Кое-что о тёмной материи

Зуев Андрей Яковлевич
      По возможности, используя информацию из случайных источников, я стараюсь отслеживать доступные мне публикации в интернете о теоретических исследованиях, практических достижениях современной физики и астрофизики. По причине своей недостаточной компетенции могу ошибиться, утверждая, что никаких фундаментальных открытий в этой области науки за последние десятилетия не произошло. В итоге, имеется множество сомнительных и спекулятивных гипотез, сложных гипнотически-математических упражнений в отсутствие прорывного результата. Не то, чтобы я недооценивал кропотливый труд огромной армии людей во всём мире, которые занимаются этим направлением научных изысканий. С большим уважением отношусь к их упорной повседневной работе. Вовсе не легко «грызть гранит науки» и «карабкаться по её каменистым тропам», чтобы достичь «сияющих вершин».

       Недавно (5 декабря 2018 г.) прочитал в интернете, что выдвинута новая теория, объясняющая темную материю и темную энергию. «По мнению ученых из Оксфордского университета, темная энергия и темная материя — одно и то же вещество, проявляющее эффекты отрицательной массы». В новой статье, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics, они объединяют темную материю и темную энергию в один феномен: по их словам, это жидкость, обладающая «отрицательной массой». – Или плотностью? – из-за чего менее плотная и лёгкая материя вещества выдавливается на периферию тёмной материи? – комментарий мой (Андрей Зуев).

        «Современная общепринятая модель Вселенной, известная как Лямбда-CDM (;CDM), ничего не говорит о том, чем физически являются тёмная материя и тёмная энергия. Мы знаем о них только благодаря их гравитационному эффекту, оказываемому на наблюдаемое вещество. Модель, представленная доктором Джейми Фарнсом из Оксфорда, предлагает новое объяснение этим феноменам.
«Мы считаем, что темную материю и темную энергию можно объединить в жидкость, обладающую некоторым типом «отрицательной энергии», отталкивающую от себя весь другой материал. И хотя это вещество необычно для нас, оно предполагает, что космос симметричен как в положительных, так и отрицательных качествах», — говорит доктор Фарнс.

        Ранее существование отрицательного вещества было исключено, так как считалось, что этот материал потерял бы плотность в процессе расширения Вселенной, что противоречит наблюдениям, указывающим на постоянство темной материи с течением времени. Однако работа доктора Фарнса применяет «тензор создания», который подразумевает постоянное появление отрицательных масс. Это показывает, что при постоянном появлении отрицательных масс жидкость с отрицательной массой не разбавляется в процессе расширения космоса. Более того, она идентична темной энергии.
 
       Теория доктора Фарнса также предоставляет первые точные предсказания поведения гало темной материи. Большинство галактик вращается так быстро, что они должны распадаться на части. Это, в свою очередь, дает основания предполагать, что от распада их удерживает невидимое «гало» темной материи. Новое исследование также включает симуляцию свойств отрицательной массы, предсказывающую формирование гало темной материи — подобного тем, существование которых предполагается в результате наблюдений на современных радиотелескопах.
 
       Альберт Эйнштейн высказал первое предположение о «темной Вселенной» 100 лет назад, когда обнаружил в своих уравнениях параметр, известный как «космологическая постоянная», которую сегодня принято считать синонимом темной энергии. Известно, что Эйнштейн назвал космологическую постоянную своей «самой большой ошибкой», хотя современные астрофизические наблюдения доказывают, что это реальный феномен. В записях 1918 года, описывая космологическую постоянную, ученый рассуждал, что теорию необходимо модифицировать так, чтобы это пустое пространство играло роль притягивания отрицательных масс, распространенных по всему межзвездному пространству. Тем самым Эйнштейн, возможно, предсказал Вселенную, наполненную отрицательными массами.
 
       Предыдущие подходы к объединению темной энергии и темной материи пытались модифицировать Общую теорию относительности Эйнштейна, что оказалось невероятно сложной задачей. Новый же подход берет две старые идеи, совместимые с теорией Эйнштейна, — отрицательные массы и создание вещества — и совмещает их, — объясняет Фарнс. — Результат получается красивым: темная энергия и темная материя могут быть объединены в единое вещество, причем оба эффекта легко объясняются переносом вещества с положительной массой на море отрицательных масс». – Информация из интернета.

 Комментарий мой. – Андрей Зуев.

       Неужели я единственный человек, которому не пришлось ознакомиться с исчерпывающим понятием «материя»? Мне, конечно известно определение, данное В.И. Лениным.   Материя (от лат.Materia – вещество), «…философская категория для обозначения объективной реальности, которая дана человеку в ощущениях его, которая, копируется, фотографируется, отображается нашими ощущениями, существуя независимо от них» (Ленин В. И., ПСС, т.18, 131). «М. – бесконечное множество всех существующих в мире объектов и систем, всеобщая субстанция, субстрат любых свойств, связей, отношений и форм движения». «… В материалистической философии материя определяется как субстанция (основа) всех вещей и явлений в мире». – ФЭС, Москва, Советская энциклопндия,1989 год. 

       Однако же, следует обратить внимание на то, что суждение В.И. Ленина о материи – не определение материи, а утверждение философской категории, которая только отражает объективную реальность, но не тождественна ей. Ленин определил лишь принцип объективности, как главную и наиважнейшую характеристику материального мира. В философском энциклопедическом словаре (ФЭС) понятие материи разъясняется пространно, что свидетельствует о сложности его. Сложное понятие должно быть содержательным, конкретным, истинным, то есть результатом синтеза множества определений. По этой причине понятию «материя», как и философской категории «единое», нельзя дать однозначно простое и абсолютно исчерпывающее определение.

       Возникает вопрос, на который у меня нет ответа: «Материя – это только и исключительно – вещество? – или нет?». К примеру, фотон – и частица, и электромагнитный импульс одновременно. До сих пор нет ясного представления о том, есть у него масса, или нет? Вероятно, есть иные формы организации материи помимо вещества, но нам они неизвестны. Далее возникает путаница в терминах и понятиях, которая убийственна для науки. Авторы новой гипотезы не делают принципиального различия между понятиями «тёмная материя», тёмная энергия», считая их одним и тем же «веществом».

        Изучая физику в школе и вузе, мы навсегда уяснили, что энергия есть количество движения, Масса вещества, скорость его движения и энергия – категории взаимосвязанные. При этом масса никогда не переходит в энергию, и наоборот. Масса – мера инерции. Она характеризует гравитационное поле (степень его напряжения) двух и более взаимодействующих тел, состоящих из вещества. Мы привыкли считать, что масса тела – устойчивая характеристика вещества, но в микромире, по-видимому, материя иного вида не имеет более этого свойства. В таком случае, что же заменяет массу в количестве движения? – «отрицательная масса» (или отрицательное поле) тёмной материи?

                Тезисы из различных источников.

       «В современной физике есть две теории, невероятно точно описывающие крупномасштабные явления и то, что происходит в микромире: Общая теория относительности и Стандартная модель квантовой механики соответственно. Но насколько бы точной и удивительной каждая из этих двух теорий ни была, они не очень хорошо сотрудничают друг с другом. Сам Альберт Эйнштейн — автор Общей теории относительности — до конца жизни был занят работой над теорией, которая объединила бы квантовую механику и гравитацию. Как известно, у него ничего не вышло. 

       «…Петлевая квантовая гравитация представляет собой теорию, пытающуюся выразить современную теорию гравитации (то есть Общую теорию относительности, ОТО) в квантованном формате. Подход этой теории заключается в восприятии пространства-времени как чего-то разбитого на дискретные части. Немало ученых рассматривают петлевую квантовую гравитацию как самую органично разработанную, не считая теории струн».

«… подход к петлевой квантовой гравитации через спиновую сеть показывает пространство-время как набор частей, соединенных друг с другом. Это можно представить в виде точек (или узлов), представляющих части пространства-времени, соединенные линиями. Иначе говоря, пространство-время можно рассматривать как сеть квантовых узлов. Гладкая структура пространства-времени, описываемая ОТО, становится такой, когда вы «отдаляетесь» от квантовых масштабов до достаточно крупных».

«…Как и со всей теоретической физикой, исследующей этот вопрос, физика и математика на этом уровне невероятно сложны. Относительно ценности петлевой квантовой гравитации ведется немало споров, особенно если сравнивать ее с другими подходами — вроде той же теории струн. … Однако пока что это успехи в области математической физики, так как экспериментально они еще не были подтверждены».

       «…Самая большая проблема петлевой квантовой гравитации заключается в том, что этой теории еще предстоит показать, каким образом можно взять квантованное пространство и извлечь из него гладкое пространство-время. К тому же некоторые критики теории считают сам способ добавления времени в спиновую сеть надуманным. …Квантовая теория пространства-времени в петлевой квантовой гравитации, по сути, — квантовая теория пространства. Спиновая сеть, описанная теорией, не способна включить в себя время. Некоторые ученые, занимающиеся этой теорией, вроде того же Ли Смолина, считают, что время в итоге станет необходимым и фундаментальным компонентом теории. В то же время Карло Ровелли уверен, что она в итоге покажет, что времени как такового не существует и что, по сути, это возникающий феномен.

       Некоторые физики-теоретики, включая Брайана Грина и Ли Смолина, высказывали предположение о том, что петлевая квантовая гравитация и теория струн окажутся двумя способами описания одной и той же фундаментальной физической структуры. Ученые надеются, что исследование двух этих областей в итоге поможет разработать более полную фундаментальную теорию, описывающую основополагающую квантовую теорию, которая, в свою очередь, приведет к успешной единой теории поля, способной полностью примирить ОТО со Стандартной моделью квантовой механики. Остается запастись терпением и ждать».

           Готфрид Вильгельм Лейбниц о пространстве и времени.

Gottfried Wilhelm Leibniz или нем. Gottfried Wilhelm von Leibniz
Саксонский философ, логик, математик, механик, физик, юрист, историк, дипломат, изобретатель и языковед; основатель и первый президент Берлинской Академии наук, иностранный член Французской Академии наук
(1 июля 1646 — 14 ноября 1716)


      Лейбниц делает утверждение, что пространство и время субъективны — это способы восприятия, свойственные монадам. В этом Лейбниц повлиял на Иммануила Канта, в философской системе которого время рассматривается как априорная, то есть доопытная форма чувственного созерцания. Кант писал: «Время не есть эмпирическое понятие, выводимое из какого-нибудь опыта… Время есть чистая форма чувственного созерцания… Время есть не что иное, как форма внутреннего чувства, то есть созерцания нас самих и нашего внутреннего состояния… Время есть априорное формальное условие всех явлений вообще… Пространство и время, вместе взятые, суть чистые формы всякого чувственного созерцания, и именно благодаря этому возможны априорные синтетические положения».

       Лейбниц, раскрывая содержание понятия времени, использовал термин «феномен»; он объяснял, что пространство и время — не реальности, существующие сами по себе, а феномены, вытекающие из существования других реальностей; согласно Лейбницу, пространство представляет собой порядок размещения тел, то, посредством чего они, сосуществуя, обретают определённое местоположение относительно друг друга; время представляет собой аналогичный порядок, который относится уже к последовательности тел, и что, если бы не было живых созданий, пространство и время остались бы только в идеях Бога. Эта концепция была особенно чётко выражена в письмах Лейбница ньютонианцу С. Кларку.


Обобщение. – Андрей Зуев.

1. Физика микромира и астрофизика в настоящее время не имеют стройной системы научных взглядов, вполне удовлетворительно объясняющих конкретные феномены и наблюдаемые закономерности взаимодействия материальных объектов микромира и космоса.
 
2. Происходит медленное накопление наблюдаемой, изучаемой и гипотетической информации в отсутствие фундаментальных теоретических обобщений.

3. Квантовая теория гравитации достигла уровня гипотетически-гипнотически-математических упражнений и «застряла» на нём.

4. Пространство и время не существуют сами по себе без материи и движения в качестве реальной физической сущности.

5. Пространство-время – объективно-субъективный феномен, который есть и которого нет одновременно. По этой причине полевая квантовая концепция пространства-времени – тупиковое направление теории поля.

6. Время и пространство имеют значение только лишь в качестве изменяющихся характеристик конечного состояния конкретных феноменов и движений социального бытия.

7. Пространство и время – абстрактные, формально-безразличные физико-математические категории, отражающие сравнительную направленность (последовательность расположения объектов) и сравнительную продолжительность двух и более движений, одно из которых произвольно взято за эталон (точку отсчёта в спекулятивной четырёхмерной системе координат).