CC BY
472. Parfentev N. A. Interpretation of the Results of the Real Wheeler's Experience. Engineering Mathematics 2018; 2(2): 86-88.
3. Parfentev N. A. On the nature of the inertia force. Science of Europe. Vol. 1 №30 p. 54-56 2018.
4. P. Grangier, Tfrese d' etat (1986), Insti-tud'Optique et Universit e Paris 11; available online at http://tel.ccsd.cnrs.fr/tel-0000943
5. N. Bohr, pp. 9-49 in Quantum Theory and Measurement (Princeton University Press, 1984).
6. G. Greenstein and A. G. Zajonc, The Quantum Challenge (Jones and BartlettPublishers, 1997)
7. C. O. Alley, O. G. Jacubowicz, and W. C. Wickes, in Proceedings of the Second International Symposium on the Foundations of Quantum Mechanics, Tokyo (1986), H. Narani ed.
8. Ma, X. S., Kofler, J. & Zeilinger, A. Delayed-choice gedanken experiments and their realizations. Rev. Mod. Phys. 88, 015005 (2016).
9. Jacques, V. et al. Experimental realization of Wheeler's delayed-choice gedanken experiment. Science 315, 966-968 (2007).
10. Kim, Y.-H., Yu, R., Kulik, S. P., Shih, Y. & Scully, M. O. Delayed choice quantum eraser. Phys. Rev. Lett. 84, 1 (2000).
11. Ma, X. S. et al. Quantum erasure with causally disconnected choice. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 110, 1221 (2013).
12. Mitchell, M. W., Lundeen, J. S. & Steinberg, A. M. Super-resolving phase measurements with a multiphoton entangled state. Nature 429, 161-164 (2004).
13. Kim, H., Lee, S. M. & Moon, H. S. Generalized quantum interference of correlated photon pairs. Sci. Rep. 5, 9931 (2015).
14. won, O., Ra, Y. S. & Kim, Y. H. Observing photonic de Broglie waves without the maximally-path-entangled |N, 0) +|0, N) state. Phys. Rev. A 81, 063801 (2010).
15. Manning A. G., Khakimov R. I., Dall R, G., Truscott A. G. Wheeler's delayed-choice gedanken experiment with a single atom. Nature Physics volume 11, pages 539-542 (2015).
16. Zhong-Xiao Man, Yun-Jie Xia, Nguyen Ba An Simultaneous observation of particle and wave behaviors of entangled photons Scientific Reports volume 7, Article number: 42539 (2017).
РЕЛИКТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КВАНТОВОГО РОЖДЕНИЯ
НАШЕЙ ВСЕЛЕННОЙ
Кошман В.С.
канд. техн. наук, доцент, Пермский государственный аграрно-технологический университет,
Пермь, Россия
RELICT RADIATION AND PHYSICAL FEATURES OF THE QUANTUM BIRTH OF OUR
UNIVERSE
Koshman V.
Cand. Tech. Sci., Associate Professor, Perm State Agrarian and Technological University,
Perm, Russia
АННОТАЦИЯ
Выделены особенности позиций М. Планка, А.А. Фридмана и Г.А. Гамова, полезные для осмысления космологической эволюции Вселенной. Выделены начальные условия движения Вселенной с температурой, близкой к абсолютному нулю. Рассмотрены физические особенности развития событий в квантовую планковскую эпоху. Приведено уравнение долговечности планковской эпохи. Отмечены возможная причина взрыва Вселенной на момент окончания эпохи Планка, а также высокая вероятность замены план-ковской эпохи эпохой ядерных реакций. Отмечено, что по своему физическому смыслу квант действия -это мера произведения объемной плотности энергии на четырехмерный объем планковского пространства времени.
ABSTRACT
The features of the positions of M. Planck, A. A. Friedman and G. A. Gamov, useful for understanding the cosmological evolution of the Universe, are highlighted. The initial conditions for the motion of the Universe with a temperature close to absolute zero are identified. The physical features of the development of events in the quantum Planck epoch are considered. The Planck-era durability equation is given. The possible cause of the explosion of the Universe at the end of the Planck epoch is noted, as well as the high probability of replacing the Planck epoch with the epoch of nuclear reactions. It is noted that in its physical sense, the quantum of action is a measure of the product of the volume energy density by the four-dimensional volume of Planck space-time.
Ключевые слова: микроволновый космический фон, спектр излучения абсолютно черного тела, формула Планка, планковские величины, модель пульсирующей Вселенной, второе начало термодинамики, квант действия, принцип наименьшего действия, Большой взрыв, энергия космического вакуума.
Keywords: microwave cosmic background, blackbody radiation spectrum, Planck's formula, Planck quantities, model of the pulsating universe, the second principle of thermodynamics, quantum of action, the principle of least action, the Big Bang, the energy of the cosmic vacuum.
«...космология и то, что с ней связано, - это проблема номер один в астрономии. Для решения фундаментальных загадок
в таких областях обычно нужны новые идеи.
Вперед здесь идут с огромным трудом, пробуют, ошибаются и вновь пытаются найти правильный путь...»
В.Л. Гинзбург
Побудительной причиной к развертыванию научных исследований в естествознании послужило стремление человека узнать сокровенные тайны природы. И космология на пути познания не является исключением. Она дает широкую картину мира и прочно связана со всей современной физикой, включая общую теорию относительности (ОТО), ядерную физику и физику элементарных частиц [1 - 7]. Однако, пожалуй, самым загадочным (и, следовательно, привлекательным) вопросом из объема современного знания о знакомой нам Вселенной является космологическая эпоха Планка. Её изучение считается достаточно сложной задачей, требующей расширение фронта теоретических исследований. Проблема «рождения» мира уже длительное время привлекает исследователей, Сформировалось мнение, что у истока расширения Вселенной ОТО не применима, а задачу необходимо решать методом квантовой теории [1 - 7]. По последним количественным оценкам, планковская эпоха от наших дней удалена в прошлое на 13,7 миллиардов лет. Решение задачи осложнено тем, что с одной стороны, физические условия планков-ской эпохи никогда не станут доступными прямому экспериментальному изучению, а с другой, какие -либо объективные критерии достоверности получаемых результатов в столь экстремальной для физики области, строго говоря, отсутствуют. Безусловно необходимо академически беспристрастное изучение природных явлений. Также желательно, чтобы искомые решения были не только ясными, но и простыми [8].
При теоретическом осмыслении фрагментов космологической картины мира мы в полной мере будем опираться на смысловую нагрузку трех известных из физики и математики позиций. Кратко охарактеризуем каждую из них.
Позиция М. Планка. На рубеже Х1Х - ХХ веков М. Планк вышел, как минимум, на два решения, представляющих интерес для современной космологии, а также сформулировал задачу, точное решение которой еще только предстоит найти. Из числа аналитических решений, полученных М. Планком особо привлекательны его формула для распределения плотности энергии фотонного излучения по спектру абсолютно черного тела [9, с. 293]:
8nhv3
они V 1 ,1 ,
и = с3 еП^/квТ-1 (1)
а также полезные по мнению Планка для новых поколений физиков «естественные единицы измерения» [10, с. 233]:
<и • 1)1/2=ЛП-35
длины LPl = (~y) = 10 35 м,
массы тРЬ =
(тГ =
hG\1/2
10-8 кг,
(hG\L'2 -43
времени tPL = = 10 43 c.
1 (ис5\1/2
температуры ТР, = — (—) = 1032 ^ кв V С /
Тем самым, Планк реализовал уникальную «возможность установить единицы..., которые не зависели бы от выбора каких - либо тел или веществ и обязательно сохраняли бы свое значение для всех времен и для всех культур, в том числе и внеземных и нечеловеческих.» [там же, с. 232].
Если в записи вида (1) формула Планка выражается через три мировые фундаментальные постоянные: с - скорость света в вакууме, к - постоянная Планка и кв- постоянная Больцмана, то в выражениях для планковских величин мы видим и четвертую универсальную мировую константу - гравитационную постоянную Ньютона О. В формуле (1) через мировую константу кв определяется средняя энергия фотонов и^ при данной температуре фотонного излучения Т, равная и= квТ. Как известно, постоянная к и постоянная Больцмана кв предложены Планком именно на пути теоретического выхода на формулу (1), причем к - в целях учета дискретной природы фотонного излучения, а кв - в связи с необходимостью учитывать необратимый характер излучения. Благодаря Планку формула Больцмана для энтропии приняла вид
£ = кв^1пШ,Дж/К. (2)
Тем самым, энтропия 5 логарифмически зависит от обычно весьма большого числа Ж возможных пространственных реализаций тех микроскопических состояний физических систем, которые отвечают их вполне конкретным макросостояниям.
Поскольку необратимые события эпохи Планка развиваются в весьма малой по объему области заселенного пространства, то, пожалуй, необходимо обратить внимание и на следующее. Для целей современной космологии, на наш взгляд, интересен двойной интеграл Планка [9, с. 287]. Кратко о сути вопроса. По Планку, «вероятности двух состояний, с необходимостью вытекающих друг из друга, равны». Далее через q обозначается одна из независимых обобщенных координат физической системы, а «через р - ^ответствующий этой координате импульс (момент). Тогда.. .произвольно взятая в некоторый момент времени область // йдйр не меняется со временем, если только q и
p меняются со временем...». На допустимые значения q и p Планк накладывает ограничения, «полагая величину элементарной области не бесконечно малой, а конечной», и выходит на интеграл
^йЧйр = к. (3)
Далее следует весомый вывод: «Величина h, «элементарный квант действия», является универсальной постоянной с размерностью энергия х время». В дальнейшем постоянная Планка h легла в основу построения квантовой механики, которая, в свою очередь, привела к созданию атомной и ядерной физики [7 и др.].
Позиция А.А. Фридмана. Исследуя уравнения ОТО А. Эйнштейна, Фридман показал, что Вселенная не стационарна: она либо расширяется с течением времени, либо сжимается, либо во Вселенной чередуются циклы сжатия и расширения. Факт расширения Вселенной подтверждается данными наблюдательной космологии. По свидетельству физика Владимира Фока Фридман говорил: «Мое дело - указать возможные решения уравнений Эйнштейна, а там пусть физики делают с этими решениями, что хотят». Если следовать решениям ОТО, то при космологическом времени t, стремящемся к нулю, плотность р мира и его температура T устремляются к бесконечности [11]. Ситуацию типа ^ = 0; р = го; T = го], для фиксации которой используется термин «сингулярность», является виртуальной [12]: если равенство р = го предполагает отсутствие хаоса, то для T = го, напротив, хаос необходим. Как физическая система Вселенная за истекшее время расширилась, как минимум, до современного размера ее видимой части ~ 1026м [5, с. 430], а у ее истоков выделяется эпоха Планка, которая отвечает весьма непродолжительному интервалу времени: 0 < Ь < ЬР1.
Позиция Г.А. Гамова. С проблемой космологической планковской эпохи Гамов познакомился из первых уст, когда на петроградском кратком этапе жизни познакомился с университетским профессором Фридманом [13]. Фундаментальное осмысление идеи не стационарности Вселенной протекало совместно с постановкой и решением задач ядерной физики [14]. Из числа научных результатов Га-мова можно выделить следующие:
- он предположил, что Вселенная начинается с реального начального колоссального взрыва, а «излучение (в виде фотонов), испущенное на очень ранних стадиях развития Вселенной, должно до сих пор существовать вокруг нас» [15], причем Вселенная на ранних стадиях вблизи сингулярности является достаточно горячей, чтобы в ней могли идти термоядерные реакции синтеза гелия [16];
- его важнейшим открытием считается [17] «количественная теория альфа - распада и, что еще важнее, связанное с ним явление квантового тунне-лирования, которое играет значительную роль в бесконечном числе физических явлений»;
- для остаточного фотонного излучения (или реликтового излучения, или реликтового фона) им также теоретически предсказаны его спектр абсолютно черного тела и температура.
В отношении реликтового излучения в дальнейшем нобелевский комитет дал две премии: первую за его астрономическое открытие, а вторую за достоверное установление факта его чернотель-ности. Основополагающая идея расширения Вселенной и идея ядерных реакций как бы соединились сами собой, что заставляет задуматься о месте эпохи ядерных реакций в космологическом движении Вселенной. Сегодня полагают, что результаты прецизионных астрономических измерений параметров реликтового фона однозначно указывают на большую плотность Вселенной в прошлом.
В наши дни на ниве познания из отмеченных выше именно та «борозда», которая была лишь только обозначена Фридманом в 1922 году, является наиболее глубокой: «Состояние мира с бесконечной плотностью и стало эффективно началом отсчета времени» [15, с. 97]. Анизотропия на карте реликтового излучения нуждаются в объяснении, а совокупность результатов прецизионного измерения параметров реликтового излучения - в ее дальнейшей интерпретации. Иными словами, опытный астрономический материал нуждается в дальнейшем теоретическом осмыслении. Позволят ли исследования реликтового фона прийти к тем дополнениям сегодняшних знаний о законах природы, которые, в частности, допускаются автором [18, с. 407]?
Квантовая теория предназначена для описания законов движения материальных частиц и предполагает реальность самого факта наличия частиц. Если за энергоемкой планковской эпохой следует эпоха ядерных реакций, то несложно выполнить оценку количества планковских частиц. Исходим из того, что реальный взрыв освобождает огромное количество энергии космического вакуума, а носителями энергии во все времена являются материальные частицы Энергию газа фотонов ие определяем через число фотонов N£ как иЕ = иР • Т =
кв •Т • ЫЕ, что вблизи планковской лаборатории
аи£ ат
позволяет записать уравнение----1--. Ин-
иврь трь МЕРЬ
тегрируя от планковских величин до величин, отвечающих моменту окончания Ь0 эпохи ядерных реакций, приходим к формуле для числа планковских фотонов (название условное) М£Р, [19]: М£Р, = и£РЬ
квтО
. На момент окончания каскада ядерных реакций температура Т0 = 1010 К [20],что дает искомую величину И£РЬ = 1022 (или 1023 при Т0 = 109 К и Ь0 = 100 с [3, с. 613]). Поскольку фотон - барионное отношение Z = ^ физически определяется [21] через массу планковского бариона тЬР1, а также массу бариона ть — каждого из последовавших за планковским (в каскаде радиоактивных распадов)
/ търг\1/2
поколений - как / = I-) , то на планковский
\ ть /
момент времени, скорее всего, количество планков-ских барионов МЬР1 = М£Р1 = 1022 ...1023. Вычисление фотон - барионного отношения по соотноше-
„ Иц (тЬР1\1/2
нию I = — = I-) для наших дней дает вели-
Nь У ть /
чину 109. И что характерно, этот результат вполне
отвечает идее П. Дэвиса [22, а 124]: «Появление 109 фотонов на каждый протон на ранних стадиях расширения Вселенной - это часть большой тайны образования самих протонов».
Вместе с тем, если принять во внимание выражения для планковских энергии фотонов иЕРЬ =
Ь„ • т„
с2, объема УР, = Ъ„ • 1Л,, и частоты ур, =
ЬР1, то формулу Планка (1) можно представить [23 и др.] как
_ йиЕ _ иЕрЬ Г у Ч3
йу
(4)
Урьтрь \чрь)
Это отвечает и решению Фридмана о малости размеров Вселенной у истоков ее космологического расширения. Здесь объем является величиной пусть и весьма малой, но конечной (и равной УРЬ = 10-105 м3). Данный объем физического пространства заселен квантами, которые характеризуются космологически огромной частотой
уРЬ, равной уРЬ = 1043 с-1. На планковское мгновение времени Ьрь = 10-43с фотонное излучение пока отсутствует, а полная масса планковской Вселенной (по космическим меркам) есть величина малая тРЬ = ирь/с2 = 10-8 кг. Однако удельная объемная плотность энергии ВРЬ на момент окончания планковской эпохи отличается своей космологиче-
1РЪ- а г\71
ски огромной величиной: ВРЬ =
Урь^рь
= 1071 Дж^
с/м3. Из (1) и (4) также следует, что, с одной стороны, постоянная Планка к отвечает связи
^ = иР^ 1РЪ = к, (5)
УРЬ
а c другой, планковские длина Ьрь и частота урь со скоростью света в вакууме с увязаны хорошо
известным соотношением вида ЬР
= с. Тем
самым, богатство космологической информации, которое присуще реликтовому излучению, позволяет выйти на числовые значения величин параметров состояния Вселенной на момент окончания планковской эпохи.
Современный взгляд на происхождение Вселенной чрезвычайно интересен. Так, авторы [24] обращаются к квантовому рождению мира из «ничего» и принимают допущения:
а) «Вселенная рождается со средним объемом 1РЬ .и все остальные параметры тоже имеют характерные планковские величины»;
б) «Хорошую аналогию, позволяющую понять это явление, представляет процесс ядерного а - распада»;
в) «Классическое пространство - время образуется в результате некоторого туннельного перехода и только после этого можно говорить о времени и пространстве в нашем понимании этих слов и о возникновении мира»;
г) «полная энергия замкнутого мира равна нулю»;
д) действие вычисляется на решениях классического уравнения движения, в которых сделан переход к мнимому времени.
Как видим, авторы [24] учитывают, что «кроме массы и энергии есть еще одно количество, которое играет большую роль в современной физике, - это действие» [25, с. 148]. По Эддингтону, «где мы
имеем материю, там есть действие» (или, иными словами: мир не может родиться из «ничего»?). Если вы хотите потренироваться в поиске возможного простого решения, то, с одной стороны, пожалуй, следует временно забыть о вопросе абсолютного начала мира, а с другой, скорее всего, вспомнить об известном результате многолетних космологических исследований. Установлено [15, а 31], что «если сжатие Вселенной все - таки произойдет, то никак не раньше десяти тысяч миллионов лет, ибо по крайней мере столько времени она расширяется. Но это не должно нас слишком сильно тревожить: к тому времени, если мы не переселимся за пределы Солнечной системы, человечества давно уже не будет - оно угаснет вместе с Солнцем».
Только при наличии содержательной идеи можно переключиться с вопроса весьма большого на область крайне малого и, возможно, еще на фазе изыскания выйти на нечто новое.
В нашем поиске при отборе существенных переменных, описывающих состояния изучаемой физической системы, приоритет отдаем той их группе, что увязана между собой решением Планка (4).
Для начала рассмотрим исходную космологическую позицию. По завершению цикла сжатия в глубинах космического вакуума мы видим сгусток материи. В его объеме кванты (квант - это и частица, и волна, характеризуемая определенной частотой; ниже используем термин «частица») в среднем неподвижны, а число реализаций их размещения в пространстве, то есть №нач, пожалуй, равно единице. Общая численность первичных частиц позволяет вести речь о термодинамической температуре изучаемой физической среды как мере интенсивности движения материальных частиц. Поскольку в исходном состоянии частицы в среднем неподвижны, то начальная температура Тнач Вселенной близка к абсолютному нулю. Имеем исходную позицию, которой отвечают числовые значения величин: t = 0 с; Шнач = 1;У ^ 0; V Ф 0; Тнач ^ 0; унач0 (6)
Далее сгусток вещества разжимается, его объем V нарастает, структура вещества перестраивается, возрастает интенсивность движения частиц, повышаются частота V, температура Т и внутренняя энергия и = квТ. Энергия и не локализована в точках, а размазана по объему вещества (в пределе она как бы равна интегралу от dU по всему объему V нашего сгустка материи). Взаимодействие сгустка с окружающей его средой отсутствует, давление в данной обособленной области по мере расширения остается неизменным и равным планковскому давлению рРЬ. Квантовое движение первичного вещества при его расширении подчиняется второму началу термодинамики в его записи вида
Ррь^У > 0, (7)
где ЬУ - приращение объема. Здесь - в согласие с Р. Пенроузом [3, с. 579] - учтено, что второе начало термодинамики - это существенный элемент предсказательной способности физики.
Физический мир развивается по его собственному пути. И если речь идет о царстве реальности,
1
V
то данный мир наполнен глубинным содержанием. Полагаем, что динамике развития событий в эпоху Планка отвечает и уравнения ее долговечности [26]:
^ = = _н_ . (8)
Здесь функция у позволяет учесть начальные условия движения первичного сгустка материи -см. (6). На момент завершения планковской эпохи (при t = ЬРЪ) предельное числовое значение у равно единице: у = 'фРЬ = 1. Рост каждого из параметров V, T и V в планковскую эпоху также имеет естественное ограничение по величине.
Особенностью приемов физической теории является возможность приближенного решения ряда сложнейших вопросов. По свидетельству А.К. Тимирязева, получающиеся таким путем закономерности порой мало отличаются от результатов, полученных на основе более строгого теоретического подхода. В интеграле Планка (3) за величину dq принимаем планковский объем УРЬ, а величину йр восстанавливаем с учетом второго начала термодинамики (7) как йр = Ррь 1рь. Тогда для двойного интеграла (3) имеем выражение
^ = ир1.1р1 = к, (9)
которое при общепринятом равенстве Ьрь = совпадает с (5). В выражении (9) планковская длина ЪРЬ, говоря словами А. Эддингтона, выступает не как расстояние между двумя характерными точками пространства, а как расстояние между двумя точками пространства, взятыми в определенные моменты времени. Помним, что каждый из моментов времени - это как бы точка на временной оси и что каждому моменту времени соответствует состояние системы. Постоянная Планка «к - это такое количество действия, меньше которого уже не существует» [25, с. 176]. Если следовать выражениям (5) и (9), то с космологической точки зрения для физики весьма ранней Вселенной важное значение должна иметь объемная плотность энергии, умноженная на четырехмерный объем планков-ского пространства - времени, поскольку это и есть квант действия к. Здесь известное решение Эддинг-тона представлено в проекции на планковскую ситуацию во Вселенной.
Все, что мы делали до сих пор, во многом представляет собой попытку в явном виде выйти на квант действия, а также на связь действия с особенностями движения мира. Вместе с тем, в целях осмысления далекого прошлого Вселенной (или выяснения новых свойств космологического движения материи), пожалуй, необходимо выделить ряд моментов:
а) В эпоху Планка события развиваются стремительно до момента времени (Ьрь) пока бесконечно быстро не свершилось Событие (по причине, связанной с весьма малой величины кванта действия к = 6,62-10-34 Дж- с).
б) Если в сценарии [24] развитие событий изучается во мнимом времени по аналогии с процессом ядерного альфа - распада. то в случае «отскока» (скажем так, от состояния естественной затормо-
женности) мы непосредственно и вплотную встречаемся с физическим явлением квантового тунне-лирования. Вместе с тем, на мгновение окончания планковской эпохи (при = е, где е - число Эйлера [27]), если следовать (8), мы встречаемся и с уникальной естественной ситуацией, когда «Принцип Наименьшего Действия...становится Принципом Наибольшей Вероятности. Закон природы сводится к тому, что то состояние мира, которое осуществлено в действительности, является наиболее вероятным состоянием» [25, с. 177].
в) При реализуемом нами подходе, отвечающем позиции внешнего наблюдателя, детали внутренней динамики изменчивости картины мира, к сожалению, не видны. Но видна проблемная ситуация. Со временем кто - то к решению обозначенной задачи подойдет как бы изнутри, то есть с учетом глубинной не стационарности, нелинейности, квантовых скачков, вращения (к/2п), спина, ассортимента частиц, иных контролирующих уникальную ситуацию параметров. Расширение круга переменных и слагаемых в уравнениях усложняет дело, но однозначно применительно к такому физическому явлению как планковская эпоха необходима разработка теории его внутренних движений. Для нас очевидно, что факт выхода на Событие должен быть детально обоснован теоретически.
г) Если до факта свершения События среда, окружающая наш изменчивый сгусток материи, была, скажем так, безучастной к развитию «плода», то вслед за свершением События внешняя среда (то есть космический вакуум с его колоссальным запасом энергии) берет на себя, по Выготскому, часть ответственности за дальнейшее развитие «ребенка». Наша уверенность в том, что это действительно так, основана на весьма заметном превышении массы современной Вселенной над ее массой в планковскую эпоху. Величину данного превышения (как и суть механизма его реализации) еще только предстоит установить. Тем не менее, благодаря допущению о реальности эпохи ядерных реакций - на фоне расширения Вселенной в энергоемкий космический вакуум (с охлаждением) - реализуется [27] возможность количественной оценки степени заселенности планковской эпохи.
Не исключено, что как физическое явление планковская эпоха открывает себя для нетрадиционного исследования. И здесь, пожалуй, есть весомые основания считать разумной физическую модель такого развития событий, которое порождает физический процесс с характерной особенностью [16, 28 и др.] в виде каскада термоядерных реакций. Так ли это, покажет только время. Мы разделяем ту точку зрения, согласно которой при научном описании картины мира важнее всего неопровержимые наблюдательные факты, а также логическая непротиворечивость при их интерпретации.
С позиции внешнего наблюдателя, следуя выражению (9), мы выходим на искомое числовое значение планковского давления рРЬ, равное рРЬ = 10114 Па. Интеграл по объему связан с поверхностным интегралом. Первичный сгусток вещества
взрывается: вещество разлетается от единого центра, устремляется в (принимающий активное участие в наборе массы Вселенной) космический вакуум. Космологически огромная величина рРЬ служит толчком к развитию событий по мере дальнейшего более масштабного расширения Вселенной. На смену планковской эпохе приходит эпоха ядерных реакций. Тем самым, имеем пример из методологии научных исследований [29]: одно физическое явление (процесс, причина) с необходимостью порождает другое физическое явление (процесс, следствие). Обобщая, по результатам проведенного исследования можно отметить, что возникновение знакомой нам Вселенной произошло из вполне упорядоченной структуры с дальнейшим нарастанием беспорядка, который сменился появлением весьма упорядоченных структур. Эпиграф принят согласно работе [2, c. 128].
Необходимо проведение дальнейшего исследования. Но есть и очевидное: «Никакая интерпретация не способна исчерпать тайну, но тайна стимулирует бесконечные интерпретации», поскольку фактам при желании можно дать самое что ни на есть разное толкование. Если же следовать «Лезвию Оккама», то самое простое объяснение, скорее всего, и есть правильное [8]. В чем - то аналогичную рассмотренной выше (и ранее загадочную) картину смены режима движения жидкости мы наблюдаем в гидравлике, что в заключение позволяет выделить следующее. «Записав уравнение, мы не отняли у потока жидкости его ни чарующей прелести, ни его таинственности, ни его поразительно-сти.. .Не подозревая о возможностях простых уравнений, люди часто заключают, что для объяснения всей сложности мира требуется нечто данное от бога, а не просто уравнения.Критерий науки - ее возможность предсказывать. Могли бы вы предсказать бури, вулканы, океанские волны, зори и красочные закаты, если бы вы никогда не были на Земле?» [30].
Литература
1. Черепащук А.М., Чернин А.Д. Современная космология: факты и идеи // Вестн. Моск. ун - та. Серия 3. Физика. Астрономия.2008. № 5. С. 3 - 19.
2. Гинзбург В.Л. Какие проблемы физики и астрофизики представляются сейчас особенно важными и интересными? // О физике и астрофизике. М.: Наука. 1992. С. 11 - 184.
3. Пенроуз Р. Путь к реальности, или законы, управляющие Вселенной. Полный путеводитель / пер. с англ. М. - Ижевск: Институт компьютерных исследований, НИИ «Регулярная и хаотическая динамика». 2007. - 912 с.
4. Бисновитый - Коган Г.С. Релятивистская астрофизика и физическая космология. М.: КРАСАНД. 2011. - 376 с.
5. Бронников К.А., Рубин С.Г. Лекции по гравитации и космологии. М.: МФТИ. 2008. - 460 с.
6. Савров М. Введение в космологию: учебное пособие. МФТИ. 24.05.2013. [Электронный ре-
сурс]. URL: mipt/ru/educanion/chair/ phys-ics/dop_sem/cosmology/pdf (дата обращения 14.01. 2021).
7. Мамчур Е.А., Захаров В.Д. О книге Карло Ровелли. Квантовая гравитация [Электронный ресурс]. URL: cyberleninka/ru/n/o-knige- karlo-rovelli-kvantovaya-gravitatsiya (дата обращения 17.01. 2021).
8. Самое простое объяснение - правильное [Электронный ресурс]. URL: htts://econet.ru/arti-cles/181872-samoe-prostoe-ob-yasnenie-pravilnoe (дата обращения 16.01.2021).
9. Планк М. Законы теплового излучения и гипотеза элементарного кванта действия // М. Планк. Избранные труды. Термодинамика. Теория излучения и квантовая теория. Теория относительности. Статьи и речи. М.: Наука. 1975. С.282 - 310.
10. Планк М. О необратимых процессах излучения // М. Планк. Избранные труды. М.: Наука. 1975. С.191 - 233.
11. Миры Фридмана - нестационарные модели [Электронный ресурс]. URL: ozlib.com/836672/fizika/miry_fridmana_nes-tatsionarnye_modeli (дата обращения 14.01. 2021).
12. История Вселенной - Википедия [Электронный ресурс]. URL: ru.wikipe-dia.org/wiki/История_Вселенной (дата обращения 02.01.2021).
13. Френкель В.Я. Георгий Гамов: линия жизни 1904 - 1933 // Успехи физических наук. 1994. Т. 164. № 8. С. 845 - 866.
14. Чернин А.Д. Гамов в Америке: 1934 -1968 // Успехи физических наук. 1994. Т. 164. № 8. С. 867 - 878.
15. Хокинг С. Краткая история времени / пер. с англ. [Электронный ресурс]. URL: http://znaniya -sila/narod/ru (дата обращения 15.01. 2021).
16. Краморовский Я.М., Чечев В.П. Ядерная стабильность во Вселенной. М.: Знание. 1976. - 64 с.
17. Абрагам А. Время вспять или физик физик где ты был / пер. с франц. М.: Наука. 1991. - 391 с.
18. Рубаков В.А. Иерархия фундаментальных констант (к пунктам 16, 17 и 27 списка В.Л. Гинзбурга) // Успехи физических наук. 2007. Т. 177. № 4. С. 407 - 414.
19. Кошман В.С. О зоне ближайшего к сингулярности развития Вселенной // Sciences of Europe. 2020. № 51. Vol. 1. pp. 29 - 31.
20. Зельдович Я.Б. «Горячая» модель Вселенной // Избранные труды. Частицы. Ядра. Вселенная. М.: Наука. 1985. С. 237 - 244.
21. Кошман В.С. Закон Стефана - Больцмана и оценка изменчивости плотности энергии барио-нов Вселенной // American Scientific Journal. 2019. Vol. 1. pp. 37 - 41.
22. Девис П. Случайная Вселенная / пер. с англ. М.: Мир. 1985. - 160 с.
23. Кошман В.С. Физические законы излучения как ключ к выявлению космологических тайн Вселенной // Sciences of Europe. 2020. № 59. Vol. 1. pp. 52 - 56.
24. Долгов А.Д. Космология ранней Вселенной / А.Д. Долгов, Я.Б. Зельдович, М.В. Сажин. М.: Изд - во Моск. ун - та. 1988. - 199 с.
25. Эддингтон А. Пространство, время и тяготение / пер. с англ. Одесса: Матезис. 1923. - 216 с.
26. Кошман В.С. Физические особенности космологической эпохи Планка и уравнение ее долговечности // Sciences of Europe. 2021. № 62. Vol. 1. pp. 3 - 6.
27. Кошман В.С. Барионная составляющая энтропии Вселенной и второе начало термодинамики // American Scientific Journal. 2020. Vol. 2. pp.
35 - 39.
28. Дирак П. Космология и гравитационная постоянная // П. Дирак. Воспоминания о необычной эпохе / пер. с англ. М.: Наука. 1990. С.178 - 188.
29. Новиков А.И., Новиков Д.А. Методология научного исследования: учебно - методическое пособие. М.: ЛИБРОКОМ. 2010. - 280 с.
30. Фейнман Р. Феймановские лекции по физике. Т. 7. Физика сплошных сред / пер. с англ. М.: Мир. 1977. - 288 с.
DIAGNOSTIC OF INTERMITTENT RADIO EMISSION FROM PULSARS
Losovsky B.
Pushchino Radio Astronomy Observatory, Astro Space Centre, Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences, Pushchio. Moscow region, Russia
Losovsky A.
Mosvow Region Government, Krasnogorsk, Moscow region, Russia
ABSTRACT
The following types of anomalous phenomena of radio emission from pulsars are considered: variations in residual deviations, changes in the pulse shape, switching on and off radio emission, period failures, changes in the measure of dispersion and scattering. Numerous data from observations of radio emission from pulsars, including observations of the pulsar in the Crab Nebula, indicate that they are all caused by processes occurring in the pulsar's magnetosphere. The considered phenomena do not require the involvement of a starquake model. A technique for probing active processes in the Crab Nebula by observing giant pulses and measuring their scattering is proposed and tested.
Keywords: pulsars, timing noise, glitches, magnetosphere, pulsar wind.
I. INTRODUCTION
A topical area of research in astrophysics at present is the study of the effect of fast rotation on the properties of various physical systems [1]. Pulsars can also be referred to such physical systems. Pulsars are magnetized neutron stars that are formed as a result of supernova explosions [2]. Observations of pulsars show that these are rapidly rotating objects with a period from hundredths to several tens of seconds. Rapid rotation of pulsars is a consequence of the law of conservation of angular momentum during the collapse of a star. A magnetized spinning neutron star creates a powerful electric field. Moving along closed magnetic
lines of force, charged particles create a pulsar magnetosphere, which extends up to the light cylinder, where the speed of rotation is equal to the speed of light. Within the limits of the light cylinder, the plasma rotates with the pulsar. On the contrary, charges in open lines of force, accelerated by an electric field to relativ-istic energies, leave the magnetosphere and stimulate synchrotron radio emission of curvature. The angle between the axis of rotation and the magnetic axis turns the pulsar into a cosmic beacon. A characteristic property of pulsars is pulsed periodic radio emission with high period stability. (Fig.1)
