В свете изложенного становится ясным, что помимо темной материи никакой спецической «светоносной» или «светопроводящей» среды типа электромагнитного поля, эфира, фотонного газа и других материальных сущностей не требуется. Излишними становятся не только «темная энергия», но и электромагнитное поле, и эфир, и физический вакуум как его квантовый аналог, поскольку сама темная материя распространяет излучение барионного вещества во всем диапазоне его частот. Более того, существование упомянутых материальных сущностей прямо противоречит тому обстоятельству, что в преобладающих объемах Вселенной, где отсутствуют скопления барионной материи, «темная» материя составляет все 100% ее вещества, что отнюдь не препятствует распространению в ней света.
Экспериментальное подтверждение теории
Убедительное подтверждение следствий развиваемой здесь концепции можно найти из полученных недавно в лаборатории имени Лоуренса в Беркли (США) данных о распределении галактик в видимой части Вселенной [18]. Основной целью исследований этой лаборатории в рамках проекта цифрового обзора неба (SDSS) было максимально точное (достигшее на сегодняшний день 1%) вычисление координат полутора миллионов звездных скоплений и составление трехмерной карты звездного неба. Анализируя распределение небесных тел на фиксированном расстоянии от наблюдателя, ученые обнаружили, что галактики сосредоточены в основном либо в его центре, либо на поверхности сфер на удалении от их центра на расстоянии примерно в полмиллиарда световых лет [19]. На фиксированном расстоянии от наблюдателя такие скопления галактик выглядят как кольцевые структуры, напоминающие разбегающиеся волны в стоячей воде при падении в них крупных капель дождя (рис.2). Исследователи интерпретировали их как барионные акустические осцилляции первичной плазмы Вселенной [19]. Однако они являются скорее гравитационными волнами гигантской длины, поскольку акустических или иных волн в исходном веществе Вселенной возникнуть не может.
Показанный на рисунке характер распределения барионного вещества во Вселенной хорошо согласуется с уравнением гравитации (8). Согласно ему, силы тяготения Fс = mgс всегда направлены в сторону, противоположную градиенту плотности ?с. Это мы и наблюдаем в каждой из кольцевых структур, где плотность звездных скоплений в их центральной части убывает по мере удаления от их центра. В этом случае силы гравитации направлены внутрь скопления, ускоряя его сжатие. То же самое наблюдается в периферийной части кольца, где плотность звездных скоплений убывает при отклонении от осевой линии в обе стороны наподобие полуволны «возвышения». То обстоятельство, что между ними наблюдается обширное пространство, практически свободное от галактик, свидетельствует о существовании гравитационного равновесия (?с = 0), когда отсутствуют условия для сгущения массы темной материи с последующим ее превращением в барионное вещество.
Рис.2. Карта Вселенной с изображением кольцевых структур (Source: Berkeley National Laboratory)
То обстоятельство, что периферийное скопление галактик удерживается на значительном расстоянии от центрального скопления, свидетельствует о балансе сил притяжения и отталкивания. Возможность нарушения этого баланса, приводящая к расширению или сжатию кольца, является задачей дальнейших исследований [20].
То обстоятельство, что кольца имеют примерно одинаковый диаметр величиной около полумиллиарда световых лет, равно как и повторяющийся (фрактальный) характер таких кольцевых структур во всей наблюдаемой части Вселенной, рассматривается исследователяит как свидетельство близости ее к «плоской» модели Вселенной. Сходный вывод о применимости к Вселенной геометрии Евклида вытекает и из энергодинамики [5], однако с ее позиций служит подтверждением отсутствия «кривизны» ее пространства и единства законов гравитации (7,8) во всех ее частях. Явно просматривающееся на рисунке встречное движение кольцевых волн плотности барионной материи вплоть до их взаимного проникновения свидетельствует о противоположной направленности процессов «разбегания галактик» в различных областях Вселенной в полном соответствии с принципом противонаправленности процессов. Это лишает оснований утверждение об одностороннем расширении не обнаружимых в принципе границ Вселенной и предсказывает неизбежность обнаружения «фиолетового смещения» спектра излучения при встречном движении галактик, если только это смещение действительно имеет допплеровскую природу.
Вместе с тем с изложенных позиций следует, что свойства гравитационной формы энергии значительно многообразнее тех, что были отражены Ньютоном в его законе тяготения. В этом отношении уравнения (7) и (8) ближе к реальности.
Представляет интерес в заключение описать вкратце с позиций энергодинамики эволюцию и инволюцию отдельных областей Вселенной. Согласно ей, темная материя является основным (а в ряде областей пространства - единственным) компонентом ее вещества. В этой материи вследствие неустойчивости однородного состояния возникают самопроизвольные процессы волнообразования, приводящие к «сгущению» одних и «разрежению» других ее областей. Некоторые области, достигшие достаточного уплотнения, образуют «ядра» будущих звезд и галактик. Действие сильной гравитации в темной материи усиливается аккрецией вещества из окружающего пространства, дополняющей работу сжатия конвективным притоком энергии. В результате из темной материи постепенно образуются структурные элементы барионной материи, обладающие рядом новых свойств (дополнительными степенями свободы).
Возникает и тепловое движение со свойственным ему тепловым излучением, что делает барионное вещество видимым («светлым»). Максимум этого излучения соответствует вспышке «сверхновой». Однако когда излучение начинает преобладать над поступлением энергии, происходит остывание «сверхновой». Продолжающийся тем не менее процесс увеличения массы и сжатия приводит к образованию в ядрах галактик «черных дыр», которые излучение покинуть уже не может. Дальнейший коллапс сопровождается утратой приобретенных ранее степеней свободы и возвращением к исходному состоянию. Эти циклы хаотическим образом возникают и повторяются в той или иной области пространства. Такие циклы практически бездиссипативны ввиду вырождения тепловой формы движения по мере остывания звезд и их уплотнения (уменьшения длины свободного пробега частиц). Такое чередование эволюции и инволюции отдельных областей Вселенной (увеличения или уменьшения числа присущих им степеней свободы) означает нестационарность Вселенной в отсутствие расширения ее «границ». Такой «сценарий» принципиально отличается от предсказываемой «Стандартной моделью», утверждая возможность неограниченного во времени и пространстве существования Вселенной вдали от состояния равновесия.
Немаловажно и практическое значение полученных результатов. Оно состоит в том, что по характеру, величине и знаку относительного градиента плотности ?с/?с звездных скоплений можно судить не только о направлении протекающих в них процессах, но и об их относительных темпах. Это открывает перед наблюдательной астрономией новые возможности.
Литература
1. Clowe D. et al. A Direct Empirical Proof of the Existence of Dark Matter.) // The Astrophysical Journal Letters. -- 2006. -- Vol. 648, no. 2. -- P. L109-L113.
2. Perlmutter Saul. Nobel Lecture: Measuring the acceleration of the cosmic expansion using supernovae. // Rev. Mod. Phys. -- 2012. -- Vol. 84. -- P. 1127--1149.
3. Лукаш В. Н., Рубаков В. А. Темная энергия: мифы и реальность. // УФН, 2008, 178, c. 301.
4. Эткин В.А. Энергодинамика (синтез теорий переноса и преобразования энергии). С-П.: «Наука», 2008, 409 с.
5. Базаров И.П. Термодинамика. Изд. 4-е. М.: Высшая школа, 1991, 447 с.
6. Де Гроот С., Мазур П. Неравновесная термодинамик- М.: Мир, 1964. 456 с.
7. Эйнштейн А. Собрание научных трудов в четырех томах. Том 1. Работы по теории относительности 1905--1920. М.: Наука, 1965.
8. Картан Э. Ж. Избранные труды. -М.: изд-во МЦНМО, 1998.