September 19th, 2021

krym

Фон гравитационных волн, обнаруженный NANOGrav, как свидетельство циклической Вселенной

В журнале New astronomy (не топовый журнал, но рецензируемый, Elsevier'овский и основанный 25 лет назад) опубликована моя финальная космологическая статья, посвященная реликтовым гравитационным волнам:


в ближайшие 50 дней статья может быть бесплатно скачена вот здесь: https://authors.elsevier.com/a/1dmPw4wjQh5AV%7E
Русский перевод (мой) - под катом ниже.

Приятный момент - выпускающим редактором статьи был знаменитый космолог Silk, пара книг которого есть у меня в личной библиотеке. Почему финальная? - потому что на данный момент у меня нет планов писать новые статьи по космологии (только популярную книгу, над которой уже работаю). Кроме этого, эта статья, фактически, не о развитии модели циклической Вселенной с переменной массой (она уже развита достаточно, с моей точки зрения), а об её прямом подтверждении, что для меня является признаком завершения темы. Приведу аналогию. В середине 60-х годов в космологии боролись три модели - одна «горячая» модель Канта, Гамова и соавторов, Дикке и др. (Вселенная расширилась из очень горячего сжатого состояния), и две «холодных модели» - Зельдовича с соавторами и Сахарова (сверхплотная Вселенная с нулевой температурой взорвалась и разогрелась – ну явный парафраз термоядерной бомбы), и Бонди-Голда-Хойла (Вселенная без Большого Взрыва вечно расширяется из-за таинственного постоянного рождения вещества в вакууме). При этом Гамов с соавторами предсказал температуру в несколько кельвинов у реликтового излучения, оставшегося от горячего облака плазмы размером в 380 тыс. световых лет. И вот Пензиас и Вильсон случайно открыли в 1965 году изотропное микроволновое излучение около 3 кельвинов. И горячая модель немедленно победила. Её правоту признали даже Зельдович с Сахаровым.

Совершенно аналогичная ситуация наблюдается сейчас. В конце 2020 и в середине 2021 два консорциума радиотелескопов NANOGrav и PPTA на почти независимых базах данных по пульсарам пришли к одинаковому выводу: во Вселенной существует сильный изотропный фон гравитационных волн с наногерцовыми частотами (периодом колебаний в несколько лет). Каково происхождение этих волн? Тут мне и думать нечего, потому что из статьи, отправленной в Астрофизический бюллетень в мае 2020 года и вышедшей в августе 2021 года, следует, что в момент сжатия Вселенной до нескольких световых лет, в ней происходят массовые слияния черных дыр звездной массы, которые порождают мощнейшее гравитационное излучение с частотой порядка сотни герц. Именно такое излучение от (почти) современных слияний таких дыр поймал LIGO в 2015 году. Но при Большом Сжатии, частота слияния дыр несоизмеримо выше; при этом образовавшееся облако гравитационных волн, распространяется во все стороны, и волны уменьшаются в частоте в 10^10 раз к настоящему времени, отчего и получаются наногерцовые волны. То есть, наблюдатели поймали реликтовое гравитационное излучения от хорошо понятного и уже изученного процесса слияния черных дыр звездной массы. При этом никаких подгонок параметров или предположений мы не делаем – наблюдаемая частота реликтовых грав.волн прямо получается из параметров, определенных из других соображений еще до открытия NANOGrav и PPTA. Амплитуда определяется сложнее, но тоже хорошо совпадает с данными NANOGrav и PPTA, если использовать параметры модели, независимо полученной в статье в Астрофизическом бюллетене.

Таким образом, открытие реликтовых гравитационных волн является для меня доказательством правильности циклической модели Вселенной с темной материей в виде черных дыр. Но для всего сообщества это не так. Дело в том, что между космологами 1965 года и космологами 2020 года лежит пропасть. Первые были простые ребята, которые верили в законы физики, в бритву Оккама и здравый смысл. Вторые – перешли уже на новый уровень реальности (или нереальности). К настоящему времени известно около десятка разных теорий происхождения реликтовых наногерцовых гравволн. Конечно, они все исходят из предположений, принятых постфактум, и содержащих подгоночные параметры. Так что пройдет немало лет, пока наблюдатели не соберут достаточно информации о спектре этих волн и т.д. и сумеют отсортировать лишние модели. Я прямо представляю, как в 1965 году высаживается десант космологов из 2020 года – и в ответ на статью Пензиаса и Вильсона пишется не одна интерпретационная статья Дикке и др. о победе модели горячей Вселенной, а десяток статей, из которых следует, что реликтовое излучение в 3 кельвина: а. это излучение, которое производят частицы темной материи, стукаясь об антенну Пензиаса-Вильсона; б. это излучение аксионных звезд; в. это излучение обычных звезд, которое, ослабев, просачивается из параллельной Вселенной; г. это излучение космических струн; д. это фоновые кванты из компактифицированных 11 измерений; е. это излучение белых дыр; ж. это излучение склярного поля с потенциалом косеканс Х в степени арктангенс Y … э-э… извините, я все еще недостаточно раскован, чтобы представить весь список идей квантовых ребят. Именно поэтому – мне достаточно. А сейчас русский перевод статьи:

Collapse )