Спросите Итана №45, я подумал — не вращаются ли вселенные вокруг чего-либо? Можно ли это как-то узнать?...

" /> Спросите Итана №48: Откуда взялось космическое вращение? Версия для слабовидящих
Спросите Итана №48: Откуда взялось космическое вращение? Печать Email
Новости об инновациях
23.05.2016

Читатель спрашивает: Мне 44 года, и с самого детства меня интересовал следующий вопрос. От микромира до макромира, везде вокруг нас мы наблюдаем вращение – электроны вокруг ядра, луны вокруг планет, планеты вокруг звёзд, звёзды вокруг галактических центров (как я думаю). Вращаются ли вокруг чего-либо галактики? Если да, то вокруг чего? А прочтя Спросите Итана №45, я подумал — не вращаются ли вселенные вокруг чего-либо? Можно ли это как-то узнать?

Тут сразу много вопросов, поэтому начнём с самого начала.

До того, как Вселенная заполнилась материей, излучением, нейтрино, тёмной материей или любыми другими частицами, она очень быстро расширялась. Энергия, содержавшаяся в ней, была присуща самому пространству-времени. Это был начальный период инфляции, который мы называем Большим взрывом, и который привел к появлению того, что мы называем нашей Вселенной. В это время происходили квантовые флюктуации, но они не могли взаимодействовать друг с другом из-за слишком быстрого расширения, несмотря на то, что происходили со скоростью света. Судя по всему, расширение было равномерным и шло во все стороны.

По окончанию инфляции присущая пространству-времени энергия преобразовалась в материю, антиматерию и излучение, и эти флюктуации привели к появлению очень плотных и очень разреженных регионов в быстро расширяющейся Вселенной.

Именно это мы и зовём Большим взрывом. В самом начале все частицы родились уже с угловым моментом – свойством, известным как спин, неотделимым от частицы. У каждого электрона, кварка и нейтрино есть спин в ±½, а у глюонов и фотонов спин составляет ±1. У гравитонов, если гравитация так же квантифицируется, спин будет ±2; и только у бозона Хиггса спин нулевой.

Сразу после возникновения у частиц не было возможности взаимодействовать между собой. Насколько мы знаем, в новорожденной Вселенной частицы не вращались друг вокруг друга. Но они рождались с ненулевой кинетической энергией в местах с разной плотностью материи. После их столкновений и гравитационных взаимодействий более плотные регионы начали притягивать всё больше материи и энергии, а менее плотные становились ещё менее плотными, отдавая материю и энергию более плотным.

По мере охлаждения Вселенной кварки собирались в ядра, у которых был свой угловой момент. После дальнейшего охлаждения Вселенной в ней начали появляться атомы. Они не соответствуют планетарной модели, как её представлял Бор– они занимают разные квантовые состояния, и у каждого из них есть свой спин и угловой орбитальный момент.

Ко времени формирования нейтральных атомов гравитационная разница между плотными и разреженными регионами возрастает многократно.

Даже в юной Вселенной существуют уникальные с точки зрения гравитации регионы – они вырастут в звёзды, галактики, кластеры и т.п. Они будут двигаться друг относительно друга и воздействовать друг на друга посредством гравитации. Если только оба объекта не являются идеальными сферами и не двигаются по соединяющей их линии, они будут испытывать приливной вращающий момент.

Каждая частичка материи/энергии, двигающаяся относительно других, гравитационно взаимодействует с другими частичками и создаёт вращающий момент – так же, как нажатие на гаечный ключ заставляет гайку вращаться.

Вращающий момент проявляется на больших и малых масштабах и воздействует на все частички материи, вплоть до атомов. С течением времени начинают происходить гравитационные коллапсы, и эти небольшие количества угловых моментов, 50% из которых направлены по часовой, и 50% — против часовой стрелки, приводят к тому, что огромные количества материи начинают вращаться.

Но в физике существуют законы сохранения – например, закон сохранения энергии, согласно которому её нельзя создать или уничтожить. То же верно и для сохранения углового момента – это можно наблюдать на примере вращающегося фигуриста, когда он прижимает руки и ноги ближе к телу.

Закон сохранения углового момента говорит, что при изменении момента инерции (притягивая массу ближе к оси вращения) должна увеличиться скорость вращения. Солнце вращается с периодом около месяца. Если мы сожмём его до белого карлика (размером с Землю), его угловая скорость должна будет увеличиться до одного поворота в 36 минут.

Касательно звёздных систем, планет и галактик, то, что мы видим больше, чем просто плотные единичные стационарные объекты, говорит о том, что каждая известная система Вселенной испытывает эти приливные воздействия, и имеет ненулевой уголовой момент по отношению к другим объектам.

Хотя в центрах галактик обычно есть чёрная дыра, галактики вращаются не из-за её присутствия. Они бы вращались и без всякой дыры. У многих спиральных галактик нет центральных чёрных дыр – и они прекрасно обходятся без таковых.

Всё вокруг вращается из-за гравитации, неизбежной физики вращательных моментов и закона сохранения углового момента.

А что, если мы рассмотрим Вселенную целиком? Мы считаем, что у неё нет никакого вращения, поскольку гравитация не имела никакого действия на масштабах больших, чем Вселенная. Но в принципе, у Вселенной мог быть некий угловой момент, присущий ей с рождения, и его присутствие дало бы нам ещё более удивительную загадку.

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/articles/2016/sprosite-itana-48-otkuda-vzyalos-kosmicheskoe-vrashchenie

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта