Предисловие редакции. Постоянные читатели наших журналов ("Демиурга" и "Виртуального мира"), вероятно, обратили внимание на некоторую склонность редакции к общефизическим и космологическим аспектам. Не отрицая определенной субъективности в своем пристрастии, редакция хочет обратить внимание также на существенные объективные причины. Дело в том, что бурное развитие физики и, особенно, ее теоретической компоненты начало отдалять физику от инженеров и изобретателей (см., напр.,[1]), зачастую не владеющих тем изощреннейшим математическим аппаратом, который обычно применяют физики - профессионалы в своих работах (именно поэтому наши публикации содержат минимум математики). Кроме того, столь бурно прославляемая журналистами теория относительности Эйнштейна давно сыграла положительную часть своей роли и все более начинает работать порой тормозом, а порой просто дубинкой для инакомыслящих. Именно поэтому в нашем журнале были опубликованы работы В.В. Петрова, критически анализирующего в них фундаментальные для СТО эксперименты и подвергающего сомнению постулат постоянства скорости света. (Между тем отказ от этого постулата сулит большие возможности в связи и не только…) Предлагаемая ниже статья носит в значительной степени характер обобщения опубликованных в наших журналах работ космологического плана.

Стационарный космос.

Во второй половине ХХ века в науках о Земле наметился существенный перелом: наконец-то удалось создать теорию эволюции Земли (тектоника плит), не нуждающуюся в катастрофах и катаклизмах (всякого рода всемирных потопах, гекатомбах динозавров, падениях комет и т.п.).

Вероятно, этот результат мог бы быть получен существенно раньше, если бы в умах превалировали положения индийской космогонии, а не библейская глупость о сотворении мира шесть тысячелетий тому назад. Понятно, что втиснуть результаты миллиардов лет эволюции в тысячелетия без скачков, катастроф, потопов и падений астероидов невозможно. Между тем, как только мы начинаем объективно оценивать события, выясняется, что Земля - спокойная планета, на которой все процессы идут очень плавно и монотонно. Конечно, снежная лавина - катастрофа для человека, оказавшегося на ее пути. Но в масштабе горы, с которой лавина скатывается, это мелочь. Землетрясения, стирающие целые города, всего лишь легкий треск трущихся друг о друга затвердевших корочек на поверхности магмы, а вулканы, в том числе Санторин, Везувий и Кракатау - мельчайшие трещинки земной коры. Отказ от библейской "космологии" и эмоциональной оценки событий только за последние полвека существенно изменил представления об истории Земли. Наконец-то Землю перестали сжимать для объяснения шарьяжей (например, в Альпах) и растягивать для объяснения рифтовых долин, Луна уже не оторвавшийся кусок Земли, создавший Тихий океан, а вполне самостоятельное тело. Все оказалось проще и естественней. Тектоника плит прекрасно обеспечивает и шарьяжи, и рифты, и землетрясения, и вулканы. Более того, становятся ясны причины оледенений, которые оказываются такими же сезонными явлениями, как и привычные зима - весна - лето - осень, только со значительно большими периодами в силу породивших их причин (см. приложение 1).
Конечно, нельзя исключить падения на Землю какого-то из астероидов. Это может даже оказаться катастрофой для всего человечества (так же, как несколько тысяч тонн снега - катастрофа для попавшего в лавину человека), но для планеты ничтожно. Однако, многовековое внушение представлений о катастрофах (от идеи сотворения мира до всякого рода потопов) не прошло бесследно, библейская глупость, видимо, продолжает довлеть в умах, и теория катастроф с Земли успешно перебралась во Вселенную. Не сомневаясь в математической строгости уравнений Эйнштейна и решения Фридмана, нельзя, тем не менее, не обратить внимания на слабость физического фундамента этих уравнений. В самом деле, достаточно изъять тезис о постоянстве скорости света и эти красивые уравнения, а также СТО и ОТО оказываются воздушными замками. А ведь именно на фридмановском решении уравнений Эйнштейна базируется самая большая катастрофа - Большой Взрыв.
Между тем, тезис постоянства скорости света вызывает все большие сомнения. В нашем журнале опубликовано несколько работ В.В. Петрова, посвященных критическому анализу экспериментов, лежащих в основе этого тезиса [2], [3], [4]. Решающий же удар, как нам кажется, нанесен по постоянству скорости света экспериментом Вонга, получившим скорость лазерного импульса, в 300 раз превосходящую эту "максимально возможную" скорость (см. приложение 2). Попытаемся представить картину эволюции Вселенной без катастроф и “Больших взрывов”. Рассмотрим четырехмерный пространственно-временной континуум, описываемый метрикой Минковского.
Разумеется, континуум материален, содержит ли он “вакуум Дирака”, “мировой эфир”, “хаос” или еще что-то (для краткости назовем этот континуум с его материальной основой “квадриумом”).
Квадриум бесконечен по всем своим измерениям и, видимо, имеет электромагнитную природу (это заключение основано на том, что пока мы не знаем объектов не электромагнитной природы).
Его важнейшей характеристикой является электродинамическая постоянная с = (em)1/2.
С одной стороны, постоянная с характеризует электромагнитные свойства квадриума (e - диэлектрическая, а m - магнитная постоянные), а с другой - пространственно-временные отношения в нем (s2 = x2 + y2 + z2 - с2t2 - интервал Минковского) и поэтому с определяет поведение в квадриуме любых электромагнитных возмущений:
с = (сг сф)1/2.
Здесь сги сф – групповая и фазовая скорости соответственно.
Значения групповой скорости (фазовая определена равенством сф = с2 /сг) позволяют классифицировать возмущения:
если сг < с, мы говорим о брадионах (обычные, медленные объекты, от греческого bradns - медленный),
если сг = с = сф, мы имеем дело с люксонами ,
еслиже, наконец, сг > с, то речь идет о тахионах (от греческого tacns - быстрый). Именно равенство сг = с =сф послужило причиной отождествления электродинамической постоянной с так называемой скоростью света.
Теперь ясно, что и групповая, и фазовая скорости наблюдаемых объектов (электромагнитных волн в том числе) могут принимать, в зависимости от условий наблюдения, любые значения при сохранении единственного ограничения: сг сф =с2. При такой постановке не приходится говорить безотносительно к локальному состоянию квадриума ни о постоянстве скорости света, ни о различиях между вещественной (mп > 0) и волновой (mп = 0) формах проявления материи. В частности, аннигиляция вещества с антивеществом не более чем изменение значений сги сф участников, вызванное соответствующей неоднородностью квадриума, а знаменитое Е = mс2 – очевидная тавтология. Здесь уместно сделать небольшое отступление. В силу собственной электромагнитной природы мы не в состоянии выбраться за пределы квадриума, хотя из самых общих соображений о равноправии пространства и времени должны бы допустить, что Вселенная представляет собой континуум (условно назовем его “гексиумом”), содержащий как три пространственных, так и три временных измерения.
Представление об этом “гексиуме”, вероятно известном древнеиндийским философам, и породило знаменитую шестиконечную звезду (иудейские пастухи, понаслышке зная о скрытой в ней мудрости, хотя и не понимая смысла, сделали ее своим символом).
Древние индусы, похоже, глубже нас понимавшие мироздание, сумели определить время существования Солнечной системы, которое по порядку величины совпадает с нашими теперешними расчетами. Этот успех древних мыслителей, не имевших нашей исследовательской техники, позволяет отбросить агностический пессимизм и надеяться на познание гексиума, вопреки собственной четырехмерности.
Исходя из характера гравитационных взаимодействий (притяжения одноименных объектов), мы можем предположить, что в гексиуме, в котором, по-видимому, наша гравитационная постоянная (точнее, обратная ей величина 1/g – аналог нашего m) вместе с неизвестной (или пока непонятой) нам константой образуют “гравидинамическую постоянную”, гравитация играет ту же роль, что электромагнетизм в нашем квадриуме.
Однако, будучи “электромагнитными субъектами” и наблюдая вокруг “электромагнитный мир”, мы вправе пользоваться его законами, что мы дальше и будем делать. Итак, в однородном квадриуме нельзя обнаружить ни вещества, ни поля, ни покоя, ни движения. Более того, до возникновения неоднородности говорить о координатах или отсчете времени бессмысленно. Все эти и множество других привычных нам понятий проявляются только там и тогда, где и когда существуют неоднородности. Эти неоднородности, флюктуации (или любые другие угодные нам наименования) по необходимости ограничены во времени и пространстве.
Говоря привычным нам языком существ, отличающих время от пространства, флюктуации локальны и имеют конечное время жизни. По-видимому, в нашем квадриуме всегда где-то есть неоднородности (это гораздо вероятнее, чем идеальная однородность).
Возникновение флюктуаций и первый период их “жизни”, как правило, не вызывает затруднений в понимании и описании. Так, например, общепринято, что межзвездная пыль под действием тяготения постепенно концентрируется, порождая галактики, звездные и планетные системы и т.д.
Гораздо хуже обстоит дело со второй половиной жизни этих систем и, особенно, “смертью”. Вот здесь-то наша “катастрофофилия” проявляется в полной мере. По нынешним канонам стареющая звезда должна либо схлопнуться в черную дыру, либо взорваться, породив карлика, либо стать карликом без взрыва. Но во всех случаях остается нечто “бессмертное”. Если бы этот механизм работал, то каждая флюктуация давала бы такой “мусор”, и временная бесконечность квадриума была бы невозможна. Поэтому на свет появляются “большие взрывы”, как способ уборки и … грохочет Вселенная (в теории). Избежать этого можно, только допустив, что существует неэксплозивный механизм “рассасывания” флюктуаций, обеспечивающий их полное исчезновение.

Начнем с галактик.

Согласно современным космогоническим представлениям в центрах галактик должны находиться черные дыры.

Так, достаточно достоверно установлено, что в центре нашей галактики находится черная дыра массой примерно 2,6 106 масс Солнца (Мс)
Галактика Centaurus A (NGC 5128), удаленная от Земли на 11 миллионов световых лет, имеет в своем центре черную дыру массой около 2 108Мс.
В центре галактики M87 (NGC 4486, 50 млн. световых лет от нас) имеется черная дыра, масса которой составляет 2 109 Мс.
Дж. Моран (J.Moran; Астрофизический центр в Кембридже, штат Массачусетс, США) утверждает, что ему удалось обнаружить гигантскую черную дыру в центре весьма удаленной от нас спиральной галактики NGC 4258 массой около 3,6 1017 Мс. Примем в качестве исходной позиции тезис о том, что в центре каждой галактики находится черная дыра, которая не только определяет структуру галактики, но и постепенно поглощает ее вещество. Но тогда рано или поздно вся масса галактики будет втянута в дыру.
Рассмотрим варианты ее дальнейшей судьбы:
1. Черная дыра - структура стабильная, которая продолжает существовать после поглощения своей галактики и вообще всей доступной ее тяготению материи. В этом случае во Вселенной там и сям в межгалактическом пространстве должны существовать "консервированные" черные дыры. Массы "галактических" дыр должны быть весьма велики (от 108Мс до 1020 Мс), поэтому, хотя сами дыры, разумеется, не видны, их гравитационные поля должны влиять на излучения более удаленных источников, проходящие вблизи этих дыр. Автору этих строк не удалось встретить в литературе сведений о подобных наблюдениях, хотя бесконечное время существования Вселенной должно бы обеспечить высокую концентрацию "галактических" дыр. Это и неудивительно потому, что подобная ситуация чревата "дыровой" смертью Вселенной.
2. Черная дыра - объект с конечным временем жизни, кончающая свое существование "Большим Взрывом". Здесь сразу же появляются вопросы о характере и величине "смертного" порога черной дыры. Ясно, что таким порогом не может быть масса дыры, так как приведенный выше диапазон масс наблюдаемых дыр существенно пересекается с диапазоном масс галактик. Это значит, что, по крайней мере, некоторые дыры оказывались бы "бессмертны", так как вся масса их галактик меньше массы других благополучно существующих дыр. (Наиболее вероятным кандидатом на роль критического параметра является, на наш взгляд, плотность дыры, так как такой параметр может обеспечить взрыв дыры любой массы.) Опять-таки, бесконечность существования Вселенной приводит к мысли о сравнительно частых взрывах. Наблюдаются ли такие взрывы? Конечно, никакие сверхновые не могут претендовать на роль взрывающихся дыр галактической генеалогии. Даже квазары мелковаты по своим мощностям, а других претендентов, как нам кажется, и нет.
3. Черная дыра - знакопеременный во времени объект.
С большой натяжкой можно признать квазар в качестве антипода галактической черной дыры (да и то из самых мелких), если допустить колебательный характер процесса, притом с очень большим периодом колебаний. А вот как быть с действительно большими галактическими дырами - совершенно неясно.
4. Черная дыра - канал связи с параллельным миром.
Встречаются и представления о черных дырах, как о каналах, соединяющих между собой "параллельные" пространственно-временные континуумы.
В такой ситуации достаточно допустить, что эти параллельные "миры" сообщаются между собой посредством дыр противоположной направленности, чтобы снять большинство проблем (включая угрозу "дыровой" смерти), но взамен мы получаем параллельные миры, попадая "из огня в полымя".
Однако, сама идея о том, что материя не скапливается в дыре, а "протекает" сквозь нее, очень продуктивна.
5. Черная дыра - "реторта Клейна".
Предыдущая модель черной дыры можно модифицировать так, чтобы избежать введения параллельных миров. Характер этой модификации легко понять, представив черную дыру как отверстие в ленте Мебиуса: пройдя сквозь него мы окажемся весьма далеко от первоначального положения, но все на той же поверхности (ибо другой просто нет) и сможем вернуться в исходную точку, не проходя через дыру!
Лента Мебиуса удобна для иллюстрации, но она имеет конечную ширину, поэтому реальные черные дыры "сконструированы", скорее всего, в виде "бутылок Клейна". Эта гипотеза о черной дыре как четырехмерной "бутылке Клейна", симметричной относительно оси времени, была высказана автором в "Виртуальном мире" за 2000 год (см. приложение 3).
Достоинства этой гипотезы: Попытаемся теперь проследить возможную историю галактической черной дыры. Допустим, что где-то в межгалактических просторах возникла флюктуация плотности материи, превышающая предел Чандрасекара.
В этом случае в результате концентрации материи под действием тяготения происходит локальная деформация пространственно-временной ткани именно такая, что образуется "реторта Клейна" (как мы назвали в предыдущей статье четырехмерную бутылку Клейна, симметричную относительно оси времени). Ее-то "горлышко" мы и воспринимаем как собственно черную дыру, хотя дырой является вся “реторта”.
Черная дыра начинает всасывать материю породившей ее флюктуации и делокализовывать ее. Исчерпав флюктуацию, дыра тихо, без взрывов и катаклизмов исчезает, так как исчезла породившая ее причина.
Понятно, что аналогичный механизм может быть применен и к достаточно массивным звездам. Так, например, объект XTE J1118+480, масса которого всего лишь в 7 раз больше солнечной, есть по всем своим свойствам черная дыра, образованная схлопыванием звезды.
Наконец, мелкие флюктуации (не достигающие предела Чандрасекара) рано или поздно попадут в поле действующей черной дыры и исчезнут в ней.
То есть по сути своей черные дыры - механизм плавного, невзрывного рассасывания флюктуаций, не оставляющий после себя "бессмертного мусора".
Три замечания:
Замечание 1. Если читатель обратил внимание на работы Л. Е. Абрамова о вращении Метагалактики и его влияние на макро и микромир ([5], [6], [7], [8]), то ему понятны причины спирального характера потоков в черных дырах, спиральности галактик, вращения планетных систем и т.п.
Замечание 2. Выход из черной дыры не является "белой дырой", ибо спектр выбрасываемой материи существенно зависит от характера потока в "горлышке реторты", кривизны этого "горлышка", следовательно, от массивности породившей черную дыру флюктуации.
Замечание 3. Следует также учитывать, что мы, в силу своей природы, способны ощущать квадриум только в виде временного среза, тем не менее, благодаря волновой компоненте материи, воспринимаем мы не сечение квадриума, а его проекцию из прошлого на наше трехмерное пространство текущего мгновенного значения времени.

Именно поэтому мы можем наблюдать события давно минувших временных срезов и получить неплохое, на наш взгляд, подтверждение существования "реторт Клейна".
В 1918 г. астроном H.D. Curtis заметил загадочный "прямолинейный луч", исходящий из галактики M87. Этот луч был обнаружен и на снимках, сделанных космическим телескопом Hubble, где хорошо виден голубой "луч прожектора" длиной почти 5 тысяч световых лет. Далее выяснилось, что в центре галактики M87 имеется массивная черная дыра, масса которой в 2 млрд. раз больше нашего Солнца. Голубой "луч прожектора" представляет собой выброс вещества из центра этой галактики, фокусируемый мощными вихревыми магнитными полями. Голубой цвет этому потоку придает синхротронное излучение, испускаемое электронами, которые вращаются вдоль линий магнитного поля.

Такие "прожектора" есть и у других галактик. Как нам кажется, здесь мы видим часть истекающей из “реторты Клейна” материи. По-видимому, огромная масса галактических дыр и, как следствие, их большая кривизна, не только исключает ламинарность потока материи, но создает турбулентность. Этому же способствует спиральное движение потока в дыре с очень большой угловой скоростью. Результат - истечение материи в вещественной форме (брадионный спектр).
Если согласиться, что квазары - "выходы" менее массивных черных дыр, кривизна в которых недостаточна для создания турбулентности, но способна сорвать ламинарное течение, то они и должны выбрасывать излучения (люксонный спектр).
Следует поискать еще менее массивные дыры, в которых сохранится ламинарность потока, следовательно, за критическим сечением дыры скорость потока превысит с и выброс будет иметь тахионный спектр. Заключение. Таким образом, если черные дыры действительно “реторты Клейна”, то квадриум пребывает в стационарном состоянии благодаря динамическому равновесию, в котором спорадическое возникновение флюктуаций плотности его материального содержимого (межгалактического ли газа и пыли, “вакуума ли Дирака” или “мирового эфира”) уравнивается работой черных дыр, диссипирующих всосанную материю.
Литература:
  1. А. Шапошников "Современная физическая картина мира без парадоксов релятивизма", Демиург, № 1, 2001.
  2. В. Петров "Опыт Майкельсона-Морли и гипотеза Френеля", Демиург, № 2, 2001.
  3. В. Петров "Экспериментальные основания теории относительности", Виртуальный мир, № 2, 2001.
  4. В. Петров "И снова мировой эфир", Виртуальный мир, № 1, 2002.
  5. Л. Абрамов "О вращении Метагалактики", Демиург, № 2, 2000.
  6. Л. Абрамов "О метрике пространства-времени", Демиург, № 1, 2001.
  7. Л. Абрамов "Поле вращения и квантованные орбиты микрочастицы"", Демиург, № 1, 2001.
  8. Л. Абрамов "Поле вращения и постоянная Хаббла", Демиург, № 2, 2002.