Путенихин Петр Васильевич. О сущности тёмной энергии

Эта странная, странная, странная, странная физика!

Философский взгляд на тёмную энергию

Необходимо признать, что вопрос о сущности тёмной энергии непосредственно связан с вопросом о сущности гравитации. Рассматривая сущность тёмной энергии, мы, по сути, рассматриваем другой фундаментальный вопрос - вопрос о сущности тяготения, что и каким образом создаёт эту силу.

При описании процесса расширения Вселенной, ускоренного расширения, даже без наводящих вопросов многие астрофизики зачастую прямо заявляют, признаются, что никто толком не знает, что она представляет собой, эта загадочная тёмная энергия. Название этой субстанции, возникло из тех же соображений, что и название такой же загадочной тёмной материей, о которой, как говорится, известно столько же. Единственное, что боле - менее определено в научных кругах, это то, что "тёмная" обозначает не цвет этой энергии, а отсутствие знания о ней.

Тем не менее, и термин и субстанция определённо являются научными, что даёт основания для её научного же анализа. Исходный, предварительный анализ удобно сделать с позиций вершины наук - философии. К сожалению, многие физики относятся к философии весьма скептически, буквально отвергая её. В сущности, понять это можно: материалистическая философия, диалектический материализм, как мы его понимаем, чётко противостоит идеализму и мистике. Его основные положения почти явно противоречат некоторым общепризнанным физическим представлениям. В физике нередко обходятся стороной философский детерминизм и даже формальная логика, в результате чего рождается нечто из ничего, квантовая логика, нелокальность и, наконец, тёмные субстанции.

Конечно, следует признать, что даже подобные, выглядящие как мистика представления, в целом взаимно согласованы и хорошо согласуются с наблюдениями. Как утверждается. Поскольку в этой согласованности можно заметить некоторую долю условности. Например, в предыдущих наших исследованиях мы обнаружили, что тусклые дальние сверхновые вполне могут быть как при ускоренном, так и при замедленном расширении Вселенной, причём последнее более вероятно [4]. Или квантовая нелокальность, которая явно не согласуется, находится в конфликте со специальной теорией относительности. Доходит даже до логической несуразности: запутанные частицы не передают друг другу никакой информации, но друг от друга информацию всё-таки получают, как бы знают о состоянии друг друга. Несуразность - второе имя нелокальности.

Философский подход даёт основания пролить хоть какой-то свет определённости на тёмную энергию. В этом подходе мы опираемся на самые фундаментальные положения диалектического материализма, о первооснове всего сущего. Мы считаем, что первоосновой может быть только одна единственная субстанция. Это Материя. В окружающей нас Реальности нет ничего, кроме Материи. Всё, что существует - это Материя в той или иной форме. В частности, в вещественной форме. Материя вечна и бесконечна. Она никогда не возникала и никогда не исчезнет. У неё нет границ ни в каком смысле, в том числе, и в смысле многомерности. Главная, фундаментальная формула бытия звучит кратко: Материя существует. Существование вечной и бесконечной Материи проявляется в её непрерывном изменении, движении, взаимодействия внутри себя, отражении. Все эти термины в данном контексте следует рассматривать как синонимы.

Нет в реальности ничего, что не является той или иной формой Материи. Такой подход применим, естественно, и в отношении тёмной энергии. Как говорится, одно из двух: либо это реально существующая материальная субстанция, либо это свойство, абстракция, иллюзия, бестелесная идея, дух. Мы уверены, что в астрофизике, в космологии вряд ли кто допускает наличие каких-либо духов.

Внесение в физическую теорию тёмной энергии как субстанции определённо наделяет её материальностью. Более того, в нашей вещественной Вселенной материальность, как правило, отождествляется с вещественностью. При таком подходе возникает резонный вопрос: как можно представить энергию в виде материальной, вещественной субстанции? Как можно представить энергию в виде вещества? И вообще, что такое - энергия?

Что такое энергия

Следует отметить, что в самом общем смысле понятие энергии до настоящего времени вообще точно не определено, следовательно, в этом контексте эту неопределённость следует отнести и к тёмной энергии. Как сказано в "Фейнмановских лекциях по физике", современной физике неизвестно, что такое энергия [10, т.1, с.73]. К такому же мнению склоняются и некоторые другие авторы, которые считают, что в физической теории энергия лишена вообще какого-либо глубинного обоснования. Трудность непосредственного определения термина отмечена, например, в энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона:

"Энергия есть способность данной системы тел, находящихся в данных условиях, совершить некоторое, вполне определенное количество работы. ... Понятие энергии трудно определить непосредственно; оно определяется лишь косвенно по тем законам, которым энергия повинуется" [15].

Тем не менее, хотя понятие "энергия", по сути, не имеет чёткого, общепризнанного определения, используется оно повсеместно. Считается, что собственно термин "энергия" принадлежит Т. Юнгу, который понимал под этим термином величину, пропорциональную механической работе. Практически так же этот физический термин определён в толковом словаре Ушакова как свойство, способность материи производить работу.

Такое же определение, в чуть более кратком виде приводится в научно-техническом энциклопедическом словаре: в физике энергия - это способность производить работу. Отметим, что понятие энергии является понятием фундаментальным, поэтому её определение естественным образом нашло место также и в Философском энциклопедическом словаре в виде философского обобщения термина физического:

"Энергия - одно из фундаментальных понятий современной физики, обычно определяемое как способность материальных систем совершать работу при изменении своего состояния" [14].

Более развёрнуто, в строгом соответствии со своим энциклопедическим статусом Википедия определяет это понятие следующим образом

"Энергия... скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие" [13].

Здесь мы особо отметим приведённое там же интересное замечание, поскольку это весьма важный вопрос

"Несколько лет велись споры, является ли энергия субстанцией (теплород) или только физической величиной" [13].

Вряд ли следующая цитата может претендовать на статус окончательного ответа на этот вопрос, но в нём определённо видна роль энергии не как субстанции, а как величины, параметра

"Энергия является мерой способности физической системы совершить работу" [13].

Согласно этому утверждению, энергия, во-первых, это мера, а, во-вторых, мера способности. Ни то, ни другое нельзя наделить материальностью, вещественностью.

"Е=mc² ... Несмотря на то, что исторически предпринимались попытки трактовать это выражение как полную эквивалентность понятия энергии и массы, что, в частности, привело к появлению такого понятия как релятивистская масса, в современной физике принято сужать смысл этого уравнения, понимая под массой массу тела в состоянии покоя (так называемая масса покоя), а под энергией - только внутреннюю энергию, заключённую в системе" [13].

Ещё одна классификация энергии как параметра, меры, не являющихся субстанциями:

"Энергия является мерой движения и взаимодействия любых объектов в природе" [2].

Хороший анализ понятия энергии содержится в следующей цитате. Сначала отмечается нередкое ошибочное представление о материальности энергии:

"Нам кажется, что это существует в реальности как отдельная вещь или субстанция, как например, воздух или вода" [3].

Далее приводится ряд определений энергии, явно исключающих такую её материальную трактовку

"Энергия (от греч. energeia - действие, деятельность) - общая количественная мера движения и мера перехода движения материи из одних форм в другие (взаимодействия всех видов материи). ... Энергия является мерой способности физической системы совершить работу, поэтому количественно энергия и работа выражаются в одних единицах. ... Итак, единой мерой различных форм движения служит физическая величина, называемая энергией. Движение является неотъемлемым свойством материи. Поэтому всякое, тело обладает энергией или, как часто говорят, запасом энергии, являющейся мерой его движения" [3].

Интересен вывод, с которым, хотя и с некоторыми оговорками, нельзя не согласиться. Утверждение о том, что энергия, понятие физическое - это основа всего, что существует во Вселенной, определённо имеет философский оттенок

"Ясно, что просто понятие "энергия" не говорит ничего: смысл появляется только когда речь идет об определенной форме движения и соответствующей ей величине энергии. Надо сказать, что понятие энергии, как основы всего, что существует во Вселенной, довольно не просто и требует понимания всех ее видов... Без отнесения к определенной форме движения энергия полностью лишена смысла и, никто не способен придать ей какой-либо смысл" [3].

Следующая формула бесспорна в части определения энергии как свойства материи, но в целом выглядит чрезмерно детализированной

"Энергия ... Совокупность колебаний движущейся материи как единая основа мироздания; мера движения материи как одно из основных её свойств (в философии)" (Толковый словарь Ефремовой).

Следующие определения энергии совпадают практически слово в слово

"... Одно из основных свойств материи мера её движения, а также способность производить работу" (Толковый словарь Ожегова).

"... Одно из главных свойств материи - количественная мера её движения" (Толковый словарь Кузнецова).

"... Общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи (имеет различные формы: механическую, тепловую, электромагнитную, ядерную и др.)" (Малый академический словарь).

"... Общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи... Способность какого-л. тела, вещества и т. п. производить какую-л. работу или быть источником той силы, которая может производить работу" [7].

"... очень емкое и разнородное понятие, которому сложно дать единое определение. В одних случаях под энергией понимают одну из характеристик механического движения, в других - универсальную величину, способную связать все разделы физики в рамках единого закона сохранения энергии, в третьих - некую мистическую силу, ответственную за все непонятные и необъяснимые явления" [11] .

В следующей цитате приведено очень важное уточнение, дополнение к определению энергии, предельно связывающее её с носителем - материальной субстанцией

"Энергия ... общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи. Э. в природе не возникает из ничего и не исчезает; она только может переходить из одной формы в другую" [12].

Столь многочисленные определения энергии мы привели, чтобы показать не только сложность определения этого понятия, но и явный, общепризнанный отказ от наделения её качествами субстанции, вещества, наконец, поля. Из приведённых определений видно главное: сама по себе энергия не существует как физическая, материальная субстанция, это способность некой субстанции, неотделимая от неё.

Как считается, достаточно полно сформулированные объяснения существуют так же и у тёмной энергии. Например, Википедия приводит три варианта объяснения сущности тёмной энергии:

"тёмная энергия есть космологическая константа - неизменная энергетическая плотность... тёмная энергия есть некая квинтэссенция - динамическое поле... тёмная энергия есть модифицированная гравитация" [9].

В пояснениях можно заметить, что тёмная энергия отождествляется как с субстанциями, которые вполне можно считать материальными, вещественными - энергетической плотностью, полем, так и со свойством, которое само по себе существовать не может, являясь принадлежностью чего-то материального, вещественного - гравитация. В первых случаях тёмная энергия является не собственно энергией, а названием соответствующей субстанции, производящей энергетическое воздействие. В последнем случае генератором "тёмной энергии" именно в виде энергии должны являться вещественные объекты.

В пользу вещественной, материальной сущности тёмной энергии, то есть, того, что это просто "энергетическое" название такой вещественной сущности, говорит и мнение ещё одного учёного:

"... в отличие от "нормальной" материи темная энергия не скучивается, не собирается в объекты типа галактик или их скоплений - она "разлита" по Вселенной равномерно" [6].

В цитате тёмная энергия определённо провозглашается как субстанция, хотя и отличающаяся от "нормальной" материи, буквально "ненормальная материя", но, тем не менее, обладает одним из её свойств - способностью физически занимать некоторое место в пространстве.

Интересно выглядит трактовка тёмной энергии в следующей работе. Как считается, на смену эфиру пришёл физический вакуум. Поскольку оказалось, что совсем без эфира никак не обойтись, физики пошли на компромисс, дав эфиру новое, это более "физическое" название - физический вакуум. Однако и от пространства-времени не отказались, которое явно и является этим физическим вакуумом.

"Лидирующие теории основываются на свойствах пустого пространства-времени. В квантовой физике вакуум - это не "ничто" [1, с.52].

Так и отметим: в квантовой физике пустое пространство-время является физическим вакуумом. Действительно, хотя бы в этом фундаментальном вопросе следует исключить разночтения в двух теориях - общей относительности и квантовой. Иначе говоря, "не ничто" определённо означает материальность. И у этой материальной сущности - физического вакуума, тождественно пустого пространства-времени гипотетически предполагается энергетическое свойство. Это гипотетическое свойство, энергия пространства-времени названа космологической постоянной.

"... если темная энергия - это действительно энергия пустого пространства (т.е. космологическая постоянная)" [1, с.54].

Здесь нас интересует только сам факт квалификации, классификации параметра лямбда, "величайшей ошибки" Эйнштейна в гравитационном уравнении общей теории относительности. Противоречия в этом нет, космологическая постоянная - это параметр, буква в уравнении, а тёмная энергия - тоже абстракция, свойство, качество. Но вот далее возникает некоторое несоответствие.

"... энергия вакуума в пустом пространстве должна обладать отрицательным давлением, становясь таким образом источником сил отталкивания" [1, с.54].

Согласиться с этим сложно. Если нечто находится в пространстве, то это нечто, определённо - вещь, субстанция, объект. Указанная в цитате энергия вакуума, очевидно, подразумевается тёмная энергия, уже не свойство пустого пространства, а свойство физического вакуума. Энергия, как заявлено, хотя и в рамках высказанного выше гипотетического соображения, предположения, становится источником. Выглядит это, по меньшей мере, странно, включая сюда наличие давления у свойства. Видимо, правильнее было бы сказать, что именно вакуум, физический обладает способностью создавать отрицательное давление, а слова "в пустом пространстве" следует удалить, поскольку вряд ли можно считать пустым пространство, заполненное физическим вакуумом. То же самое можно сказать и о квинтэссенции, энергетическом поле, явно имеющим признаки субстанции и, фактически, подменяющем собою физический вакуум в роли источника давления.

Заметим, что следующее уточнение понятия "поле" так же выглядит несколько странно

"Посредством полей осуществляются электромагнитные и гравитационные взаимодействия (хотя они, как правило, обладают локальными источниками и не пронизывают все пространство)" [1, с.54].

Действительно, локальность источников не оспаривается, но что именно не пронизывает всё пространство? По смыслу - это электромагнитные и гравитационные взаимодействия. Некоторый смысл это имеет лишь в модели расширяющейся Вселенной, когда взаимодействие с объектом за пределами сферы Хаббла невозможно по причине ограниченности скорости их распространения скоростью света.

Таким образом, тёмную энергию в традиционном понимании нельзя рассматривать именно как энергию, в классической, общепринятой трактовке этого понятия. Тем более, нельзя считать эту энергию самостоятельной субстанцией, буквально, веществом, вещью. Такое мнение однозначно неверно. Иначе говоря, тёмная энергия - это не энергия в классическом понимании, эти два слова могут быть только лишь термином, названием чего-то пока неизвестного, что, разумеется, вполне может быть веществом, субстанцией, то есть, условно говоря, субстанцией, которую буквально можно потрогать руками.

Заключение

Представление о тёмной энергии как субстанции ошибочно. Любая энергия - это свойство той или иной материальной субстанции.

Ошибкой следует считать и наделение энергетическими свойствами пустого пространства-времени. Понятие пустоты можно рассматривать лишь условно, как отсутствие в некоторой области пространства материальных тел: масс, газа, полей. Пространство-время не может быть пустым - оно эквивалентно материальному физическому вакууму. Расширение пространства, описываемое общей теорией относительности, означает постоянное возникновение в нём новых "атомов" физического вакуума [8].

Физический вакуум можно рассматривать как "обладателя", носителя энергетических свойств, в том числе, и тёмной энергии.

Свойства, приписываемые самой тёмной энергии, выглядят, по меньшей мере, непривычно. Если, скажем, в сосуде отрицательное давление, то его стенки втягиваются внутрь, но никак не расталкиваются. Наша планета, Земля, находится на большом удалении от внешних галактик, и между нами явно, по определению должна находиться "классическая" тёмная энергия. Она заставляет нашу местную группу галактик вместе с Млечным путём и Землёй удаляться от этих галактик, отталкивает Землю от них. При этом никакого сопутствующего аналога гравитационных приливных сил на Земле не наблюдается. Рассматривать воздействие тёмной энергии как силовое в этой связи вряд ли обоснованно.

Литература

1. Ливио М., Рисс А., Ребус темной энергии, ж-л "В мире науки", 05/06, 2016. URL: https://sciam.ru/articles/details/rebus-temnoj-energii

2. Мера движения, URL: https://ege-study.ru/ru/ege/materialy/fizika/energiya/

3. Понятие энергии. Студопедия, URL: https://studopedia.ru/8_191125_ponyatie-energii.html

4. Путенихин П.В. Глава 11. Замедленная Вселенная, Самиздат, 2020, URL: http://samlib.ru/p/putenihin_p_w/dc11.shtml

5. Путенихин П.В. О сущности тёмной энергии, Самиздат, 2022, URL: http://samlib.ru/p/putenihin_p_w/darken.shtml

6. Рубаков В., Темная энергия во Вселенной, "Троицкий вариант" N14(258), 17 июля 2018 года, URL:
https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/434200/Troitskiy_variant_Nauka_14_258_17_iyulya_2018_goda
https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/434202/Temnaya_energiya_vo_Vselennoy

7. Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. - 4-е изд., стер. - М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; https://kartaslov.ru/значение-слова/энергия

8. Смолин Л. Атомы пространства и времени // ВМН, N 4, 2004, URL: http://www.chronos.msu.ru/old/RREPORTS/smolin_atomy/smolin_atomy.htm

9. Тёмная энергия, Википедия, URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Тёмная_энергия

10. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике.

11. Энергия, URL: https://www.fieldphysics.ru/energy/

12. Энергия, Большая советская энциклопедия, URL: https://gufo.me/dict/physics/ЭНЕРГИЯ

13. Энергия, Википдия, URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Энергия

14. Энергия, Философский энцикл. словарь, URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_philosophy/3793/энергия

15. Энергия, Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона, http://dic.academic.ru/dic.nsf/brokgauz_efron/119051/энергия

21.01 - 30.03.2021

11.03 - 16.03.2022

Оставить комментарий © Copyright Путенихин Петр Васильевич (pe_put@rambler.ru) Размещен: 16/03/2022, изменен: 16/03/2022. 25k. Статистика. Статья: Естествознание Темная космология Скачать FB2		Ваша оценка:
Аннотация: О сущности тёмной энергии. Представление о тёмной энергии как субстанции ошибочно. Любая энергия - это свойство той или иной материальной субстанции. Физический вакуум как материальный представитель пространства-времени косвенно является носителем тёмной энергии. Расширение пространства вызвано тем, что в первооснова всего сущего - Материя - постоянно создаёт в физическом вакууме новые "атомы пространства". About the essence of dark energy. The idea of dark energy as a substance is erroneous. Any energy is a property of one or another material substance. Physical vacuum as a material representative of space-time is indirectly a carrier of dark energy. The expansion of space is caused by the fact that the fundamental principle of all that exists - Matter - constantly creates new "atoms of space" in the physical vacuum

Путенихин Петр Васильевич : другие произведения.

О сущности тёмной энергии