Новая сущность. Часть 4. Лекция Р. Сюняева и математические модели

Часть 3. http://artefact-2007.blogspot.ru/2012/10/3.html

    Федор Дергачев

  

    Лекция академика Р. Сюняева, прочитанная им 2 июня 2012 года в Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН), позволила мне сделать важный шаг в своих логических построениях.

    «Академик Рашид Алиевич Сюняев основал и возглавлял отдел астрофизики высоких энергий Института космических исследований РАН (1982-2002), с 1992 года — главный научный сотрудник ИКИ РАН. Кроме того, он является одним из директоров Института астрофизики общества Макса Планка в Гархинге, вблизи Мюнхена (Германия) и приглашенным профессором Института Высших Исследований в Принстоне, США.
    В 1984 году избран членом-корреспондентом АН СССР, с 1992 года – академик РАН. Член Национальной академии наук Германии «Леопольдина», иностранный член Королевского общества Великобритании и Национальной академии наук США, почетный член Академии наук Татарстана.

http://princetonastronomy.files.wordpress.com/2012/10/sunyaev_byjuandiegosoler.jpg

     В сотрудничестве с академиком Я. Б. Зельдовичем предсказал понижение яркости реликтового излучения в направлении на скопления галактик с горячим межгалактическим газом (эффект Сюняева–Зельдовича).

    Р. А. Сюняев совместно с Н. И. Шакурой разработал «стандартную теорию» аккреционных дисков, образующихся при падении вещества с угловым моментом на чёрную дыру. Эта модель объясняет происхождение сильного рентгеновского излучения от двойных звездных систем, в которые наряду с нормальной звездой входит чёрная дыра либо нейтронная звезда. Эта модель обьясняет и наблюдаемое излучение сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик и квазарах.

    Р. А. Сюняев участвовал в важных исследованиях физических процессов в ранней Вселенной, включая теорию космологической рекомбинации водорода, задачу о формировании спектра реликтового излучения. Им совместно с Я. Б. Зельдовичем были предсказаны акустические пики в угловом распределении реликтового излучения и барионные акустические осцилляции в пространственном распределении галактик, связанные с существованием звуковых волн в ранней Вселенной. Он возглавлял команду, которая проводила рентгеновские наблюдения с модуля «Квант» комплекса орбитальной станции «Мир» и открыла несколько галактических черных дыр и нейтронных звезд. Главным открытием этой обсерватории было обнаружение рентгеновского излучения от сверхновой 1987А, вспыхнувшей в соседней галактике Большое Магелланово Облако. Была построена теория возникновения этого излучения в результате радиоактивного распада кобальта, превращающегося в железо.
    Р. А. Сюняев был научным руководителем орбитальной обсерватории ГРАНАТ, руководит российской программой наблюдений гамма-обсерватории ИНТЕГРАЛ. Он –научный руководитель с российской стороны международного астрофизического проекта «Спектр-рентген-гамма», который должен провести полный обзор неба в рентгеновских лучах в интересах космологии и релятивистской астрофизики. Р. А. Сюняев является одним из ведущих сотрудников коллаборации спутника «Планк».
Рашид Сюняев — лауреат Государственной премии России (2000), присужденной за научные результаты орбитальной обсерватории ГРАНАТ.
    Он награжден премией имени Александра Фридмана РАН по гравитации и космологии, золотой медалью Королевского астрономического общества, премией Хайнемана Американского астрономического и Американского физического обществ, золотой медалью Катерины Брюс Тихоокеанского астрономического общества, премией Грубера по космологии и золотой медалью Фонда Грубера и Международного астрономического союза, премией и золотой медалью Фонда Крафурда и Шведской академии наук, золотой медалью и международной премией по науке имени короля Фейсала, медалью имени Карла Шварцшильда Германского астрономического общества, премией имени Рассела Американского астрономического общества, премией имени Бруно Росси Американского астрономического общества, золотой медалью и премией имени сэра Месси Королевского общества и КОСПАР, золотой медалью и премией Киото, золотой медалью имени Бенжамина Франклина.
    Его имя носит астероид 11759». http://www.dynastyfdn.com/news/879

    Лекция академика Рашида Сюняева в Российской Академии наук

    2 июня в ФИАН Рашид Сюняев выступал сразу после Германа Верлинде – см. «Черная дыра с массой Вселенной». Часть 6. (8 июня 2012 г.) 

 В результате попытки сфотографировать обоих ученых вместе отчетливо получился только Р. Сюняев

    Рассказ о темной материи (упоминаемой только как «темное вещество») в рамках обзора исследований реликтового излучения получился убедительным потому, что лектор не прибегал к анализу галактических кривых вращения, а ограничился описанием гравитационного линзирования.

    «Однако в мире есть и несветящееся, невидимое вещество, называемое темной материей или скрытой массой. Самый первый довод в пользу существования темной материи, основанный на изучении движения галактик, входящих в состав скоплений, привел американский астроном Фриц Цвикки еще в 30-е годы: эти галактики имеют скорости хаотического движения (относительно центра скопления), превосходящие 1000 км/с. Суммарная масса всех галактик какого-либо большого скопления составляет около 10¹³ масс Солнца. Этой массы недостаточно, чтобы удержать галактики от разлета, и если бы в скоплениях не было невидимого вещества, эти системы распались бы всего за несколько миллиардов лет (тогда как на самом деле их возраст составляет, по последним оценкам, около 13 млрд. лет). Полная масса скоплений галактик должна составлять по меньшей мере 10¹⁴ масс Солнца, из них не более 10% может приходиться на обычное вещество.

    Другой важный довод в пользу существования невидимого вещества, проявляющего себя только посредством гравитации, основан на предсказании общей теории относительности, согласно которому изменение геометрии пространства-времени вблизи массивных тел приводят к искривлению световых лучей (эффект гравитационной линзы). Поэтому если какой-либо светящийся объект расположен за массивным скоплением галактик, его изображение должно быть искажено. Это и наблюдается на самом деле (рис. 4.6.1). Изучая эти искажения, можно непосредственным образом измерить массу скопления галактик. Оказывается, массивные скопления должны иметь массы 10¹⁴ масс Солнца, в согласии с приведенным ранее результатом. Отметим, что и другие методы оценки масс скоплений подтверждают этот вывод.

Скопление галактик A2218. Дуги - искаженные изображения галактик, лежащих за скоплением. Фотография получена Космическим телескопом им. Хаббла. http://www.astro.umd.edu/~miller/Gallery/galaxies/A2218.jpg

    Изучение динамики скоплений галактик приводит к выводу, что средняя плотность вещества во Вселенной должна составлять примерно 20-30% критической плотности. Из чего может состоять недостающая материя? Возможный вариант — труднонаблюдаемый межгалактический газ. Действительно, оценки последних лет говорят о том, что полная плотность обычного (барионного) вещества примерно в десять раз превосходит массу видимого вещества, собранного в звезды… Однако и этого недостаточно для объяснения всей скрытой массы». (Д.Ю. Климушкин «Космология». 4.6. Какая модель отвечает реальной Вселенной?)

    Слушая ответы на вопросы, я понял, что рассуждения в рамках математических моделей вполне удовлетворяют космологов. Они совершенно не стремятся углубляться в изучение болота противоречий в проявлениях такого явления, как скрытая масса.

    Попробую сформулировать свои личные впечатления от лекции. Академик Р. Сюняев убедил меня в существовании скрытой массы в скоплениях галактик. Но при этом мелькнула мысль: если такая масса действительно существует, то, может быть, не она влияет на вращение плоских подсистем спиральных галактик, а нечто принципиально иное? Не следует ли выдвинуть предположение о некоей новой сущности?

    Запомнились два момента, когда Р. Сюняев дал совершенно определенный посыл (невербальный запрос) в зал.

    Первый раз – комментируя слайд с картой реликтового излучения, на которой были отмечены две яркие аномалии.

    Второй – при упоминании чудовищно огромной области пустоты, не заполненной галактиками. Я писал о ней – эта область находится в созвездии Эридана.

    В обоих случаях лектор делал паузу и обводил зал «испытывающим взглядом». Но никто из слушателей не среагировал, не выразил своего отношения.

    «Увы, - подумал Рашид Сюняев. – Посвященных здесь нет».

    «Да, конечно, - мысленно согласился с ним я. – Конечно…»

    «Блеск и нищета» математических моделей

    Теперь, после анализа лекции академика Р. Сюняева, настало время поговорить о математических моделях.

    «За всем… в случаях поисков адекватного описания событий, стоит подгонка и подбор математики, но пока никто не придумал лучшее, т.е. не найдены, согласно Теореме, аксиомы более общие, нежели существующие. Как и всякий подбор, который исходит из уже существующих знаний и пытается их экстраполировать вовне, такой подход не удовлетворяет исследователей стремящихся составить себе понимание о том, а как физика Вселенной реализуется в действительности? А что за этим стоит? А какова исходная физика, рождающая наблюдаемую геометрию Вселенной? Такой подход, подход подбора математики, неизбежно навязывает нашему познанию стереотипы существующих парадигм. Приняв такие правила игры, исследователь не может посмотреть со стороны на ситуацию – он обязательно будет загонять собственное понимание наблюдаемого в прокрустово ложе сегодняшних представлений». (С.И. Плачинда «О Вселенной и Большом Взрыве», «4.1. Три постулата Общей Теории Относительности (ОТО)»).

    Читатели могут поинтересоваться: а чем, собственно говоря, меня не устраивают красивые математические модели, предлагаемые исследователями-теоретиками? «Горе-теоретиками»,- отвечу я и приведу красноречивое высказывание Анатолия Вассермана, навеянное размышлениями о тёмной материи.

  

    «Главное впечатление от всех этих исследований довольно простое: формулы ad hoc - "для данного случая" - можно построить всегда, пусть даже компоненты этих формул никоим образом не связаны с какими бы то ни было физическими механизмами, а только подогнаны под готовый результат». («Анатолий Вассерман: Ad hoc». Опубликовано 09 марта 2011 года).

    При всем уважении к ученым-наблюдателям спиральных галактик, считаю в то же время, что соответствующие теоретики в конце XX века оказались на перепутье двух зол – расписаться в своей беспомощности либо признать необходимость введения новой сущности.

    «Предположение же о тёмной, не наблюдаемой современными астрономическими средствами, материи не вводит новые сущности, необъяснимые нынешними физическими теориями. Поэтому, пока… научное сообщество будет, как и сегодня, сосредоточено на размышлениях о тёмной материи. Потому что в ней подгоночности ad hoc меньше». (Анатолий Вассерман. Там же).

    Есть и другие мнения о новой сущности. Пример – статья Станислава Кравченко «Темная материя»: «Нет особых оснований для привлечения каких-то новых, весьма экзотических сущностей для объяснения наблюдаемого многообразия динамики галактик» (22 июля 2003 года). По мнению С. Кравченко такой экзотической сущностью является предположение о «темной материи».

    Констатирую, что управленцы современной науки в конце прошлого века сняли «намордники» с разработчиков теории динамики спиральных галактик, дав им команду «фас» на создание математических моделей «ad hoc» (о «подгоночности» которых пишет Анатолий Вассерман) при этом разрешив СМИ скрыть от широкой общественности часть проблемы.  

    «Какая еще новая сущность – а как же бритва Оккама?» - спросят искушенные читатели. В этой связи напоминаю о предсказании Станиславом Лемом «переворота в астрономии», который «опровергнет наше представление о месте, которое мы занимаем во Вселенной» - см. статью «Мир как результат катастрофы», написанную великим поляком в мае 1983 года. Этот «переворот в астрономии» и так уже был отсрочен управленцами науки на 30 лет – не многовато ли? Чем больше отсрочка, тем болезненнее станут перемены.

    А пресловутая «бритва Оккама» - единственное внятное оправдание вышеуказанных управленцев и намертво «вцепившихся в тему» теоретиков перед судом истории, который в случае ухудшения ситуации вокруг Земли, предсказываю, вполне может плавно перейти для них в суд Линча. (Что за «ухудшение ситуации» - не буду расшифровывать, я много пишу об этом начиная со статьи «Прокляты и забыты». Предлагаю читателям просто обратить внимание на резкое уменьшение в 2012 году сообщений в СМИ об обстановке в поясе Койпера, в то время, как в предыдущие годы этот район просто «фонтанировал» научными сенсациями. А о том, как это связано с динамикой Галактики – прочитайте в части «"Приключения"гелиопаузы»  данной статьи).

    На предстоящем суде (возможно, он будет даже обычным, с прокурором), адвокаты «смертничков» со слезами на глазах расскажут, что, согласно «бритве Оккама», их подзащитные просто не хотели «множить число сущностей сверх необходимого». Причем это нежелание было таким сильным, что обвиняемым пришлось пойти на прямой подлог, распространив, возможно, и неплохую для межгалактических пространств мысль о скрытой массе также и на динамику спиральных галактик, создав абсолютно «сырую» теорию тёмной материи. Не думаю, впрочем, что суд признает это смягчающим вину обстоятельством.

    «Новая сущность». Часть 5. «Вращение спиральных галактик». http://artefact-2007.blogspot.ru/2012/11/5.html