f3213 Космология двойных вселенных (стр. 13)
Технические комментарии :
Раздел 2: Выполняется «увеличение» участка, где, как предполагается, плотность «близнецовской материи» выше, поскольку, как и в предыдущей статье, предполагается, что эта система эмульсии простирается на оба космоса, причём средние плотности r и r* у обоих одинаковы (но в статье 6 (радиационная эра) будет показано, что впоследствии рассматривался другой режим космологической эволюции, при котором эти две плотности могут сильно различаться в масштабах обоих вселенных, а факторы масштаба R(t) и R*(t) при этом демонстрируют различные, совместные эволюции).
Раздел 4: При вычислении внешнего решения Шварцшильда (3) появляется параметр m, который представляет собой длину. Однако его традиционно обозначают этой буквой. На самом деле, поскольку это просто постоянная интегрирования, она может принимать как положительные, так и отрицательные значения. При положительном значении m > 0 получается геометрия стационарного пространства-времени с сферической симметрией вне массы M. Дидактическая иллюстрация этого внешнего решения Шварцшильда в 4D — «боковая поверхность позикона», представленная выше, с учётом, конечно, грубости такой иллюстрации. При отрицательном значении m < 0 получается другая геометрия с совершенно иным набором геодезических (больше нет эллиптических или почти эллиптических траекторий). Это соответствует пустому пространству вокруг массы M < 0. Уравнения геодезических приведены ((10) и (11)) для произвольного m. В обоих случаях фотоны предполагаются движущимися по геодезическим нулевой длины (null geodesics). При m < 0 возникает эффект отрицательной гравитационной линзы, упомянутый на рисунке 10 (ссылка на текст статьи 2). В данной статье близнецовская материя называется «антиподальной материей».
Пытаемся объяснить с помощью этого эффекта отрицательной гравитационной линзы сильные эффекты, связанные с галактиками (множественные изображения квазаров) и скоплениями (дуги), приписывая их не наличию тёмной материи в этих объектах, а фокусирующему действию этой невидимой окружающей материи.
Раздел 5: В уравнении Эйнштейна фигурирует постоянная c. Её традиционно отождествляют с:
(1)
путём разложения метрики в ряд (12) на основе лоренцевского решения нулевого порядка. Однако ранее не было отмечено, что решение нулевого порядка и член возмущения фундаментально стационарны. Абсолютная постоянность c вытекает из предположения сохранения энергии материи. Тензор S по построению имеет нулевую дивергенцию. Дифференцируя уравнение Эйнштейна, получаем:
(2)
...то есть уравнение сохранения, которое в ньютоновском приближении даёт уравнения Эйлера. Однако следует отметить, что отождествление c с (23) не означает автоматически, что G и c являются абсолютными постоянными. Оно просто даёт текущее значение c, основанное на текущих значениях G и c. Если бы эти величины могли изменяться в ходе космологической эволюции, абсолютная постоянность c означала бы лишь, что:
(3) (ga32128)
...Идея изменения скорости света может показаться на первый взгляд шокирующей. Однако следует отметить, что множество работ было опубликовано, где рассматривалась возможность изменения G во времени при постоянной c. Следует отметить, что в таких условиях исчезает сохранение энергии материи, поскольку c уже не является абсолютной константой.
...Также было проведено несколько исследований, в которых рассматривались изменения различных физических постоянных. На самом деле, изобретение большинства из них — явление относительно недавнее. До начала этого столетия не было известно о существовании постоянной Планка или заряда электрона, поскольку ни кванты, ни электрон ещё не были открыты. Когда эти константы были установлены, физики задались вопросом, являются ли они абсолютными постоянными. Поскольку они, казалось, не менялись ни от одного дня к другому, ни от одной точки Земли к другой, и поскольку предположение об их абсолютной постоянности давало интересные результаты, было принято это допущение. Единственный, кто в тридцатых годах считал, что мы торопимся, — это Милн.
...В более поздние времена исследователи по очереди брали эти константы и рассматривали, что могло бы произойти, если бы они изменились в ходе космологической эволюции. Каждый раз, когда касались одной из этих констант, всё рушилось. Атомы больше не могли образовываться, жизнь не могла возникнуть, звёзды переставали функционировать и т.д.
...Все эти рассуждения были абсолютно корректны и неопровержимы. Но никто не рассматривал одновременное, согласованное изменение всех этих констант.
...Поскольку локально, в лаборатории, не удалось обнаружить ни малейшего изменения, модель должна была объяснить этот факт. Однако что такое лабораторные приборы, измерительные устройства? Это устройства, созданные на основе уравнений физики, сами содержащие все эти «константы». Приведём аналогию: мы пытаемся выяснить, расширяется ли железная столешница, измеряя её с помощью линейки из того же металла.
Если измерение всегда даёт одинаковое значение, это может означать две вещи:
-
Либо столешница имеет неизменную длину.
-
Либо столешница и метр расширяются или сжимаются «параллельно», например, в зависимости от температуры в комнате.
...Мы искали вариации констант, при которых все уравнения физики остаются инвариантными. В таких условиях ясно, что никакое измерение не сможет обнаружить изменений, поскольку измерительные приборы изменяются вместе с величинами, которые они должны измерять, «параллельно». Мы признаём, что это свойство совокупности доступных уравнений несколько озадачивает, но это факт.
...Рецепт в целом довольно прост. Студенты в ведущих школах и студенты-физики практикуют то, что называется размерностным анализом. Возьмём, например, уравнения гидродинамики. В них появляются переменные, такие как давление, плотность, температура и т.д. Тогда можно положить
давление p = po p температура T = To t
вводя характерные величины и безразмерные переменные p, t и т.д.
Затем уравнения приводятся к безразмерной форме, одновременно появляются характерные числа (число Прандтля, число Рейнольдса) и т.д.
...Возьмите все уравнения, которые сможете найти (они не все независимы), и измените всё. Не только те величины, которые обычно меняются, но и те, которые, как считается, не должны меняться («физические постоянные»). Вы получите, как на беду:
R, характерная длина, полученная из переменных (x, y, z)
T, характерное время, полученное из временной переменной t
G: гравитационная постоянная
Массы: m, mn, mp, me
h: постоянная Планка
c: скорость света
Скорости (орбитальные, тепловые): v
e: заряд электрона
Характерное значение электрического поля: E
Характерное значение...