Метрика звезд, галактик и кластеров

Влияние расширения Вселенной на гравитационное поле вблизи звезды рассматривалось в работах [113−116] и других. Общий вывод, который следует из указанных работ, сводится к утверждению, что окружение звезды практически не влияет на гравитационное поле в ее окрестности. Однако этот вывод явно противоречит наличию движения звезд типа Солнца вокруг центра Галактики, относительно центра местного скопления галактик и т. д. Существующая в природе иерархия движений свидетельствует о наличии сложной структуры гравитационного поля в окрестности звезды, что никак не учитывается в решениях, приведенных в работах [113−116].

Можно предположить, что в галактиках и кластерах галактик все еще преобладают возмущения, которые описываются параболическим уравнением типа (10), поскольку соответствующие метрики приводят к уравнениям поля, содержащим трехмерный оператор Лапласа [30]. Движение Солнечной системы относительно различных центров притяжения было рассмотрено в работе [40]. Было установлено, что влияние расширения Вселенной должно сказываться на орбитальном движении Солнца через ускорение, ортогональное к плоскости Галактики. По порядку величины это ускорение определяется параметром Хаббла в виде. Следовательно, ускорение Солнечной системы, обусловленное движением в Галактике и в кластере, можно обнаружить по методу Майкельсона и Морли [126].

Если метрика (6) переходит в метрику (7) при увеличении масштаба, то эффект расширения Вселенной может сказываться непосредственно через производную. Интегрируя уравнение (10) вплоть до «границы» Вселенной, находим, что вклад нестационарного слагаемого в гравитационный потенциал определяется величиной. Соответствующее ускорение составит, что при выборе «границы» Вселенной из условия, приводит к указанной выше оценке из работы [30].

В работах [30, 117−118] исследованы метрики галактик, кластеров галактик, и метрики неоднородной вращающейся Вселенной. Отметим важный результат [117−118], касающийся метрики суперкластера в общей теории относительности [119−123]. Установлено, что квадратичное слагаемое гравитационного потенциала соответствует основному радиальному течению, связанному с расширением Вселенной. Квадратичный потенциал был получен в [117] в результате обработки эмпирических данных для 50 спиральных галактик [124−125], поэтому его можно рассматривать как результат суммы галактических полей, каждое и которых определяется путем обработки данных по скорости вращения нейтрального водорода в спиральных галактиках. Поскольку основной вклад на больших масштабах дает квадратичное слагаемое, можно восстановить гравитационный потенциал кластера галактик, используя экспериментальные данные по гравитационным потенциалам и координатам отдельных галактик в виде Здесь — радиус-вектор галактики с номером. Можно предположить, что соответствующие квадратичные и линейные слагаемые возникают в галактическом гравитационном потенциале (12) в результате суммирования полей звездных кластеров и звезд. Это дает, с одной стороны, возможность обнаружения вклада темной материи и темной энергии в динамику Солнечной системы, а, с другой стороны, показывает, что этот вклад является крайне малым и составляет, где — число звезд в нашей Галактике.

Квадратичный потенциал (68) согласуется с разложением (53) метрического тензора в 5D, в котором тоже удерживается квадратичное слагаемое [182]. Это означает, что метрика пространства в большом масштабе имеет свойства характерные для пяти измерений. В этой связи открываются новые возможности по изучению дополнительных измерений путем астрофизических наблюдений за движением материи на границе наблюдаемой Вселенной.

Вопрос о сверхбыстром перемещении в метриках типа (6)-(7) рассматривался в работах в связи с проблемой определения скорости гравитации в Солнечной системе [160−165]. Было показано, что возмущение гравитационного потенциала при движении тел по орбите имеет порядок, что в случае Земли составит. Это на 12 порядков меньше, чем предполагалось в теории Лапласа.

Как известно, в общей теории относительности можно определить аномальное движение орбит [3]. Для решения задачи о вековом аномальном смещении перигелия Меркурия Эйнштейн [3] применил метод последовательных приближений. Эйнштейн предполагал, что его решение задачи не является единственным, так как в общей теории относительности гравитационное поле точечной массы нельзя определить единственным образом. Тем не менее, Эйнштейн считал, что решения отличаются друг от друга формально, а не физически.

Известно, однако, что в случае сферической симметрии кроме решения Шварцшильда [153] существует, например, решение [154], которое описывает гравитационное поле точечной массы с тензором энергии-импульса в виде дельта-функции. Было показано [156], что в этом случае решение задачи о вековом смещении перигелия Меркурия совпадает с тем, что получено.

С одной стороны это означает, что подтверждается гипотеза Эйнштейна о том, что все такие решения отличаются друг от друга формально. Эту гипотезу Эйнштейна можно сформулировать в виде теоремы Биркгоффа [155], что любое центрально-симметрическое поле в пустоте является статическим, а потому путем преобразования координат может быть сведено к метрике Шварцшильда [153]. С другой стороны, было показано [86], что существуют многочисленные отступления от теоремы Биркгоффа, поэтому возникает вопрос, а существуют ли в общем случае центральной симметрии такие решения уравнений поля, которые являются нестационарными или неприводимыми к решению Шварцшильда? В наших работах [30−43] было показано, что существует целый класс таких решений в пространствах отрицательной кривизны, которые удовлетворяют гиперболическому, эллиптическому или параболическому уравнению.

В работе [156] дано решение задачи о движении планеты типа Меркурия в центрально-симметричной метрике. Показано, что в случае статического поля уравнение Гамильтона-Якоби [188] и динамические уравнения движения могут быть проинтегрированы при самых общих предположениях. Полученные решения отличаются, как от общеизвестных решений [3, 45, 91, 105], так и от решений типа [157−158], в которых учитывается влияние космологической постоянной и конечного радиуса кривизны пространства-времени.

Наконец, заметим, что теория преонов [56, 73, 76−79, 107] является естественным расширением модели Гейзенберга [14], в которой предполагается, что в основе нашего мира находится нелинейное поле частиц-фермионов, обладающих спином Ѕ. Мы видим из приведенных данных, что все волновые процессы в природе обусловлены движением субстанции, которую называют темной энергией. Преобразование этой субстанции в вихревые возмущения обусловлено тем, что в микроскопическом масштабе справедливы уравнения Навье-Стокса, которые описывают вихревые течения.

Элементарные вихри являются частицами преонами, которые объединяются вместе, создавая молекулы в форме электронов, кварков, протонов, нейтронов и т. д. В исходном континууме возникают нарушения сплошной среды в форме пузырей, которые могут расширяться или сжиматься, создавая соответственно источники или стоки темной энергии. Эти источники и стоки соответствуют электрическим зарядам в теории Максвелла [2].

Это картина мироздания позволяет создать новую научную парадигму, в которой элементарные частицы рассматриваются как возмущения сплошной среды, связанной с наличием универсальной субстанции типа гравитационного поля. Течение субстанции в каждой локальной области пространства-времени описывается уравнениями типа Навье-Стокса.

Геометрическая турбулентность приводит к возникновению элементарных вихрей, динамика которых описываются уравнениями типа уравнения Гейзенберга [14]. Объединение элементарных вихрей с пузырями электрических зарядов приводит к формированию преонов, кварков и электронов. Объединение кварков приводит к формированию адронов и атомных ядер. Объединение атомных ядер с электронами приводит к формированию атомов и всей структуры вещества.

Таким образом, основным механизмом возникновения материи является геометрическая турбулентность. Уравнения Навье-Стокса, Максвелла и Шредингера могут быть выведены из уравнений поля, как длинноволновое приближение при определенных предположениях относительно уравнения состояния темной энергии [16−22, 35, 38, 104].

Геометрическая турбулентность, очевидно, влияет, в первую очередь, на эволюцию звезд и планет, создавая условия для протекания ядерных реакций. Применение теории геометрической турбулентности в моделировании ядерных реакций, возможно, позволит найти те особые режимы, реализующиеся при низкой или высокой температуре, которые найдены уже эмпирически, но не получили еще должного объяснения [73, 147−148].

Взрывная неустойчивость систем в условиях сжатия при гравитации наблюдается повсеместно в форме горения звезд и взрыва сверхновых. Мы показали [1], что механизм взрыва заложен в самой геометрии пространства-времени. Это результат позволяет объяснить происхождение Вселенной при Большом взрыве.