Наблюдения за вращением галактик и скоплений галактик показывают, что видимая материя (звезды, газ, пыль) составляет лишь небольшую часть всей массы, необходимой для объяснения гравитационного взаимодействия. Это привело к гипотезе о существовании невидимой темной материи, которая не взаимодействует с электромагнитным излучением и поэтому не наблюдается непосредственно. Кроме того, наблюдения за сверхновыми типа Ia показали, что расширение Вселенной ускоряется. Это ускорение объясняется наличием темной энергии, которая обладает отрицательным давлением и противодействует гравитации.
* Непрямые свидетельства: Существование темной материи и темной энергии основано на косвенных наблюдениях, таких как вращение галактик и ускорение расширения Вселенной.
* Необъясненное взаимодействие: Темная материя не взаимодействует с электромагнитным излучением и практически не взаимодействует с обычной материей, что затрудняет ее прямое изучение. Темная энергия, напротив, имеет отрицательное давление, что также не имеет аналогов в обычном мире.
* Неизвестный состав: Природа этих форм материи и энергии остается неизвестной. Предложено множество гипотетических частиц и полей, но пока ни одно из них не подтверждено экспериментально.
1.4.3 Проблема происхождения Вселенной:
Стандартная модель космологии, основанная на теории Большого Взрыва, не может объяснить, что было до Большого Взрыва и как возникла сама Вселенная.
* Проблема начальных условий: Теория Большого Взрыва не объясняет, что привело к возникновению сингулярности и что запустило расширение Вселенной.
* Проблема флуктуаций: Теория не объясняет, откуда возникли начальные флуктуации, которые стали «семенами» для образования галактик и других космических структур.
* Проблема антропного принципа: Теория не объясняет, почему Вселенная обладает такими специфическими свойствами, которые позволили возникнуть жизни.
Эти проблемы указывают на то, что наше понимание Вселенной неполно. Необходимы новые модели, которые могут объяснить наблюдаемые явления и преодолеть существующие противоречия.
1.5. Необходимость новых моделей:
Проблемы и недостатки стандартной модели, а также существование альтернативных моделей, свидетельствуют о том, что существующие космологические модели нуждаются в пересмотре и уточнении. Необходимо разработать новые модели, которые могут объяснить наблюдаемые явления и преодолеть существующие противоречия.
ГЛАВА 2: ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И ОСНОВНЫЕ ИДЕИ
2.1 Обоснование необходимости пересмотра существующих космологических моделей
Современная космология, основанная на стандартной модели ΛCDM (Λ-CDM Model), хоть и достигла значительных успехов в объяснении многих наблюдаемых свойств Вселенной, таких как расширение Вселенной, формирование галактик и космического микроволнового фона, все же сталкивается с рядом фундаментальных проблем, которые указывают на необходимость переосмысления базовых принципов нашего понимания Вселенной.
2.1.1. Проблема сингулярности:
Теория Большого Взрыва, лежащая в основе стандартной модели, предполагает существование сингулярности, точки с бесконечной плотностью и температурой, из которой возникла Вселенная. Однако концепция сингулярности противоречит принципам квантовой физики, где бесконечные величины не допускаются. Квантовая механика постулирует, что величины, такие как положение и импульс, не могут быть одновременно определены с бесконечной точностью. В контексте сингулярности, где плотность и температура бесконечны, квантовая неопределенность должна играть решающую роль, а бесконечность не может быть физически реализована.
