Черная дыра с массой Вселенной. Часть 11. Экстраполяция космологических процессов

Апология необъяснимого. Часть 6

«Черная дыра с массой Вселенной». Часть 10 

«Апология необъяснимого». Часть 5 

    Федор Дергачев

    Компьютерное моделирование – не панацея

    Априори считается, что компьютерное моделирование в астрономии является панацеей при возникновении проблем в изучении динамических процессов. 

Мультимедиа

    На основании этого моделирования, как правило, делаются далеко идущие выводы. 

   Между тем абсолютизировать этот метод не следует.

http://www.myshared.ru/slide/424685/

    «А можно ли вообще отойти от вроде бы неумолимой логики математического моделирования, логической точкой отсчета которой является Большой взрыв? Возможно ли, что процессы в период «точки отсчета» текли совсем иначе?

    Но для этого нужно обратиться к аналогии. А уведет она в раннюю историю Солнечной системы.

    Нынешние орбиты планет Солнечной системы не просто стабильны, а сверхстабильны. И они практически не меняются при моделировании. При рассмотрении периодов в миллиарды лет вперед и назад. И даже в десятки миллиардов лет. А вот это уже вызывает удивление, учитывая возраст Солнечной системы в 4,5 млрд лет.

    В Солнечной системе космогоническая картина предшествующих периодов была все же восстановлена по косвенным признакам. И «палочкой-выручалочкой» для специалистов в области космогонии было воздействие на нашу планетную систему со стороны пролетавших мимо Солнца звезд (например, 3,8 млрд лет назад, в период второй тяжелой бомбардировки) извне.

    ИЗВНЕ.

    Конечно, «как говорят наши соседи немцы, всякое сравнение хромает». И воздействие соседних звезд извне на Солнечную систему само собой напрашивается. Но откуда возьмется такое воздействие на молодую Метагалактику – надо думать. Считаю, что основные проявления такого в воздействия – сверхмассивные черные дыры в ядрах галактик и "новая сущность"». (Ф.Д. «Новая сущность». Часть 12. «"Ловушка" теории Большого взрыва»). http://artefact-2007.blogspot.ru/2012/11/12.html

    Эволюция элементов орбит Юпитера и Сатурна на длительных интервалах времени

    «В восьмидесятые годы прошлого века работами Ж.Ласкара открывается новый период применения аналитических методов в задаче об эволюции Солнечной системы. Именно Ласкар приводит уравнения движения к виду, не содержащему быстрых углов. Гамильтониан в новых переменных найден аналитически. Численное интегрирование системы в осреднённых элементах проведено с использованием метода Адамса 12-го порядка. Поскольку шаг здесь может быть выбран порядка 250 лет, удалось продлить интервал интегрирования до десятков миллиардов лет. Подтверждена устойчивость орбит планет-гигантов.... 
    О поведении исследуемой системы можно сказать следующее: в системе Солнце- Юпитер-Сатурн сохраняется условно-периодическое движение на космогонических интервалах времени, но с малым временем Ляпунова». (Чачина Татьяна Сергеевна. Уральский государственный университет им. А.М. Горького).  

    Эволюция орбит планет на очень больших интервалах времени

    «Если проинтегрировать уравнения движения больших планет на интервале времени 5 млрд. лет (что превышает возраст Солнечной системы), то можно ли рассматривать полученное решение как описание эволюции Солнечной системы на этом интервале времени? Нет! Действительно, вследствие экспоненциальной расходимости траекторий со временем Ляпунова 5 млн. лет, после примерно 100 млн. лет вычисленное решение будет очень сильно отличаться от реального, соответствующего действительной Солнечной системе. Однако, такое решение представляет определенный интерес, так как оно дает один из возможных вариантов эволюции Солнечной системы. Это - разведчик зоны хаоса, в которой эволюционирует Солнечная система.

    Чтобы изучить зону хаоса, одного такого интегрирования на интервале 5 млрд. лет недостаточно. Может показаться странным, но для исследования зоны хаоса можно использовать интегрирование, охватывающее значительно большие интервалы времени. Можно рассматривать решения с очень близкими начальными условиями для того, чтобы достигнуть большей части зоны хаоса, которую может занимать Солнечная система за 5 млрд. лет.

    Насколько оправдано отслеживание орбит планет Солнечной системы на интервале времени, превышающем возраст Солнечной системы? В зоне хаоса, где эволюционирует Солнечная система, после 100 млн. лет можно дать лишь указание на то, что может произойти. Определить же, когда это произойдет, не представляется возможным. Например, если имеется внезапное увеличение эксцентриситета орбиты планеты после 10 млрд. лет, то это говорит о том, что такое событие может, вероятно, иметь место и на более коротком интервале времени. Аналогично, что было обнаружено при интегрировании назад по времени, можно ожидать также и в будущем и наоборот.

    В 1994 г. Ж.Ласкар (Laskar J. Large-scale chaos in the Solar System. Astronomy and Astrophysics. 1994. 287. L9–L12.) представил результаты численного интегрирования осредненных уравнений движения больших планет Солнечной системы на суммарном интервале времени свыше 200 млрд. лет. Рассмотрим результаты, полученные на интервале 25 млрд. лет (от –10 млрд. до +15 млрд. лет). Для исследования дрейфа орбит в зоне хаоса использовались максимумы эксцентриситета и наклона, полученные для каждой планеты на интервале 10 млн. лет.

    На рисунке представлены результаты интегрирования осредненных уравнений движения планет Солнечной системы на 10 млрд. лет назад и на 15 млрд. лет вперед. Для каждой планеты приводятся максимальные значения эксцентриситета (а) и наклона орбиты (б), полученные на интервалах 10 млн. лет.

Рис. 1

    Поведение планет-гигантов настолько регулярно, что максимумы эксцентриситетов и наклонов их орбит практически не меняют своих значений. В противоположность, максимумы эксцентриситетов и наклонов орбит внутренних планет показывают очень большие нерегулярные изменения, которые соответствуют дрейфу в зоне хаоса. Дрейф эксцентриситетов орбит Земли и Венеры умеренный, но достигает 0.02 для обеих планет. Дрейф эксцентриситета орбиты Марса больше и достигает более, чем 0.12, приводя к значению эксцентриситета, превышающему 0.2. Для Меркурия зона хаоса еще больше и достигает 0.4, что приводит к наибольшему значению эксцентриситета 0.5 на рассматриваемом интервале времени. Поведение максимальных наклонов похожее. Для планет-гигантов дрейф практически отсутствует. Для Земли и Венеры - слабый (до 1°). Для Марса - умеренный (до 6°). Для Меркурия дрейф достигает 14° , а максимальное значение - 21° .

    Хотя эксцентриситет Меркурия допускает увеличение до 0.5, этого недостаточно, чтобы его орбита пересекла орбиту Венеры. Может ли Меркурий покинуть Солнечную систему? Для ответа на этот вопрос Ж. Ласкар провел специальное исследование. Путем выбора вариантов, ведущих к росту эксцентриситета, удалось получить два сценария эволюции орбиты Меркурия, которые приводят к значениям эксцентриситета, близким к единице. В первом случае на отметке –6 млрд. лет, во втором - +3.5 млрд. лет. С ростом эксцентриситета орбиты Меркурия увеличивается и ее наклон. Вычисление относительных положений точек пересечения орбит Меркурия и Венеры с их линией узлов показало, что орбиты действительно пресекутся около 3.5 млрд. лет. В это время планеты могут испытать близкое прохождение, которое может привести к уходу Меркурия или столкновению.

Рис. 2

    На рисунке представлена эволюция орбит планет Солнечной системы, ведущая к очень большим значениям эксцентриситета Меркурия и его возможному уходу из Солнечной системы на временах –6.6 млрд. лет и +3.5 млрд. лет. Обозначения те же, что и на предыдущем рисунке, за исключением Меркурия, для которого приводятся максимальные и минимальные значения эксцентриситета и наклона на интервале 10 млн. лет.

    Подобные вычисления выполнялись также для Марса и Земли, но пока не привели к решению с уходом из Солнечной системы. Для Земли на интервале 5 млрд. лет максимальный эксцентриситет достиг 0.1, для Марса на том же интервале - 0.25. При таком значении эксцентриситета Марс очень близко подходит к Земле и может быть существует решение, приводящее к уходу Марса, но пока оно не обнаружено.

    Существование орбиты ухода для Меркурия не означает, что этот уход обязательно будет иметь место. Фактически, решения, ведущие к уходу, были скрупулезно сшиты. На каждом шаге делался выбор из 4 или 5 эквивалентных решений. На интервале 6 млрд. лет сшивалось 18 решений, на интервале 3.5 млрд. лет - 13. Полученные результаты указывают на существование орбиты ухода, но ничего не говорят о вероятности этого события. Пока можно лишь сказать, что вероятность ухода Меркурия из Солнечной системы малая, но отличная от нуля.

    За исключением малого пространства между областями, посещаемыми Венерой, Землей и Марсом, вся внутренняя часть Солнечной системы заполнена. Дополнительная планета, даже небольшая, вроде Меркурия, добавленная в эту внутреннюю область, существенно увеличит вероятность столкновения с существующими планетами. И если раньше в этой области существовали подобные дополнительные планеты, то они выбрасывались из этой области до тех пор, пока в ней не сформировалась современная динамическая картина.

    Какой же вывод можно сделать об устойчивости Солнечной системы? Движение планет Солнечной системы нерегулярно и не может приближаться почти периодической траекторией на интервале более, чем 10 или 20 млн. лет. Экспоненциальная расходимость траекторий делает практически невозможным предсказание эволюции Солнечной системы за пределом в 100 млн. лет.

    Однако, этот результат в основном относится к внутренним планетам: Меркурию, Венере, Земле и Марсу. Хотя внешние планеты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) испытывают возмущения от внутренних планет, но эти возмущения малы и их хаотическое влияние будет приводить лишь к небольшому дрейфу орбит планет-гигантов. Планетную систему, ограниченную планетами-гигантами, а тем более парой Юпитер–Сатурн, можно считать устойчивой в смысле теории Колмогорова–Арнольда–Мозера.

    Хотя Солнечная система в целом неустойчива, она может рассматриваться, как предельно устойчивая система, в которой сильные неустойчивости (соударения или уход) могут иметь место только на временной шкале, сравнимой с ее возрастом: около 5 млрд. лет». (Уральский государственный университет, кафедра астрономии и геодезии, 1999. (c) Э. Д. Кузнецов, Eduard.Kuznetsov@usu.ru. «Эволюция взглядов на устойчивость Солнечной системы»). (Сайт закрыт, копия доступна в Интернет-архиве). (Артефакт по имени «Солнечная система». Часть пятая. «Механизм Артефакта». Тема: «Равновесие Солнечной системы»).

    Таким образом, моделирование в ситуации с Солнечной системой приводит к ложным выводам о стабильном динамическом состоянии планетных орбит не только за период последних 4,5 млрд лет (что уже неверно), но и за многие миллиарды лет до этого, что неверно абсолютно, так как превышен возраст Солнечной системы.

    К счастью, космогония опирается не только на компьютерное моделирование, но и на дополнительные параметры. А вот когда «дополнительные параметры» теоретики вносят в исходные данные, моделирование дает уже удивительно нестандартные результаты – см. статью «Земля под ударом».

«Как создавалась Солнечная система» 

    Так что о компьютерном моделировании можно говорить лишь как об одном из инструментов, но никак не главном доказательстве, в спорах о динамике галактических объектов.

    Компьютерное моделирование: от хаоса к порядку за 12 млрд. лет

    «Компьютерное моделирование позволяет убедиться в том, что вакуум действительно обеспечивает преобразование случайного хаотического потока в регулярный поток с хаббловским законом скорости…

    Рис. 4.13 показывает два десятка возможных траекторий галактик локального хаббловского потока. Их эволюция начиналась с хаотического исходного состояния, а через 12,5 млрд лет она привела их все к весьма регулярному состоянию, очень похожему на то, которое наблюдается в реальном локальном хаббловском потоке до расстояний 3-4 Мпк (высокоточные данные имеются как раз для всех 22 галактик из этого интервала расстояний)». («Астрономия: век XXI». Стр. 450-451).

    Федор Дергачев – Юрию Любашенко

    «Здравствуйте, Юрий.

    В статье «Точная карта космоса подтверждает идею бесконечной плоской Вселенной» приведена очень важная информация о том, что пространство Вселенной не «искривленное» гигантскими гравитационными полями, а «плоское» (евклидово), и не ограниченное (как следует из теории Большого взрыва), а бесконечное.

    Считаю, что в предыдущие десятилетия теоретики-космологи слишком увлеклись построением математически выверенных, но абстрактных, моделей. В результате этого всё более отрывающегося от реальности моделирования в космологии множились «дыры», такие, как теория «инфляции», «темная энергия» и тому подобное. И евклидово пространство «плоской» вселенной, и другие параметры, не укладывающиеся в их модели, они просто пытались отбросить, не замечая, что «рафинированная» аппроксимация всё дальше уводила их от описания реальных процессов во Вселенной.

    Принципиальной ошибкой теоретиков официальной науки являлась экстраполяция космологических процессов не просто в недавнее прошлое, а чрезвычайно далеко - на многие миллиарды лет назад, в глубь эпох, предшествовавших современной. («Экстраполяция функции - продолжение функции за пределы ее области определения, при к-ром продолженная функция (как правило, аналитическая) принадлежит заданному классу»).

Философия науки 

    Приведу примеры с возрастанием масштаба.

    1. Солнечная система в настоящее время и последние 3 млрд лет является «сверхстабильной» при компьютерном моделировании используются даже временные отрезки, вдвое превышающие возраст Солнечной системы! «Максимальный интервал, на котором проводилось исследование, составил 10 млрд. лет». («Эволюция элементов орбит Юпитера и Сатурна на длительных интервалах времени»).  

    В то время, как известно, что ранее 3,8 млрд лет происходило почти хаотическое изменение орбит планет (под влиянием чего – отдельный вопрос) – см. «Земля под ударом». 

    Таким образом, космогония признает резкое изменение условий и экстраполирует в прошлое кинематические параметры Солнечной системы лишь со значительными оговорками.

Правило Тициуса - Боде

     2. Динамика звездообразования в нашей Галактике Млечный путь испытывает «скачки» - спады и подъемы. Да и образование красивой спиральной структуры – дело лишь последних миллиардов лет. Самые древние звезды входят в сферическую подсистему Галактики, не имеющую никакого отношения к плоской подсистеме – см. «Место Солнца в Галактике». 

    Более того, происходит вращение указанных подсистем в противоположные стороны – см. «Двойное гало Млечного пути».

    Официальная наука туманно указывает на столкновения с другими галактиками в разные периоды истории Млечного пути как на причину этих аномалий - см. «Формирование диска Млечного пути». Но, как и в случае с Солнечной системой, «мудро» воздерживается от экстраполяции в очень далекое прошлое нынешней динамической картины Галактики.

Эволюция галактики

    Думаю, можно не продолжать. Уже ясно, что, попробовав экстраполировать расширение Вселенной в обратную строну, теоретики «закошмарили» сами себя. Отказываясь признать возможность резкого изменения параметров Метагалактики (может быть, непосредственно перед этапом формирования первых звезд и галактик), они столкнулись с необходимостью всё равно вводить совершенно абсурдное «инфляционное расширение» пространства со скоростью, значительно превышающей скорость света. Причем та неведомая сила, что явилась причиной этого расширения, проявилась только в момент «инфляции», и больше никогда себя не проявляла...

    Мне понравилось высказывание «shram» при обсуждении темы «Математический эксперимент: Большой Взрыв под горизонтом событий черной дыры» Астрофорума: «силы которые вытолкнули вещество вселенной из сингулярного состояния в Большом взрыве наверно будут помощней гравитационных…» 

    Итак, неведомые силы теоретики «гнали в окно – они влезают в дверь…» В общем, в «плоской» вселенной (может быть, и не бесконечной, но всё же достаточно большой), найдется процесс или воздействие, вмешавшиеся в развитие Метагалактики и препятствующие осуществлять примитивную экстраполяцию её нынешнего состояния в прошлое. А материал для раздумий – собираю у Ли Смолина, Пенроуза, надеюсь найти и у Вас...

    С уважением, Федор Дергачев». (17 января 2014 года, 1:32).

    Дополнение 29 января 2014 года

    От космологической модели к образованию хаббловского потока

    «Задача определения геометрических свойств ранней Вселенной была успешно решена на рубеже XX XXI вв. с появлением космологической стандартной модели (КСМ), которая описывает всю совокупность 
экспериментальных и наблюдательных данных в диапазоне энергий 10−3−1012эВ. 

    С созданием КСМ стало возможным посредством прямой экстраполяции в прошлое восстановить начальное состояние Вселенной, сделав единственное предположение о справедливости общей теории относительности (ОТО) при энергиях вплоть до значения энергии Великого объединения (∼1025 эВ). Далее прямая экстраполяция (к ещё большим энергиям) оказалась затруднительной из-за инфляционной стадии Большого взрыва (БВ), на которой хаббловский радиус уходит за световой горизонт прошлого, где заключена большая часть информации о доинфляционной геометрии потока... 

Экспериментальные основания ранней Вселенной. На левой шкале - радиус кривизны Вселенной, выраженный в секундах, на правой - характерные энергии

    Отклонения от квазифридмановской модели на инфляционной стадии возрастают (при экстраполяции в прошлое), поэтому структура космологического потока в начале инфляции могла сильно отличаться от фридмановской и иметь иные симметрию и топологию....» (В.Н. Лукаш, Е.В. Михеева, В.Н. Строков).  

    [Последние изменения внесены 27 октября 2016 года] 

    «Апология необъяснимого». Часть 7. «Мозг - зеркало Метагалактики?» http://artefact-2007.blogspot.ru/2016/01/7.html

    На эту тему:
    «1-я Книга Федора». «Внеземной разум» .
    «ЗАКОН для Солнечной системы». (8 июля 2015 года).