Печать

[фок Гюнце]

PS Многие кажущиеся парадоксы космологии намного легче осознать (или, по крайней мере, избежать проблем в рассуждениях, с ними связанных), если иметь в виду две нехитрые истины:
- любое наблюдение самим фактом своего выполнения определяет объект как находящийся в абсолютном прошлом (в терминах релятивистской теории) наблюдателя;
- любой наблюдаемый объект находился в нестационарной  Вселенной.   

[фок Гюнце]

И еще кое-что о законе Талли-Фишера. И вообще, о спиральных галактиках.

Я рассказывал, что скорость вращения спиральных галактик возрастает с ростом их массы, причем, этоот рост пропорционален примерно 0,27 - 0,3 степени массы галактики (закон Талли-Фишера) - http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=101.msg77543#msg77543.
Но есть одно любопытное обстоятельство...

Для самых больших спиральных галактик со звездными массами свыше примерно трехсот миллиардов солнечных закон внезапно перестает действовать. Точнее говоря, если в законе Талли-Фишера использовать суммарную массу звезд галактики (звездную массу), то показатель степени в законе Талли-Фишера для больших звездных масс начинает заметно снижаться с их ростом.
Но ведь на самом деле скорость вращения спиральной галактики определяется не ее звездной, а ее полной массой (то есть, суммой звездной массы, массы газа и пыли и массы ее темной материи, которая заметно превосходит все остальные слагаемые). И в результате получается, что причиной этого изменения показателя степени в законе Талли-Фишера может являться интересное обстоятельство: начиная с какого-то предела звездная масса галактики начинает увеличиваться намного медленнее полной - рост полной массы спиральных галактик начинает заметно опережать рост их звездной массы. То есть, скажем, если полные массы двух очень больших спиральных галактик будут отличаться в два раза, то их звездные массы - всего в полтора, если не меньше.

Ну, и, соответственно, возникает вопрос о причинах такого явления.
Оказывается, все интересно.
Известно (и мной упоминалось) еще одно интересное обстоятельство: с ростом массы темного гало галактики в ее диске падает металличность. Причиной является стабилизирующее действие темной массы, упорядочивающей вращение диска и не дающей возникать возмущениям в диске, сгущениям, сжатиям и столкновениям газовых облаков, а следовательно, препятствующее звездообразованию, в процессе которого и нарабатываются металлы (элементы тяжелее гелия).

Оказывается, этот же процесс является причиной падения отношения звездной массы к полной массе с ростом темной массы у больших спиральных галактик. При массе гало темной материи галактики свыше примерно пяти триллионов солнечных, его гравитация практически не дает горячему газу в галактике и конденсироваться, и охлаждаться, а значит, тормозит (до полной остановки) процесс звездообразования. В результате масса темного гало растет - а вот соответствующего прироста массы звезд не происходит. А максимальные массы темных гало известных спиральных галактик, замечу, могут достигать сорока триллионов солнечных - в таких галактиках если где-то и могут образоваться звезды, то только из того холодного газа, который сумеют захватить у спутника или унаследовать с давних времен, пока они их темные гало еще не выросли.

Кстати, замечу, такое же явление - заметное падение прироста звездной массы, начиная с полной массы пять триллионов солнечных - можно при должной аккуратности отметить и у эллиптических галактик. Законы гравитации - они же универсальны.

Ну, и еще замечу для желающих. Указанный факт снижения показателя степени в законе Талли-Фишера начиная с некоторой критической массы полностью противоречит некогда популярным в определенных кругах модифицированным теориям гравитации, пытающимся обойтись без концепции темной материи за счет отказа от ньютоновского закона гравитации.

[zloradovich]

    фок Гюнце, еще в середине девяностых годов заинтересовала меня одна мысль, связанная с расширением Вселенной.
    Как известно, тяготение искривляет пространство. Поначалу Вселенная была более однородной, но галактики имеют обыкновение сливаться, а пустоты ставать еще более пустыми и обширными. Вселенная не просто расширяется, но, из-за неоднородностей, становится всё более неровной в четвертом измерении, а это как бы добавляет расширения. Получается, что Вселенная должна расширяться с ускорением.
    Я про эту идею вскоре забыл и даже пропустил известие, что в конце девяностых ускоренное расширение кажется обнаружено на самом деле. Но, разумеется, не мне одному такая идея первому приходила в голову.
    Финский ученый Расанен (вроде бы? ) предполагал примерно то же самое, но я не читал его работы, только упоминание в одной книге. Еще я слышал, что провели компьютерное моделирование и пришли к выводу, что данные эффекты кривизны слишком слабы, чтобы объяснить ускоренное расширение Вселенной.
   Но вот возможно ли на нынешнем уровне развтия астрономии определить, неоднородно ли ускореное расширрение? Может быть войды расширяются ускореннее. Может быть внутри скоплений расширение не ускоренное, а ускоренное только между ними?
     

[фок Гюнце]

В принципе, как я не раз говорил, текущий закон расширения (говоря более строго, форму уравнения состояния) Вселенной определить не получается.  Кстати, есть большая вероятность, что наблюдением состояния в собственном пространства это и теоретически невозможно.
 Модель обратного влияния Сикси Расанена предполагает, что в процессе эволюции крупномасштабной структуры происходит консолидация вещества (условно говоря, вещественная компонента крупномасштабной структуры - гиперскопления - уплотняются, уменьшаясь в объеме), и, соответственно, со временем происходит рост объема войдов. Учитывая, что в плоской Вселенной, разумеется, кривизна пространства в войдах отрицательна, с течением времени все большее количество фотонов реликтового излучения проходит через войды.  А это в свою очередь создает эффект, наблюдательно аналогичный эффекту ускоренного расширения.
Идея любопытная, но с прямыми измерениями больших расстояний по стандартным  свечам не очень хорошо дружит.
Ну, а как наблюдаемый эффект Сакса-Вольфа http://forum.kamsha.ru/index.php?topic=1702.msg91881#msg91881 сочетается с этой моделью - это уже вопрос, скорее, риторический.

Кстати, замечу - на реальную величину постоянной Хаббла (а стало быть, скорость расширения) никакая "нормальная" крупномасштабная неоднородность масштабов порядка сотен мегапарсек повлиять не может - средняя космологическая плотность в наблюдаемом объеме все равно  не изменяется.

А еще стоит иметь в виду, что расширение Вселенной и увеличение расстояния между гравитирующими объектами во Вселенной - несколько разные вещи. Разумеется, гравитационное взаимодействие приводит к тому, что расстояние между двумя гравитирующими объектами пока они взаимодействуют может  расти медленнее - если их взаимодействие не скомпенсировано  взаимодействием с другими объектами.   Но это, в сущности, определяется тем, что, как легко понять, гравитационное взаимодействие приводит к появлению у взаимодействующих тел соответствующих пекулярных скоростей - и при чем тут расширение пространства?

[фок Гюнце]

PS Необходимое пояснение к последней мысли
В гравитационно связанной системе тел (скажем, галактике или скоплении) расширение Вселенной не сопровождается расширением самой системы. Например, расстояние между планетами или диаметр орбиты Земли при существующем темпе расширения никак не увеличиваются.
Но это же не повод говорить, что внутри Солнечной системы (или галактики) расширение Вселенной не действует!

Ну, разумеется, при большом желании можно привлечь к делу напряженность гравитационного поля, кривизну пространства, накатать полтора листа тензорных уравнений, пообсуждать соотношение масштабного фактора, космологической константы и плотности гравитационной энергии (еще полтора листа), получить тот же результат, который ясен из качественных рассуждений размером в две строчки.  Заодно, конечно, можно выписать и критерий определения зависимости минимальной плотности гравитационно связанной системы от космологической константы, повздыхать над тем, что это сделано не в первый и даже не десятый раз и практической применимости (если в запасе нет хотя бы нескольких миллиардов лет непрерывных наблюдений) не имеет, вспомнить Ньютона (hypotheses non fingo)...

[Colombo]

У меня получилось, что из-за растяжения Вселенной за год расстояние 1 а.е. увеличивается на 2 мм. Как это может быть замечено, подтверждено либо отвергнуто для конкретной "нашей" а.е. - непонятно.

А насчет hypotheses non fingo - астрофизики, по-моему, только тем и занимаются. Куда точнее выразился задолго до Ньютона Оккам - essentia non sunt multiplicanda praeter necessitatem. Как только возникает necessitas, тут же и новая hypothesi появляется.

[фок Гюнце]

У меня получилось, что из-за растяжения Вселенной за год расстояние 1 а.е. увеличивается на 2 мм. Как это может быть замечено, подтверждено либо отвергнуто для конкретной "нашей" а.е. - непонятно.

А за сотни миллионов лет, говорят, уже достаточно, чтобы повлиять на измеряемую продолжительность года.

А насчет hypotheses non fingo - астрофизики, по-моему, только тем и занимаются. Куда точнее выразился задолго до Ньютона Оккам - essentia non sunt multiplicanda praeter necessitatem. Как только возникает necessitas, тут же и новая hypothesi появляется.

Ну, я бы варианты моделей, объясняющих наплюдаемые явления, совсем уж к гипотезам не причислял. Ньютон тоже не гипотезу предлагал, а некоторую модель.

[Colombo]

У меня получилось, что из-за растяжения Вселенной за год расстояние 1 а.е. увеличивается на 2 мм. Как это может быть замечено, подтверждено либо отвергнуто для конкретной "нашей" а.е. - непонятно.

А за сотни миллионов лет, говорят, уже достаточно, чтобы повлиять на измеряемую продолжительность года.

/*С интересом*/ И что показали измерения?
 

А насчет hypotheses non fingo - астрофизики, по-моему, только тем и занимаются. Куда точнее выразился задолго до Ньютона Оккам - essentia non sunt multiplicanda praeter necessitatem. Как только возникает necessitas, тут же и новая hypothesi появляется.

Ну, я бы варианты моделей, объясняющих наплюдаемые явления, совсем уж к гипотезам не причислял. Ньютон тоже не гипотезу предлагал, а некоторую модель.

Слово "модель" настолько емкое, что может выражать что угодно. Приделал к гипотезе формулу - и готова модель. Некоторым, правда, этого мало, и они требуют объяснений природы явления. Их у мистера Ньютона нет, и он отделывается отговоркой. Но современные исследователи могут слепить математическую модель из чего угодно.

[фок Гюнце]

У меня получилось, что из-за растяжения Вселенной за год расстояние 1 а.е. увеличивается на 2 мм. Как это может быть замечено, подтверждено либо отвергнуто для конкретной "нашей" а.е. - непонятно.

А за сотни миллионов лет, говорят, уже достаточно, чтобы повлиять на измеряемую продолжительность года.

/*С интересом*/ И что показали измерения?

Что она сохраняется с должной точностью.
 

А насчет hypotheses non fingo - астрофизики, по-моему, только тем и занимаются. Куда точнее выразился задолго до Ньютона Оккам - essentia non sunt multiplicanda praeter necessitatem. Как только возникает necessitas, тут же и новая hypothesi появляется.

Ну, я бы варианты моделей, объясняющих наплюдаемые явления, совсем уж к гипотезам не причислял. Ньютон тоже не гипотезу предлагал, а некоторую модель.

Слово "модель" настолько емкое, что может выражать что угодно. Приделал к гипотезе формулу - и готова модель. Некоторым, правда, этого мало, и они требуют объяснений природы явления. Их у мистера Ньютона нет, и он отделывается отговоркой. Но современные исследователи могут слепить математическую модель из чего угодно.

Ну, модель все же лепят из математики. И, замечу, пока их достаточно, а вот серьезных объяснений (и даже предположений) - не слишком.
Правда, есть куча идей, особо расчетами ранга модели не подкрепленных - но это уже иное дело.

[Colombo]

У меня получилось, что из-за растяжения Вселенной за год расстояние 1 а.е. увеличивается на 2 мм. Как это может быть замечено, подтверждено либо отвергнуто для конкретной "нашей" а.е. - непонятно.

А за сотни миллионов лет, говорят, уже достаточно, чтобы повлиять на измеряемую продолжительность года.

/*С интересом*/ И что показали измерения?

Что она сохраняется с должной точностью.

Подозреваю, что и здесь без математических моделей не обошлось.
Вот как бы это сформулировать... При вычислении цены двух батонов хлеба покупателю математическая модель не нужна. И даже производитель может задать цену "на глазок". Но за сотни миллионов лет, и чтобы без математических моделей?! Не делайте мне смешно!

[фок Гюнце]

У меня получилось, что из-за растяжения Вселенной за год расстояние 1 а.е. увеличивается на 2 мм. Как это может быть замечено, подтверждено либо отвергнуто для конкретной "нашей" а.е. - непонятно.

А за сотни миллионов лет, говорят, уже достаточно, чтобы повлиять на измеряемую продолжительность года.

/*С интересом*/ И что показали измерения?

Что она сохраняется с должной точностью.

Подозреваю, что и здесь без математических моделей не обошлось.

/*Грустно*/ Да еще каких... В описании динамики изменений периода вращения Земли с учетом измеренных характеристик компонентов и изменения орбитального расстояния системы Земля-Луна, говорят, больше двух тысяч членов. 
Вот результат этого всего и совпадает с измеренным количеством суток в году в былые времена. Если бы радиус орбиты Земли возрастал бы, наблюдалось бы отклонение.

Вот как бы это сформулировать... При вычислении цены двух батонов хлеба покупателю математическая модель не нужна. И даже производитель может задать цену "на глазок". Но за сотни миллионов лет, и чтобы без математических моделей?! Не делайте мне смешно!

Нет, я буду делать смешно: злые языки говорят, что именно подобные орбитальные расчеты являются одними из самых громоздких.

[фок Гюнце]

/*Спохватившись*/ Но про два батона я вообще не понял.
В стоимость батонов входят стоимость нескольких видов сырья (даже если предположим для простоты, что их можно считать измеренными величинами, то асе равно это уже несколько членов), зависимость расхода каждого вида от массы батона, стоимость энергоносителей, расходы на оплату труда изготовителей, амортизация оборудования, стоимость аренды (или амортизация) помещения на единицу (или массу) продукта, несколько налогов, стоимость транспортировки (с теми же амортизацией, оплатой, налогами и проч.) на единицу или массу продукции, затраты на реализацию (по порядку величины не меньше членов) - и Вы будете делать мне странно, говоря, что это рассчитывается без адекватной модели?

[Colombo]

Естественно, буду. Для покупателя стоимость двух батонов легко вычисляется по стоимости одного батона. Но и для продавца она вычисляется по стоимости одного батона в предыдущий период, на сколько он перед этим дорожал и как постепенно падала прибыль. Стоил 35, потом стал 40, теперь вот 48... А если, исходя из суммы расходов и налогов Вы получите, что он должен стоить 26, то Вас многие не поймут, хоть моделью это назови, хоть розой.

А про описание динамики изменений периода вращения Земли - вдруг стало жалко тех, кто это выражение выводит - на две тыщи членов. И понятно, что только от отчаянья кэртианцы за гармонические ряды взялись.*
*

Не имея для вычисления синусов-косинусов ничего, кроме таблиц магистра Брадиуса, которым не меньше Круга.

   

[фок Гюнце]

Естественно, буду. Для покупателя стоимость двух батонов легко вычисляется по стоимости одного батона. Но и для продавца она вычисляется по стоимости одного батона в предыдущий период, на сколько он перед этим дорожал и как постепенно падала прибыль. Стоил 35, потом стал 40, теперь вот 48... А если, исходя из суммы расходов и налогов Вы получите, что он должен стоить 26, то Вас многие не поймут, хоть моделью это назови, хоть розой.

Эм-м-м... Ну, а расчет динамики изменения стоимости батонов - это вообще запредельно сложная задача, находящаяся на пределе вычислительных возможностей. Это лишний раз напоминает о простоте и изяществе физики, астрономии и космологии - расчеты космологической инфляции куда проще.

А про описание динамики изменений периода вращения Земли - вдруг стало жалко тех, кто это выражение выводит - на две тыщи членов.

А чего их жалеть? Сами вызвались.

[Colombo]

Естественно, буду. Для покупателя стоимость двух батонов легко вычисляется по стоимости одного батона. Но и для продавца она вычисляется по стоимости одного батона в предыдущий период, на сколько он перед этим дорожал и как постепенно падала прибыль. Стоил 35, потом стал 40, теперь вот 48... А если, исходя из суммы расходов и налогов Вы получите, что он должен стоить 26, то Вас многие не поймут, хоть моделью это назови, хоть розой.

Эм-м-м... Ну, а расчет динамики изменения стоимости батонов - это вообще запредельно сложная задача, находящаяся на пределе вычислительных возможностей. Это лишний раз напоминает о простоте и изяществе физики, астрономии и космологии - расчеты космологической инфляции куда проще.

Вот поэтому-то никто не сует математические модели куда не надо, используя "глаз пристрелявши". Вот как бы, чтобы понятнее... Рассчитать движение всех частиц в механистической Вселенной можно, но для этого потребуется компьютер толще самой Вселенной, да и время не реальное (это не опечатка).

А про описание динамики изменений периода вращения Земли - вдруг стало жалко тех, кто это выражение выводит - на две тыщи членов.

А чего их жалеть? Сами вызвались.

А ведь кто-то и их соблазнял и приманивал. "Мы в ответе за тех, кого...".