсіюється, воно видаляється із прохідного світла. Частина червоного світла розсіюється, але не так сильно, як синє світло. Тому, якщо спостерігати світло, яке піддалося розсіюванню, воно буде здаватися більш тьмяним і червоним. Саме з цієї причини висхідне або призахідне сонце здається набагато тьмянішим і червонішим, ніж сонце високо в небі. У цей час світло від Сонця входить в атмосферу Землі під кутом, так що воно проходить через набагато більше повітря, ніж коли Сонце знаходиться вище в небі. Більше повітря призводить до більшого розсіювання, змушуючи Сонце здаватися одночасно слабшим і червоним. Зоряне світло зазнає майже те ж саме. Світло від далеких зірок зазвичай повинно проходити через більшу кількість пилу, ніж світло від більш близьких зірок, тому далекі зорі здаються більш тьмяними й червоними, ніж зазвичай. Почервоніння зоряного світла називається міжзоряним почервонінням, а затемнення зоряного світла — згасанням. При розрахунку відстаней до астрономічних тіл необхідно застосовувати поправку на вимирання.

Деякі люди плутають міжзоряне почервоніння й червоне зміщення. Червоне зміщення змінює всі довжини хвиль світла на одну й ту ж відносну величину. Форма спектру, часто близька до того, що називається чорним тілом, зберігається. Всі спектральні лінії зміщені на одну й ту ж відносну величину, що дозволяє виміряти величину червоного зміщення. Міжзоряне почервоніння не зміщує довжини хвиль — усі спектральні лінії залишаються там, де вони зазвичай відбуваються. Весь спектр пригнічений, і так як синій кінець спектру пригнічений більше, ніж червоний кінець, форма спектра змінюється.

Червоне зміщення зазвичай не робить галактики червоними

У деяких людей складається враження, що червоне зміщення робить галактики більш червоним кольором. Для більшості галактик червоне зміщення настільки мале, що не відбувається помітної зміни кольору. Навіть для галактик з великим червоним зміщенням колір галактик не буде сильно змінений. Причина в тому, що, хоча видиме світло галактик зміщується в бік більш довгих хвиль і навіть в інфрачервоне випромінювання, яке око не може бачити, це світло приблизно замінюється зазвичай невидимим випромінюванням в ультрафіолетовому діапазоні, яке зміщується у видиму частину спектру. Тому спектр галактики має приблизно таку саму форму, як якщо б у неї не було червоного зміщення, і тому колір приблизно такий самий.

При дуже великому червоному зміщенні колір галактики змінюється так, що вона стає червонішою, ніж зазвичай, але око не може виявити цю тонку зміну кольору. Ця зміна кольору може бути визначена шляхом порівняння яскравості галактики на двох різних довжинах хвиль, наприклад у синьому й жовтому світлі. Через вивчення багатьох сусідніх галактик ми маємо гарне уявлення про те, який колір має типова галактика. Галактики з дуже високим червоним зміщенням мають систематично більш червоні кольори, як визначено за допомогою цього методу.

Хаббл глибоке поле неба

Цей процес може бути використаний з користю при оцінці червоних зміщень. Фотозйомка — це дуже ефективне використання світла, в той час як спектроскопія дуже неефективна. Різниця виникає тому, що при спектроскопії світло повинно бути розсіяне або розкладене. Час спостереження на дуже великих телескопах цінний, тому ми не хочемо витрачати час на вимірювання кожної галактики для її червоного зміщення. Замість цього при пошуку далеких галактик ми хотіли б вибрати для спектроскопії ті галактики, які, ймовірно, мають великі червоні зміщення. Вимірювання кольору може визначити ймовірних кандидатів для подальшого вивчення. Іноді були сфотографовані галактики поблизу межі виявлення, наприклад, у полі глибокого неба Хаббла. Ці галактики настільки слабкі, що їхні спектри не можуть бути виміряні, але астрономи можуть оцінити кількість червоного зміщення від кольорів. Поправка повинна бути застосована, тому що астрономи очікують, що дуже далекі галактики блакитніше, ніж сусідні галактики. Це пов'язане з тим, що астрономи припускають, що світло з дуже великих відстаней виникло, коли джерела були набагато молодші. Галактики в молодості, як передбачається, домінують в блакитному світлі, тому що астрономи вважають, що масивні сині зірки домінували в перших поколіннях зірок.

Сучасна теорія відносності не виключає концепцію абсолютної системи відліку

Це, мабуть, самий неправильно зрозумілий аспект сучасної теорії відносності. Ньютон сформулював свої закони, припускаючи, що існує якийсь абсолютний стандарт спокою, за яким можна виміряти будь-який рух. Це, в решті решт, призвело до розвитку ідеї ефіру, речовини простору. Теорія електрики й магнетизму Максвелла, розроблена в 1860-х роках, припускала, що світло є хвилею в цьому ефірі. Експеримент Майкельсона-Морлі 1887 року був спробою виміряти рух Землі через ефір, коли вона оберталася навколо Сонця. Експеримент Майкельсона-Морлі був нульовим результатом, припускаючи, що Земля не рухається щодо ефіру або, якщо хочете, космосу. Проте, доплерівські зсуви, які щороку змінюються, у спектрах зірок у міру обертання Землі навколо Сонця переконливо свідчили про те, що Земля дійсно рухається. Як можна було пояснити цю невідповідність, залишалося загадкою протягом майже двох десятиліть. Альберт Ейнштейн шукав інше пояснення цієї проблеми в своїй статті 1905 року в спеціальній теорії відносності. Ейнштейн припустив, що фізичні закони й швидкість світла інваріантні по відношенню до швидкості. Тобто, незалежно від того, яка швидкість людини, фізичні закони й швидкість світла будуть однаковими. Класична фізика припускає, що в той час як фізичні закони не змінюються швидкістю людини, швидкість світла, яка спостерігається,повинна бути векторною сумою його швидкості й швидкості світла. Тому, якщо вимірювати швидкість зустрічного світлового променя, коли ми йдемо до нього, виміряна швидкість світла повинна бути с + v, де c — швидкість світла у відсутність нашого руху, а v — наша швидкість. Якщо, з іншого боку, ми рухаємося в напрямку, в якому рухається світловий промінь, ми очікуємо, що швидкість світла буде с - v. Експеримент Майкельсона-Морлі показав, що відповідь була c в будь-якому випадку. Ейнштейн прийняв цей факт як даність.

 За допомогою цього нового, який не суперечить інтуїції, припущення Ейнштейн розробив наслідки. Він показав, що в міру збільшення швидкості об'єкта його маса збільшується, довжина зменшується, а час у системі відліку, що рухається, сповільнюється по відношенню до системи відліку, яка рухається. Кожен з цих ефектів згодом був підтверджений численними експериментами, в основному мають справу з швидко рухомими елементарними частинками. Наприклад, нестабільні елементарні частинки, які швидко розпадаються, довше зберігаються при русі на високих швидкостях. Іншим прикладом є спостережуване збільшення мас частинок в прискорювачах частинок. Збільшення маси обмежує найвищі швидкості, які можуть бути досягнуті за допомогою типу прискорювача частинок, званого циклотроном.

 Ранній успіх спеціальної теорії відносності був проголошений кінцем ефіру. Багато вчених у той час стверджували, що концепція абсолютного простору більше не є обґрунтованою. Навіть рання цитата Ейнштейна припускає, що він поділяв це переконання. Через десять років після своєї роботи зі спеціальної теорії відносності Ейнштейн опублікував свою загальну теорію відносності, в якій розглядалися прискорені системи відліку, і була запропонована нова теорія гравітації. Спеціальна теорія відносності розглядала тільки постійно рухомі системи відліку, тому довелося розробити нову теорію для обробки тих, які змінювали швидкість. Одним із наслідків його теорії було те, що система відліку, яка постійно ускорюється, не відрізняється від гравітаційного поля. Це, в решті решт, призвело до нового підходу до гравітації.

Рання відмова від концепції ефіру або абсолютної системи відліку привела до виникнення парадоксу близнюків, ще однієї ідеї, яка часто неправильно трактується. Припустимо, що є ідентичні близнюки. Приблизно у віці 20 років один з близнюків, вирушає у подорож до найближчої зоряної системи майже зі швидкістю світла, в той час як інший залишається на землі. Після того, як на землі минуло 40 років, космонавт повертається. Близнюку, який залишився на Землі, зараз 60 років, і він виглядає на свій вік, але через уповільнення часу астронавт пережив лише кілька місяців старіння і виглядає майже так само, як коли він покинув Землю. Астронавт рухався з великою швидкістю в порівнянні зі своїм братом на землі, і тому час йшов повільніше.

Парадокс виникає, коли ми розглядаємо систему відліку астронавта. Якщо всі системи відліку рівні, як нібито говорить теорія відносності, то з системи відліку космонавта перемістився його брат на землі, а не астронавт. Це передбачає, що близнюк на Землі повинен був пережити менше часу, ніж астронавт. Іншими словами, кожен близнюк міг стверджувати, що інший рухався і, отже, відчував уповільнення часу. Оскільки обидва близнюки не могли піддатися уповільненню часу, парадокс близнюків, як вважають деякі, позбавляє законної сили теорію відносності.

Якщо б у нас була тільки особлива теорія відносності, то парадокс близнюків міг би стати серйозною проблемою. Проте у нас є загальна теорія відносності, яка стосується прискореним системам відліку. Астронавт-близнюк повинен був пройти чотири окремих прискорення. По-перше, треба було добитися високої швидкості. По-друге, він повинен був сповільнити хід при досягненні мети. Третє і четверте повинні були відбутися після початку зворотної подорожі на землю й уповільнення, щоб прибути на землю. Між тим близнюк на Землі не відчував ніяких прискорень, що мають відношення до проблеми. Як ми вимірюємо прискорення? Прискорення можуть бути виміряні відносно загальної суми матерії Всесвіту. При прискоренні хтось може спостерігати, що його швидкість змінюється по відношенню до віддалених масивних об'єктів зірки й галактики. Земний близнюк не бачить цього ефекту прискорення, в той час як його брат-астронавт бачить. Тому ми можемо однозначно визначити, який близнюк здійснює рух, і парадокс близнюків зникає.

Можливість вимірювання прискорень щодо віддалених масивних об'єктів називається принципом Маха. Принцип Маха застосуємо й до постійного руху. У той час як окремі віддалені масивні об'єкти можуть мати свої власні рухи, загальна сума всієї матерії у Всесвіті, як вважають, знаходиться в стані спокою відносно простору. Тому загальна сума матерії у Всесвіті являє собою кращий стандарт спокою. На початку 20-го століття деякі теоретики заявили, що сучасна теорія відносності вимагає, щоб не було кращого стандарту спокою, тобто, що всі неприскорені системи відліку були однаково дійсні. Ця ідея стала поширеним народним переконанням. Проте це знаходиться в прямому протиріччі з принципом Маха, що лежить в основі сучасної теорії відносності. Таким чином, всупереч цим попереднім заявам і концепції громадськості, сучасна теорія відносності дійсно говорить нам, що існує абсолютний стандарт спокою. Цей стандарт спокою є системою відліку, яка перебуває в спокої відносно суми всіх віддалених об'єктів. Майте на увазі, що загальна теорія відносності стверджує, що простір — це річ. Можна було б заперечити, що простір, що розуміється під загальною теорією відносності, можна ототожнити з ефіром, хоча й не в тому вигляді, в якому він спочатку уявлявся.

Сталість швидкості світла розуміється неправильно

Одна з основ спеціальної і загальної теорії відносності полягає в тому, що швидкість світла є постійною незалежно від швидкості джерела або спостерігача. Як обговорювалося раніше, це дуже відрізняється від того, що можна було б очікувати. На жаль, багато людей неправильно розуміють цей принцип. Коли світло входить у середу, таку як скло, швидкість зменшується. Багатьом людям це здається порушенням принципу, згідно з яким швидкість світла є постійною. Проте сталість швидкості світла відноситься до виміряної швидкості відносно руху джерела й спостерігача. Швидкість світла має своє найбільше значення у вакуумі, і всі швидкості в середовищах менше, ніж швидкість вакууму. У середовищі сталість швидкості світла незалежно від руху джерела і спостерігача є істинною.

Зображення надано Брайаном Міллером

Кілька років тому вчені виміряли швидкість світла в особливій формі матерії, званої конденсатом Бозе-Ейнштейна, що дорівнює всього лише 17 м/с. Ця швидкість настільки неймовірно повільна, що багато людей думали, що це просто повинно було порушити сталість швидкості світла, але це не так. Деякі запитували, чи означає це, що світло в деякому середовищі може рухатися швидше, ніж швидкість світла у вакуумі. Теоретично це не так, і вимірювання швидкості світла у всіх середовищах досі підтверджують це.

В останні роки були проведені експерименти, які показали деяким фізикам, що швидкість світла в деяких ситуаціях була більше теоретичного максимуму в 300 000 км/с. Ці експерименти та їхня інтерпретація були дуже суперечливими. Є пояснення, які не вимагають супралімінальної швидкості світла. До того часу, поки фізична спільнота повністю не засвоїть це, неможливо обговорювати це питання далі.

Прийняття загальної теорії відносності не рівнозначно прийняття морального релятивізму

Незабаром після публікації теорій відносності Ейнштейна на початку 20-го століття моральні релятивісти вхопилися за ці теорії в якості підтримки своєї філософії. Вони поширювали ідею про те, що всі моралі й стандарти відносні, тому ні один стандарт не може вважатися абсолютним. Моральні релятивісти продовжували поширювати міф про те, що теорія відносності Ейнштейна доводить, що не існує абсолютних стандартів, а є тільки відносні. Як було показано, це твердження явно помилкове. Сам Ейнштейн не любив назви «відносність», але замість цього назвав свою теорію «теорією інваріантності». У всякому разі, навіть спеціальна теорія відносності стверджує, що існує принаймні один абсолют — швидкість світла. Основною підставою загальної теорії відносності є принцип Маха, який стверджує, що існує абсолютний стандарт простору, по якому можна виміряти всі рухи.

Існує також питання про те, як теорія про фізичний світ могла б встановити основу системи моралі. Це гігантський стрибок логіки, який ніколи не був продемонстрований. Не можна моральним релятивістам присвоїти теорію відносності Ейнштейна. На жаль, багато християн дозволили цьому шахрайству тривати або навіть мимоволі брали в ньому участь, виступаючи проти теорії відносності на аналогічних філософських підставах.

Великий вибух не був вибухом

Назва «Великий вибух» є неправильною.Як згадувалося раніше, сер Фред Хойл, який мав на увазі цю назву як насмішку, випадково придумав її. На жаль, назва наводить на думку про вибух. Наприклад, деякі критики ставлять запитання: «Що вибухнуло?» На жаль, багато популярних акаунтів обговорюють Великий вибух, як ніби це дійсно був вибух. Вибухи, як правило, є катастрофічними подіями, які призводять до хаосу й безладу, тому часто задається питання, як вибух міг привести до порядку, який ми бачимо у Всесвіті. Проте єдина схожість між Великим вибухом і вибухом — це раптова поява Всесвіту й викликане цим розширення матерії і енергії. Істинний вибух здійснив би доплерівський рух, але універсальне розширення відрізняється від доплерівського руху, як обговорювалося раніше.

 Протягом деякого часу модель Великого вибуху не була моделлю вибуху, тому для критиків теорії Великого вибуху дуже важливо, щоб ми правильно сформулювали модель, щоб нас не звинуватили у використанні аргументу солом'яної людини. Передбачається, що Всесвіт виник у високотемпературному, щільному, але дуже однорідному стані. Однорідність навряд чи можна назвати описом вибуху — вибух повинен був привнести нерівномірність з самого початку. Завдяки розширенню щільність і температура Всесвіту зменшилися б до їхніх поточних значень. Рівномірність вимірювань швидкості світла в усіх середовищах досі мала зберігатися протягом більшої частини розширення. Всесвіт сьогодні не є однорідним, так як же Всесвіт розвивався нерівномірно? Це невелика проблема для моделі Великого вибуху сьогодні.

Всесвіт не розширюється ні в що

Часта критика Всесвіту, який розширюється, полягає в тому, щоб запитати: «У що розширюється Всесвіт?» Проста відповідь полягає в тому, що Всесвіт не розширюється ні в що. Це помилка, ймовірно, випливає із загальної аналогії, зробленої з повітряною кулею, що розширюється, як обговорювалося раніше в цьому розділі. Коли шар розширюється, плями на ньому розсуваються. Ця двовимірна аналогія досить добре показує, як об'єкти тривимірного Всесвіту можуть віддалятися один від одного, фактично не рухаючись. Резина в повітряній кулі розтягується майже так само, як простір.

На жаль, ця аналогія терпить невдачу, оскільки ми розглядаємо той факт, що повітряна куля, очевидно, розширюється в суміжний простір. Або, іншими словами, обсяг повітряної кулі збільшується за рахунок обсягу його оточення. Всесвіт не розширюється ні в що, він просто стає більше. Звичайно, можна стверджувати, що за межами нашого Всесвіту існують позапросторові реальності, в які розширюється простір. Однак такого роду речі не мають фізичної реальності, наскільки нам відомо. Тому позапросторові реальності не можуть бути вивчені з наукового погляду. Будь який розгляд таких речей був би в кращому випадку філософською вправою. Твердження, що Всесвіт має розширитися у щось, навряд чи є недоліком у космології.

Великий вибух почався не в одній точці простору або часу

Широко поширена помилка полягає в тому, що, хоча Великий вибух стався в кінцевому часі в минулому, простір і час вічні. Тобто простір і час існували завжди, і Великий вибух стався в якийсь момент часу й у певному місці в просторі. Більшість людей візуалізують Великий вибух, спочатку уявляючи, що простір був порожнім протягом дуже довгого часу до Великого вибуху. Вони також стверджують, що якщо б ми були присутні у вічному порожньому просторі, ми могли б показати, що кожне з трьох вимірів простору — це числові лінії, що перетинаються в одній точці. Ми могли б вважати, що ця точка є початком тривимірної декартової системи координат. Коли ми довго спостерігали за цим дуже нудним, порожнім Всесвітом, абсолютно нічого не відбувалося. Тобто до того часу, поки в якийсь момент Великий вибух раптово не з'явився в початку координат. З самого початку своєї дуже гарячої, високої густини як точка, вся матерія й енергія Всесвіту вибухово розширилися, щоб заповнити простір і, в решті решт, породили Всесвіт, який ми бачимо сьогодні, через багато мільярдів років після Великого вибуху.

Хоча це загальне розуміння Великого вибуху, воно абсолютно невірне. По-перше, згідно теорії, що Великий вибух не був вибухом маси та енергії в просторі, в часі, але скоріше це був вибух простору й часу. У момент Великого вибуху виникли не тільки матерія й енергія, але й простір і час. До Великого вибуху не було простору, але не було й часу. Іноді люди задаються питанням про Великий вибух, запитуючи: «Що тут було до Великого вибуху?» Це неправильнепитання, тому що «тут» тоді не було. Якщо вже на те пішло, «тоді» теж не було тоді. Це може здатися суперечливим або безглуздим, але уважно розгляньте наслідки простору й часу, починаючи з Великого вибуху. Поняття «тут» вимагає, щоб простір існував. Якщо простору не існує, то і «тут» не може існувати. Слова «тоді» і «до» залежать від існування часу. Якщо час не існує, то поняття «тоді» і «до» не мають ніякого сенсу. Так що сам термін «до Великого вибуху» безглуздий.

Наш спосіб мислення настільки пов'язаний з причинністю й послідовними подіями, що нам важко зрозуміти, що мається на увазі. Це може здатися нелогічним для непрофесіонала, але це сьогоденна концепція Великого вибуху. На жаль, багато людей, які мають уявлення про теорію Великого вибуху, не бачать наслідків відсутності часу до Великого вибуху.

Одним з результатів виникнення простору в результаті Великого вибуху є те, що Великий вибух не стався в одній точці або одному місці Всесвіту, а потім поширився в іншому місці. Замість цього Великий вибух стався всюди у Всесвіті. Різниця полягала в тому, що тоді Всесвіт був трохи менше. Таким чином, невірно припускати, що Великий вибух стався в якійсь точці або місці, а потім поширився в іншому місці в просторі. Ніхто не може також запитати, де стався Великий вибух, тому що він стався скрізь.

Парадокс Ольбера не має ніякого відношення до сучасної космології

У 1826 році В. М. Ольбер розробив ідею, яка прямо суперечила космології його часу. Припустимо, що Всесвіт вічний і нескінченний, і що зірки рівномірно населяють його. У такому Всесвіті наш погляд у всіх напрямках, у решті решт, буде заблокований зірковими поверхнями. Яскравість зірки зменшується на зворотний квадрат відстані, але кількість зірок, видимих у цій моделі, збільшується з квадратом відстані. Ці два фактори точно компенсують один одного, так що небо в усіх напрямках має бути таким же яскравим, як зірка, наприклад наше Сонце. Тому небо повинно бути надзвичайно яскравим, таким же яскравим, як сонце. Це очікування різко контрастує із спостережуваною темрявою нічного неба. Це стало відомо як парадокс Ольбера, хоча, мабуть, інші, такі як Едмунд Галлей, обговорювали це питання за століття до Ольбера.

Парадокс Ольбера

Зображення надано Брайаном Міллером.

Парадокс Ольбера свідчить, що наш погляд, у будь-якому напрямку буде заблокований зірковими поверхнями.

Деякі креаціоністи використовували парадокс Ольбера для аргументації проти Великого вибуху й інших еволюційних або атеїстичних космологій. Проте, наскільки доречне це заперечення? Давайте розглянемо припущення, які призводять до парадоксу Ольбера й деякі із запропонованих рішень цього парадоксу. Перше припущення полягає в тому, що Всесвіт нескінченний. Деякі намагалися стверджувати, що загальна теорія відносності не допускає існування нескінченного Всесвіту, але це не так. Рішення рівнянь Ейнштейна допускають кінцеві й нескінченні рішення, хоча багато хто воліє до кінцевих. Друге припущення полягає в тому, що зірки рівномірно розподілені у Всесвіті. Це, очевидно, неправильно ні в одному локальному масштабі, оскільки зірки розташовані у Всесвіті, а галактики мають тенденцію згущуватися в кластери й суперкластери. Проте у великих масштабах це скупчення виявляється менш важливим. Для порівняння, ми вважаємо, що матерія навколо нас складається з безлічі згустків, які називаються атомами, але для більшості цілей ми можемо припустити, що об'єкти складаються з безперервних розподілів маси. Так само Всесвіт може здаватися безперервним у великому масштабі. Третє припущення полягає в тому, що Всесвіт вічний. З моделлю Великого вибуху Всесвіт має кінцевий вік, і це, мабуть, кращий шлях для вирішення парадоксу Ольбера в рамках моделі Великого вибуху. Перш ніж докладно зупинитися на цьому, давайте обговоримо деякі з інших запропонованих, але помилкових рішень парадоксу Ольбера.

У межах нашої галактики й багатьох інших галактик існує величезна кількість міжзоряного пилу. Цей пил поглинає світло далеких зірок. Вздовж площини Чумацького Шляху затінення настільки велике, що наш погляд на далекі зірки повністю закритий. Одне з припущень полягає в тому, що міжзоряний пил поглинає так багато світла від зірок, що нічне небо стає темним. Проблема з цим дозволом полягає в тому, що, оскільки пил поглинає світло, воно нагрівається. В інфрачервоній частині спектру ми бачимо випромінювання, обумовлене теплом цього пилу. З часом температура пилу повинна збільшитися, тому що пил повинен бути майже таким же яскравим, як зірки. Отже, у вічному Всесвіті це не вирішує проблему. Інше пропоноване рішення полягає в тому, що червоне зміщення переміщує випроменену енергію з видимої в інфрачервону частину спектру, так що кількість видимого світла зменшується. Мене колись вчили цьому на уроці астрономії. Проблема з цим полягає в тому, що червоне зміщення також переміщує енергію зазвичай в ультрафіолетовому діапазоні у видиме. Тому, коли енергія переміщується з видимої частини спектра, її місце займає інша енергія. Таким чином, це пояснення не пояснює й темне небо.

 Як уже згадувалося, ключем до розв'язання парадоксу Ольберає розгляд припущення про вічний Всесвіт. У той час, коли був відкритий парадокс Ольбера, вчені вже давно припускали, що Всесвіт вічний. У 20 столітті прийняття теорії Великого вибуху переконало більшість вчених у тому, що Всесвіт має початок і, отже, має кінцевий вік. Якщо Всесвіту, скажімо, 15 мільярдів років, то ми не можемо отримувати світло від чого-небудь більш далекого, ніж 15 мільярдів світлових років. Ми ніби перебуваємо в центрі сферичного кінцевого Всесвіту, радіус якого становить 15 мільярдів світлових років. Що стосується кількості світла, то не має значення, кінцевий Всесвіт або нескінченний, тому що ми не можемо бачити об'єкти за межами 15 мільярдів світлових років, великої, але кінцевої відстані. Враховуючи, що спостережуваний Всесвіт кінцевий, наш погляд не блокується поверхнями зірок у всіх напрямках. У більшості напрямків ми можемо бачити далі за всіх зірок. Таким чином, парадокс Ольбера не є проблемою у Всесвіті Великого вибуху. Єдине значення, яке має сьогодні парадокс Ольбера, — це контекст вічного Всесвіту, який до цього часу підтримують лише деякі прихильники.

Великий вибух не доводить існування Бога

Як вже говорилося, з часів стародавніх греків аж до 20-го століття багато вчених припускали, що Всесвіт вічний. Одним з результатів теорії Великого вибуху є те, що він переконав більшість вчених у тому, що у Всесвіту був початок. У книзі, написаній в 1978 році, астроном Роберт Джастроу2 вказав, що вперше в історії основна наука й Біблія погодилися з кінцевим віком Всесвіту. У той час як Джастроу є агностиком, він знайшов захоплюючим, що сучасна наука неохоче погодилася з Біблією з цього питання. Багато сучасних християнських апологетів виходять за рамки Джастроу й стверджують, що модель Великого вибуху повністю узгоджується з біблійним описом творіння, і більше того, що Великий вибух показує, що Бог повинен існувати.3 Тут не буде повного обговорення того, чи сумісна модель Великого вибуху з Біблією. Тут ми розглянемо законність використання теорії Великого вибуху для аргументації на користь існування Бога.

Аргумент на користь існування Бога з допомогою теорії Великого вибуху спирається на принцип причинності. Причинність означає, що будь-яка подія (ефект), яка відбувається, має певну причину. Нехай A — причина або агент, який безпосередньо призводить до деякої події B. Тоді логічно можна сказати, що A викликає B. A — причина, а B — наслідок. Всі слідства, в свою чергу, стають причинами нових наслідків і т. д. У будь-який час існують незліченні ланцюжки причин і наслідків, які паралельні й переплетені один з одним. І навпаки, кожне слідство повинне мати причину. Логіки та філософи давно визнали, що в далекому минулому могла існувати «безпричинна причина». Тобто була причина, яка не була наслідком більш ранньої причини, і від якої походять усі наступні причинно-наслідкові зв'язки.

Звичайно, багато ототожнювали б безпричинну причину з Богом. Однак у вічному Всесвіті не було б необхідності в безпричинної причини, тому що причина й наслідок діяли б протягом всього часу. Це ухилення від безпричинної причини, можливо, і було тою привабливістю, яку вічний Всесвіт мав у західній думці. Як відзначають деякі християнські апологети, теорія Великого вибуху стверджує, що Всесвіт мав початок, так що нескінченний ланцюг причинно-наслідкових зв'язків більше не є стійким. Джастроу погодився б з цим, але він не погодився б із ідентичністю безпричинної причини. Християни, звичайно, ототожнили б безпричинну причину з Богом Біблії. Джастроу буде наполягати на тому, що Великий вибух був безпричинною причиною.

Якщо A викликає B, то B має відбутися після A, оскільки жодне слідство не може передувати його причини. Також сумнівно, що слідство і його причина можуть виникати одночасно. Підхід християнського апологета полягає в тому, щоб стверджувати, що якщо B — це Великий вибух, то єдина причина, доступна A, — це Бог, тому що ніщо фізичне не може передувати Великому вибуху. Але це показує фундаментальне нерозуміння моделі Великого вибуху, або причинності, або того й іншого. Сміт4 робить це зауваження в своєму обговоренні рівнянь, які призводять до Великого вибуху. Ці рівняння пов'язують фізичні властивості (простір і час) Всесвіту. Абсолютно очевидно, що ці рівняння припускають (або вимагають?), що часу не існувало до Великого вибуху. Щоб задати таке питання, як: «Що тут було до Великого вибуху?» не має сенсу, як обговорювалося раніше. Час почався з Великого вибуху, і Великий вибух був першою подією в часі. Тому у Великого вибуху не було попередника. Якщо час не існував до Великого вибуху, то будь-яка екстраполяція тимчасового принципу, як принцип причинності, повз початок часу невиправдана. Таким чином, звернення до причинності, щоб довести існування Бога, абсолютно нелогічне. Це, звичайно, не означає, що Бога не існує. Це просто означає, що звернення до причинності не продемонструє Його існування, якби Великий вибух був істинним.

Апологети зазвичай намагаються обійти ці труднощі кількома різними способами. Один із способів — припустити, що існує якийсь позапросторовий принцип причинності, що діє за межами нашого Всесвіту, частиною якого є наш принцип причинності, пов'язаний з часом. Це звернення до гіпотетичного принципу, який не може бути продемонстрований і навряд чи є хорошим доказом. Інший підхід полягає в тому, щоб навести доводи на користь одночасної причини й наслідків. Якби час почався з Великого вибуху, то вічний Бог, безсумнівно, існував би в той самий час, коли виник Всесвіт, і таким чином можна було б показати, що Він є причиною Всесвіту. Аналогія проводиться з м'якою подушкою, що лежить під тягарем, таким як куля для боулінгу. Вага тисне на подушку, але чи можна сказати,що вага викликає тиск або вага і тиск відбуваються одночасно? Фізика ясно говорить нам, що дійсно вага викликає тиск у подушці. Це, здавалося б, вирішує питання про те, що є причиною (вага) і що є наслідком (тиск). Проте дехто скаже, що це вірно в кінцевій ситуації, але чи буде це виправдане в ситуації, коли вага та подушка існують вічно? На це питання не можна з упевненістю відповісти ні фізикою, ні логікою. Проте піднімати таке питання абсолютно не відповідає тому, про що йде мова. Весь сенс апологетики, заснованої на Великому вибусі, полягає в тому, що Всесвіт мав початок. Як тоді можна посилатися на вічну ситуацію, щоб підтримати лінію міркувань про існування Бога, використовуючи не вічний Всесвіт?

Підводячи підсумок, використання Великого вибуху для доказу існування Бога вимагає використання принципу причинності. Проте, причина повинна передувати своєму слідству. Якщо Всесвіт через Великий вибух є наслідком, то його причина, Бог, повинен передувати Великому вибуху в часі. Правильний погляд на модель Великого вибуху — той, в якому час почався з Великого вибуху. У Великого вибуху не було попередника. Тому використання аргументу причинності через кордон часу на початку Всесвіту є необґрунтованою екстраполяцією. Це не заперечує проти існування Бога — це просто означає, що ми нічого не можемо сказати про Його існування за допомогою такого роду аргументів.

Багато сучасних досліджень в області космології — це спроба пояснити, як Всесвіт міг виникнути згідно з фізичними законами, які ми спостерігаємо у Всесвіті. Оскільки Всесвіт має початок, має існувати якась безпричинна причина. Теїст прийде до висновку, що безпричинна причина — це Бог. Однак атеїст чи агностик може з таким же успіхом укласти, що Великий вибух є безпричинною причиною. Будь-який з цих висновків представляється обгрунтованим. Атеїст чи агностик може стверджувати, що його позиція більш обгрунтована, тому що теїст намагається викликати дві безпричинні причини, Великий вибух і божество.

Деякі сучасні християнські апологети, що приймають теорію Великого вибуху, стверджують, що теорія Великого вибуху змусила багатьох фахівців у області космології усвідомити, що повинен існувати Творець, і таким чином привела їх до біблійного Бога. Це твердження в кращому випадку вводить в оману в тому сенсі, що, хоча є кілька космологів і авторитетів в космології, які, можливо, звернулися до Христа в результаті своїх досліджень, переважна більшість не зробили цього. Раніше ми вже обговорювали той факт, що Роберт Джастроу (автор книги «Бог і астрономи»), хоча і був вражений деякими елементами, нібито загальними для Буття й Великого вибуху, залишався агностиком.В одному з інтерв'ю Алана Гута запитали: «Якщо Всесвіт може виникнути з нічого (за допомогою його моделі інфляції), що це означає для нас, людей?» Гут відповів: «Я думаю, що це підриває віру в те, що ми тут з якоїсь космічної мети. Це не означає, що наше життя не має сенсу. Це означає, що ми самі повинні надати сенс своєму життю». Це навряд чи узгоджується з біблійним світоглядом.

 Або візьмемо слова Стівена Вайнберга, автора надзвичайно популярної книги «Перші три хвилини»5: «З того часу, як люди почали систематично думати про світ, широко поширене враження, що Всесвіт існує частково для того, щоб служити інтересам людства. Я не думаю, що це правда ... Спроба зрозуміти Всесвіт — одна з небагатьох речей, яка піднімає людське життя трохи вище рівня фарсу й надає йому деяку грацію трагедії». Це також суперечить біблійному християнству або навіть особистому Богу будь-якого роду. У своїй книзі, яка легко читається, «До початку»6 Мартін Ріс не піднімає питання про Бога, але він і не повинен цього робити, якщо врахувати, що його припущення про те, що ми живемо у величезному «мультивсесвіті», що містить нескінченне число всесвітів, є спробою пояснити, як ми й наш, здавалося б, неймовірний Всесвіт Великого вибуху могли існувати. Очевидно, що, на думку Ріса, немає необхідності в Творці.

 Можливо, деяких християнських апологетів бентежить той факт, що деякі космологічні дослідники й письменники навіть використовують слово «Бог» в деяких своїх популярних творах. Наприклад, Пол Девіс зайшов так далеко, що помістив ім'я Бога в назвах двох своїх книг, присвячених космологічним питанням («Бог і нова фізика»7 і «Розум Бога»8). Стівен Хокінг часто використовує слово «Бог» в своєму бестселері «Коротка історія часу».9 Проте, будь-хто, хто уважно прочитає будь-кого з цих двох джентльменів, швидко виявить, що жоден з них не використовує слово «Бог» для позначення чогось,що віддалено нагадує біблійного Бога. Замість цього вони використовують слово «Бог» для позначення безособового накладення порядку (через природний закон) на Всесвіт. Більшість дослідників визнають, що вони не знають, як виникає цей порядок, так що він має свого роду містичну властивість, але підозрюють, що закони природи, ймовірно, знаходяться в матерії, а не в просторі. Є майже загальна надія, що і ця таємниця впаде разом з подальшою роботою. Коротко кажучи, замість того, щоб бути зверненими до істинного й живого Бога своєю наукою, більшість сучасних космологів займаються явно атеїстичною справою.

Всесвіт не обов'язково повинен мати центр

Геометрія, яку вивчає більшість людей, — це евклідова геометрія. Евклідова геометрія називається так тому, що її основні постулати були сформульовані Евклідом більше двох тисячоліть тому. Двовимірну евклідову геометрію іноді називають плоскою геометрією, оскільки два виміри лежать у площині. Крім того, ми могли б назвати плоску геометрію плоскою, тому що площина — плоска, тобто вона не має кривизни. В площині, паралельні лінії не перетинаються. Припустимо, що в площині у вас є лінія та крапка, які не лежать на цій лінії. Тоді одна й тільки одна друга лінія може бути проведена через точку, паралельну першої лінії. Це п'ятий з п'яти постулатів Евкліда. Це міркування може бути застосоване до третього виміру для отримання евклідової геометрії. Це теж плоска геометрія.

Більшість людей вважають, що Всесвіт плоский, але чи це так? Що таке не плоска або неевклідова геометрія? Повернемося до п'ятого постулату Евкліда. Якщо цей постулат невірний, то є дві можливості. Одна з можливостей полягає в тому, що паралельних ліній немає. Інша можливість полягає в тому, що існує більше однієї лінії, що проходить через точку, паралельну іншій лінії. Хоча обидві вони можуть здатися дивними, обидві є дуже реальними можливостями й мають застосування. Ситуація, коли немає паралельних ліній, що знаходяться на поверхні сфери. Повинно бути очевидно, що поверхня сфери не плоска, тому ви повинні почати бачити різницю між плоскою й вигнутою геометрією.

Сфера, що містить зірки

Зображення надано Брайаном Міллером

Багато людей думають, що Всесвіт повинен мати центр. Якщо Всесвіт плоский і кінцевий, то й у нього повинен бути центр, але якщо Всесвіт нескінченний, у нього не буде центру. Однак є й інші можливі геометрії, які не можуть вимагати центру. Найпростіший приклад для розгляду — це кінцевий Всесвіт, який викривляється назад на себе. У такому Всесвіті не було б ні кордонів, ні країв, але можна було б нескінченно рухатися в одному напрямку. Двовимірним аналогом є поверхня Землі. Локально поверхня Землі здається плоскою, тому що радіус кривизни настільки великий. Можна було б вічно подорожувати в одному напрямку, але для цього, звичайно, треба було б незліченну кількість разів проходити через вихідну точку. Є у поверхні Землі або, якщо на те пішло, у поверхні будь-якої сфери центр? Зверніть увагу, що я не питав, чи є у сфери центр; я запитав, чи є у поверхні сфери центр. Геометрична відповідь, звичайно, ні. Подібним же чином, якщо тривимірний (просторовий) простір звичайно й замикається назад на себе, то не може бути ніякої особливої точки, яку ми могли б назвати центром. Насправді ми недостатньо знаємо природу простору, щоб сказати, чи є у Всесвіті центр чи ні, хоча набагато легше візуалізувати простір, який не має центру.

Фонове космічне випромінювання не може бути викликане пилом або зоряним світлом

Фонове космічне випромінювання (cosmic background radiation, CBR) є вражаючим пророкуванням моделі Великого вибуху. CBR реально, тому заперечувати його існування не можна. Тому, якщо хтось хоче замінити модель Великого вибуху, він повинен представити достовірне пояснення для CBR. Були запропоновані альтернативні пояснення. Недавні креаціоністи й прихильники теорії стаціонарного стану припустили, що пил відповідальний за CBR. Всесвіт містить багато пилу, а пил — це мікроскопічні тверді частинки. Частинки пилу можуть бути з різних речовин, таких як силікати, лід і залізо. При впливі зоряного світла частинки пилу поглинають енергію й відчувають підвищення температури. Будь-який об'єкт при температурі вище абсолютного нуля (тобто всі об'єкти) випромінює енергію. Якщо об'єкт має температуру 3K, то він буде випромінювати із кривої чорного тіла, що має пік у мікрохвильовій частини спектру, дуже схожої на CBR. Тому рівномірно розподілений пил при рівномірній температурі 3K буде виробляти CBR.

Проте є декілька проблем з цим поясненням. По-перше, пил розподілений нерівномірно. У галактиці Чумацький Шлях пил знаходиться дуже близько до галактичної площини, і навіть всередині галактичної площини пил дуже грудкуватий. В інших спіральних галактиках ми бачимо, що пил розподілений так само, як і в нашій галактиці. Враховуючи, що пил розподілений нерівномірно, теплове випромінювання від пилу повинно бути дуже неоднорідним, на відміну від дуже гладкого CBR. Друга проблема полягає в тому, що всі пилові хмари мають набагато більш високу температуру, ніж CBR. Дійсно, астрономи виявили багато випромінювання від міжзоряного пилу, але при температурі чорного тіла набагато ближче до 100K, ніж 3K. У далекій інфрачервоній частині спектру галактична площина дуже яскрава через випромінювання пилу. Можна було б заперечити, що CBR — це зібране випромінювання від пилу в дуже віддалених джерелах і, отже, червоне зміщення до такої міри, що спостережувана температура набагато холодніше, ніж та, що була «іспущена». Проблема з цим рішенням полягає в тому, що галактики настільки згруповані, що ми повинні бачити локалізовані теплі плями в CBR через великі скупчення галактик. Як згадувалося раніше, CBR настільки гладке, що є незручністю для стандартної космології, але це рішення користуючись даними ще гірше.

Іноді робиться подібне звернення до сильно зміщеного зоряного світла як джерелу CBR. Причина полягає в тому, що об'єднане світло безлічі зірок у незліченних галактиках на величезних відстанях змішується разом, щоб здаватися однорідним і має червоне зміщення настільки, що випромінювання відповідає 3K чорного тіла. Другий аргумент проти пилу як джерела CBR застосуємо й тут. Незважаючи на припущення, немає ніяких доказів того, що видима матерія у Всесвіті однорідна на будь-якому рівні. Навіть якщо б на деякому віддаленому рівні була однорідність, можна було б очікувати, що деякі надскупчення галактик на передньому плані будуть виробляти достатньо надмірного випромінювання, щоб викликати помітні гарячі точки в CBR. Цього не видно.

Космологічна постійна не є похибкою

Іноді космологічну постійну Λ називають похибкою. Це пов'язане з неправильним розумінням того, що Λ означає фізичне, і з поганим розумінням історії, використання Λ. Історія така: Ейнштейн ввів Λ своє рішення рівняння загальної теорії відносності, щоб створити статичний всесвіт. Коли пізніше ми виявили, що Всесвіт розширюється, Λ була скасована, але пізніше була знову введена для вирішення деяких потенційних проблем зі стандартною моделлю. Критики часто висміюють можливість ненульового Λ на тій підставі, що він буде діяти як свого роду антигравітація, незважаючи на будь-які експериментальні докази його існування.

Якби справа була тільки в цьому, то введення Λ дійсно було б довільним. Проте Ейнштейн цілком обґрунтовано ввів Λ. Рівняння, що вирішуються, є диференціальними рівняннями, дисципліною, що має широке застосування в багатьох областях науки. Рішення будь-якого диференціального рівняння буде мати деяку константу інтегрування. Значення константи визначається умовами, що накладаються на рішення. Ці умови називаються кордонними умовами, або, якщо константа визначається значеннями деяких величин на початку завдання, вони називаються початковими умовами. Часто константа інтегрування має нульове значення, але не завжди. Космологічна стала — це така величина. Багато хто думає, що Λ має дорівнювати нулю, але існує ймовірність, що це не так. Його значення визначається кордонними умовами Всесвіту, але ми не знаємо, які це кордонні умови. Кожна константа інтеграції має деяке фізичне значення, що очевидно з природи проблеми. Значення Λ полягає в тому, що це термін відштовхування. Тому Ейнштейн вирішив самий загальний випадок (нульове Λ), а потім встановив Λ відповідно до того, що він вважав кордонними умовами Всесвіту. Це було правильним і законним вчинком, хоча, мабуть, це не було правильним кордонним значенням.


 Автор: д-р Денні Р. Фолкнер

 Дата публікації: червень 2013 року

 Джерело: Answers In Genesis


 Переклад: Горячкіна Г.

 Редактор: Недоступ А.


 Посилання:

 1. Обговорення типів зоряних популяцій див. Д. Р. Фолкнер, Роль типів зоряних популяцій в обговоренні еволюції зірок, Creation Research Society Quarterly 30:8-11 (1992).

 2. Р. Джастроу, Бог і астрономи (Нью-Йорк: W. W. Norton and Co., 1978).

 3. Див., Наприклад, Х. Росс, Відбиток Бога (Orange, CA: Promise Publishing, 1989); або Х. Росс, Творець і космос (Colorado Springs, CO: Navpress, 1995).

 4. В. Сміт, Британський журнал з філософії науки 45:649-668 (1994).

 5. С. Вайнберг, Перші три хвилини (Нью-Йорк: Основні Книги, 1977).

 6. М. Рис, Перед початком: наш Всесвіт й інші (Нью-Йорк: Perseus Books Group, 1998).

 7. П. Девіс, Бог і нова фізика (Нью-Йорк: Саймон і Шустер, 1983).

 8. П. Девіс, Розум Бога (Нью-Йорк: Саймон і Шустер, 1992).

 9. С. Хокінг, Коротка історія часу: від Великого вибуху до чорних дір (Нью-Йорк: Bantam, 1990).

Написати коментар