Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Иваненко Д. -> "Гравитация и топология" -> 96

Гравитация и топология - Иваненко Д.

Иваненко Д. Гравитация и топология — М.: Мир, 1966. — 310 c.
Скачать (прямая ссылка): gravitaciyaitopologiya1966.djvu
Предыдущая << 1 .. 90 91 92 93 94 95 < 96 > 97 >> Следующая


Средняя плотность материи в пространстве играет важную роль как одна из величин, дающих ключ к строению Вселенной. Подсчет числа галактик в оптическом диапазоне, имеющих видимые яркости до какого-то верхнего значения, приводит к оценке среднего числа подобных объектов в единице объема. С другой стороны, общие наблюдения вращения и внутренних движений в галактиках дают нам оценки их средней массы. Известно, что галактики содержат также неизлучающее вещество в виде межзвездных газовых облаков. По оценкам количества межзвездного газа это величины порядка нескольких сотых полной массы галактики (Вестерхут [11]). Возможно, в неправильных галактиках эта величина может Анализ космологических наблюдений

307

достигать тридцати сотых. Ради уверенности, что количество несветящегося вещества внутри галактик или между ними, если речь идет об относительно плотных скоплениях галактик, не занижено, можно взять массу средней галактики примерно в 20 раз больше, чем дают наблюдения. Тогда средняя масса с учетом числа галактик в единице объекта даст для средней плотности материи в пространстве величину 3-Ю-31 г/см3. Даже если положить среднюю массу галактики в 200 раз большей, средняя плотность вещества в пространстве увеличивается всего в 10 раз. Эту величину 3-Ю-30 г/см3 следует считать верхним пределом средней плотности материи. Она относится к материи, наблюдаемой либо в форме светящихся звезд, либо несветящихся газовых облаков.

Предположения о средних плотностях выше указанной основаны на «доказательствах от неведения». Например, утверждают, что можно допустить любое значение плотности, которое не приводит к наблюдаемым эффектам. Некоторые авторы пришли к заключению, что плотность может поэтому достигать величины 10~25 г/см3 (Бонди [2]). Эта школа берет среднюю плотность несколько выше Ю-29 г/см3 (хотя и не оспаривается возможность открытия добавочного вещества). Например, в литературе встречается утверждение (Пальмер [12]), что попытки измерить количество водорода в областях между галактиками с помощью радиоастрономических методов дают для верхней границы его плотности 3-Ю-29 г/см3. Однако анализ подобных наблюдений обнаруживает, что наблюдавшие на самом деле ничего не наблюдали; верхняя граница указывала только, что прибор не давал беспредельной точности. Поэтому указанная оценка верхней границы свидетельствует лишь о том, что будь плотность еще выше, мы смогли бы заметить что-нибудь сверх приборного шума. Этот последний отнюдь не доказывает существования межгалактического водорода; оценка дает лишь ответ на гипотетический вопрос: если допустить присутствие водорода, то какова должна быть его плотность, чтобы он оставался ненаблюдаемым? Я думаю, Симпсон [13] сказал решающее слово в адрес «доказательств от неведения», заметив: «Любому разумному определению науки присуще положение, что утверждения, которые не могут 308

Статья 10. Г. Мак-Витти

быть проверены наблюдениями, в действительности не утверждают ничего ни о чем». Я полагаю, Галилею доставила бы удовольствие эта реплика.

Почему настаивают на столь высоких плотностях? Причины, по-видимому, лежат в некоторых рационалистических допущениях. Например, среди общерелятивистских моделей Вселенной можно выделить подгруппу моделей, в которых космологическая постоянная полагается равной нулю. Тогда известные значения постоянной Хаббла и фактора ускорения автоматически ведут к высоким плотностям порядка IO-29 г/см3. Или можно принять необоснованное допущение теории стационарной вселенной о том, что повсюду в пространстве рождаются атомы водорода. Это рождение атомов водорода происходит в течение колоссального периода времени, поэтому в космосе должно присутствовать порядочное количество водорода, готового образовывать новые галактики. Наконец, бытует утверждение, что структура скоплений галактик должна удовлетворять предсказаниям теоремы вириа-ла — теоретического положения, выводимого из классической ньютоновской механики.

Эмпирический подход совершенно иной: значения отрицательного фактора ускорения вместе с тем значением плотности вещества, которое подкреплено наблюдениями, т. е. IO-30—IO-31 г/см3, можно подставить в эйнштейновские уравнения и найти значения двух неизвестных, именно космологической постоянной и радиуса кривизны пространства. Обе эти величины оказываются отрицательными. С физической точки зрения отрицательная космологическая постоянная указывает на существование во Вселенной универсальной силы вдобавок к обычному тяготению. Замедление темпа расширения пространства обязано отчасти гравитационному притяжению, а отчасти этой постоянной космологической силе. Второе заключение, что пространственная кривизна отрицательна, указывает на бесконечность пространства в геометрическом смысле, хотя это не гарантирует возможности наблюдать любой объект в данный момент времени, даже если точность приборов неограниченна.

Несколько слов можно также сказать о проблеме числа радиогалактик — одной из наиболее интересных 309 Литература



проблем в наблюдательной космологии. Можно подсчитать число радиогалактик, имеющих «радиояркости» до последовательных предельных значений, и установить соответствующую зависимость. Как оказалось, ни одна из моделей Вселенной не может объяснить результаты подсчета радиогалактик без дополнительных гипотез. Нужно допустить либо 1) что в прошлом на единицу объема приходилось действительно больше радиогалактик, чем в настоящее время, либо 2) что радиогалактики были в среднем «ярче», чем теперь, т. е. излучали больше энергии. Это простейшие попытки объяснить данные опыта, однако предлагалось и множество других. Только будущее раскроет причину этой трудности; я не решился бы зачеркнуть ее, как вызванную будто бы какими-либо не-выявленными систематическими ошибками наблюдения.
Предыдущая << 1 .. 90 91 92 93 94 95 < 96 > 97 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed