Доведено чи Великий вибух? - Штрихи до наукової картині світу
Великий вибух, або Bing Bang, є наріжним каменем сучасної наукової картини світу, цей феномен палахкотить яскравими фарбами в численних науково-популярних фільмах. Але наскільки це все реально?
Про метод
Іноді кажуть, що мовляв, всі ці теорії - дурниця, все одно не перевірити, як була справа. Але справа в тому, що такий прямий перевірці не підлягають дуже багато тверджень, наприклад те, що Земля обертається навколо Сонця. Звідки ж виникає впевненість в цьому? З передбачень моделі. Міркуємо так - припустимо, Земля обертається навколо Сонця (PS: І, як вірно помітив
admiral_hood в коментарях, ще й навколо осі, інакше виходить забавно), тоді, виходячи з минулих спостережень і застосовуючи геліоцентричну модель можна обчислити час наступного сходу. Або заходу. Або наступного затемнення. Або порахувати "вперед" траєкторію щойно відкритої комети. Якщо все збігається з задовільною точністю - модель працює. Якщо точність прогнозів вище, ніж у геоцентрической моделі - відкидаємо геоцентричну модель. Таким чином, необхідно переконатися, що теорія Великого вибуху передбачала якісь факти, причому передбачення має бути виконано у вигляді якихось теоретичних побудов і бути точніше і простіше, ніж альтернативні варіанти.
Передбачення температури реліктового випромінювання
7 вересня 2015 року російськомовна вікіпедія містила такий текст:
У 1948 році реліктове випромінювання було передбачене Георгієм Гамовим, Ральфом Альфером і Робертом Германом на основі створеної ними першої теорії гарячого Великого вибуху. Більш того, Альфер і Герман змогли встановити, що температура реліктового випромінювання повинна складати 5 К, а Гамов дав прогноз в 3 К.
реліктове випромінювання
Мабуть, непогано, з урахуванням того, що сучасне значення: 2,72548 ± 0,00057 ... Однак, насправді:
- Як Гамов отримав 3 К - невідомо
- Зате відомо, як Гамов отримав 7 До і 50 К
- Значення 7 До і 50 К не є строгими теоретичними передбаченнями, а оцінками
Звернемося до першоджерел. Ось що написано про 3K в Physics Today, 1950, No. 8, стор. 76:
і все... Сторінка цілком не набагато краще . Тобто як-то отримано значення 3 К, але деталей немає. Як же так, де подивитися хід думки, який привів до заповітного результату? Немає вказівок. На щастя, Гамов передбачав ще й в інших джерелах.
Розрахунок Гамова від 1953 року розглядається в подробицях у відмінній роботі Як Гамов обчислив температуру реліктового випромінювання, або трохи про мистецтво теоретичної фізики . З неї зрозуміло, як будується міркування, але і результат вже 7 До.
У 1961 році вийшло перероблене видання Creation of the Universe (перше видання - 1952 рік), і там, на стор. 40, можна знайти ще одну оцінку, 50 degress absolute (важливо - це оцінка верхнього можливого значення):
Який з оцінок сам Гамов віддавав перевагу? Відповідь знайдемо в History of the 2.7 K Temperature Prior to Penzias and Wilson , Ось що Гамов відповів на повідомлення про відкриття реліктового випромінювання:
Thank you for sending me your paper on 3 K radiation. It is very nicely written except that "early history" is not "quite complete". The theory of, what is now known, as, "primeval fireball", was first developed by me in +1946 (Phys. Rev. 70, 572, 1946; 74, 505, 1948; Nature 162, 680, 1948). The prediction of the numerical value of the present (residual) temperature could be found in Alpher & Hermann's paper (Phys. Rev. 75, 1093, 1949) who estimate it as 5 K, and in my paper (KongDansk. Ved. Sels 27 nº 10, 1953) with the estimate of 7 K. Even in my Page 84 APEIRON Vol. 2 Nr. 3 July 1 995 popular book Creation of the Universe (Viking 1952) you can find (on p. 42) the formula T = 1.5E10 / sqrt (T), and the upper limit of 50 K. Thus, you see the world did not start with almighty Dicke. Sincerely, G. Gamow
Тобто сам Гамов згадує 5 До Ральфа Альфера і Роберта Германа, свої 7 До і 50 К і нічого не говорить про 3К.
Аналіз розрахунку Гамовим значення 7 До в наведеній вище роботі "Як Гамов обчислив температуру реліктового випромінювання ..." розкриває цікавий нюанс. Виявляється, Гамов для розрахунку температури застосував дотепний спосіб, в якому використовується "неявне додаткову умову, яка зробила завдання можливо розв'язати", і воно "не випливає безпосередньо з будь-яких незалежних фізичних або астрономічних міркувань. Воно повністю довільно". Зрозуміло, що розрахунок з такими припущеннями правильніше назвати не «пророцтво" а "оцінка".
Автори процитованої вище "History of the 2.7 K Temperature ...", привівши велика кількість попередніх прогнозів, починаючи аж з XIX століття, обурюються:
In most textbooks nowadays we see the statement that Gamow and collaborators predicted the 2.7 K temperature prior to Penzias and Wilson ... As we have seen in this paper, Gamow and collaborators obtained from T »5 K to T = 50 K in monotonic order (5 K, 5 K, 7 K and 50 K) ... These are quite poor predictions compared with Guillaume, Eddington, Regener and Nernst, McKellar and Herzberg, FinlayFreundlich and Max Born, who arrived at, respectively: 5 K <T <6 K, T = 3.1 K, T = 2.8 K, T = 2.3 K, 1.9 K <T <6.0 K! All of these authors obtained these values from measurement and or theoretical calculations, but none of them utilized the Big Bang. This means that the discovery of Penzias and Wilson can not be considered decisive evidence in favour of the Big Bang .
Смисел зрозумілий. Гамов і його команда передбачали ряд 5 - 7 - 50, що набагато гірше, на думку авторів, ніж роботи інших фізиків, які не використали концепцію Big Bang, і відкриття реліктового випромінювання не є підтвердженням концепції Big Bang.
PS: З приводу 5К Ральфа Альфера і Роберта Германа, англомовна вікі додає драматизму (Пояснюючи це помилкою оцінки постійної Хаббла):
1948 - Ralph Alpher and Robert Herman estimate "the temperature in the universe" at 5 K. Although they do not specifically mention microwave background radiation, it may be inferred. [53] 1949 - Ralph Alpher and Robert Herman re-estimate the temperature at 28 K.
Тобто, передбачивши 5 К, автори через рік змінили прогноз на 28 К.
PS2: Потрібно ще відмітити, що затверджується здатність теорії БВ прогнозувати Планка спектр реліктового випромінювання і його анізотропію, однак явної вказівки на характер спектра у Гамова начебто немає. Приймалося за замовчуванням в силу очевидності?Але наскільки це все реально?
Звідки ж виникає впевненість в цьому?
Як же так, де подивитися хід думки, який привів до заповітного результату?
Приймалося за замовчуванням в силу очевидності?