Welcome, Guest. Please login or register.

Autor Subiect: Hibele teoriei Big-Bang-ului,si ipoteze sau sugestii alternative.  (Citit de 118598 ori)

0 Membri şi 2 Vizitatori vizualizează acest subiect.

Offline atanasu

  • Senior
  • ****
  • Mesaje postate: 1167
  • Popularitate: +14/-138
Răspuns: Hibele teoriei Big-Bang-ului,si ipoteze sau sugestii alternative.
« Răspuns #210 : Ianuarie 29, 2017, 10:48:15 a.m. »
Pauza de respiratie si automultumire  :)
Vad ca am trecut de 50000 de vizitatori in mai putin de doi ani. Desigur nu sper sa depasesc ceva ce se afla la polul opus, respectiv Turbina dlui Sabau care este, nu-i asa un aport important la stiinta :)
PS. Am competat cu niste informatii de ultim moment postarea nr.180 la pg 13 sus,  informatii la care ma refer in capitolul ce urmeaza la acest opus cu care ma ostenesc.
PPS: Am completat cu o nota referitoare la simetria materie-antimaterie finalul pct I de la cap 3 pe care-l redau si aici:

Nota: Din facebookul Fizica Povestita a dui Cristian Presura :  Fizica Povestita - Editura Humanitas,
February 3 at 11:03am ·

In conformitate cu Modelul Standard, exista o simetrie intre materie si antimaterie. Totusi, inca din anul 1964 a fost observata experimental o violare a simetriei particula-antiparticula (paritatea CP) in dezintegrarea mezonilor (structuri quark-antiquark). Descoperirea a fost incununata cu premiul Nobel in 1980 lui James Cronin si Val Fitch.
De curand, dupa mai bine de 50 de ani, in experimentul LHCb de la LHC (CERN) http://www.nature.com/…/j…/vaop/ncurrent/full/nphys4021.html au aparut semnale de violare a paritatii CP si in cazul dezintegrarii barionilor (structuri de trei quarci). Experimentul LHCb a evidentiat o asimetrie in distributiile unghiulare ale dezintegrarii barionului Lambda-b0 --> proton pi- pi+ pi-, deocamdata cu o semnificatie statistica de 3.3 abateri standard. Acest rezultat constituie prima evidentiere a violarii simetriei CP in cazul barionilor.
Desigur ca orice teorie de tip BB sau alta trebuie sa fie in acord cu cele spuse adica sa adica sa fie o haina care sa poata imbraca cele de mai sus si cea mai bine croita, desi azi-maine ar putea fi alta, azi este insa cea care ar trebui sa fie tratata ca cea mai probabila. Desigur lasand deoparte intrebara fara raspuns  astazi cu sens de tipul : si inainte de BB ce era? Intrebare care se pune oricariu produs al gandirii si experientei noastre.
De aceea cand vom discuta despre diferitele teorii vom vedea daca sunt conforme sau contradictorii in vreun fel cu cele de mai sus.
« Ultima Modificare: Martie 08, 2017, 04:46:09 p.m. de atanasu »

Offline atanasu

  • Senior
  • ****
  • Mesaje postate: 1167
  • Popularitate: +14/-138
Răspuns: Hibele teoriei Big-Bang-ului,si ipoteze sau sugestii alternative.
« Răspuns #211 : Martie 01, 2017, 08:34:29 p.m. »
 4.Legea si constanta lui Hubble

Intrucat in firele pe care le-am sintetizat in primele pagini ale acestei analize, problema cinematicii expansiunii Universului dupa legea lui Hubble, respectiv a miscarii galaxiilor in Univers, s-a abordat prin prisma modelului balonului gonflabil ale carui puncte se departeaza unele de celalalte cu o viteza cu atat mai mare cu cat este mai mare distanta, dar proportionala cu aceasta, constanta de proportionalitate purtand numele de constata lui Hubble, relatia numerica fiind : v=HxD unde v este viteza de recesiune(de indepartarea a galaxiilor unele fata de celelalte) in km/sec, D este distanta in Mpc(mega parseci) iar H este constanta lui Hubble in km/sec/Mpc, constanta care a evoluat ca valoare, de la valorea gasita de Hubble in 1929, de ordinul a 500 km/sec/Mpc, la valorile de azi de cca 70km/sec/Mpc .
Viteza este data de redshiftul(deplasarea spre rosu) z, calculat din masuratorile lungimilor(frecventelor) cu relatia  z=(λr-λe)/λe unde λr inseamna lungimea de unda la receptie si λe lungimea de unda la emisie)folosind relatia V=zxc
Daca am privi miscarea in sensul invers al curgerii timpului, adica spre trecut, am vedea cum galaxiile se apropie cu o viteza din ce in ce mai mica cu cat ele sunt mai apropiate astfel ca vor ajunge odata intr-un sigur punct cand viteza lor va fi nula, in acel moment din trecut cand s-a produs Big Bangul(BB) , adica in acel moment din trecut in care toate au pornit in calatoria lor cosmica. Aceasta  este  interpretarea conforma cu legea dedusa prin masuratori astronomice de Hubble in anul 1929 si care de fapt a condus la aparitia teoriei cosmologice a expansiunii universului , a Teoriei  Big Bangului(TBB), denumire data in gluma in anii `50 de marele astronom Fred Hoyle care se opunea acestei teorii promovand teoria universului stationar, infinit in timp si in spatiu.
Azi TBB, a devenit teoria larg acceptata de stiinta si care a primit multe confirmari experimentale si teoretice pe care le vom trece in revista in continuare, dar care are in continuare adversari chiar unii savanti care propun alte teorii compatibile dupa ei cu aceleasi date experimentale ca si TBB. Vom analiza ulterior si aceste aspecte.
Nota : O alta imagine analogica similara ar fi cea a unui cozonac care avand stafide in aluatul care  creste ca orice aluat de cozonac, distanta si viteza stafidelor urmand deasemenea aceiasi lege a lui Hubble, dar si aceea a unei  foi dintrun material elastic  care se dilata uniform si omogen adica in mod egal in toate directiile, model de tip elastic in care revenirea-contractia, ar fi similara  fata de dilatare dar in sens invers si pentru o revenire-contractie  perfect elastica adica perfect simetrica dilatarii, realizeaza pentru niste puncte marcate pe ea(galaxiile)  aceiasi tip de deplasare in care punctele se indeparteaza fata de punctul din care se observa fenomenul, in cazul nostru Pamantul(galaxia noastra). Este de mentionat ca printr-o simpla demonstratie de geometrie, vezi  http://physique.merici.ca/astro/chap17ast.pdf, rezulta ca  din oricare din galaxii(puncte) s-ar face observatia, s-ar obtine acelasi rezultat, adica daca punctul din care se fac masuratorile se considera ca sta pe loc atunci celelalte se indeparteaza cu o viteza de recesiune proportionala cu distanta, factorul de proportionalitate H ramanand acelasi oricare ar fi galaxia din Univers de unde s-ar observa aceast fenomen descris de aceasta lege, lucru ce ne permite sa consideram ca nu avem o situatie privilegiata din acest punct de vedere.
Trebuie sa mai mentionez ca in firele anterioare aceste analogii au fost discutate impreuna cu problema tipului de spatiu in care se dezvolta Universul, desi nu cred ca era necesar acest lucru (decat poate doar pentru a justifica ipoteza inexistentiei unui punct in spatiul tridimensional  unde s-ar fi produs big bangul, acest spatiu fiind doar unul continut intrun spatiu cu patru dimensiuni geometrice in care  desigur ca ar putea exista un punct de la care ar porni BB asa cum suprafata bidimesionala a unui balon care se dilata in spatiul tridimensional pare a-si autocrea spatiul bidimensional al suprafetei sale exterioare din punctul bine precizat in spatiul tridimensional  , noi reluand acest aspect si epuizandu-l la nivelul acestei analize monografic-documentare, cu concluzia ca nimic nu ne impune sa parasim spatiul einsteinean cu trei dimensiuni spatiale si una temporala, in care in campul gravitational se accepta curbarea razei de lumina si se aplica geometrii de tip riemanian.
In cele ce urmeaza ne vom baza pe modul de prezentare foarte didactic si simplu din lucrarea deja citata, http://physique.merici.ca/astro/chap17ast.pdf.
Doresc sa precizez ca pentru cele care rezulta logico-matematic corect din ipotezele folosite in demonstratiile prezentate in orice documentare  nu voi prezenta rationamentele ci doar ipoteza de pornire si concluzia, pentru ca nu doresc sa insist decat pe concluziile diferitelor premize care evident ca demonstratia fiind corecta si concluzia va fi corecta in aceisi masura cu corectitudinea sau adevarul premizelor.
Cu alte cuvinte schema logica a rationamentelor intalnite fiind : « daca A atunci B »  unde ipoteza este A , concluzia este B si demonstratia este continutul logico-matematic care i se da lui « atunci », pe noi ne vor interesa doar A si B considerand ca nu preluam demonstratii incorecte si deci garantam pentru corectitudinea demonstratiei dar  desigur ca nu si pentru adevarul premizelor.
Asadar din ipoteza analogiei expansiunii Universului cu umflarea unui balon vom avea ca rezultat faptul ca este modelata o miscare dupa  legea lui Hubble sau altfel spus ipoteza ca legea lui Hubble este o lege universala adevarata si azi ca si in trecut, aceasta premiza conducandu-ne atat la ipoteza existentei unui moment initial cand tot Universul era continut intro singularitate cat si la faptul ca nu exista punct privilegiat respectiv ca in orice punct al Universului ne-am afla am descoperi tot aceiasi lege a lui Hubble cu aceiasi valoare a constantei Hubble si cu impresia neadevarata ca noi am fi in centru..
Se considera ca in acel moment initial nu exista spatiu-timp ci ca acesta de atunci incepe sa existe, adica TBB nu este o teoria a Totului, ci doar una care incepe la BB fara a putea urmari ceva care ar fi fost inainte de acest moment.
Teoria lui Hoyle este insa o teorie a Totului considerand ca Universul exista fara inceput si sfarsit si se creaza permanent din nimic.
Edwin Hubble s-a bazat pentru a masura vitezele de recesiune pe ipoteza ca viteza de recesiune produce un efect Doppler(lumina calatorind spre noi dinspre o galaxie care are o anume viteza de recesiune sufera o deplasare  in frecvente spre unele mai mici adica spre lungimi de unda mai mari, spre  rosu(redshift) tocmai fie datorita acestei miscari prin spatiu sau datorita tocmai acestei dilatari spatiale, rezultatele find similare si tinand de relativitatea miscarii uniforme, aplicarea acesteia conducand insa la rezultate mai exacte pentru galaxiile mai apropiate si mai aproximative pentru cele mai departate datorita dificultatilor de a masura suficient de exact distantele. De altfel linia dreapta care determina factorul de proportionalitate viteza versus distanta reflecta o tendinta,  fiecare galaxie introdusa in calcul fiind mai mult sau mai putin indepartata de acest factor determinat prin procedee numerice(de exemplu in textul bibliografic indicat se da exemplul galaxiei Sombrero care daca este aflata la 29,3 milioane de ani lumina, dupa legea lui Hubble(cu H = 67,8km/sec/Mpc) are o viteza de recesiune de 609 km/sec in timp ce viteza reala de indepartare masurata cu o precizie buna prin masurarea deplasarii spre rosu este de 1024 km/s ceea ce arata ca pentru aceasta galaxie constanta H bazata pe legea liniara, are o abatere de cca 60% in minus fata de  raportul V/D =114 ce rezulta . Adica, cazul Sombrero s-ar gasi pe dreapta lui Hubble daca constanta H a acesteia ar fi 114 km/sec /Mpc sau daca distanta ar fi mai mare(de mentionat ca precizia in masurarea distantelor este mai redusa fata de cea obtinuta la masurarea vitezelor, motiv pentru care in anii 30 constanta a rezultat de cca 500 km/sec/Mpc si doar prin imbunatatirea metodologiilor astronomice  s-a ajuns  la constanta existenta de 67,8 km/sec/Mpc folosita in acest exemplu.
Nota mea :de altfel eroarea probabila este la aprecierea distantei pentruca in catalogul NED, https://ned.ipac.caltech.edu/, pentru aceasta galaxie se gasesc valori ale distantei intre 6-20 Mpc, asadar cu o marja enorma de variabilitate  in timp ce vitezele pe baza de redshift sunt in zona 1000km/sec,  adica cu o variabilitate mult mai redusa.
Mentionam in trecere ca modelul cosmologic utilizat in respectivul catalog are parametrii  H=73 km/sec/Mpc, Ωmatter=.27 si Ωvacuum=.73  (Ωmatter + Ωvacuum=1) , unde Ωmatter  si Ωvacuum  , sunt densitatea de materie respectiv densitatea de energie din Univers si vom  explica ulterior semnificatia acestor parametri.
Asemenea abateri in plus sau in minus se pot gasi in numeroase cazuri particulare si personal am verificat aceasta in cazul galaxiilor utilizate de Hubble in 1929, desigur cu distantele corectate fata de cele utilizate de el (afectate pe atunci de o eroare sistematica care le-a redus de mai multe ori, pe atunci intre 5 si 10 ori marind astfel spre 500 valoarea calculata pentru constanta, eroare descoperita si corectata in 1952, moment dupa care nu au mai existat argumente geologice/cosmologice impotriva ideii de expansiune si de varsta a Universului, respectiv a determinarii pe baza valorii ei mari din 1929, a unei varste prea mici a Universului, la care conduceau aceste valoril initiale ) si am gasit deasemeni abateri insemnate pentru valorile raportului v/D  care in cazurile analizate a variat intre 55-95 km/sec/Mpc.

De ce totusi este atat de importanta constanta lui Hubble si deci si cunoasterea valorii ei cat mai exacte ?

Răspunsul constă în faptul că expansiunea Universului este, de fapt, o măsură a evoluţiei sale în timp, de la Big Bang încoace, iar o cunoastere cat mai corecta a constantei Hubble permite masurarea dimensiunilor si varstei Universului, ceea ce in modelul BB este esential. Am aratat intro postare anterioara, la un capitol de inceput, respectiv  la postarea cu nr 203 din 28/11/2016 ca cele mai mari obiecte cosmice sunt superciorchinile (superclusterele) galactice compuse din zeci de ciorchini(clustere) galactici fiecare cu un numar de galaxii care merge de la sute la cateva mii si ca cercetările efectuate au urmarit intelegerea pozitionarii acestor superclustere in spatiul universal. S-au obtinut astfel hărți tridimensionale care afiseaza pozițiile a cca 1,6 milioane de galaxii. Pentru aceasta, pentru calcule se folosesc pozițiile cat si redshiftul galaxiilor impreuna cu legea lui Hubble
În funcţie de modul în care Universul evoluează şi de distribuţia de materie şi energie din cadrul său, am putea răspunde la trei întrebări esenţiale ale ştiinţei: cât de vechi e Universul, care este soarta lui si care este forma lui ?
De varsta Universului se lega precizia si conformitatea fizica a perioadelor prin care a trecut Universul in timpul expansiunii sale de la BB si pana azi. Astfel atunci cand s-a modificat evaluarea duratei de la BB si pana la formarea protogalaxiilor, noile valori obtinute au fost mai concordante cu timpul fizico-chimic necesar proceselor de creare a primelor stele si galaxii pe care le-am descris pe scurt in prima parte fiind astfel in conformitate cu modelul cosmologic propus.
De asemenea constanta lui Hubble este cruciala pentru cosmologie intrucat poate confirma sau modifica imaginea noastra despre Univers privind componentele acestuia, respectiv materia barionica(normala) ca si cea  doar prespusa teoretic astazi ca fiind formata din materie si energie intunecata, in sensul corectitudinii evaluarilor de azi sau in sensul confirmarii faptului ca inca poate ca ne lipseste ceva esential.
De fapt pentru a răspunde la aceste întrebări, este în principiu nevoie să măsurăm variaţia constantei lui Hubble în trecut, iar pe baza acestei variaţii să extrapolăm evoluţia ei viitoare.

Variatia in timp a lui H
Măsurătorile recente indică faptul că constanta lui Hubble a crescut în timp, semn că Universul se află într-o expansiune accelerată. O expansiune accelerată indică faptul că, cel puţin pentru moment, nu există în Univers suficientă materie pentru a stopa efectele expansiunii. Cunoaşterea acestui aspect nu este suficientă, fiindcă nu ne indică nimic despre evoluţia viitoare a Universului, dar este o piesă esenţială a unui puzzle în care mai intră densitatea de materie şi densitatea de energie si distributia acestora,  pe care le-am mentionat mai sus in modelul cosmologic utilzat in NED.
Deasemeni daca aceasta lege este cu adevarat universala si de forma indicata ea ar permite determinarea fie a vitezei, fie a distantei cand se cunoaste mai precis una dintre ele.
De exemplu o galaxie pentru care s-a masurat cu ajutorul deplasarii spre rosu viteza de recesie de 20000km/sec care este o viteza foarte mare de cca 0,07c (c fiind viteza luminii de 300000km/sec) este, calculand distanta cu ajutorul legii Hubble si cu constanta mai sus utilizata, la cca 1 mlrd. a.l. departare de noi.
De regula distantele foarte mari, de ordinul miliardelor de ani lumina nu se determinau  cu o precizie prea mare nici in anii `60, asa cum in anii `30, cum am mentinat anterior, nu erau corecte nici determinarile pentru cele mai apropiate galaxii folosite de Hubble in determinarea legii liniare care-i poarta numele.
O verificare a realitatii acestei relatii liniare intre viteza si distanta in macrocosmos (pe care eu in mod personal am asociat-o cu o constatare filozofico esoterica care recunoaste Universului o lege exponentiala transcendenta de forma S=e^t unde e este numarul transcedental care este baza a logartmilor Neperieni dar care odata acceptata permite miscarea accelerata fara a mai apela la cresterea constantei adica permitand ca aceasta chiar sa fie o constanta universala, dar nu explica epoca inflatiei de dupa BB desi poate legea exponentiala nu are sens decat atunci cand spatiul S si timpul t au luat fiinta) este cea realizata in 1963 cand dupa ce intre 1950-1960 descoperindu-se obiectele cosmice numite quasari si care azi se stie ca sunt galaxii cuprinzand regiuni cosmice compacte inconjurand o gaura neagra super masiva, cu masa de sute de mii pana la milioane de mase solare si aflata in centrul unei galaxii, https://en.wikipedia.org/wiki/Quasar , Maarten Schmidt a pus pe seama unui decalaj mare spre rosu anomaliile spectrale din lumina acestor corpuri ceresti, anomalii care depasesc 10-15% si astfel spre exemplu pentru qusarul 3C 273 decalajul determinat a fost de 16% adica  un redshift, z=0,16,ceea ce a condus la o viteza de recesie de cca 47.000 km/sec, quasarul fiind la o distanta de cca 500-600 Mpc, lumina plecand de la el acum cca 1,9 mlrd ani adica la cca 11,4 mlrd de ani de la B.B.  Se cunoaste din 2011, obiectul cosmic ULAS J1120+0641 care aflat la o distanta de peste 12 mlrd a.l. si cu o viteza apropiata de cea a luminii(redshift z=7.085)este  considerat quasarul cel mai indepartat de noi
https://www.eso.org/public/news/eso1122/
https://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1122/eso1122.pdf
https://en.wikipedia.org/wiki/ULAS_J1120%2B0641
Lumina de la acest quasar deplasata spre rosu cu  redshiftul de mai sus a calatorit cca 12,55 mlrd a.l. si daca conform modelului cosmologic folosit in NED varsta universului este de cca 13,3 mlrd ani, rezulta o varsta a quasarului la momentul plecarii spre noi (de fapt in toate directiile din Univers)a luminii pe care o vedem azi, de cca 0,75 mlrd ani. Quasarul s-a format asadar la circa 750 de milioane de ani după Big Bang, în perioada critică a Universului, în care stelele au început să se formeze.
Desi in 2011 erau cunoscute cateva obiecte cosmice si mai departate, totusi acest quasar este de sute de ori mai luminos decat acestea permitand un studiu mai detaliat care permite obţinerea de informaţii extrem de interesante şi utile despre Universul nostru pe când acesta era foarte tânăr cat şi despre evoluţia acestuia, spre sfarsitul epocii reionizarii care marcheaza sfarsitul perioadei cosmologice de la inceput, denumita si era intunecata
Astfel descoperirea acestui quasar atat de luminos, impinge cu inca o suta de milioane de ani spre Big Bang  partea de istorie cunoscuta a Universului si făcând o comparaţie între vârsta actuală a Universului şi a unui bătrân de 80 de ani, quasarul record observat  ne prezinta copilul de cca patru ani şi jumătate cu care asemanam Universul prin aceasta analogie.
Se ajunge astfel efectiv pana la momentul final al asa numitei ere a reionizarii.
De mentionat cu aceasta ocazie ca aceste ere timpuri si de durate mici  in care insa se intampla lucruri absolut esentiale pentru devenirea in continuare a Universului sunt descrise in  analiza facuta de mine firelor anterioare  de pe acest forum dedicate TBB , respectiv de la postarea cu nr 8/11.03.2015
Astfel la cca 300000 ani dupa Big Bang, Universul se racise suficient pentu ca electronii si protonii sa se combine in hidrogen neutru(un gaz fara sarcina electrica) care umple Universul pana cand se formeaza primele stele la cca 100-150 milioane ani dupa Big Bang. Radiatiile ultraviolete de mare intensitate descompun din nou atomii de hidrogen in protoni si electroni facand universul sa fie transparent la ultraviolete proces denumit reionizare. Se considera ca acest lucu s-a intamplat intre 150 milioane-800 milioane dupa Big Bang. Aceasta este epoca formarii stelelor si galaxiilor de prima generatie.
Asadar precizia acestor masuratori facute cu ajutorul quasarilor impinge domeniul masurarii distantelor in Univers, constituind si ei niste "lumanari standard" cum constituiau anterior pentru distante mai mici  Cepheidele si supernovele de tip Ia care au jucat un rol important în astronomie.
Intr-adevar, descoperirea expansiunii accelerate a Universului(contrara convingerii ca in timp costanta Hubble trebuie sa scada adica, expansiunea trebuie sa se incetineasca) a fost facuta prin observarea supernovelor distantate, de catre Saul Perlmutter, Adam Riess si Brian Schmidt, ei castigand  in  2011 Premiul Nobel pentru Fizica, Adam Riess end all, Observational Evidence from Supernovae for an Accelerating Universe and a Cosmological Constant, http://adsabs.harvard.edu/abs/1998AJ....116.1009R
Dar acest mod de masurare a distantelor extreme ale universului  are limitele sale intrucat cea mai indepartata supernova cunoscuta se afla la o deplasare spre rosu( redshift, z) de aproximativ 1,7 si deci peste astfel de distante masuratori fiabile nu s-ar putea face. In 2012 s-a dovedit ca si quasarii indepartati cu redshift-uri mari cum este si ULAS J1120+0641 care are aproximativ z=7,1 pot conduce la masuratori precise ceea ce constituie o confirmare si pentru valabilitatea legii Hubble in Universul maxim de indepartat.
http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/may/04/quasars-shine-a-new-light-on-cosmic-distances
Despre acest redshift vom mai adauga doar cateva lucruri pe langa faptul esential ca cel clasic datort efectului Doppler deja pomenit in capitolele anterioare,este determinat de deplasarea spre rosu a lungimii de unda din razele luminoase emise de diversele elemente chimice din compoztia obiectului cosmic care se indeparteaza de noi  si este indicat prin simbolul  z care are expresia z=(λr-λe)/λe unde λr inseamna lungimea de unda la receptie si λe lungimea de unda la emisie, anume ca exista mai multe tipuri de redshift in cosmologie(https://en.wikipedia.org/wiki/Redshift si http://www.space.com/25732-redshift-blueshift.html):
  - redschiftul Doppler relativistic, corespunzator propagarii luminii in spatiului plan euclidian plus timp numit spatiu Minkowski care de fapt este o consecinta a relativitatii restranse, care corecteaza aproximatia nerelativista a efectului Doppler clasic deja data in relatia de mai sus z=(λr-λe)/λe=v/c, si a carui formula de baza este cea indicata si in http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Astro/redshf.html
respectiv: z=(λr-λe)/λe=Radical((1+v/c)/(1-v/c)) -1 cand v este viteza de recesiune radiala care prin aceasta relatie nu poate depasii viteza luminii c.
Evident ca daca v  este foarte mic in raport cu c ceea ce este in general situatia galaxiilor nu foarte indepartate atunci z este si el foarte mic si din ce in ce mai apropiat de v/c cu cat  este mai mic asa cum se vede in exemplul de mai jos putand sa  sa spunem  ca pentru valori mici(sub 0,1) el aproximeaza bine raportul dintre viteza de recesiune v care intra in legea lui Hubble si  viteza luminii, dar ca relatia asta nu este liniara, asa ca incepand cu un z>=.1 valoarea vitezei de recesiune  creste mai incet neputand sa depaseasca viteza luminii. De exemplu pentru:
z=0,01, v/c=0,00995 adica v=2985km/sec fata  de 3000km/sec cat ar fi aceasta  daca v/c=z=0,01 ,
z=0,1,  v/c=0,095 adica  v= 28500km/sec fata de 30000km/sec cat ar fi aceasta daca v/c=z =0,1
daca z=1 atunci v/c= 0,6 adica v=180000km/sec fata de 300000km/sec cat ar fi aceasta daca v/c=z=1,0 
De aceea in cazul ULAS J1120+0641 pentru care z=7.085 conduce la  v/c= 0.97,adica o viteza de recesiune apropiata de c dar nu de 7 ori mai mare cat ar da o interpretare simplista a acestui redshift.
-redschiftul cosmologic care conform Teoriei Relativitatii General(TRG) este pus in directa legatura cu dilatarea spatiului in universul in expansiune al TBB si care are relatia logica in care in locul raportului lungimilor de unda apare raportul factorilor de scara, pentruca se gaseste din dezvoltarea formulelor relativitatii generalizate egalitatea cat se poate de logica si de asteptat intre raportul lungimilor de unda si ale factorului de scara(λr/λe= ar/ae) atfel ca 1+z= ar/ae.
De exemplu daca z este masurat a fi 3 si scara universului la receptie este cea actuala adica ar =1, atunci universul are la emisie ae  =ar /(1+z) =1/4. si deci s-a expandat de 4 ori in timpul in care lumina a ajuns la noi.
La asemenea valori mari ale lui z acesta indica  mai degraba o masura a modificarii factorului de scara decat o masura a unei viteze reale de miscare . Astfel in exemplul dat dupa formula relativista, pentru z=7,085 se obtine v/c=0,97 adica o viteza de recesie enorma de cca 291.000km/sec, dar in schimb o valoare "a" a factorului de scara la emisie  caracterizand modelele relativiste de expansiune, de cca 1/8.
-redschiftul gravitational care este legat de efectul campului gravitational asupra luminii care daca este puternic o decaleaza spre rosu datorita efectului masei mari a unei galaxii fata de cea a galaxiei emitente   si care este mai degraba un fenomen local observat prima oara in 1959, dar in 2011 cosmologii l-au putut identifica chiar la scara universului si producandu-se exact conform tepriei TRG care astfel a mai primit o confirmare. 
Nota: Toate aceste redshifturi la care se poate adauga si un blueshift Doppler asa cum am vazut ca este in cazul galaxiei Andromeda se pot compune in redshiftul Hubble desigur cu precizarea ca pentru obiectele cosmice foarte indepartate de la care lumina aplecat spre noi cand universul era foarte tanar redshiftul Doppler relativist poate fi inlocuit de cel cosmologic care intrun fel este acelasi cu cel relativist de tip Doppler daca raspundem la intrebarea la care ne-am mai referit mai mult sau mai putin direct si anume: Care sunt cauzele” redshiftului Hubble”? Sunt undele luminoase „întinse“pentruca universul se extinde, sau lumina pe care o primim din univers este supusa efectului Doppler, deoarece galaxii îndepărtate se deplasează fata  de noi?
Paradoxal raspunsul este da la ambele intrebari pentruca pe scurt explicatia deplasarii spre rosu prin efectul Doppler echivaleaza cu o aproximare liniară a explicației „întinsă de lumină“. Trecerea de la un punct de vedere la altul presupune o schimbare a sistemelor de coordonate în spațiu-timp (curbat).
O explicație detaliată necesită considerarea modelelor de spatiu timp de care vom vorbi : Friedmann-Robertson-Walker (FRW). Faimosul „balon in expansiune placat  cu galaxii“ sau aluatul cu stafide care creste oferă o analogie vizuală pentru „intindere”, dar ca orice analogie va induce in eroare daca va fi luata prea literal  permitand totusi o intuire a fenomenului. Astfel daca gandim un sistem de coordonate de tip geografic adica latitudine si longitudine pe balonul care se umfla punctele sale pastreaza fiecare aceiasi latitudine si longitudine dar distanta dintre ele creste si viteza aparenta cu care se indeparteaza unul de celalalt este evident proportionala cu distanta. (nota mea:Acest model se poate inlocuii si cu unul in care materia balonului sau a aluatului dar nu si punctele sale fara dimensiune in raport cu spatiul adica  suprafata curba sau plana sau volumul spatial de aluat, se deformeaza omogen si izotrop cu un acelasi coeficient de deformatie care ar reprezenta constanta Hubble, iar mecanica acetei deformatii s-ar supune legilor teoriei elasticitatii). Desigur ca odata cu dilatarea spatiului se dilata corespunzator si lungimile de unda care poarta lumina prin acest spatiu si astfel apare fenomenul de redschift.daca insa introducem un sistem local de coordonate in care un punct(noi) este originea si se considera fix si celalalt punct se deplaseaza fata de noi datorita intinderii suprafetei de care este atasat dar noi nu stim asta atunci vom considera ca acel punct se misca fata de noi si fenomenul luminos observat il vom considera ca unul Doppler si atunci regasim legea lui Hubble ca atare.

Revenind la masuratorile de distanta si ale constantei Hubble vedem cum in timp metodele de determinare a constantei lui Hubble au crescut in precizie mai ales in ceea ce priveste masura distantei pana la galaxile din Univers, astazi putand rezuma evolutia lor dupa cum urmeaza:

a)Masurarea distantei pornind de la variatia luminozitatii cu distanta cu ajutorul  asa numitelor lumanari standard care sunt cefeidele, unele supernove respectiv cele de tip Ia si azi chiar si quasari, bazate pe observatii si masuratori facute de pe telescoape spatiale sau terestre, ultimele determinari facute chiar in 2016 fiind realizate folosind o metoda mai recenta folosind asa numitele lentile cosmice gravitationale utilizate in interpretarea datelor furnizate atat de telescopul spatial Hubble cat si de alte telescoape spatiale sau terestre, https://www.spacetelescope.org/news/heic1702/, 

b) Masurarea constantei lui Hubble  prin observarea radiaţiei cosmice de fond, radiaţie care a luat naştere când Universul avea circa 380.000 de ani, când radiaţia s-a decuplat de materie. Observarea acestei radiaţii, efectuate cu ajutorul satelitului  Planck al Agenţiei Spaţiale Europene(https://en.wikipedia.org/wiki/Planck_(spacecraft)) , ne permite determinarea vitezei de expansiune a Universului în mod independent de măsurătoarea efectuată cu telescopul Hubble. Acelasi lucru se poate spune si despre programul denumit Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), cunoscut initial ca Microwave Anisotropy Probe (MAP) https://en.wikipedia.org/wiki/Wilkinson_Microwave_Anisotropy_Probe, care opereaza intre 2001 si  2010 masurand diferentele de temperatura in radiatia cosmica a fondului de microunde tinand cont si de modelul cosmologic actual ΛCDM despre care vom vorbi in capitolul urmator destinat acestor modele cosmologice cat si criticilor celor actuale.
In tabelul din https://en.wikipedia.org/wiki/Hubble's_law se indica o evolutie a valorilor artribuite in timp acestui extraordinar de important parametru care coreleaza viteza de expandare a spatiului in univers sau altfel spus viteza cu care galaxiile se indeparteaza una de cealalta evidentiindu-se evolutia ei din 1929 cand Hubble a dat valoarea mult prea mare(500km/sec/Mpc) si care ducea la o varsta imposibil de mica pentru Univers dupa rationamentul recursiv privind evolutia acestuia din trecut spre prezent. Putem considera aceasta epoca inceputa in 1929 ca o prima perioada a cosmologiei moderne reflectata prin TBB si tinand pana in 1956 cand Sandage a redus mult valorile constantei, respectiv conform tabelului citat la 180 km/sec/Mpc si apoi in 1958 la 75km/sec/Mpc, valoare care este aproape in domeniul de variabilitate al celor de azi , valori care au avut insa o marja mai mare de variabilitate decat cele din prezent, astfel ca pana in 1996(dupa Denis Overbye ) se considera o aproximatie satisfacatoare gasirea acestei constante intre 50-90 km/sec/Mpc ceea ce conducea la o variabilitate a varstei universului de la simplu la aproape dublu adica de la cca 11mlrd ani la cca 20mlrd ani,
Dupa 1996 prin noile instrumente de masura purtate de satelitul european Planck(2009-2013) sau telescopul spatial Hubble(1993-2020) cat si cel instalat pe pamant Sloan Digital Sky Survey or SDSS care masoara redshifturi incepand din anul 2000 in patru campanii,  SDSS IV incepand in 2014 si terminandu-se in 2020, cat si alte cateva, intram in epoca care se continua si in prezent si incepe mai amplu dupa 2000 cand s-au obtinut primele date cosmologice de la sistemele de masura sofisticate si deja mentionate cu efect de restrangere a zonei variatiei constante intre 67-73km/sec/Mpc adica in jurul valoriii de 70 km/sec/Mpc desi a existat chiar si in august 2006 o referinta la o valoare mai mare a constantei, respectiv de cca 77,6 Km/sec/Mpc si cu o variabilitate de +/- de peste 13 km/sec/Mpc ceea ce ne-ar readuce in zona epocii anterioare lui 1996, si ne referim la observatorul spatial Chandra X-ray Observatory (CXO),  lansat de NASA in 1999 completand masurtorile facute cu observatorul spatial Hubble si utilizand o metoda distincta de cele prezentate la pct a)  si b) pentru determinarea constantei Hubble constand in combinarea lor http://chandra.harvard.edu/press/06_releases/press_080806.html. Vom elimina pentru moment aceasta valoare pe motiv ca iese din domeniul deja stabilit cu celelalte. 

Asadar daca se urmaresc rezultatele  publicate in diverese articole de specialitate se constata ca desi valorile lui H se restrang intro banda mai ingusta, cu un ecart de plus minus 3-4 km/se/Mpc,  in jurul valorii medii de 70-71 km.sec/Mpc (aceasta evaluare imi apartine), constatam ca exista inca o destul de mare variabilitate intre diferitele metodologii utilizate de aceste importante programe de urmarit Universul, fiecare in sine avand o marja de eroare mica, mai mica decat aceasta variabilitate de ansamblu si este de presupus ca in viitor valorile se vor mai preciza si ca discrepantele dintre metodologia de tip masuratori ale  fondului  de microunde din epoca timpurie a Universului  si cele bazate pe masurarea redshiftului si a distantei se vor explica si ele.

In final mentionam faptul ca masuratorile  conduc la valori incepand din 2000(vezi tabelul  referit la bibliografie) aflate in domeniul:
-valorilor mai mari de peste 70km/sec/mpc(tipul a)  cu ultima valoare determinata in decembrie 2016 cu ajutorul telescopului Hubble find de 71,9 km/sec/Mpc(cu abatere plus/minus de pana la cca 2-3 km/sec/Mpc) dupa ce in iunie 2016 s-a indicat o valoare tot pornind de la datele obtinute cu telecopul Hubble de cca 73km/sec/Mpc insa cu o abatere mai mica de ccca plus /minus 1,75Km/sec/Mpc
-valorile mai mici de 70 km/sec/Mpc, respectiv cca 67km/sec/Mpc (tipul b) discrepanta fiind totusi destul de mare , pana la cca 8%, ceea ce depaseste cu mult marjele de eroare in diferitele metode de masura, motiv de nedumerire pentru cosmologi.

Dacă într-adevăr acest rezultat va fi confirmat - va trebui găsită o explicaţie: care este adevărata viteză de expansiune a Universului şi ce anume o determină? La ora actuală se crede că expansiunea Universului este determinată de relaţia dintre materie (în mare parte materie întunecată) şi energia întunecată.

Este deci posibil ca materia şi energia întunecată să evolueze în timp şi raportul dintre ele să se schimbe de-a lungul evoluţiei Universului. La ora actuală însă nu ştim din ce sunt compuse acestea şi este greu de găsit o explicaţie care să convingă toată comunitatea ştiinţifică.

O explicaţie oarecum mai simplă ar fi cum că aşa-numitele „lumânări standard” nu sunt chiar aşa de... standard pe cum credem. Adică stelele folosite ca etalon pentru măsurarea vitezei de expansiune a Universului ar putea genera erori de care nu suntem conştienţi. Din acest motiv grupul de cercetători de la Universitatea din Chicago condus de Wendy Freedman încearcă să găsească alte metode pentru a măsură expansiunea Universului – bazate pe diverse tipologii de stele, tocmai pentru a avea o comparaţie între mai multe metode.

O altă posibilă explicaţie este legată de energia întunecată – aceasta ar putea evolua şi, dacă cu trecerea timpului ar fi devenit mai „puternică”, acest fapt ar fi în acord cu rezultatele măsurate de către telescopul Hubble.

Evoluţia Universului nostru este fascinantă; faptul că în prezent avem posibilitatea de a efectua mai multe măsurători care să ne spună cum a evoluat Universul de-a lungul timpului ne va ajuta să înţelegem compoziţia acestuia şi, într-un viitor sperăm cu toţii nu prea îndepărtat, să identificăm sursele materiei şi energiei întunecate. Atunci vom avea inclusiv o idee nu doar despre cum am ajuns de la Big Bang aici, ci şi despre cum va evolua Universul nostru.

In capitolul urmator legat de modelele cosmologice si teoria relativitatii generalizate vom mai reveni la aceasta constanta primordiala in cosmologie.
« Ultima Modificare: Februarie 11, 2018, 01:42:29 p.m. de atanasu »

Offline atanasu

  • Senior
  • ****
  • Mesaje postate: 1167
  • Popularitate: +14/-138
Răspuns: Hibele teoriei Big-Bang-ului,si ipoteze sau sugestii alternative.
« Răspuns #212 : Martie 20, 2017, 10:37:06 a.m. »
 In urma continuarii la cap 5 si cap 6 al acestui referat am considerat necesar sa mai adaug in plus de cateva corectii si unele elemente legate de redshift si de masuratori ale constantei Hubble la cap 2 si cap 4 pe care le transcriu si aici:

a) Ref redshift:
-la cap 2: Redshiftul este decalajul in frecventa/lungime de unda pe care-l suporta radiatiiile luminoase pe tot spectrul lor de emisie datorita indepartarii lor unele de celelalte fiind  un efect Doppler, respectiv in cazul in care galaxiile se indeparteaza asa cum a observat si calculat Hubble redshiftul notat cu z se numeste si deplasare spre rosu a luminii receptionate si are expresia z=(λr-λe)/λe unde λr inseamna lungimea de unda la receptie si λe lungimea de unda la emisie)  care impreuna satisfac legea lui Hubble, care exprima relatia de proportionalitate liniara descoperita experimental de Hubble in 1929, relatie care afirma faptul ca viteza de indepartare a galaxiilor (v=zc) este proportionala cu distanta dintre acestea(v proportional cu D) factorul de proportionalitate fiind H constanta lui Hubble, adica v=HxD
-la cap 4: Viteza este data de redshiftul(deplasarea spre rosu) z, calculat din masuratorile lungimilor(frecventelor) cu relatia  z=(λr-λe)/λe unde λr inseamna lungimea de unda la receptie si λe lungimea de unda la emisie)folosind relatia V=zxc
                        Despre acest redshift vom mai adauga doar cateva lucruri pe langa faptul esential ca cel clasic datort efectului Doppler deja pomenit in capitolele anterioare,este determinat de deplasarea spre rosu a lungimii de unda din razele luminoase emise de diversele elemente chimice din compoztia obiectului cosmic care se indeparteaza de noi  si este indicat prin simbolul  z care are expresia z=λr-λe)/λe unde λr inseamna lungimea de unda la receptie si λe lungimea de unda la emisie, anume ca exista mai multe tipuri de redshift in cosmologie(https://en.wikipedia.org/wiki/Redshift si http://www.space.com/25732-redshift-blueshift.html):
  - redschiftul Doppler relativistic, corespunzator propagarii luminii in spatiului plan euclidian plus timp numit spatiu Minkowski care de fapt este o consecinta a relativitatii restranse, care corecteaza aproximatia nerelativista a efectului Doppler clasic deja data in relatia de la inceputul capitolului z=λr-λe)/λe=v/c, si a carui formula de baza este cea indicata si in http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Astro/redshf.html
respectiv: z=(λr-λe)/λe=Radical((1+v/c)/(1-v/c)) -1 cand v este viteza de recesiune radiala care prin aceasta relatienu poate depasii viteza luminii c.
Evident ca daca v  este foarte mic in raport cu c ceea ce este in general situatia galaxiilor nu foarte indepartate atunci z este si el foarte mic si din ce in ce mai apropiat de v/c cu cat  este mai mic asa cum se vede in exemplul de mai jos putand sa  sa spunem  ca pentru valori mici(sub 0,1) el aproximeaza bine raportul dintre viteza de recesiune v care intra in legea lui Hubble si  viteza luminii, dar ca relatia asta nu este liniara, asa ca incepand cu un z>=.1 valoarea vitezei de recesiune  creste mai incet neputand sa depaseasca viteza luminii. De exemplu pentru:
z=0,01, v/c=0,00995 adica v=2985km/sec fata  de 3000km/sec cat ar fi aceasta  daca v/c=z=0,01 ,
z=0,1,  v/c=0,095 adica  v= 28500km/sec fata de 30000km/sec cat ar fi aceasta daca v/c=z =0,1
daca z=1 atunci v/c= 0,6 adica v=180000km/sec fata de 300000km/sec cat ar fi aceasta daca v/c=z=1,0 
De aceea in cazul ULAS J1120+0641 pentru care z=7.085 conduce la  v/c= 0.97,adica o viteza de recesiune apropiata de c dar nu de 7 ori mai mare cat ar da o interpretare simplista a acestui redshift.
-redschiftul cosmologic care conform TRG este pus in directa legatura cu dilatarea spatiului in universul in expansiune al TBB si care are relatia logica in care in locul raportului lungimilor de unda apare raportul factorilor de scara, pentruca se gaseste din dezvoltarea formulelor relativitatii generalizate egalitatea cat se poate de logica si de asteptat intre raportul lungimilor de unda si ale factorului de scara(λr/λe= ar/ae) atfel ca 1+z= ar/ae.
De exemplu daca z este masurat a fi 3 si scara universului la receptie este cea actuala adica ar =1, atunci universul are la emisie ae  =ar /(1+z) =1/4. si deci s-a expandat de 4 ori in timpul in care lumina a ajuns la noiatunci la momentul si care conduce la rezultate asemanatoare
La asemenea valori mari ale lui z indica  mai degraba ca o masura a modificarii factorului de scara decat o masura a unei viteze reale de miscare .Astfel in exemplul dat dupa formula relativista pentru z=7,085 se obtine v/c=0,97 adica o viteza de recesie enorma de cca 291.000km/sec dar o valoare a a factorului de scara la emisie  caracterizand modelele relativiste de expansiune, de cca 1/8
-redschiftul gravitational care este legat de efectul campului gravitational asupra luminii care daca este puternic o decaleaza spre rosudatorita efectului masei mari a unei galaxii fata de cea a galaxiei emitente   si care este mai degraba un fenome local .

Nota: Toate aceste redshifturi la care se poate adauga si un blueshift Doppler asa cum m vazut ca este in cazul galaxiei Andromeda se pot compune in redshiftul Hubble desigur cu precizarea ca pentru obiectele cosmice foarte indepartate de la care lumina aplecat spre noi cand universul era foarte tanar redshiftul Doppler relativist poate fi inlocuit de cel cosmologic care intrun fel este acelasi cu cel relativist de tip Doppler daca raspundem la intrebarea la care ne-am mai referit mai mult sau mai putin direct si anume: Care sunt cauzele” redshiftului Hubble”? Sunt undele luminoase „întinse“pentruca universul se extinde, sau lumina pe care o primim din univers este supusa efectului Doppler, deoarece galaxii îndepărtate se deplasează fata  de noi?
Paradoxal raspunsul este da la ambele ntrebari pentruca pe scurt explicatia deplasarii spre rosu prin efectul Doppler echivaleaza cu o aproximare liniară a explicației „întinsă de lumină“. Trecerea de la un punct de vedere la altul presupune o schimbare a sistemelor de coordonate în spațiu-timp (curbat).
O explicație detaliată necesită considerarea modelelor de spatiu timp de care vom vorbi  Friedmann-Robertson-Walker (FRW). Faimosul „balon in expansiune placat  cu galaxii“ sau aluatul cu stafide care creste oferă o analogie vizuală pentru „intindere”, ca orice analogie va induce in eroare daca va fi luata prea literal dar totusi permite o intuire a fenomenului. Astfel daca gandim un sistem de coordonate de tip geografic adica latitudine si longitudine pe balonul care se umfla punctele sale pastreaza fiecare aceiasi latitudine si longitudine dar distanta dintre ele creste si viteza aparenta cu care se indeparteaza unul de celalalt este evident proportionala cu distanta. (nota mea:Acest model se poate inlocuii si cu unul in care materia balonului sau a aluatului dar nu si punctele sale fara dimensiune in raport cu spatiul adica  suprafata curba sau plana sau volumul spatial de aluat, se deformeaza omogen si izotrop cu un acelasi coeficient de deformatie care ar reprezenta constanta Hubble, iar mecanica acetei deformatii s-ar supune legilor teoriei elasticitatii). Desigur ca odata cu dilatarea spaiului se dilata corespunzator si lungimile de unda care poarta lumina prin acest spatiu si astfel apare fenomenu de redschift.daca ins introducem un sistem local de coordonate in care un punct(noi) este originea si se considera fix si celalalt punct se deplaseaza fata de noi datorita intinderii suprafetei de care este atasat dar noi nu stim asta atunci vom considera ca acel punct se misca fata de noi si fenomenul luminos bservat il vom considera ca unul Doppler si atunci regasim legea lui Hubble ca atare.

b) Despre masuratori ale constantei lui hubble, H, la cap 4 in final:
   In final mentionam faptul ca masuratorile  conduc la valori incepand din 2000(vezi tabelul referit in bibliografie) aflate in domeniul:
-valorilor mai mari de peste 70km/sec/mpc(tipul a)  cu ultima valoare determinata in decembrie 2016 cu ajutorul telescopului Hubble find de 71,9 km/sec/Mpc(cu abatere plus/minus de pana la cca 2-3 km/sec/Mpc) dupa ce in iunie 2016 s-a indicat o valoare tot pornind de la datele obtinute cu telecopul Hubble de cca 73km/sec/Mpc insa cu o abatere mai mica de ccca plus /minus 1,75Km/sec/Mpc
-valorile mai mici de 70 km/sec/Mpc (tipul b) discrepanta fiind totusi destul de mare , pana la cca 8%, ceea ce depaseste cu mult marjele de eroare in diferitele metode de masura, motiv de nedumerire pentru cosmologi.

Dacă într-adevăr acest rezultat va fi confirmat - va trebui găsită o explicaţie: care este adevărata viteză de expansiune a Universului şi ce anume o determină? La ora actuală se crede că expansiunea Universului este determinată de relaţia dintre materie (în mare parte materie întunecată) şi energia întunecată.

Este deci posibil ca materia şi energia întunecată să evolueze în timp şi raportul dintre ele să se schimbe de-a lungul evoluţiei Universului. La ora actuală însă nu ştim din ce sunt compuse acestea şi este greu de găsit o explicaţie care să convingă toată comunitatea ştiinţifică.

O explicaţie oarecum mai simplă ar fi cum că aşa-numitele „lumânări standard” nu sunt chiar aşa de... standard pe cum credem. Adică stelele folosite ca etalon pentru măsurarea vitezei de expansiune a Universului ar putea genera erori de care nu suntem conştienţi. Din acest motiv grupul de cercetători de la Universitatea din Chicago condus de Wendy Freedman încearcă să găsească alte metode pentru a măsură expansiunea Universului – bazate pe diverse tipologii de stele, tocmai pentru a avea o comparaţie între mai multe metode.

O altă posibilă explicaţie este legată de energia întunecată – aceasta ar putea evolua şi, dacă cu trecerea timpului ar fi devenit mai „puternică”, acest fapt ar fi în acord cu rezultatele măsurate de către telescopul Hubble.

Evoluţia Universului nostru este fascinantă; faptul că în prezent avem posibilitatea de a efectua mai multe măsurători care să ne spună cum a evoluat Universul de-a lungul timpului ne va ajuta să înţelegem compoziţia acestuia şi, într-un viitor sperăm cu toţii nu prea îndepărtat, să identificăm sursele materiei şi energiei întunecate. Atunci vom avea inclusiv o idee nu doar despre cum am ajuns de la Big Bang aici, ci şi despre cum va evolua Universul nostru.

Nota: in curand vor urma capitolele 5 si 6 intitulate:

  5. Teoria relativitatii generalizate  si modelele cosmologice


      6.  Universul si factorul de scara sau Universul vazut prin factorul de scara.Evolutia sa conform modelului  ΛCDM . Dovezi experimentale ale TBB

             
« Ultima Modificare: Ianuarie 18, 2018, 09:22:47 a.m. de atanasu »

Offline atanasu

  • Senior
  • ****
  • Mesaje postate: 1167
  • Popularitate: +14/-138
Răspuns: Hibele teoriei Big-Bang-ului,si ipoteze sau sugestii alternative.
« Răspuns #213 : Martie 25, 2017, 07:25:06 p.m. »
5.Teoria relativitatii generalizate si modelele cosmologice

I. Introducere.
Vom folosi pentru prezentarea acestui subiect lucrarea deja citata, respectiv capitolele 17 (deja utilizat) intitulat Expansiunea universului  si 18 intitulat Big Bangul adica 
http://physique.merici.ca/astro/chap17ast.pdf    si
http://physique.merici.ca/astro/chap18ast.pdf
Prezentarea nu va urmari in permanenta succesiunea din textul sursa si desigur ca in conformitate cu cele spuse la inceputul cap 4: „Pentru cele care rezulta logico-matematic corect din ipotezele folosite in demonstratii, nu voi prezenta rationamentele matematice  ci doar ipoteza de pornire si concluzia, pentru ca nu doresc sa insist decat pe concluziile diferitelor premize la care evident ca demonstratia fiind corecta si concluzia va fi corecta in aceisi masura cu corectitudinea sau adevarul premizelor.
Cu alte cuvinte schema logica a rationamentelor intalnite fiind : « daca A atunci B »  unde ipoteza este A , concluzia este B si demonstratia este continutul logico-matematic care i se da lui « atunci », pe noi ne vor interesa doar A si B considerand ca nu preluam demonstratii incorecte si deci garantam pentru corectitudinea demonstratiei, desigur ca nu si pentru adevarul premizelor.”

Elemente de teoria relativitatii generalizate
In teoria newtoniana a gravitatiei efectele acesteia se propaga instantaneu in spatiu dar din 1905 Einstein a pstulat ca nimic in univers nu se poate propaga cu o viteza mai mare decat cea a undelor electromagnetice (viteza c a luminii in vid). Din aceasta cauza Einstein a incercat si a rezolvat aceasta contradictie creind Teoria relativitatii generalizate pe care a publicat-o in 1916 ajutat in 1915 pentru a da forma matematica ideilor sale fundamentale de catre David Hilbert.
Aceasta teorie este bazata pe concepte radical diferite fata de cele ale gravitatiei newtoniene postuland faptul ca gravitatia nu este o forta ci manifestarea curburii spatiului, de fapt a spatiu-timpului (celebrul exemplu  a unei suprafete plane curbate de o masa mare care se reazema pe ea si care creiaza astfel o palnie pe care corpurile din vecinatate aluneca spre corpul central de masa mare), curbura ea insasi produsa mai general de distributia spatiala de energie sub forma de masa sau de energie cinetica care difera in functie de referentialul observatorului. Prin aceasta teorie se  pot explica si prevedea efecte inaccesibile teoriei newtoniene dar verificabile si verificate cum sunt expansiunea universului, undele gravitationale si gaurile negre.
In acelasi timp e bine sa precizam ca TRG cuprind si teoria gravitatiei ca relatii matematice asa cum a formulat-o Newton ( https://www.quora.com/How-can-we-derive-Newtons-law-of-gravitation-from-Einsteins-theory-of-relativity)
 Deasemenea prin introducerea unor constante corecte, obtinute prin observatii cosmologice, se pot alege din modelele permise de matematica teoriei, cele mai conforme unei realitati observabile. Sunt inca probleme aflate  in suspensie cum este relatia intre relativitatea generalizata valabila in Universul la scara mare si teoria cuantica valabila in univesul infinitezimal cautandu-se o teorie completa si coerenta care sa le inglobeze pe amandoua si care astfel s-ar putea numi gravitate cuantica si care sa concilieze anume masuratori cu previziunea teoretica cu referire la materia si energia intunecata
Ecuatia lui Einstein este expresia matematica a Relativitatii Generale si cea mai generala  relatie a fizicii gravitatiei fiind expresia unei formule fundamentale postulabile pe baza unor fundamente acceptate ca atare si apoi verificabile, asadar nedeductibile din ceva mai fundamental si exprima matematic ideile einsteiniene principale care guverneaza aceasta teorie si anume : principiul echivalentei care afirma ca gravitatia nefiind o veritabila forta, atunci devierea traiectoriei sau modificarea vitezei obiectelor este datorata  insasi modificarii prin deformare a structurii spatiu-timp care conduce la aparitia unei curburi spatio-temporale. In acest spatiu obiectele se deplaseaza pe geodezice(geodezica este drumul cel mai scurt intre doua puncte intrun spatiu cu o anume metrica, in metrica euclidiana geodezica fiind linia dreapta), principiul caracterului local al actiunii efectute de curbura spatiu-timpului care se curbeaza intrun punct al entitatii cvadridimensionale in functie de densitatea materiei in acel punct dar si reciproc dispunerea cat si evolutia materiei intrun punct este functie de curbura din acel punct adica spatiul timp actioneaza asupra materiei exact in aceiasi masura in care aceasta actioneaza asupra spatiu-timpului ceea ce matematic se traduce prin introducerea calculului tensorial si prin nelinearitatea ecuatiilor lui Einstein care devin foarte dificil de rezolvat analitic exact. Acest aspect are drept consecinta ca, caracterul local al ecuatiilor nu permite o actiune instantanee ci materia curbeaza local spatiu-timpul, care perturba spatiu-timpul din imediata vecinatate aparand astfel un fenomen de propagare a acestei actiuni-reactiuni cu o anume viteza de propagare care insa nu poate depasi viteza luminii.
Metaforic un mare fizician a exprimat acest aspect fundamental prin fraza : Materia spune spatiului cum sa se curbeze si spatiul spune materei cum sa se miste sau inlocuind materia cu energia s-ar putea spune mai general si : Enegia determina geometria si schimbarile acesteia in univers si reciproc geometria determina miscarea energiei ajungandu-se astfel la aceasta determinare iterativa reciproca.Mai trebuie sa spunem ca acest proces se desfasoara fata de observator acesta fiind centrul universului care de fapt poate fi oriunde, dar observatorul este doar undeva anume si ne referim la spatiul din jurul sau deformandu-se si/sau expandand.
Solutiile acestei ecuatii sunt metrici de spatiu-timp permitand cum vom vedea definirea de diverse modele cosmologice descriind universul la scara mare
Ipoteza omogentatii si izotropiei la scara mare a Universului care constituie principiul cosmologic verificat prin observatiile astronomice la scara mare implica faptul ca se poate alege un timp universal astfel ca metrica spatiului sa fie aceiasi in orice moment si peste tot, ceea ce este compatibil cu TBB actuala.
Plecand de la ecuatiile lui Einstein-Hilbert(imi permit sa le denumesc astfel, TRG apartinand lui Einstein dar la haina matematica a acesteia contribuind decisiv David Hilbert) sunt posibile mai multe modele de Univers. Astfel in 1915 Einstein concepea universul ca fiind stationar, lucru contrazis de observatiile astronomice ulterioare(Hubble, 1929). Fizicianul rus Alexandru Friedmann a fost primul care in 1922 a tratat spatiul cu curbura pozitva si mai tarziu in 1924 l-a introdus in ecuatii si pe cel cu curbura negativa fiind urmat in mod independent de abatele matematician Georges Lemaître care regasi aceleasi ecuatii in 1927 astfel ca si cu alte contributii apare metrica unor modele nestationare fata de cel initial propus de Einstein, respectiv metrica Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker , aratand ca sunt posibile trei modele pentru un univers omogen si izotrop si anume in functie de curbura medie a spatiului : modelul universului plat si deschis, de volum infinit pentru curbura nula, inchis si de volum finit pentru curbura pozitiva si deschis de volum infinit pentru curbura negativa

Ce ne da TRG ?
Teoria relativitatii generalizate aplicata Universului si plecand de la densitatea de energie (sau de materie pentruca  conform relatiei einsteiniene intre masa si energie,  E = mc², acestea sunt una si aceiasi realitate materiala mai profunda) si de presiune, obtinem valorile evolutiei in timp a urmatorilor parametrii ce definesc evolutia acestuia :
a) Rata de expansiune reprezentata de constanta Hubble ;
b) Factorul de scara ;
c) Curbura universului ;

a) Rata de expansiune reprezentata de constanta Hubble
Ne-am referit  deja in capitolul anterior la legea si constanta Hubble precizand acum ca si aici vom lucra cu o aceiasi valoare a lui H=67,8km/sec/Mpc conform celei utilizate in sursa documentara folosita si indicata,http://physique.merici.ca/astro/chap17ast.pdf
ceea ce inseamna ca lungimile dintre galaxii cresc azi dand constantei lui Hubble valoarea de mai sus cu un ritm de 2,20x10^-18/sec adica cu 6,93x 10^-11 per an sau cu 6,93x10^-2 per mlrd ani. Ca sa ne dam seama mai intuitiv de ce reprezinta aceasta rata de expansiune Hubble, vom aplica valorile anterioare la cazul galaxiei apropiate de noi Andromeda aflata la o distanta de cca 2.5 milioane  a.l. Aceasta distanta de dilatare spatiala,daca nu ar interveni si alte miscari asa cum vom vedea si mai jos cat si in ultimele capitole, ar creste intr-o secunda cu 2,20x10^-18 x 2.5x10^6 = 5.5x10^-12 a.l., adica un an lumina fiind cca 10^16 m ar creste cu 5.5x 10^4 m adica cu 55km.La fel  vom vedea ca distanta intr-un an creste cu cca  1.735x10^-4 a.l respectiv 1.735 x10^12m adica cca 1,735 mlrd. km  iar intr-un miliard de ani (sub o zecime din varsta universului) cu cca 7% din distanta actuala. In realitate datorita atractiei gravitationale intre galaxia noastra si Andromeda unde din cauza distantei mici la scara cosmologica aceasta predomina fata de dilatarea de tip Hubble galaxiile se vor intalni intr-un viitor dar care pentru omenire este foarte indepartat.

b)Factorul de scara
Am constatat in cap 4 cand am vorbit despre legea lui Hubble ca ea este aceiasi pentru orice observator din Univers daca este valabila, adica constatata experimental pentru cel putin unul, oriunde s-ar afla acesta, bazandu-ne pe regulile de compunere a vitezelor si pe relativitatea miscarii
Putem in acest caz sa ne punem problema daca nu cumva toate distantele dintre galaxiile din univers carora li se aplica legea lui Hubble evolueaza in timp cu un anume factor  , a,  pe care il vom denumi factor de scara, expansiunea Universului fiind astfel caracterizata in timp, de acest factor de scara.
Daca vom considera ca in acest moment de referinta, prezentul, factorul de scara a este unitar , a=1, atunci  acesta conform legii lui Hubble va fi supraunitar in viitor si  subunitar in trecut iar distanta la un moment dat va fi D=axd , unde d este distanta azi iar D=axd este distanta in viitor sau in trecut, functie de factorul de scara a din acel moment.
Intrucat schimbarea lungimii de unda (deplasarea spre rosu ) cauzata de dilatarea univesului conform legii lui Hubble, depinde dupa cum vom vedea de factorul de scara, atunci daca se cunoaste decalajul spre rosu a unei radiatii luminoase se poate calcula factorul de scara pentru momentul cand a fost emisa lumina pe care o vedem azi cu decalajul respectiv, desigur subunitar caci emisia s-a petrecut in trecut.
De exemplu intrun trecut anume cand galaxiile erau la jumatate din distantele la care sunt astazi factorul de scara era 0,5 adica distanta de atunci intre doua galaxii intre care azi distanta este d=100 mil.a.l. era D=axd=50mil a.l, iar in viitor cand distanta dintre galaxii se va dubla inseamna ca  a =2 si deci D=200 mil.a.l.
Este o relatie foarte simpla dar aplicatiile ei sunt importante.
In teoria relativitatii spatiul este cel care se dilata fara dilatarea si a  corpurilor din interior(galaxiile) si fara ca acestea sa-si schimbe pozitiile relative adica este doar ca o  schimbare in factorul de scara. Exista insa si miscari care nu sunt deformari ale spatiului ci miscari efective in raport cu acesta ca referential si care schimba structura universului local cum este de exemplu faptul ca galaxia Andromeda(d=0,767Mpc) se apropie de galaxia noastra cu 300km/sec(viteza masurata cu bluesthift , respectiv un efect Doppler real,de apropiere) viteza compusa din doua viteze respectiv viteza de expansiune conform legii lui Hubble, de 51 km /sec(calculata conform legii Hubble si nu masurata) si viteza de apropiere gravitationala datorita atractiei dintre cele doua galaxii conform legii lui Newton, care s-ar produce daca spatiul nu s-ar dilata ar fi de 351km/sec.Rezulta ca cele doua viteze se compun conducand la un redshift Doppler clasic compus din cel clasic mai mare si datorat miscarii cauzate de atractia dintre cele doua galaxii suficient de apropiate ca si gravitatia newtoniana sa aiba o importanta, la care se adauga (se scade)   dilatarea relativista a spatiului asadar efectul redshiftului cosmologic Asadar  acesta este un bun exemplu in care legea lui Hubble se foloseste pentru a determina o viteza reala de apropiere gravitationala intre doua galaxii , respectiv din legea Hubble cunoscand distanta dintre galaxii se determina viteza de indepartare datorita expansiunii , care cum am specificat este de 51km/sec si cu ajutorul masuratorii astronomice cu efectul Doppler se determina viteza aparenta de apropiere de 300km/sec, viteza efectiva cu care s-ar apropia cele doua galaxii numai datorita gravitatei rezultand astfel de 351km/sec.
In acelasi timp este un exemplu de cat sunt de aproximative datele observate si masurate pentru o singura galaxie chiar si cea mai apropiata,  motiv pentru care numai un studiu statistic pe multe obiecte cosmice da valori posibil mai reale. Astfel in cazul acestei cea mai apropiata de noi galaxie, distanta masurata independent de deplasarea spre violet(blueshift) adica in mod direct, variaza intre 0,6-1,0 Mpc, in timp ce viteza calculata cu ajutorul deplasarii spre violet(apropiere) este intre 219km/sec-349km/sec, datele initial prezentate fiind cele oficiale de 0,767 Mpc si v=300km/sec
Sa vedem ce spune teoria relativitatii in care spatiul se dilata omogen si izotrop despre efectul acestei dilatari asupra decalajului spectral interpretat de Hubble in mod clasic, ca fiind efectul unei deplasari efective intrun spatiu absolut, preexistent si imobil unde lumina sufera un efect Doppler cand emitatorul se deplaseaza fata de receptor, efect numit deplasare spectrala(deplasare spre rosu-redshift) care este cu atat mai mare cu cat este mai mare viteza de recesie(de indepartare) .
In aceasta situatie undele par ca se dilata si ele adica lungimea lor de unda, λ  creste scazand in aceiasi proportie freventa. Daca la momentul plecarii unei unde spre noi universul are un factor de scara a1 si lungimea de unda este λ1 la sosirea luminii la noi adica dupa timpul cat a durat drumul luminii, lungimea de unda va fi λ2 si desigur mai mare decat λ1,iar factorul de scara va fi si el mai mare devenind a2  astfel ca raportul λ2 /λ1 =a2/a1. Considerand ca momentul primirii undei este momentul actual cand factorul de scara este 1  vom avea ca raportul dintre lungimea de unda primita si modificata de dilatarea spatiului la primire si lungimea de unda la emisie este inversul factorului de scara al universului la emisie adica  λ2 /λ1 =1/a1
Vom exemplifica aceast decalaj spectral cu cazul quasarului 3C 273 deja mentionat in capitolul 4, in spectrul luminii caruia, raza spectrala a hidrogenului a fost decalata(deplasata spre rosu) de la valoarea normala la emisie, λ1=656,1 nm la o valoare  λ2=761,1nm pentru care decalajul spectral, redshift z (z=(λ2-λ1)/λ1sau z=λ2/λ1 - 1) ) este de 0,16  deja indicat si in cap 4.  Astfel a rezultat ca factorul de scara  al universului la momentul emiterii luminii a fost  a1= λ1 /λ2=0,862, adica distanta pana la resprectivul qusar si galaxia noastra era la momentul emisiei luminii de 86,2% din cea de astazi.
Daca luam o valoare mult mai mare a declajului spectral cum este cel pentru galaxia GN-z11 care avea cel mai mare decalaj spectral cunoscut respectiv de z = 11,09 respectiv un raport  λ2 /λ1= 1+z =12,09, calculam ca factorul de scara cand a pornit lumina spre noi era de 0,0827(1/12,09) distanta dintre galaxii fiind de 12,09 mai mica decat cea de azi
Mai trebuie sa adaugam un aspect important si anume care este legatura dintre constanta lui Hubble si fatorul de scara, mai exact spus si variatia acestuia in timp, caz in care stiind ca viteza este derivata distantei(spatiului ) in raport cu timpul, legea lui Hubble se poate scrie : dD/dt=HD si intrucat D=ad, unde d este distanta actuala adica o valoare constanta fata de care se determina distanta in orice moment de timp multiplicad-o cu factorul de scara a(t) vom avea da/dt=Ha(t).
Aceasta inseamna ca si parametrul de expansiune universala care azi este dat de valoarea actuala a constantei lui Hubble variaza cu timpul  si deci cel mai simplu mod de a gandi acest parametru Hubble este ca ne spune in orice moment cat de repede se expandeaza Universul.
Daca de exemplu legea de variatie a factorului de scara cu timpul ar fi cea mai simpla si anume cea liniara cu panta egala cu unu adica a=t ar rezulta ca factorul de expansiune universala este H=1/t adica in orice moment al istoriei universului este inverul varstei acestui si de acea constanta lui Hubble de astazi inversata da o prima si grosiera aproximatie a varstei universului si daca H=67,8 km/sec/Mpc care inseamna 0.0693Ga^-1 rezulta inversand acest numar ca T , varsta actuala a universului este de 1/.0693 adica cca 14,4 mlrd ani[Ga] iar daca se ia H=71km/sec/Mpc T=13.8 Ga


c)Curbura universului
Am mai discutat acest aspect in primul capitol. Daca este pozitiva rezulta ca suntem intrun univers sferic (geometrie riemaniana), daca este negativa suntem intrun univers de forma unei shei(geometrie Lobacevski) si daca este nula suntem intrun univers cu o metrica euclidiana. Nu vom mai insista acum pe acest aspect mentionand doar ca diveresele modele de univers pot conduce la curburi diferite in functie de parametrii de baza ai modelului ceea ce se va discuta in detaliu mai departe
De fapt exista observatii care considera raza universului mai mare decat 70 miliarde ani lumina insa aceste observatii nu disting intre o raza de curbura pozitiva sau negativa sau un univers plat adica cu o raza de curbura oricat de mare(ca efect al inflatiei cosmice de la nasterea sa) . Deasemeni nici curbura negativa nu limiteaza extinderea spatiala a Universului.Sunt concluzii empirice care considera universul mai mare de  mai mult de 20 de ori decat universul observabil care la raze de curbura foarte mari apare ca fiind plat modelul euclidian de geometrie putand a fi utiliza cu suficienta precizie.De fapt nu există dovezi care să arate că limita universului observabil constituie o limită a universului în ansamblul său și nici unul dintre modelele clasice cosmologice nu propune ca universul să aibă o limită fizică, în primul rând, deși unele modele propun ca aceasta să fie finită, dar nu limitată, ca un analog dimensional superior al suprafeței 2D a unei sfere de suprafață finită fără margini. Este plauzibil ca galaxiile din universul nostru observabil să reprezinte doar o mică parte din galaxiile Universului

Ecuatiile TRG
Avand definite si explicate elementele de mai sus putem discuta ecuatia si foarte succint solutiile ce ne interseaza pentru evolutia Universului
Pentru ca nu vom intra deloc in aparatul matematic ce insoteste aceasta ecuatie vom urmari calitativ elementele sale care sunt luate in consideratie (vezi si https://fr.wikipedia.org/wiki/Relativit%C3%A9_g%C3%A9n%C3%A9rale)
Astfel in membrul stang al ecuatiei diferentiale care este o masura a curburii medii a spatiu-timpului sunt doi  termeni amandoi depinzand de curbura spatiului iar in cel drept unul care depinde de densitatea de energie si presiunea pe care daca o cunoastem  putem determina curbura spatiului.
Presupunand ca universul este omogen, ipoteza de baza acceptata in TBB, se ajunge dupa dezvoltari matematice la doua ecuatii(ecuatiile lui Friedman-vezi si https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89quations_de_Friedmann) in care apar cateva marimi si anume: factorul de scara a, ρm, densitatea medie a materiei in univers, H, constanta Hubble care poate varia in timp, P, presiunea din Univers care intra numai in ecuatia a doua,  precum si constanta gravitationala G, viteza luminii in vid, c ,dar si o marime k care depinde de curbura universului, curbura avand  expresia: R=kc^2/a^2 si evident daca k este zero avem curbura nula si spatiu euclidian ,daca k>0 avem curbura pozitiva si daca k este negativ avem curbura negativa. In acelasi timp valoarea curburii depinde de factorul de scara astfel ca acesta crescand factorul de scara scade. Nota mea: Daca la BB am avut o curbura enorma azi prin cresterea factorului de scara, este foarte posibil sa avem o curbura in apropierea lui zero.
Astfel am scris ecuatiile unui univers omogen pe care le folosim pentru a construi modelul unui univers conform TRG, ramanand doar sa alegem felul in care dorim sa mobilam acest univers.

II.)Modele simplificate de univers
Vom vorbi mai intai despre universuri compuse din materie rece in care se considera ca materia este repartizata uniform si ca este rece,suficient de rece ca sa avem de fapt o presiune cvasinula, neglijabila, presiunea fiind dependenta de caldura si valoarea ei fiind asadar o masura a starii energetice calorice a universului.Termenul din ecuatiile Friedman, care contine P, fiind nul, ramane de rezolvat o singura ecuatie  de forma
kc^2/a^2=8πGρm/3 -H^2
pentru care trebuie sa cunoastem modul in care variaza densitatea de materie in timp si facand calculele ce decurg se obtine o relatie generica descrind  variatia densitatii de materie in timp odata cu expansiunea universului adica cu factorul de scara , de forma
ρm= ρm0/a^3( ρm0  densitatea mteriei in acest moment cand a=1)si utilizand aceasta relatie se obtine variatia in timp (derivata in raport cu timpul) a factorului de scara adica valoarea lui da/dt data de o expresie cu radical patrat care foloseste valorile lui G,  ρm0, a, c si k respectiv: da/dt=Radical((8πGρm0/(3a))-kc^2)
Astfel solutia acestei ecuatii diferentiale foarte simple depinde de semnul lui k, adica de curbura universului care la randul ei asa cum vom vedea ulterior depinde de densitatea de materie, ρm

In continuare vom analiza cateva modele simple din aceasta categorie si anume:

  II.1. Universul Einstein -De Sitter(EDS)
Este cel mai simplu model, respectiv un univers plat(R=0 si deci  k=0) dominat de materie rece descris de relatia deja data mai sus: kc^2/a^2=8πGρm/3 -H^2, care conduce impunand k=0 si facand calculele de rigoare la un univers cu o densitate de materie depinzand de constanta Hubble, printr-o relatie simpla in care intra si G si avand expresia: ρm0 =3H^2/(8πG) si valoarea ρm0=8,635 10-27 kg/m^3  pentru constanta actuala a lui Hubble(H=67,8 km/sec/Mpc)
Asadar daca densitatea actuala a universului are aceasta valoare denumita densitate critica adica corespunzand curburii nule(k=0) a universului rece la care din ecuatia Friedman lipseste termenul de presiune
Sau altfel spus daca densitatea medie a universului este de valoarea de mai sus factorul k este nul si universul este plat , euclidian.
Daca densitatea medie a universului nu este strict egala cu aceasta densitate critica ne vom afla in alte tipuri de universuri. Cu alte cuvinte situatia de a fi intrun univers cu R=0 este o situatie privilegiata printre atatea posibilitati. Asadar daca densitatea medie a Universului este exact aceasta densitate critica adica daca raportul dintre aceasta si cea critica, omega,  Ω=1, atunci suntem in universul Eistein -De Siter de curbura nula si deci in spatiu euclidian.
In acest univers avem cateva marimi calculabile:
-Variatia factorului de scara cu timpul se obtine plecand de la egalitatea data mai sus pentru da/dt considerand k=0 si  ca conditie initiala factorul de scara, a, la Big Bang, adica la momentul zero, ca avand  valoarea zero, pe care integrand-o rezulta o expresie algebrica crescatoare cu timpul la infinit, cu o variatie parabolica spre liniara avand forma: a=((3/2)xHXt)^(2/3)si daca azi universul are factorul de scara de valoare 1 iar timpul actual este chiar varsta universului, timpul la momentul initial fiind zero, se obtine varsta universului cu expresia T=(2/3)/H, rezultand in cadrul acestui model ca fiind T= 9,61 miliarde ani(Ga). De exemplu cand a va fi 6 varsta universului va fi 150mlrd.
-Deasemenea se obtine si variatia constantei Hubble cu timpul respectiv H=(2/3)/t), unde daca t=T  se obtine H=67,8km/sec/Mpc constatandu-se ca o constanta H de cca 500km/sec/Mpc  a fost pe cand universul avea o varsta intre 1 si 2 miliarde de ani, cam cum a rezultat varsta acestuia in epoca lui Hubble, din cauza evaluarii eronate mult in plus a constantei H la cca 500km/sec/Mpc. Se constata ceva foarte important si anume ca H scade continuu desi foarte lent cu timpul asa ca tinde la zero.
-In acest model se poate calcula care era  distanta fata de noi a unui obiect cosmic luminos cand acesta a emis lumina pe care o vedem azi dar si care este distanta de la obiect fata de noi astazi si din diferenta dintre ele putem deduce cu cat a crescut distanta de la sursa si pana la noi in acest timp, cat si timpul de sosire(dupa cat timp)a luminii plecata azi spre noi, factorul de scara la primirea in viitor a luminii si distanta la care ne vom afla fata de respectivul obiect luminos.
Astfel quasarul 3C 273 deja analizat era la momentul emiterii luminii pe care o vedem azi la o distanta de 1,78 mlrd ani lumina, iar azi se afla la o distanta de 2,06 mlrd a.l., indepartandu-se de noi cat timp lumina emisa ne-a ajuns, cu inca 280 milioane a.l.
Tot pentru acest quasar lumina emisa in prezent ne va ajunge cand universul va atinge varsta de 11,82 mlrd ani respectiv dupa un timp de 2,21 mlrd ani (diferenta dintre 11,82 mlrd ani si varsta acuala de 9,61mlrd ani) cand factorul de scara va fi a=1,148 si deci distanta pana la quasar va fi de 2,06mlrd a.l.x1,148=2,36mlrd.a.l.
-Putem determina si evolutia  razei a universului observabil care este data de relelatia: D =3ctv unde tv este varsta universului in momentul in care evaluam aceasta distanta.Daca tv este dat in mlrd a.l. atunci distanta d va fi 3tv mlrd a.l.
De ex daca tv este T respectiv varsta actuala a universului(9,61mlrd ani)atunci D=3T=28,83mlrd al distanta care reprezinta raza universului observabil azi dar cand universul va avea 12 mlrd ani  atunci  raza universului observabil dupa acest model cosmologic va fi de 36 mlrda.l. Aceasta inseamna ca de exemplu azi nu putem vedea un obiect cosmic aflat la o distanta de 30 mlrd a.l. pentruca lumina nu poate sa ajunga pana la noi chiar daca a fost emisa la BB
-Putem raspunde si la o problema de tipul cand vom vedea un obiect cosmic aflat azi in afara razei observabile, de ex la 40mlrd al, raspunsul fiind ca atunci cand universul va avea varsta T de 25,67 mlrd ani adica dupa inca 16,06 mlrd de ani desigur doar conform acestui model cosmologic.
-Si ce este cel mai interesant aspect al acestui model este ca in principiu este doar o problema de timp pentru a avea in raza universului observabil tot ce exista in Univers aceasta raza crescand mai repede decat timpul si deci in cele din urma vom vedea toate galaxiile indiferent de distanta care este azi pana la ele
Din cele de mai sus vedem care sunt datele ce se pot obtine cu acest model cosmologic daca se cunoaste redshiftul z al unui obiect cosmic si constanta lui Hubble.

  -- Legea lui Hubble si modelul Einstein -De Siter
Stim ca legea lui Hubble a fost dedusa de acesta observand proportionalitatea dintre  deplasarea spre rosu(decalajul spectral, z=(λ2-λ1)/λ1) si distanta dintre galaxiile exterioare galaxiei noastre iar deplasarea spre rosu fiind interpretata ca un efect Doppler adica efectul deplasarii relative reale a unei galaxii fata de cealalta fiind deci proportionala cu viteza miscarii relative, de recesie a galaxiilor observate(z=v/c)  ajungandu-se astfel la o expresie de proportionalitate intre viteza si distanta adica la legea lui Hubble scrisa ca fiind v=HD, adica o relatie liniara intre viteza si deplasare, panta dreptei respective fiind denumita constanta lui Hubble. Relatia lui Hubble se poate scrie si sub forma  v/c=(H/c)D adica z=(H/c)D, redshiftul fiind proportional cu distanta iar factorul de proportie fiind H/c.
Sa vedem ce obtinem daca interpretam acest decalaj plecand  de la presupunerea relativista cum ca decalajul spectral este un efect al expansiunii spatiului universal galaxiile neschimbandu-si pozitia unele fata de celelalte ci doar spatiul in care se afla amplasate dilatandu-se permanent aceasta insemnand ca utilizam relatia indicata la analiza relativista a factorului de scara si care dadea  redshiftul, z= λ2 /λ1-1=1/a1- 1 adica a1=1/(1+z) si folosind si relatia pentru modelul acesta intre distanta actuala pana la obiectul de la care primim lumina si factorul de scara la momentul emisei , in urma calculelor matematice facute pentru ipoteza unor valori mici pentru z, adica inferioare destul de mult lui 0,1 asa cum erau redshifturile masurate de Hubble pentru galaxiile apropiate la care aveau acces instrumentele din epoca sa, se ajunge, cu o buna aproximatie, la o relatie de forma z=(H/c)D care este tocmai legea lui Hubble mai inainte scrisa sub aceasta forma.
Nota: Aceasta este o constatare interesanta intrucat constatam ca relatia liniara intre decalajul spectral si distanta asa cum a dat-o Hubble nu este valida decat pentru valori foarte mici ale lui z.Daca in epoca, Hubble ar fi avut acces si la galaxii cu redshifturi mai mari, legea sa liniara nu ar mai fi fost chiar asa liniara si totusi desi relatia lui Hubble nu este valabila decat pentru valori z mici si  decalajul a fost interpretat in mod eronat ca fiind un efect Doppler efectiv produs de miscarea in spatiul universal preexistent, totusi legea privita relativist ramane  valida intrucat de fapt  miscarea  de indepartare a galaxiilor cu o viteza relativa v si deformarea spatiilor dintre ele cu acelas factor de scara a satisfac legea lui Hubble in  ambele interpretari.
 

II.2. Modelele Friedman
Vom trece succint in revista aceste doua modele care au ca ipoteza de baza faptul ca universul nu are curbura nula ca in cel anterior si deci ca spatiul nu mai este euclidian ci ca are o curbura fie pozitiva (k>0) fie negativa(k,0)

a) Curbura negativa, k<0, univers Friedman deschis
Forma universului in analogia noastra cu o suprafata bidimensionala a unui corp in spatiul cu trei dimensiuni, este o sea,adica un Univers deschis,  densittea universului fiind mai mica decat cea critica calculata anterior pentru curbura nula(k=0) iar valorile obtinute prin calculele analitice mai laborioase in aceasta situatie, depind de raportul subunitar, omega, Ω  dintre densitatea medie efectiva a universului si cea critica , desigur ca toate marimile calculate tinzand odata cu apropierea acestui raport de valoarea unitara la cele din modelui anterior, Einstein-De Siter.
Vom trece in revista cateva astfel de valori ale unor marimi cosmologice calculate si cu modelul anterior, mentionand ca valoarea lui Hubble in acest moment este aceiasi cu cea considerata si pana acum.
-Factorul de scara, a in functie de timp(t) este tot crescator nemarginit si aproape de cel al modelului Einstein-De Siter pana la o varsta de cca  30 mlrd ani, devenind apoi  mai mare in universul Friedman deschis decat in cel al lui Einstein-De Siter si cu atat mai mare cu cat omega este mai mic, pentru omega 1 suprapunanduse peste modelui EDS
-Varsta T a universului este pentru un raport omega de 0,8 de 10,87mlrd ani  si de 10,04 mlrd ani pentru omega 0,5. Desigur ca pentru omega tinzand la 1, T va tinde la 9,61 mlrd ani (cat are Univesul cu k=0)

b) Curbura pozitiva, k>0, univers Friedman inchis
-factorul de scara a are o variatie inchisa, finita  fiind mai intai crescator si apoi descrescator la zero,  cu o valoare maxima la o varsta functie de raportul supraunitar Ω si apoi scazand simetric fata de felul in care a crescut ajungand in final la valoarea zero ca la inceput, la BB. Astfel pentru Ω =1,4 valoarea maxma de cca 3,5  se atinge la o varsta de cca 125 mlrd ani pentru ca la varsta de 250 mlrd ani sa devina zero iar pentru Ω=2 , valoarea maxima este atinsa mai repede, respectiv valoarea 2 la cca 45 mlrd ani pentruca la 90 mlrd ani a sa devina zero si universul sa-si inceteze existenta intrun big crunch
-varsta T a Universului in prezent dupa acest model ar fi de cca 8,9 respectiv cca 8,2 mlrd ani pentru Ω de 1,4 si respectiv de 2.
Putem limita o valoarea posibla pentru acest raport Ω gandindu-ne ce ar fi dupa acest model daca omega ar fi de 10 ceea ce ar conduce la o varsta a Universului actual de abia 5 miliarde de ani ceea ce ar duce la o contradictie de tipul celei care a fost si in anii 30 din cauza valorii prea mari a constantei Hubble care in interpretarea simplista a inversei varstei universului ducea la o valoare de cateva miliarde de ani pentru varsta acestuia ceea cea ce era ceva geologic imposibil, chiar si pamantul fiind mai batran decat un asemenea univers(cu o vechime intre 1-2 mlrd ani pentru H aproximativ 500)
Evident ca un univers inchis ne permite ipoteza universurilor ciclice adica se ajunge la un Big Crunch care sa devina un Big Bang pentru un nou univers si asa la infinit, desigur intrun astfel de Univers neavand niciun element care sa permita sa stii in al catelea ciclu esti si daca a existat si in trecut o infinitate de cicluri.

II.3. Dar oare in ce univers ne aflam? Cum am putea sa raspundem la aceasta intrebare?
Desigur ca vazand ca totul depinde de valoarea lui k (curbura) si de densitatea de materie din Univers pentru a putea determina raportul acesteia cu densitatea critica  cunoasterea acestor doi parametrii ar rezolva problema.
Asadar ce stim azi despre aceste aspecte cosmologice esentiale?
Densitatea medie a Universului s-a masurat pe baza observatiilor astronomice dar si pe baza modelului cosmologic pe care chiar aceasta densitate vrea sa-l evalueze acesta fiind un cerc vicios din care nu prea putem iesi si fara sa intram amanunte, afirmam ca la nivelul actual al cunostintelor pentru care masa universului cunoscut este determinata aproximativ, pe baza observatiilor astronomice, fiind evaluata in domeniul 1052-1053kg,   iar volumul  tocmai pe baza unui diametru determinat plecand de la teoria cosmologica curenta(am vazut ca universul Einstein De Siter are azi o raza de cca 28,83 mlrd a.l.) dar pentru universul  cosmologic azi acceptat conform modelului  Lamda CDM si cu valoarea lui H utilizata in materialul sursa de 67,8km/sec/Mpc raza rezulta de 47,2 mlrd a.l. valoarea lui H influentand intr-o anume masura aceasta valoare, densitatea medie astfel calculata fiind in domeniul lui 10-27kg/m^3-5x10-27 kg/m^3 si astfel ca raportul  Ω rezulta ca fiind in domeniul 0,1-0,6, insa  dupa datele cele mai recente aceasta densitate observata incluzand si materia neagra fiind de cca 0,308 din cea critica.
Daca ne raportam la aceasta valoare subunitara ar trebui sa credem ca am putea fi intrun model Friedman deschis si destul de apropiat inca vreo 20 miliarde de ani de modelul cel mai simplu al unui spatiu euclidian, modelul Einstein -De Siter (EDS) si care cu aceste date ar avea azi o varsta de cca 11,6 miliarde de ani.
Si totusi pana in 2000 lumea cosmologilor au considerat ca modelul spatiului euclidian cu curbura zero(Einstein -De Siter) ar fi mai convenabil avand  o curbura nula constanta in timp,  pentruca daca se crede ca ar trebui sa fii foarte „norocos” ca sa ai un univers care azi sa aiba densitatea medie egala cu cea critica(Einstein -De Siter) se constata facand calculul evolutiei in trecut a raportului Ω pentru universul Feiedman cu Ω in prezent de 0,308 ca acesta la momentul inceputului universului adica pentru un factor de scara a foarte mic(a=10^-5) este apropiat de 1 asa cum este azi acest raport in cazul modelului cu curbura zero , fiecare modele avand asadar  probabilitati cam egale de a exista, adica niciunul nefiind mai „norocos” decat celalalt .
Si in cazul universului Friedman inchis la diferite valori actuale ale lui  Ω <10 se ajunge la acelasi rezultat adica la inceput toate aceste universuri trebuiau sa aibe raportul Ω =1.
Rezulta indubitabil ca daca densitatea actuala a universului are valoarea calculata in prezent, universurile posibile vor porni cu o densitate aproape de cea critica ceea ce este un aspect interesant dar care face ca modelul EDS sa fie preferabil parand ca ar exista un mecanism care aduce densitatea medie in zona densitatii critice.
Asadar este un fapt deosebit care decurge din ecuatiile TRG dezvoltate de Friedman  ca la BB adica cand factorul de scara tinde la o marime infinitezimala si densitatea materiei creste foarte mult crescand in  acelasi timp odata cu cresterea constantei Hubble si densitatea critica limita evolutiei raportului Ω cu timpul este pentru momentul initial 1. Nota: Acest lucru ne face sa credem ca universul evolueaza astfel incat sa se pastreze in permanenta raportul  Ω =1 ca si in universul EDS.
Atunci probabil ca din aproape in aproape nu este niciun motiv ca densitatea universului sa se modifice in timp adica dilatarea sa sa se faca cu scaderea raportului  Ω.
Exista insa doua probleme majore cu Universul EDS si anume faptul ca varsta universului dupa acest model (T=9,61mlrd ani ) este prea mica fata de varstele unor obiecte cosmice calculate din structura chimica a acestora si pe baza modelului de evolutie stelara care ating varste chiar si de 12 mlrd ani si deasemeni faptul ca densitatea reala calculata azi din materia barionica si materia cenusie adica gravitational, este doar cca aroape 1/3(0,308) din cea critica si atunci daca modelul EDS este corect unde este restul de peste 2/3 din masa universului si astfel  ajungem la energia intunecata si la modelul Lamda CDM.

III. Modelul ΛCDM

III.1.Constanta cosmologica si presiunea negativa
In fata modelelor la care se ajunsese in anii 20 ai secolului trecut prin integrarea ecuatiilor Friedman in cazuri particulare respectiv cele trei modele analizate anterior, aparea necesitatea ca acceptand astfel de evolutii ale universului sa-i recunoastem un caracter nestationar de dilatare sau de contractie continua, idee care ii repugna lui Einstein si cum nici legea lui Hubble care confirma aceasta expansiune universala inca nu aparuse, acesta pentru a rezolva matematic problema a introdus in ecuatiile sale o noua constanta care bloca aceste variatii de volum ale spatului universal, constanta ceruta de altfel si de observatia ca ecuatiile asa cum le dezvoltase Friedman sau Lemaitre nu respectau toate principiile de simetrie decat daca se introducea si aceasta constanta Λ in membrul stang al ecuatiei in care se scriau elementele depinzand de geometria spatiala, respectiv de curbura acestuia.
Aceasta constanta numita constanta cosmologica are un efect mic asupra gravitatiei pe distante mici fata de scara universului cum este sistemul solar unde este aplicabila mecanica newtoniana, dar are efecte insemnate asupra evolutiei universului, datorita ei acesta putand fi stationar adica nici in expansiune si nici in contractie
Aceasta constanta are efecte chiar si intr-un univers cu densitatea de materie nula adica intrun univers vid in sensul ca este ca si cum vidul ar avea o anume cantitate de energie care ramne constanta odata cu expansinea universului. Aceasta energie a vidului s-a numit energie intunecata(dark energy)
Aceasta energie a vidului se poate calcula pruin densitatea sa de energie pornind de la constanta cosmologica cu relatia: Λ= 8πGρv unde  ρv este densitatea de energie a vidului si care, desi pare ciudat, creaza o presiune negativa p= -ρv C^2
In prezet nu se stie nimic despre originea acestei energii ci doar ca este teoretic posibila existenta ei datorita simetriilor cerute de relativitatea generala. In fizica particulelor pot exista tot teoretic asa numite particulele scalare care pot imita energia vidului, dar astfel de particule nu au fost descoperite totul ramanand in faza unei ipoteze.
Se poate insa spune ca materia si energia sunt numai pe fata pozitiva a realitatii(energia si materia de la filozofii vedici, Pracelsus si altii carora sa le spunem "initiati" sunt una:e=mc^2) dar exista si cealalta fata sa-i spunem negativa in care se afla campurile gravitationale  Suma celor doua fete da zero dar nu zro infinitul mic ci zeroul absolut -nimicul si putem astfel afirma alaturi de alti mari savanti si filozofi ca Universul vine din Nimic
Apropo de aceasta totala potentiala anihilare ea se regaseste si pe fata pozitiva in anihilarea antimaterlei de catre materie exact la inceputul Big Bangului, cu acel rest infinitezimal care este Universul actual ca noi sa putem spune poetic astazi ca fiecare proton si electron din corpul nostru a supravietuit acelei rulete rusesti de la inceputuri cu un miliard  de gloante trase(anihilari) la un singur rateu proportie datorita careia existam.
Dark energy are proprietatea cruciala ca face ca universul sa cada in exterior in loc sa cada in sine(gravitational) lucru regasit in expansiunea accelerata azi evidentiata prin masuratori cosmologice si cu un Nobel dupa ea.


III.2. Modelul Einstein
Intr-o proportie convenabila intre materie(densitatea de materie)  care tinde sa dilate universul si energia vidului introdusa prin densitatea sa de energie care tinde sa-l contracte se poate realiza un echilibru astfel ca universul sa fie static, constanta de expansiune fiind nula, ceea ce inseamna ca in ecuatiile TRG, H si dH/dt vor fi nule.
In urma calculelor corespunzatoare va rezulta indeplinirea acestei conditii daca densitatea vidului va fi jumatate din densitatea materiei: ρv=ρm/2 universul rezultand fiind stationar si cu curbura pozitiva  R=4πGρm
In curand acest model cade intrucat Hubble descopera ca universul nu este stationar si deci constanta cosmologica pare ca devine inutila si totusi...

III.3. Modelul actual ΛCDM

La sfarsitul secolului trecut observatii astronomice mai precise masurand distanta pana la supernove de tip Ia foarte indepartate s-a constatat un dezacord fata de masuratorile acelorasi distante facute cu ajutortul decalajului spectral(redshift) si aplicand legea Hubble
Aceste probleme cat si cele deja ridicate fata de modelul EDS (varsta prea mica a universului si problema densitatii medii a universului fata de cea critica a facut ca un nou model sa fie necesar si aceasta s-a realizat prin reintroducerea constantei cosmologice Λ adica a densitatii vidului, a energiei cenusii cat si a materiei cenusii reci(cold dark matter)
In concordanta cu observatiile actuale toate aceste contradictii se rezolva daca :
a) Densitatea totala a universului raportata le cea critica este unitara adica  Ωtot=1 +/- 0,017, ceea ce ne conduce la un univers cu curbura practic nula, cu o metrica euclidiana.
b) Densitatea de energie a materiei reprezinta o valoare deja prezentata: Ωm=0,308 +/- 0,012
c) Densitatea de energie a vidului reprezinta diferenta pana la 1 adica Ωv = 0,692 +/-0,012

Ajunsi aici putem sa abordam problema materiei cenusii dupa ce am vorbit despre aceasta energie a vidului, numita tot cenusie care dupa ultimele date cosmologice consistente cu acest model ar fi de 69.2% din densitatea totala din univers care pentru ca acesta sa ramana plat trebuie sa fie asa cum am calculat deja egala cu 8.635x10-27 cat ese cea critica pentru ca universul sa ramana plat si masuratorile au arata ca chiar asta este valoarea acestei enetgii totale.
In acest caz tinand cont care este densitatea barionica de cca 16% din acei 30.8% ce revine materiei in ecuatia relativista rezulta ca diferenta de materie de cca 84% nu este barionica adica nu pote forma stele si galaxii dar intervine prin forta sa gravitationala produsa de aceasta masa de 84% din acei 30.8% , adica cca 26% din materia universului despre care credem ca trebuie sa existe dar nu am evidentiat-o decat prin efecte gravitationale si am denumit-o materie cenusie sau materie exotica.
Cu aceste date, ca si in modelele anterioare se pot calcula marimile caracteristice ale modelului pe care doar le enumeram indicand valorile ce se obtin in urma acestor calcule:

Revenind la modelul  ΛCDM:

-Evolutia crescatoare cu timpul a factorului de scara dupa o relatie in sinus hiperbolic,
a=[0,667 sinh(t/11,56 mlrd a) ]^(2/3) unde sinh(x) =(e^x-e^x)/ 2
rezultand pentru a=1 varsta universului T=13,80 mlrd ani. Din aceasta curba hiperbolica se observa ca in prima perioada de existenta a universului adica pana la varsta de cca 8 miliarde ani graficul are o usoara convexitate in sus desnsitatea de materie fiind mai mare decat cea a vidului, materia provocand o incetinire a expansiunii dar pe masura ce universul se dilata densitatea materiei scade fiind la un moment dat egalata de cea a vidului (acea varsta de 8 mlrd ani)apoi sensul inversandu-se, densitatea vidului depasind-o pe cea a materiei si deci si rata de expansiune a universului creste cu timpul mai repede graficul devenind concav si fata de modelul EDS unde constanta Hubble tindea foarte lent spre zero aici constanta lui Hubble desi scade in timp, nu mai tinde la 0 ci spre o limita egala cu 56,4 km/sec/Mpc asta insemnand ca dupa acest moment galaxiile vor continua sa se indeparteze cu o viteza crescatoare conform legii lui Hubble disparand in timp din raza noastra de observatie astfel ca universul observabil s-ar reduce doar la propria noastra galaxie unde legaturile intre stele sunt realizate in baza gravitatiei  newtoniene.
-Limita universului observabil azi este de 47,2 mlrd a.l. asadar Universul observabil are un diamtru de cca 95,4 mlrd a.l., sursele aflate la limita acestuia au emis primele raze de lumina la inceputul universului.
-Daca in unversurile EDS si Friedmann deschise un corp ceresc sfarsea prin a intra in raza noastra vizuala constanta Hubble scazand catre zero si deci viteza de indepartare scazand si ea corespunzator si putand fi deci intrecuta in final de viteza luminii, in acest univers din calcule rezulta ca pentru corpurile aflate azi la o distanta de peste 17,34 mlrd a.l. lumina emisa azi  nu va ajunge niciodata la noi la fel cum daca inoti contra curentulu cu o viteza mai mica decat a acestuia nu vei ajunge niciodata mai departe de punctul de plecare ci din contra. Daca lumina a fost emisa la BB adica la momentul zero si aceasta este asteptata indefinit(t este infinit) rezulta ca daca azi este la peste 63.68mlrd a.l.niciodata nu va putea fi vazuta de noi.

IV.Universul stationar. Modelul Hoyle

La intrebarea daca ar putea exista si alta teorie care sa accepte TRG cat si expansiunea universului adica legea lui Hubble, dar sa nu porneasca de la un Big Bang si sa conduca la un univers de o anume varsta finita, raspunsul este afirmativ si a fost propus de Fred Hoyle, Hermann Biondi si Tomas Gold en 1948, dupa ce chiar in anii 20 ai secolului trecut ideea acesteia a fost atinsa pe scurt si de James Jeans.
Hoyle propune in 1948 o teorie alternativa la TBB, care  permite ca universul sa fie de o varsta infinita adica sa nu aiba nici inceput si nici sfarsit, conditia de baza fiind ca densitatea universului sa fie constanta in timp de unde provine si denumirea de stare stationara. Aceasta stare presupune o continua creare de materie si respecta in totalitate principiul cosmologic perfect care atribuie universului o omogenitate si o izotropie atat spatiala cat si temporala.
De altfel de curand s-a descoperit un manuscris din 1931 al lui Einstein in care acesta  dupa ce astronomii au pus clar in evidenta expansiunea cosmica a abandonat convingerea sa privind un univers static si totusi ce i s-a parut cel mai indicat mai intai a fost tocmai universul starii stationare. In respectiva lucrare a scris textual „pentru ca densitatea sa ramana constanta ar trebui ca in permanenta noi particole sa fie create”
(A new perspective on steady-state cosmology: from Einstein to Hoyle
https://arxiv.org/abs/1506.01651 cat si http://www.nature.com/news/einstein-s-lost-theory-uncovered-1.14767)
Plecandu-se tot de la ecuatia Friedman din TRG, cu densitate constanta(ρm=ρmo) adica de la kc^2/a^2=8πGρmo/3 -H^2 si facand curbura sa fie zero adica k=0 atunci densitatea constanta va fi tocmai cea critica adica ρmo=ρco si va rezulta:
  H^2=8πGρco/3 avem ca Ho=Radical(8πGρco/3) si reamintindu-ne ca da/dt=Ha sau ca H=(1/a)da/dt vom avea:Radical(8πGρco/3)= (1/a)da/dt sau
da/a =(Radical(8πGρco/3)) dt  adica da/a=Hoxdt si integrand lna=Hot +K
unde K este constanta de integrare care pentru a=1 la momentul t=0 se anuleaza si deci variatia factorului de scara a este dat de functia exponentiala a=e^(Hot) care pentru
t=-infinit  tinde la zero dar nu este niciodata zero ca in TBB si are valoare infinita pentru t=infinit, taind ordonata la valoarea a=1.
Daca consideram un moment conventional de inceput pentru universul actual vom spune ca acesta este atunci cand factorul de scara este 1, acest 1 putand fi dat in orice moment de timp. Oricum se ajunge la un univers etern intr-o eterna expansiune
Aceasta teorie a fost infirmata de rezultate experimentale importante cum ar fi descoperirea de surse luminoase puternice (qusari) in galaxii indepartate adica intrun trecut indepartat in timp ce in galaxiile apropiate nu s-au gsit asemenea obiecte ceea ce dovedeste ca uniformitatea in timp a universului este pusa in discutie ramanand mai probabila o evolutie in timp, dar mai ales de existenta radiatiei cosmice de fond care dovedeste ca universul era altfel acum multe miliarde de ani, moment considerat ca o perioada de inceput (dupa TBB) ceea ce nu era previzibil in teoria lui Hoyle, fiind insa o proba pentru TBB (https://en.wikipedia.org/wiki/Steady_State_theory)
Doresc totusi sa remarc un lucru interesant observat de mine acum multi ani si anume ca la aceiasi relatie dar pentru spatiul universal se ajunge daca se integreaza legea lui Hubble v=HoD, adica dD/dt=HoD sau dD/D=Hodt, in raport cu timpul, cu constanta Ho considerata constanta adica la valoarea de azi (desigur ca acelasi rationament fiind facut in alt moment de timp vom avea  o alta valoare a lui Ho ,cea gasita atunci).
Aceasta integrala am prezentat-o si la comentariul nr .164 din 6 ianuarie 2016 rezultatul final fiind ln D=Hot adica scrisa sub forma exponentiala D=e^(Hot) ceea ce exprima aceiasi lege de evolutie a spatiului in timp, care este o exponentiala transcedentala ale carei derivate in mod indefinit sunt formulate cu o aceiasi lege ca si legea fundamentala spatiu/timp.
Constatam ca pentru universul Hoyle nu avem nevoie de nici-o materie si energie inunecata, el fiind in consecinta matematicii sale permanent accelerat in timp , derivata spatiului fiind egala cu cea a vitezei , apoi cu cea a acceleratiei s.a.m.d. ceea ce este un aspect filozofic foarte interesant.
Validarea unui astfel de model depinde de cat de exact poate explica rezultatul unor masuratori si daca evolutia din punct de vedere fizico-chimic a universului este posibila in cadrul temporal oferit de respectivul model. Asa ceva nu inseamna ca se realizeaza o demonstratie dar inseamna un grad de probabilitate mai ridicat pentru un model decat pentru altul.
« Ultima Modificare: Aprilie 12, 2018, 09:05:24 p.m. de atanasu »

Offline cristina85cristina

  • Novice
  • *
  • Mesaje postate: 3
  • Popularitate: +0/-0
Răspuns: Hibele teoriei Big-Bang-ului,si ipoteze sau sugestii alternative.
« Răspuns #214 : Aprilie 02, 2017, 11:39:05 p.m. »
    Va salut domnule "Atanasu" :) Sint Mircea Hodor doar ca am fost nevoit sa-mi creez cont pe numele sotiei deoarece din motive inca neintelese de mine-nu mai "exist" pe acest site.Am dorit sa va felicit ptr.munca uriasa pe care am constatat ca ati depus-o pe aceasta tema;totodata am realizat in sfirsit si intrebarea dumneavoastra cu aspect de"nuca tare" :) si mi-am amintit ca am mai pierdut cindva un examen la facultate ptr. simplul motiv ca raspunsul la o intrebare mi-a parut mult prea pueril ptr. a fi cel solicitat,si de fapt tocmai ala era raspunsul :) Nu vreau sub nici o forma sa ma dau mai rotund decit sint,nu am pretentia ca a fost fix acelasi gen de caz,doar ca ulterior cind v-am citit raspunsul-implicit rationamentul,am realizat simplicitatea si concomitent logica acelui raspuns.Pe de alta parte ma vad nevoit sa subscriu (tocmai datorita uriasei cantitati de informatie pe care ati procesat-o)solicitarii unuia dintre participanti ,aceea de a incerca (daca este posibil) o simplificare si concentrare concluziva a acestei teme,fie ca e vorba de certitudini ,fie ca e vorba de ipoteze.Nu-mi ramine decit sa va felicit inca odata ptr. munca imensa pe care ati depus-o si sa va salut :)

Offline atanasu

  • Senior
  • ****
  • Mesaje postate: 1167
  • Popularitate: +14/-138
Răspuns: Hibele teoriei Big-Bang-ului,si ipoteze sau sugestii alternative.
« Răspuns #215 : Aprilie 05, 2017, 12:17:07 a.m. »
Multumesc Mircea, dar inca nu am terminat .Mai urmeaza un capitol in care voi prezenta cele din  cap 3 in viziunea lui Weiskopf in viziunea stricta a TBB, respectiv a modelului Lamda CDM si apoi un capitol de critici aduse de alti cosmologi recunoscuti acestei teorii si probabil ca acolo voi face un scurt rezumat al ideilor principale care s-ar putea extrage din acest text.
Semnalare Exista un articol foarte interesant si pentru continut dar mai ales pentru felul in care prezinta evolutia unei cercetari  stiintifice pentru a o putea dosebii de una mai degraba pseudostiintifica. Articolul este semnalat de Adi(respectiv fizicianul Adrian Buzatu) si este intitulat "Undele gravitationale primordiale-cronica unei mari erori" autor Cristian Roman in
http://stiintasitehnica.com/undele-gravitationale-primordiale-cronica-unei-mari-erori/
in care se discuta despre detectarea undelor gravitaționale primordiale care s-a crezut ca au fost descoperite in 2014 cu ajutorul experimentului realizat cu instrumentul BICEP2(despre care am discutat chiar si aici la comentariile 173-176 si 185) pentru ca ulterior ca si in cazul asa zisei depasiri a vitezei luminii in experimentul OPERA(cred ca in 2011) descoperirea care era extraordinar de importanta ptr TBB si Multivers sa fie infirmata.
Si pe acest forum s-a discutat despre experiment la firul http://www.scientia.ro/forum/index.php/topic,4675.0.html unde am intervenit si eu si Harap Alb care a si creat firul respectiv.

Offline atanasu

  • Senior
  • ****
  • Mesaje postate: 1167
  • Popularitate: +14/-138
Răspuns: Hibele teoriei Big-Bang-ului,si ipoteze sau sugestii alternative.
« Răspuns #216 : Aprilie 15, 2017, 10:25:57 p.m. »
Acum la cca 1,5 ore de momentul crestin al Invierii postez si acest ultim text dar nu cel din urma odata cu urarile mele de bine si sanatate colegilor care sarbatoresc si ei acest moment cat si celor care il ignora, urarile de bine nefiind niciodata transmise cu supramasura.

Asadar urmeaza cap 6 care cuprinde:

6. Universul vazut prin factorul de scara. Evolutia sa conform modelului  ΛCDM . Dovezi experimentale ale TBB.

Asa cum am vazut in capitolul anterior pentru toate modelele de univers din cadrul teoriei Big Bang exista un moment cand factorul „a „ de scara, este zero(singularitatea initiala)  adica universul nu are dimensiune sau dimensiunea sa este nula. De fapt asta este o limita pentruca se poate considera permanent oricat de mult ne-am intoarce in timp, un timp infinitezimal dupa acea limita de timp nul abia de la care putem incepe a vorbi despre expansiune. Acel moment la care factorul de scara tinde sa fie zero s-a numit inceputul Universului sau Big Bang(dupa Hoyle). In acel moment densitatea este enorma si temperatura la fel iar odata cu BB universul incepe sa se dilate conform legii Hubble dar puternic accelerat in primele fractiuni de secunda(inflatia initiala) dupa Alan Guth si volumul sau sa creasca cu cubul factorului de scara respectiv densitatea de materie sa scada si la fel si temperatura. Aceasta evolutie este cea admisa in TBB si in modelele relativiste analizate, cel considerat valabil azi fiind cel denumit ΛCDM iar in cap 3 am urmarit evolutia universului de la BB si pana in prezent pe baza articolului lui  V.F Weiskopf, The Origin of the Universe,
http://www.acamedia.info/sciences/sciliterature/weisskopf1989.htm
Acum vom trece in revista aceiasi evolutie in corelare cu dilatarea relativista a universului tinand cont de evolutia factorului de scara aflat in apropiere de zero in primele momente de dupa BB, cu fenomene cosmologice petrecute la scara lui Planck si in continuare pana in prezent cand factorul de scara este 1 si urmarind aceleasi fenomene ca si in cap 3 dar tinand cont de factorul de scara.In finalul acestui capitol vom compara elementele date aici cu cele date in 1989 de catre V.F Weiskopf,

6.1. Radiatia cosmica de fond

Indiferent de ce model cosmologic folosim trebuie acceptata ideea ca noi vedem un obiect luminos azi asa cum era el cand a emis lumina ajunsa la noi. Daca de exemplu i-au trebuit luminii 10 mlrd ani ca sa ajunga la noi vedem emitentul asa cum era acum 10 mlrd ani.
Cu alte cuvinte privind foarte departe putem vedea cum era universul cand era mult mai tanar decat azi.
Stim ca universul tanar era mult mai cald decat cel de azi si mai stim ca exista un prag termic, adica o temperatura limita si anume  cea de peste 3000K, moment cand universul era foarte mic si factorul de scara de asemenea foarte mic. La aceasta temperatura ionizarea hidrogenului devine importanta si densitatea particuleor cu sarcina electrica este suficient de mare pentruca gazul sa devina opac ascuzand tot ce se afla intrun timp anterior, adica dincolo de aceasta raza. Asadar trebuie spus ca nu putem vedea pana la limita universului observabil acesta devenind opac inainte de a ajunge la aceasta limita. Actualmente limita universului observabil  am precizat anterior ca este 47,2 milrd a.l. insa universul a devenit opac la o distanta de 45,7 mlrd a.l., aceasta fiind distanta actuala a acestei limite de opacitate, trebuind insa mentionat ca atunci cand a fost emisa lumina care ne permite sa-l vedem aceasta limita era mult mai aproape fiind cea corespunzatoare la o varsta a universului de cca 373000 ani, adica atunci cand diametrul universului era de cca 100 mil.a.l. corespunzator factorului de scara de a=1/1090,9  respectiv factorul existent atunci cand s-au format atomii de hidrogen si heliu, densitatea a scazut si fotonii deja formati  odata cu separarea celor patru forte fundamentale circulau liber in orice directie,fiind deci lumina
Dar ce temperatura are azi acest fond de microunde? Temperatura azi este mult mai scazuta datorita scaderii frecventei prin dilatarea undelor in spatiul in expansiune. Se poate determina temperatura de azi in functie de facorul de scara a cand universul avea o temperatura t si care este data de relatia tazi=t/a. In cazul de fata: tazi=3000/1090,9=2,75K, valoare apropiata de cea gasita prin masutratorile facute in 1964 de Arno Penzias et Robert Wilson. Dar ce este important este ca aceasta radiatie cosmologica de fond a fost prezisa din 1948 de fizicianul George Gamov ca o consecinta necesara a evolutiei universului dupa Big Bang in conditiile aratate si in acest capitol pentru factorul de scara, care univers trebuia sa treaca necesarmente in procesul sau de racire si prin bariera celor 3000K mai sus prezentata care trebuia sa fie masurata in intreg universul si constituind o amprenta a starii universului dupa 350000-400000 de la BB cand inca acesta era in primele sale faze de formare descrisa de noi in cap 3.
Aceasta descoperire a constituit prima proba experimentala directa si de mare greutate pentru TBB dovedind ca universul a avut odata o temperatura de 3000K asadar ca era mult mai cald in trecut si racindu-se , expansiunea explicand foarte bine aceasta racire si ajungandu-se si prin calcul teoreic la valoarea in jurul de 3 K gasita azi pentr acest fond cosmologic de microunde.
De atunci Teoria starii stationare a lui Hoyle incapabila sa explice prezenta acestei radiatii a fost puternic infirmata.

TBB prevede deasemnea ca aceasta radiatie nu trebuie sa fie perfect uniforma in sensul ca trebuie sa existe mici variatii datorita unor mici variatii ale densitatii de materie in univers cand acesta era mult mai mic si avea temperatura de 3000K. De fapt asa cum am vazut si in cap.3 aceste variatii usoare de densitate ulterior se vor amplifica datorita fortei gravitationale formandu-se astfel galaxiile. A trebuit mai mult timp si cresterea preciziei aparatelor de masura dar si aceste variatii aseptate si deci cautate au fost gasite, fiind foarte mici respectiv de cca 6 parti la un milion  si ele sunt reprezentate in hartile care reprezinta variatiile in intensitate a radiatiei de fond cosmologice in universul observat de aparatele actuale in misiunile de cercetare spatiala(telescopul Hubble, satelitul  Planck  misiunea COBE, programul WMAP) sau de pe Terra
Foarte multe informatii se obtin tinand cont de aceste variatii ale radiatiei de fond cosmologic care pot fi corelate teoretic cu curbura universului si prin comparare cu masuratorile efectuate s-a ajuns la concluzia experimentala ca suntem intr-un univers euclidian cu curbura nula sau cvasinula in care  Ωtot=1,005 +/- 0,016
Si varsta universului a fost mai exact precizata pornind tot de la aceste masuratori cosmologice.

6.2. Evolutia in timp a universului

In cap 3 am prezentat o astfel de evolutie pornind atat de la BB catre prezent cat si invers urmarind un text considerat de noi remarcabil, scris in 1989 de marele fizician V.F Weiskopf, The Origin of the Universe,
http://www.acamedia.info/sciences/sciliterature/weisskopf1989.htm dar scris cu destula vreme inaintea celor folosite in aceste ultime doua capitole, care sunt la nivel actual (se updateaza din cand in cand) http://physique.merici.ca/astro/chap18ast.pdf
si care este dedicat Big Bangului vazut in lumina teoriilor actuale relativiste privind expansiunea universului desigur ajungand in final la cel adoptat  in prezent , respectiv  ΛCDM prezentat in http://physique.merici.ca/astro/chap17ast.pdf
Acum vom relua cele prezentate si acolo dar strict prin prisma TBB, de fapt a modelului  ΛCDM urmarind evolutia universului in timp, de fapt prin evolutia factorului de scara care pleaca la BB de la un aproape zero si ajunge azi la valoarea 1. Desigur ca datele numerice se calculeaza folosind ecuatiile modelului ΛCDM  si valoarea pentru  H si varsta universului T, rezultate tot din modelul ΛCDM, fara insa a prezeta demonstratii si nici considernte fizice altele decat cele absolut strict necesare ,cei interesati avand imediat acces la bibliografie. In final daca vor fi discrepante intre cele spuse acum la nivel de 2016 si cele scrise in 1989(desi unele corectii la cateva date numerice mai nou updatate am adus si acolo), discrepante care pot fi  datorate si faptului ca rezultatele prezentate acum sunt strict derivate din modelul ΛCDM , model care in 1989 nu exista inca, ci mai degraba se lucra cum am aratat in cap anterior mai degraba  cu modelul Einstein-De Siter(EDS)

Scuze pentru redundante dar voi retranscrie aici o fraza importanta din textul prezentat in cap 3:
Pe scurt, istoria universului nostru a început cu o fluctuație a vidului adevărat gol,  într-o mică regiune de vid fals, care s-a expandat aproape imediat, într-o regiune mult mai mare de vid fals. Acesta a fost Bangul primordial. Apoi s-a trecut la un vid adevărat, dar energia vidului fals a creat toata lumina, toate particulele si antiparticulele, care au dezvoltat ceea ce a existat la aproximativ o microsecundă după „explozie”. Apoi expansiunea obisnuită a universului a preluat actiunea; l-a răcit, cuarci si anticuarcii precum electronii si antielectronii au fost anihilati, dar câtiva quarci si electroni supranumerar au rămas. Quarcii au format protoni si neutroni. Apoi, unii dintre acesti nucleoni au format nuclee de heliu. Dupa cca 300.000 de ani, a fost suficient de rece ca protonii si nucleele de heliu sa  poata capta si reține electroni devenind astfel atomi. Un gaz fierbinte de hidrogen si heliu a apărut. Gazul atomic se condenseaza in protostele, care au devenit fierbinti în interior, permițând proceselor nucleare să înceapă. Stele s-au născut, grupandu-se în galaxii. Reacțiile nucleare din centrul stelelor si din supernove ce explodeaza au produs elemente mai grele. Gazele expulzate de catre  stelele care explodează se condeneaza in protostele si apoi stele care conțin urme ale tuturor elementelor, nu numai hidrogen si heliu. Soarele este una dintre aceste stele de a doua generație. Este înconjurat de planete, dintre care unele, cum ar fi pământul, sunt concentrații speciale de elemente mai grele,  alimentate cu energie de la soarele din apropiere, astfel încât viața poate începe si dezvolta animalul uman ciudat care pretinde să înțeleagă întregul proces
O concluzie interesantă rezultă din acest punct de vedere asupra nasterii universului nostru ca o consecință a unei fluctuații de energie în vid adevărat si anume ca astfel de fluctuații intense care creează o picatura  de vid fals sunt foarte rare, dar poate să se fi întâmplat în alte locuri în spațiul infinit, în alte momente si este posibil să fi dezvoltat  alte universuri. Astfel, putem concluziona că universul nostru poate ca nu este singurul. Nu este centrul si scena a  tot ceea ce este în această lume. Pot exista si alte universuri mult mai mari sau mult mai mici sau chiar care nu au fost încă născute în altă parte. Amintiți-vă că universul nostru astăzi este foarte  probabil, considerabil mai mare decât prezentul nostru orizont cosmic de aproximativ 12 miliarde de ani lumina, dar este loc si timp suficient pentru multe alte universuri. Poate că, în câteva miliarde de ani, un alt univers il va penetra pe al nostru. Până atunci nu putem verifica această ipoteză, dar universul nostru  din care noi vedem doar o mică parte astăzi, poate să nu fie unic si începutul sau  nu este primul inceput.Alte universuri pot exista într-un stadiu mai tanar sau mai batran
Dar ajunsi aici trebuie sa repetam ca acestea sunt doar niste ipoteze neprobate. Pot ramane pure fantezii dar ideile lor sunt impresionant de grandioase.

Si acum sa urmarim succesiunea in timp a tuturor acestor fenomene(vezi si schita din clipul de 2min 53 sec in care Alan Guth explica pe scurt ideea inflatiei in intervalul de 10-32 sec : )


a) Primele 4 secunde ale Universului

Singularitatea initiala: De fapt matematic singularitatea universului la momentul zero inseamna o temperatura infinita si o dimensiune zero dar fizic adica după timpul Planck (10-43 sec), putem urmări evoluția acestuia  folosind conceptele de fizica termică si teoria particulelor si aceasta epoca pana incepe inflatia se va numi epoca Planck.Daca lungimea Planck  este de 1,62 ×10−35m rezulta ca diametrul universului la acel moment este de cca 100/1.62 adica cca 55 unitati Planck


  1) Inflatia primordiala -La momentul initial, a=10-60 si diametrul universului observabil la acest factor de scara este de 10-33m.
Consideram ca intregul univers este compactat intr-o sfera cu un diametru de o miliardime dintr-o miliardime din diametrul unui proton. Desi densitatea acestui univers este totusi mai mica decat densitatea Planck(1088 t/cm3).  nu prea stim nimic despre legile fizicii in acest domeniu de dimensiuni niciodata inca testat experimental
Nota : se vede usor ca daca se trece la momentul actual cu a=1 atunci diametrul universului este de aproximativ 1027 m adica cat este considerat diametrul actual de 93 mlrd a.l.  pentru ca 1060x10-33=1027. Ar fi interesant de stiut cum s-au determinat valorile de mai sus mai bine zis factorul de scara la acel moment initial
Se crede ca densitatea de energie tinand cont de relatia dintre energie si masa a TRR, este de cca 1076 kg/m^3, deci mult superioara  densitatii de energie a vidului actual care este de 7,1x10-27 kg/m^3..  Aceasta densitate enorma de energie a vidului accelereaza expansiunea universului multiplicand cu 1034 raza universului initial, facandu-l sa ajunga de la un factor de scara de 10-60 la unul de 10-26 intrun timp infim de 10-32 sec
Este ca si cum in acest timp un proton s-ar dilata la o raza de 1000 ani lumina.
Sau altfel spus: O comparație oferă o idee despre magnitudinea fenomenului. Atomii formați și radiațiile fosile au fost emise la cca 400 000 de ani după Big Bang(mai jos veti gasi 373000ani). Până acum, de autunci adica dupa aproximativ 14 miliarde de ani , Universul s-a văzut marindu-sedoar de 1000 (103) ori.. Doar! Nimic nu are legătură cu numerele cu zeci, milioane sau miliarde de zerouri considerate in primea secunda Inflația rastoarna  totul. Chiar și micile fluctuații de densitate primordială rezulta ca in timpul fulgurant al inflatiei ar fi fost dilatate la dimensiuni mai mari decât superclusterii galaxiilor. Satelitul Wmap a detectat variații ale radiațiilor cosmologice fosile care conectează regiuni care nu au avut timp să comunice între ele(problema orizontului cosmologic). O posibilă semnătură a inflației? În timpul expansiunii accelerate, punctele materiale s-au indeparta  mai repede una de cealaltă decât lumina, adica cu o viteza superluminica Cu toate acestea, este evidentă contradicția cu principiul de bază al relativității - celeritatea luminiiva ca viteza de ndepasit.Insa intr-adevăr, nici un obiect nu s-a mișcat mai repede decât radiația. Este țesătura cosmosului însuși care sa umflat într-un ritm frenetic, trăgând cu ea particulele.
Nota: Totusi acest timp infim de 10-32 sec este enorm fata de timpul Planck de 5.39121 × 10−44 s care este cuanta de timp , unitatea minima de timp.
Aceasta expansiune enorma si foarte rapida s-a denumit inflatie. Ea este necesara pentru a se aduce rapid universul la densitatea critica si indiferent de la ce densitate ar porni fenomenul el nu s-ar opri pana nu s-ar atinge densitatea critica intrucat relatiile matematice existente demonstreaza ca nu conteaza de fapt conditiile initiale intrucat un univers continand energie a vidului care este constanta, in timp ce densitatea materiei scade cu cubul cresterii factorului de scara tinde cu timpul sa ajunga la densitatea critica adica la acel  Ω =1 si ca deci cu atat mai repede atinge aceasta valoare cu cat expansiunea este mai rapida .
Fara o energie a vidului densitatea s-ar fi indepartat de cea critica asa insa se apropie. Aceasta de fapt explica de ce universul nostru are exact densitatea critica desi aceasta parea atat de putin probabila!!! Astfel o predictie majora a teoriei inflatiei este ca universul este la Ω =1.
In acelasi timp universul observabil si in care facem noi masuratorile astronomice este foarte mic in raport cu restul universului asa ca poate doar sa ne para plat  raza de curbura fiind enorma, la fel cum si noua pe pamant acesta ne pare a avea o suprafata plana.
La sfarsitul perioadei de inflatie materia este atat de diluata ca se poate spune ca de fapt in univers exista numai energie a vidului. Densitatea materiei scade cu cubul factorului de scara adica de 10102 ori, cand factorul de scara creste de 1034 ori. O scadere enorma. Si deci este inevitabil ca vidul sa domine in mod absolut aceasta perioada.
O explicatie fizico-matematica a teorie inflatiei se gaseste la http://ned.ipac.caltech.edu/level5/Watson/Watson_contents.html 
„An exposition on inflationary cosmology”, dar trebuie sa precizam ca pentru a înțelege pe deplin inflația, avem nevoie de o teorie cuantică a gravitației. Din aceste motive, se poate pune intrebarea : Inflația este un tip particular de model cosmologic sau  este un constituent arbitrar al oricărei teorii de succes a cosmosului?
 Inflația cosmică a fost o eră de expansiune accelerată produsă de un câmp ipotetic numit inflaton, care avea proprietăți similare cu câmpul Higgs si energia întunecată. În timp ce expansiunea de decelerare ar mări deviațiile de la omogenitate, făcând universul mai haotic, accelerarea expansiunii ar face universul mai omogen. O perioadă suficient de lungă de expansiune inflaționistă în trecut ar putea explica gradul ridicat de omogenitate observat astăzi în univers la scară largă, chiar dacă starea universului înainte de inflație a fost extrem de dezordonată.
De fapt ca model putem gandi urmatoarea analogie: Evoluția cosmosului se reduce la o succesiune de schimbări de stare cum vom vedea in continuare . Trecem dintr-o simetrie într-o situație mai puțin armonioasă. Este analogul apei. În stare lichidă, proprietățile sale sunt identice in toate punctele si din toate punctele de vedere. Apoi daca ingheata această formă solidă are axe privilegiate de cristalizare definite de molecule. În același mod, la sfârșitul marii unificări, cosmosul ar putea trece printr-un fel de palier  instabil. Un pic ca apa  superlichida care poate sa ramana lichida a temperaturi negative(chiar pana la -48 grade Celsius)   dar care la cea mai mică perturbare, se solidifică. În cazul universului, acest lucru corespunde unui spațiu-timp umplut cu un "vid fals". Este mai simetric, mai puțin stabil decât în ​​mod normal. Energia asociată are o proprietate semnificativă: este negativă. Se comportă ca o presiune de  respingere. Relativitatea generalizata spune că spațiul se îndoaie și că toate punctele sale fug unele de altele Inflația brutăcare in cele din urmă se va opri când Universul "îngheață" parțial. Se va stabili într-o simetrie ruptă între forțele puternice și cele electrice
AStfel inflația sa încheiat atunci când câmpul inflaton a decazut la  particule obisnuite într-un proces numit "reîncălzire", moment în care a început expansiunea obisnuită a Big Bang-ului. Timpul de reîncălzire este de obicei citat ca un timp "după Big Bang". Aceasta se referă la timpul care ar fi trecut în cosmologia tradițională (neinflaționistă) între singularitatea Big Bang si universul care coboara  la aceeași temperatură care a fost produsă prin reîncălzire la sfarsitul inflatiei, chiar dacă în cosmologia inflaționistă, Big Bang-ul tradițional nu a avut loc

Insa este sigur ca universul nu poate ramane in aceasta stare si de aceea se considera ca la sfarsitul celor 10-32 secunde primordiale in care universul creste exponential, se produce o tranzitie de faza in univers si ca energia vidului se transforma in materie. De fapt este doar o consideraratie teoretica pentru ca nu se cunoaste nimic din acest proces, dar el este necesar penruca universul sa iasa din faza sa inflationista si sa treaca in faza de creatie a materiei pe seama energiei vidului care la sfarsitul acestei transformari ramane putina  si egala cu cea de astazi. Se trece astfel de la o energie a vidului de  1073 kg/m³ la o densitate de 10-26 kg/m³,adica o scadere cu un factor de 1099.
Este de subliniat ca inflatia nu este absolut obligatorie existand si alte teorii cum ar fi cea a universului ciclic eludandu-se astfel dificultatea principala a teoriei si anume cum se iese din aceasta faza.
Dar inflatia a rezolvat cateva probleme esentiale ale TBB chiar in cadrul modelului Lambda CDM si care sunt :
-planeitatea geometriei universului pentruca inflatia intinde orice curbura a universului facand-o sa fie practic plana desi TRG pretinde ca forma universului sa fie mai degraba curba si nu plata. Inflatia a rezovat in mod natural aceasta problema. La big bang particulele primordiale nu aveau inca masa  cand acel vid fals cu proprietati antigravitationale declanseaza inflatiata care se produce cu o viteza oricat de mare depasind-o pe cea a luminii care inca nici nu exista. Inlaia se prezinta ca un fenomen autointretinut si care se creaza odata cu spatiul .
 -problema orizontului care apare pentruca coform teoriei standard Lambda CDM regiunile îndepărtate ale spațiului în direcții opuse ale cerului sunt atât de departe încât, presupunând o expansiune standard Big Bang, nu ar fi putut fi niciodată în contact cauzal unul cu celălalt. https://en.wikipedia.org/wiki/Horizon_problem
Acest lucru se datorează faptului că timpul  călătoriei luminii  depăseste vârsta universului. Totusi, uniformitatea temperaturii cosmice a fundalului cu microunde ne spune că aceste regiuni trebuie să fi fost în contact între ele în trecut.
Deoarece Inflația presupune  o expansiune fulgeratoare  în universul timpuriu, rezultă că regiunile îndepărtate au fost de fapt mult mai apropiate împreună înainte de Inflație decât ar fi fost doar cu extinderea standard Big Bang. Astfel, astfel de regiuni ar fi putut fi în contact cauzal înainte de inflație si ar fi putut atinge o temperatură uniformă. Asta inseamna ca la momentul t=10-32sec expansiunea exponentiala care a avut loc marind dimensiunile universului de 1022 ori (sau 1026 ori dupa https://map.gsfc.nasa.gov/universe/bb_cosmo_infl.html sau dupa Alan Guth de 2^100(se dubleaza de o suta de ori)  adica de cca 1033 dupa altii chiar 10100(de o suta de ori o inzecire )  in http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosbig/decouv/xchrono/inflat/niv1_1.htm ) intr-o regiune mica si cauzal conectata, a condus la separarea unor parti din acea regiune mica(partile cele mai indepartate adica aflate in pozitie diametral opuse) separandu-le de contactul cauzal de pana atunci .
-  problema monopolurilor
Cosmologia Big Bang prezice ca in universul timpuriu ar fi trebuit sa apara un numar mare de asa numiti monopoli magnetici stabili si grei de cca  0,00001 miligrame, de 1016 mai grei decat un proton . Aceste superparticule relicve s-ar fi nasut in numar mare odata cu Universul care ar fi trebuit din acest motiv sa fi fost de un milion de miliarde de ori mai dens ceea ce desigur ar fi dus la o cadere in sine a acestuia la un "big crunch" dar inflatia a elimina acest pericol salvand metrica spatio-temporala creata si existenta pe mai depaete a UniversuluiL’inflation est arrivée, à cette époque, comme une rustine. Cum monopolii nu au fost observati  rezulta ca daca ar fi existat ar fi fost foarte rari fata de predictia teoretica a modelului B.B. Inflația permite existența monopolurilor magnetice atât timp cât au fost produse înainte de perioada inflației, in timpul acesteia densitatea monopolurilor scade exponențial, astfel încât abundența lor scade la niveluri nedetectabile
Pe langa aceste explicatii, mai recent, inflația a fost cuprinsa intro teorie mult mai generală. Aceasta continuă să rezolve problemele inițiale de valoare, dar oferă, de asemenea, o explicație a structurii observate pe scară largă a universului si a originii si devenirii acesteia. Astfel ea poate prezice un spectru de putere a undelor gravitationale  cat si anizotropii de temperatură în fundalul cosmic, ambele fiind detectabile în experimentele viitoare si poate ajunge cu evaluarile pana la momentul timpilor Planck(epoca cosmologica primara numita epoca Planck).
 În prezent, puterea inflației poate fi văzută din predicțiile structurii pe scară largă. Diferitele modele prezic structura diferită si acest lucru poate fi utilizat pentru a reduce numărul de modele posibile.

  2) Un univers compus din materie si antimaterie, t=10-32sec, a=10-26, T=1026K, densitatea = 1073 kg/m³
In acest moment si la acest factor de scara inflatia s-a terminat iar diametrul universului observabil este de 10 m.
In acest moment energia vidului se transforma in energie de materie si se trece de la un univers dominat de energia vidului la unul dominat de materie, desi mai exista inca o mica cantitate de energie a vidului dar care devine neglijabila. Surprinzator este insa ca in toate procesele cunoscute pana azi in fizica particulelor creatia de materie plecand de la energie produce mereu aceiasi cantitate de materie si antimaterie si ne-am astepta sa gasim si una si cealalta in cantitati egale in univers.
Nota :Referitor la aceasta simetrie de paritate(CP) si la o posibila violare a ei care ar putea explica disparitia antimateriei in favoarea materiei in universul nostru, trimit la nota de la cap 3 I, din postarea cu nr 205/02.12.2016 si de la postarea 210/29.01.2017 unde se arata ca au aparut unele indicatii experimentale privind o astfel de violare CP.
Asadar ar trebui sa avem galaxii compuse din antimaterie si altele din materie dar atunci coliziunea dintre galaxii fiind destul de frecventa ar trebui sa avem si coliziuni intre materie si antimaterie care ar fi ceva absolut remarcabil, cantitatea de energie degajata fiind imposibil sa nu se observe oriunde s-ar produce in univers. ori asa ceva pana acum nu s-a observat.
Deocamdata nu se stie de ce materia s-a conservat in exces fata de antimaterie dar se crede ca procesul s-a intamplat la un factor de scara intre 10-26 si 10-18, intrucat 10-18 este o valoare ce corespunde limitei testelor facute in acceleratoare, in sensul ca daca s-ar fi produs la valori superioare lui 10-18 s-ar fi observat in testele realizate pana acum.
In acel moment universul nu era inca compus din protoni si neutroni temperatura fiind  atat de mare incat nicio structura atomica nu putea  rezista , radiatia emisa la acea temperatura avand o asemenea energie incat distrugea orice forma de structura.
De aceea atunci protonii si neutronii erau descompusi in constituientii lor, respectiv in quarci.Quarcii detectati in acceleratoarele de particule sunt incadrati in trei familii care mai tarziu cand conditiile o vor permite se vor regrupa formand materia barionica.
  3) t = 10-4 s, a = 10-12, temperatura = 1012 K, densitatea = 1017 kg/m³
La acest factor de scara universul observabil atinge diametrul de 0,1 a.l. si incep sa se formeze barionii.
Cand universul se raceste odata cu expansiunea, antimateria dispare eliminand o parte din materie, in final ramanand o cantitate de materie datorita dezechilibrului initial la care ne-am referit. Dezechilibrul necesar nu a trebuit sa fie prea mare, fiind de circa o particula de materie in plus la fiecare 3 miliarde de particule de materie si respectiv de antimaterie. Acest mic excedent de 1 la 6 miliarde de particule a fost suficient pentru a da nastere universului nostru actual. Trebuie spus si ca materia si antimateria nu se anihileaza imediat caci in paralel la aceste mari energii are loc si reactia inversa, adica dintr-un foton rezulta o particula si antiparticula sa
Este probabil ca tot atunci sa fi aparut si  materia intunecata.
  4)Decuplarea neutrinilor, t = 1 s , a = 10-10,  T= 1010 K,  Densitate = 109 kg/m³
La acest factor de scara dupa o secunda diametrul universului atinge 10 a.l.
Daca temperatura scade sub 1010K neutrinii nu mai interactioneaza cu quarcii separandu-se de restul materiei si avand o existenta total independenta, realizandu-se astfel asa numitul fenomen de decuplare, ei fiind si azi in univers cu o densitate de 450 neutrini/cm³  si o energie medie de 2,4 x 10-4 eV, materia barionica fiind permanent traversata de acestia fara niciun efect asupra ei.
  5) Anihilarea electronilor cu antielectronii , t = 4 s, a = 2 x10-10 , T = 5 x109 K Densitate = 108 kg/m³
La acest factor de scara diametrul universului observabil era de cca 20 a.l.
La temperaturi peste 5 miliarde kelvin fotonii aveau suficienta energie pentru a creia perechi de electroni si antielectroni dar sub aceasta temperatura nu se mai creaza ci doar se anihileaza cei existenti si in final nu mai raman decat electroni in exces unul fata de 3 miliarde de electoroni si 3 miliarde de antielectroni care s-au anihilat.
Nota mea: in permanenta se constata un usor avantaj pentru materie
La sfarsitul acestei faze se afla barionii, fotonii, neutrinii decuplati si cu certitudine materia intunecata(daca nu este acum nu are cum sa mai apara in viitor)
Asadar materia primordiala adica protoni, neutroni si electroni sunt in univers si singura schimbare care se mai produce este lenta dezintegrare a a neutronilor in protoni care scade numarul neutronilor fata de protoni

b) Nucleosinteza, t = 100 s a =10-9 Temperatura = 109 K , Densitate = 105 kg/m³ si un diametu al universului de cca 100 a.l.
Si pana la secunda 100 densitatea si temperatura erau suficiente pentru reactia de fuziune nucleara intre protoni, numai ca fotonii existenti aveau suficienta energie pentru a distruge nucleele ce ar fi aparut , dar dupa secunda 100 energia in scadere a fotonilor  nu mai poate bloca nucleosinteza unor nuclee a unor elemente usoare respectiv hidrogen, heliu si ceva litiu si beriliu fuziunea oprindu-se repede din cauza scaderii de energie si deci procesul nucleosintezei oprindu-se aici neputand apare si nucleele unor elemente mai grele.
Intrucat in reactiile de fuziune din stele unii din izotopii aparuti in aceasta perioada numai apar, existenta lor chiar si in proportia destul de mica in care exista sunt una din probele importante ale evolutiei universului de dupa big bang si deci o confirmare a acestei teorii.
Primele protostele se vor forma din aceste elemente usoare  si de atunci de fapt nici nu s-a schimbat compozitia lor foarte mult, decat doar ca au aparut in timp si elemente mai grele cum sunt carbonul si oxigenul care nu existau inca, atunci cand perioada fuziunii nucleosintetice s-a terminat. Ele se formeaza in timp, in stele si apoi se raspandesc in univers odata cu explozia supernovelor. Dar inca suntem departe de aceasta etapa.
Trebuie sa subliniem ca modelul actual spune ca universul are exact densitatea critica ceea ce conduce la o structura cu  69,2 % din aceasta, formata din energie a vidului si 30,8% din densitate a materiei, calculele aratand ca materia barionica adica protoni neutroni si suplimentar electroni reprezinta doar 16% din materia totala rezultand ca mai exista in procent de  84% o alta materie, adica care nu este nici energie a vidului si nici barionica si care desigur nu poate fi decat materie intunecata care se evidentiaza doar gravitational in univers.
Sa facem un inventar al materiei din univers :
   84% materie intunecata
...1,3% materia stelara
   14,7% materie ordinara alta decat stelele ce nu poate fi decat gazul interstelar care poate avea o masa egala cu cea a galaxiilor, deasemeni stele neutronice, pitice brune , planete invizibile
Cat despre materia intunecata in proportie de 84% aceasta ar putea fi formata din neutrini si antineutrini si/sau fotoni dar masele tuturor acestora de cateva procente din materia ordinara nu pot acoperi cantitatea enorma din univers, ar putea fi formata si din bosoni Higgs, dar acestia se desintegreaza repede in materie ordinara.
Exista teorii care au introdus niste particule din care ar fi facuta aceasta materie intunecata -wimps(neutralino, axioni etc) care precum neutrino nu interactioneaza sezizabil cu materia dar experienta nu le-a confirmat existenta asa ca este o teorie inca pur speculativa, desi cea care introduce particula numita neutralino pare cea mai promitatoare.
Si gaurile negre intra intr-o contabilitate a materiei intunecate, dar ele pot fi formate din orice tip de materie intrucat odata intrata in interiorul lor materia isi pierde identitatea si in plus chiar daca ar fi formate majoritatea din materie intunecata nu se considera ca ar avea o contributie insemnata in ponderea acesteia.
Se ajunge astfel ca dupa cateva minute de existenta universul sa fie compus din nuclee de H si He(si alti cativa izotopi in cantitate mica), din electroni si fotoni, din neutrini si antineutrini precum si din materia intunecata. Pentru moment nucleele si electronii neformand inca atomii, dar cand temperatura mai scade dupa o perioada mult mai indelungata decat cea de pana acum, se va intampla si aceasta.

c) Formarea atomilor, t = 373 000 ani, a =1/1090,9, Temperatura = 3000 K Densitatea= 10-17 kg/m³
La acest factor de scara diamètrul universului  observabil este de cca  100 milioane a.l.

Cand universul are 373000 ani densitatea particulelor incarcate a scazut suficient pentruca gazul sa devina transparent si deasemenea fotonii nu mai au suficienta energie pentru a ioniza atomii asa ca electronii si nucleele atomice se pot regrupa pentru a forma atomii.
Aceasta schimbare de situatie se numeste decuplarea fotonilor din radiatia cosmologica de fond . Gazul devine transparent fotonii proveninti din radiatia termica a universului numai interactioneaza cu atomii adica se realizeaza decuplajul materiei de fotoni(lumina) care coexista din acest moment fara sa mai interactioneze marcat una  cu cealalta. Acesti fotoni sunt si azi aici si au o densitate de 411 fotoni/ cm³. Acestia sunt fotonii pe care-i observam cand detectam radiatia de fond cosmica si au o densitate de energie de zece ori mai mare decat cea medie a fotonilor proveniti din toate stelele ce au existat de la nasterea universului.
Asadar de acum incolo universul a devenit transparent putand vedea pana la momentul cand el avea varsta de 373000 ani, dar atat caci inainte dupa cum am aratat era opac.
Atunci universul era foarte uniform variatiile de intensitate ale radiatiei ce se observa fiind extrem de slabe adica de cca 0,0006 %

d) Formarea steleor si a galaxiilor
Nu erau stele cand universul avea 373 000 ani.Era un univers foarte uniform in care marea temperatura a gazului impiedeca gravitatia sa formeze stelele.Dar temperatura continuand sa scada gravitatia si-a intrat in drepturi incepand sa formeze stelele si galaxiile
Odata cu simularea formarii stelelor si galaxiilor conform cu regulile fizicii si chimiei plecandu-se de la datele de varsta, respextiv 373000 ani si variatii de densitate atat de slabe, respectiv de 0.0006%, se ajunge la situatia ca timpul necesar pentru formarea acestora ar trebui sa fie mai multe miliarde de ani in timp ce s-au detectat galaxii cu o deplasare spre rosu(redshift), z=11 ceea ce inseamna ca acestea erau formate cand factorul de scara era de 1/12 (conform relatiei aratate cap 4 referitor la redshiftul cosmologic), ceea ce corespunde unei varste a universului de 0.416 mlrd ani.
Trebuie deci ca stelele sa se formeze mult mai repede decat ne spune teoria fizico-chimica referitoare la materia ordinara.
Daca insa se adauga in aceste calcule si materia intunecata(exotica) durata se reduce in mod insemnat.
Pentru a se ajunge la asa ceva se porneste de la adevarul asociat acestui tip de materii ca este o materie care neinteractionand cu fotonii si restul materiei nu poate fi incalzita de acestia si deci ramane ca o materie rece si intunecata care se poate concentra prin gravitatia sa proprie inainte ca materia barionica sa o faca, motiv pentru care la varsta de 373000 ani materia barionica este uniforma in timp ce cea intunecata este mult mai putin uniform distribuita in univers  existand zone de mai mare densitate ceea ce evident ca va accelera considerabil formarea stelelor  pentru ca imediat ce materia ordinara se va mai raci ea va fi rapid antrenata spre zonele mai dense de materie intunecata.
Astfel intr-o simulare numerica atunci cand universul are o secunda temperatura este asa mare incat si materia intunecata si cea ordinara sunt raspandite uniform in univers , la varsta de 1000 de ani interactiunea dintre lumina si materia ordinara o mentine inca pe aceata uniform repartizata in timp ce cea intunecata care nu interactiomeaza cu fotonii incepe sa se neomogenizeze ca densitate, pentru ca la 100 milioane ani, universul sa fie format din concentrari de materie ordinara in care incep sa se  formeze stele si galaxii  inconjurate de concentrari de materie intunecata.
Cu proportiile dintre materia ordinara si cea intunecata prezentate mai sus se ajunge la simulari numerice care arata ca stelele si galaxiile se pot forma in mai putin de 400 milioane ani.

Din acest motiv actualul model al big Bangului se numeste ΛCDM unde CDM inseamna cold dark matter(materie rece intunecata) si aici se gaseste o poza sugestiva a acestei evolutii a Universului: https://en.wikipedia.org/wiki/Inflation_(cosmology)#/media/File:History_of_the_Universe.svg
Nota : cred ca aici se afla fie o proba irefutabila a TBB, fie cheia de bolta a TBB sub aceasta forma, adica este corecta daca CDM chiar exista, intrucat  daca nu ar exista atunci tot ce am spus pana aici nu s-ar mai sustine.

6.3. O speculatie cosmologica  Multiversul

Se poate imagina  ca exista un univers anterior BB si ca in acest univers o fluctuatie oarecare ar face sa apara intro regiune minuscula de milioane de miliarde de ori mai mica decat un proton energia a vidului si aceasta ar fi putut produce un Big Bang ca cel descris inainte si acest lucru sa apara in mai multe locuri din acel supra univers si astfel sa apara mai multe universuri care sa nu aiba nicio legatura unul cu altul si poate si alte legi fizice si limite ale acestora. Acest supra univers s-ar numi multivers.

PS.Si una numerologica : Daca acesti 13,8 mlrd ani se considera a fi un singur an, atunci la aceasta scara de timp : 
  - atomii se formeaza dupa primul sfert de ora ,
  - in ianuarie se formeaza primele stele si galaxii
  - in septembrie la inceput se formeaza sistemul solar si planetele
  - la 25 septembrie apare viata pe Terra
  - la 1 decembrie se formeaza atmosfera cu oxigen
  - la 30 decembrie ora 12 extinctia dinozaurilor
..- la 31 decembrie ora 12 primele primate
  - la 31 decembrie ora 18:00 primele hominide
  - la 31 decembrie ora 22:30 primii oameni
..- la 31 decembrie ora 23:50 focul
..-.la 31 decembrie ora 23:56 homo sapiens sapiens
  - la 31 decembrie ora 23:59:51 scrisul
..-.la 31 decembrie ora 23:59:55 era noastra(Isus Hristos)
..-.la 31 decembrie ora 23:59:59 era noastra(ultimii 500 de ani)
« Ultima Modificare: Ianuarie 28, 2018, 04:04:09 p.m. de atanasu »

Offline atanasu

  • Senior
  • ****
  • Mesaje postate: 1167
  • Popularitate: +14/-138
Răspuns: Hibele teoriei Big-Bang-ului,si ipoteze sau sugestii alternative.
« Răspuns #217 : Aprilie 30, 2017, 05:03:27 p.m. »
Mircea,
Fiindca maine este 1 mai si azi acest fir atinge acum un numar rotund si respectabil de vizite, dar mai ales  pentru a si raspunde celor ce se intreaba ce mai urmeaza pot spune ca este vorba de ultimul capitol ,poate insa sa fie si penultimul (inca nu m-am hotarat) dar cred ca stii ca postfata am scris-o demult odata cu prefata si asa va ramane, asa ca poate va fi si un capitol 8 poate nu dar cu siguranta destul de curand va aparea si cap 7 , cand nu stiu caci imi cam da de furca dar tot asa pot prezenta titlul si o nota introductiva  mai ales pentru tine:

7. Argumente si teorii contrare sau critice fata de modelul TBB
Nota mea: In acest capitol care raspunde  necesitatii obiective in economia acestei sinteze documentare, cat de vasta am putut eu sa o fac, incerc sa raspund si titlului acestui fir initiat de colegul de forum Mircea Hodor, care a introdus in denumire sintagma „hiba ” de origine maghiara si care inseamna defect, cusur, adica pentru aceasta lucrare, din punctul meu de vedere, elementele discutabile sau disputabile referitoare la TBB . M-am rezumat la opinii ale unor specialisti recunoscuti in domeniul lor de activitate adica astronomi(cosmologi)  sau fizicieni(astrofizicieni) si in acest sens adaug ca am folosit cu precadere structura si informatiiile la nivel de 2006, dar la nevoie updatate in cazul in care au aparut niste modificari semnificative, din lucrarea " Evidence for the Big Bang, http://www.talkorigins.org/faqs/astronomy/bigbang.html "
« Ultima Modificare: Noiembrie 25, 2017, 12:31:55 p.m. de atanasu »

Offline atanasu

  • Senior
  • ****
  • Mesaje postate: 1167
  • Popularitate: +14/-138
Re: Hibele teoriei Big-Bang-ului,si ipoteze sau sugestii alternative.
« Răspuns #218 : Mai 09, 2017, 01:32:38 p.m. »
Motto: TRAIASCA ROMANIA! TRAIASCA EUROPA!

7. Argumente si teorii diferite sau critice fata de modelul TBB

Nota mea: In acest capitol care raspunde necesitatii obiective in economia acestei sinteze documentare, cat de vaste am putut eu sa o fac, incerc sa raspund si titlului acestui fir initiat de colegul de forum Mircea Hodor care a introdus in denumire sintagma „hiba ” de origine maghiara si care inseamna defect, cusur adica pentru aceasta lucrare elementele discutabile sau disputabile referitoare la TBB . M-am rezumat la opinii ale unor specialisti recunoscuti in domeniul lor de activitate adica astronomi(cosmologi)  sau fizicieni(astrofizicieni) si in acest sens adaug ca am folosit cu precadere structura si informatiiile la nivel de 2006 dar la nevoie updatate in cazul in care au aparut niste modificari semnificative, din lucrarea  Evidence for the Big Bang, http://www.talkorigins.org/faqs/astronomy/bigbang.html
Dar inainte sa prezentam aceste teorii care critica sau chiar contrazic TBB, vom reaminti elementele pe care se bazeaza aceasta asa cum rezulta din cele deja prezentate si din textul invocat mai sus, pentruca acestea sunt cele mai mult sau mai putin negate de adversarii acesteia, adaugand daca este cazul chiar si in aceasta faza si unele opinii contrare.

7.1. Asadar elementele cosmologice care sunt in acord si pe care se si bazeaza  TBB sunt:

a) Structura si omogenitatea universului la scara mare confirma evolutia universului de dupa BB.

Desigur aceasta omogenitate este destul de aproximativa fiind in mod evident valabila doar la scara mare la care poate fi considerat statistic omogen si izotropasa cum arata un camp simulat de galaxii dupa eliminarea elementelor de detaliu. Astfel Peacock si  Dodds (1994) au examinat proporia de fluctuatii in densitate pentru Universul apropiat gasind ca pentru regiuni de 100 Mpc, universul este omogen la nivel de cateva procente. Deasemenea studii privind decalajul spectral a regiunilor mai intinse au confirmat aceasta tendinta de a creste omogenitatea odata cu cresterea scarii, chiar daca galaxiile apropiatenu sunt prea omogene. Deasemenea si descoperirea in 1965 a radiatiei cosmologice de fond( Penzias et Wilson) provenind din toate directiile Universului cu aceiasi valoarede 7,35 cm lungime de unda de tip „corp negru” corespunzand unei temperaturi de 3,5+- 1 grad Kelvin atunci (2,735 K azi dupa WAMP), a intarit aceasta ipoteza de baza pentru TBB.
Referitor la aceste date trebuie sa mentinam ca ultima misiune care nu a fost mentionata in textul citat fiind ulterioara elaborarii acestuia respectiv misiunea plank a ESA care a urmarit  tocmai elementele de anisotropie a radiatiei cosmice de fond pe intreg cerul cu o mare sensibilitate incepand cu mai 2009 si pana in 21 martie 2013 aducand elemente noi fata de observatiile efectuate cu WAMP si anume  faptul că fluctuaţiile de temperatură în CMB la scară mare nu se potrivesc cu cele prezise de modelul standard - semnalele lor nu sunt la fel de puternice cum era de aşteptat din structurile la scara mai mică observate de Planck.constatarea unei anizotropii neasteptate constand din asimetria temperaturilor medii pe emisferele opuse ale cerului cu valori usor mai ridicate in emisfera ecliptica sudica precum si existenta unui punct rece care se extinde pe un cerc de cer si care este mult mai mare decât se astepta. Insa dincolo de aceste anomalii, datele obţinute de Planck se conformează spectaculos de bine aşteptărilor unui model relativ simplu al Universului, permiţând oamenilor de ştiinţă să extragă valorile cele mai precise până la ora actuală referitor la ingredientele Universului.
“Cu cele mai exacte şi detaliate hărţi ale cerului prezentănd microundele făcute vreodată, Planck zugrăveşte o nouă imagine a Universului care ne împinge la limitele înţelegerii teoriilor cosmologice actuale,”  a declarat Jan Tauber, ESA Planck Project Scientist.
“Observăm o potrivire aproape perfectă cu modelul cosmologic standard, dar cu caracteristici interesante, care ne forţează să regândim unele dintre ipotezele noastre de bază.”
“Acesta este începutul unei noi călătorii şi ne aşteptăm ca analizănd în continuare datete de la Planck vom putea elucida această enigmă.”
 Vezi .http://www.esa.int/ron/ESA_in_your_country/Romania/Planck_dezvaluie_un_Univers_aproape_perfect
iar pentru mai multe detalii despre aceasta misiune un articol scris in 2015: http://bouillonsdecultures.blogspot.ro/2015/02/planck-renforce-la-theorie-du-big-bang.html
Adaugam faptul ca totusi existenta superclusterelor si a marilor ziduri(great walls), mari atractori de dimensiuni enorme de pana la un miliard de ani lumina, pun sub semnul intrebarii aceasta ipoteza fundamentala dar mai ales varsta universului care in cazul acestora conform chiar TBB, dupa unii astronomi ar trebui sa ajunga la 80-250 miliarde ani !?(http://journalofcosmology.com/BigBang101.html)

b) Expansiunea Universului de la aparitie si pana in prezent ca si in viitor, asa cum o indica in prezent legea lui Hubble si cum o confirma si o evolutie a universului cu expansiune obligata, pentruca  lipsa acesteia ar fi impiedecat racirea si deci formarea materiei. Expansiune care se realizeaza cu lege de variatie viteza /spatiu de forma liniar, in caz contrar orice alta lege conducand la faptul inadmisibil ca noi suntem privilegiatii aflati intrun fel de buric al Universului.

c) Abundenta elementelor usoare
Atunci cand urmarind evolutia materiei in conformitate cu TBB adica cu evolutia in timp a factorului de scara si a temperaturii in univers in perioada nucleosintezei am mentionat ca pe langa hidrogen si heliu apar si nuclee care vor forma deuteriu, litiu si beriliu iar proportia acestora in materia din univers este in concordanta cu previziunile teoriei incepand cu previziunile inca din 1948 ale lui George Gamow si ale studentului sau Ralph Alpher care au evaluat corect raportul dintre heliu si hidrogen de cca 1/10, lucru confirmat ulterior prin masuratori in universul modern
Teoria nucleosintezei din cadrul TBB prezice ca cca 1/4 din masa barionica a universului ar trebui sa fie constituita din helium lucru care se si confirma prin observatii si deasemenea abundenta observata pentru deuterium corespunde la un nucleu la 4 metri cubi de spatiu universal (http://www-cosmosaf.iap.fr/Cours_cosmo.pdf)
Si aici apar unele probleme caci dupa unii autori(Joseph 2010) la temperaturile din acea epoca cosmica aceste elemente trebuiau sa se transforme in metale grele (fier si altele) in asa fel incat universul ar fi trebuit sa devina un univers din metale grele, Joseph sustinand ca aceste elemente usoare si-ar datora existenta gaurilor negre de la cele infinitezimale (sub lungimea Planck) pana la cele supermasive din inima qusarilor(vezi si sustinerile lui Nasim Haramein) . Vezi si http://www.plasmacosmology.net/bb.html#

d) Existenta radiatiei cosmice primordiale si a neomogenitatilor acesteia de care deasemenea am vorbit , o dovada esentiala pentru evolutia universului in perioada de formare a atomilor si odata cu observarea primei lumini care a strabatut universul acum cca 373000 ani, constituind de fapt dovada trecerii universului dintr-o stare initiala de dimensiuni infime, masa si temperatura uriase spre cele in care s-au format stelele si galaxiile, neuniformitatile din aceasta radiatie fiind elementele de coagulare a acestor formatiuni mai dense din universul atunci deja foarte rarefiat, desi si la aceasta dovada exista preopineti care o contrazic cu argumente destul de consistente 

e) Varsta stelelor si evolutia galaxiilor, masurate cu ajutorul redshiftului dar confirmata prin analizele spectroscopice privind continutul de beriliu si despre care deasemeni am vorbit mai sus la momentul aparitiei acestora la cca 400 milioane de ani ceea ce confirma si existenta materiei cenusii reci.Varsta celor mai batrane stele este compatibila cu varsta universului determinata pe baza modelului  ΛCDM.

f) Testul Tolman
 În plus față de prezicerea faptului că lungimea de undă a luminii ar trebui să se schimbe în timp ce universul se extinde (unde lungimea de undă observată este întinsă de un factor de (1 + z) față de lungimea de undă inițială), TBB presupune de asemenea scăderea luminozității suprafeței care rezulta a fi cu (1 + z)^4. O consecință importantă a acestui efect este că emisia termică de la un corp negru la o anumită temperatură la un moment dat în istoria universului va apărea în continuare ca un spectru termic mai târziu, dar la o temperatură care este un factor de (1 + z ) mai mică. Astfel, prin măsurarea deviației spectrului  observat fata de cel al unui corp negru perfect, obtinem o dovada semnificativa pentru ideea că expansiunea universului urmează imaginea de bază a TBB standard. Această măsurătoare a fost efectuată cu satelitul COBE în anii 1990 si spectrul a fost găsit a se potrivi cu un corp negru la o parte din 10.000 (Mather 1990, Fixsen 1996).
Au fost făcute mai multe încercări de a aplica acest test la alte obiecte din univers, deoarece Tolman a elaborat scalarea luminozității suprafeței în 1930. Dificultatea majoră de a aplica acest test pentru orice obiect special este că, pentru a testa luminozitatea suprafeței observate  trebuie să cunoaștem în primul rând strălucirea absolută în primul rând insa lipsa unei astfel de "lumânări standard" face lucrurile dificile

În 2001, o serie de lucrări ale lui Lubin au încercat să aplice acest test la galaxiile îndepărtate. Aceasta este o sarcină dificilă, deoarece galaxiile sunt entități dinamice pe scara temporală a universului. Ele se supun perioadelor de explozie a stelelor (formarea rapidă a stelelor, de obicei în discuri galactice), ele se îmbină între ele, opacitatea prafului interstelar se modifică pe măsura creșterii continutului de metal, iar stelele lor constitutive isi  schimbă lumina în timp ce îmbătrânesc. Lucrarea lui Lubin încearcă să tină cont de toate acestea si in final se obtin rezultate care sunt în concordanță cu ceea ce asteaptă de la modelele de evoluție ale galaxiilor. Acest lucru nu este un indiciu atât de puternic ca relatia Tolman privind temperatura radiatiei de fond, dar este un semn pozitiv si intr-adevăr, rezultatele au fost destul de consistente astfel  încât modelele "lumină obosită"sa poata fi excluse prin această metodă.

g) Efectul termic Sunyaev-Zeldovich
Am vazut in capitolul anterior ca la o varsta de aproape 400000 ani gazul din care era format universul se racise suficent pentru a deveni transparent fotonii decuplandu-se de nucleoni si electroni care vor forma atomii iar lumina putand sa circule liber prin univers
fără a interactiona cu nimic de-a lungul drumului. Desi  acest lucru este în mare măsură adevărat, nu este valabil pentru toti fotonii. Regiunile din jurul grupărilor masive de galaxii sunt pline de gaze foarte ionizate si foarte calde. Atât de fierbinte, ca de fapt electronii liberi se mișcă la viteze relativiste. Deoarece gazele sunt formate din  ioni liberi, ei pot interacționa mult mai liber cu fotoni (ca în timpul fazei plasmatice a universului). Când fotonii radiatiei cosmice de fond  trec prin acest gaz, aproximativ 1% dintre ei vor interacționa cu gazul. Deoarece fotonii au o energie mult mai scăzută decât electronii, energia este transmisa fotonilor prin efectul invers Compton. Rezultatul este că spectrul radiatiei de fond  este distorsionat, cu unii dintre fotoni pozitionati  la energii mai mari decât ne-am aștepta de la un spectru termic pur. Acesta este efectul termic Sunyaev-Zel'dovich si atunci când ne uităm la radiata cosmologica de fond în direcția acestor grupuri de galaxii, ar trebui să ne asteptăm să vedem efectele acestei denaturări.

După cum se constata din datele observaționale, acest efect este observat în mod clar. Deoarece acest lucru indică faptul că fotonii trebuie să fi trecut prin gruparile de galaxii pentru a ajunge la noi, aceasta este o dovadă puternică că radiatia de fond  este într-adevăr un fenomen cosmologic si nu este produs local. Aceste observații pot fi, de asemenea, folosite pentru a măsura valoarea parametrului Hubble. Precizia măsurării este oarecum limitată, deoarece depinde de detaliile distribuirii gazului fierbinte în interiorul clusterului,  dar rezultatele sunt în concordanță cu ceea ce vedem si prin  alte metode.

h) Efectul integrat  Sachs-Wolfe
Adaugandu-se efectului  Sunyaev-Zeldovich , fotonii din radiatia cosmologica de fond pot fi deasemenea afectati de efectul integrat Sachs-Wolfe care are la baza redshiftul gravitational, una din cele mai de baza predictii ale TRG confirmat experimental in 1960 de Pound si Rebka si pe cae nu-l mai descriem aici retinandu-l pe baza studiilor din 2003 a lui Scranton si Nolta(2004) doar ca inca o dovada a evolutiei cosmice de dupa BB in conformitate cu TBB si anume modelul standard Lambda CDM.

k) Consistenta acestor dovezi care sunt intro anume interdependenta creind o imagine cu o consistenta proprie pentru TBB dar care nu trebuie interpretata ca un esafodaj in care
 daca o singura proba ar fi infirmata intregul esafodaj s-ar prabusi, teoria fiiind asemenea unei structuri in care liniile pe care se fundamenteaza au diferite intersectii(noduri) intre ele astfel ca o linie disparand se slabesc eventual niste astfel de noduri fara ca intreaga tructura sa colapseze. Dar pana acum dovezile obtinute prin masuratori mai degraba au intarit aceasta retea decat sa o slabeasca asa cum vom vedea in continuare

7.2.  Alternative si obiectii la TBB
Acestea sunt de doua feluri in sensul ca sunt obiectii la dovezile pe care se bazeaza TBB si care deci scad credibilitatea si consistenta acestei teorii cosmologice despre Univers sau este vorba de alte  teorii care incearca sa raspunda pe alte baze la problemele ridicate de originea si evolutia universului.

Intrucat scopul acestei lucrari nu este sa ne ocupam de teorii concurente cu TBB ci doar de TBB in sensul consistentei si credibilitatii sale ca teorie stiintifica  vom trece  in revista teorii paralele urmarind doar cum ar explica ele fapte cosmologice indubitabile pe care deja le-am mentionat si care fundamenteaza TBB.

7.2.1. Alternative la TBB:

a) Teoria denumita MOND  ca prescurtare a sintagmei "Modification Of Newtonian Dynamics"(https://en.wikipedia.org/wiki/Modified_Newtonian_dynamics

Nerecunoscand existenta materiei intunecate aceasta teorie pentru a elimina necesitatea acceptarii existentei acestei misterioase materii modifica legea lui Newton pentru distante mari, numai ca aceasta ipoteza este fertila in unele cazuri cum este cel al galaxiilor spirale si nu in toate fenomenele cosmice neputand sa elimine necesitatea introducerii materiei intunecate in toate fenomenele cosmice in care prezenta ei este de ajutor in explicarea lor. semanand astfel cu teoria modelului Ptolemeic unde o anume explicatie a unui fenomen  nu era aplicabila la toate celelalte la care ar fi fost normal sa se aplice asa cum mai tarziu a fost mecanica newtoniana bazata pe legile lui Keppler
Deocamdata nu putem elimina astrofizica actuala in favoarea unei astfel de teorii(de fapt ipoteze) si oricum in aceasta faza evaluarea acesteia depaseste nivelul atat al autorului acestui studiu cat cred eu si al majoritatii cititorilor potentiali ai acestei postari.

b) Lumina obosita(Tired light)
Acesta nu este un singur model, ci un termen colectiv pentru diverse idei care încearcă să explice prin alte mecanisme decat expansiunea cosmologica deplasarea spre rosu(redshift) observată prin alte mecanisme decât expansiunea cosmologică proprie TBB.Există o varietate de abordări, dar toate incearcă să arate că lumina pierde în mod natural energie într-un fel sau altul, pe măsură ce călătorește pe distanțe lungi.
Spre deosebire de MOND, care inca mai provoaca ocazional discutii si confruntari in lumea cosmologilor, modelele obosite de lumină nu au, în esență, niciun sprijin între cosmologii profesionisti. Acest lucru se datorează în principal motivului pentru care avem foarte multe dovezi care arată că universul se extinde într-adevăr, urmând predicțiile GR, făcând in mare masura irelevanta o explicație alternativă a redshiftului cosmologic. Peebles abordează multe dintre observațiile care contrazic lumina obosită în textul cosmologiei sale, inclusiv, de exemplu, testul Tolman. Dovezile colectate de la scrierea acelui text, cum ar fi dilatarea în timp a curbelor de lumină a supernovelor(vezi si http://www.astro.ucla.edu/~wright/cosmology_faq.html) dar si schimbarea temperaturii radiatiei cosmice primordiale odata cu deplasarea spre rosu, mareste lista argumentelor contrarii acestei ipoteze
Nota : despre aceasta teorie s-a pomenit si in firele de discutii create pe acest forum in trecut si pe care le-am sintetizat cat de cat la inceputul acestui fir concluziile de acolo fiind aceleasi.
c) Alte cateva teorii pe linie creationista si care sunt considerate de majoritatea cosmologilor eronate sunt
- teoria bazata pe fizica plasmei care considera ca universul este infinit in timp si evolueaza ciclic similar cu teoria lui Hoyle, dar are la baza cosmologia plasmei unde fortele constitutive nu sunt cele de natura gravitationala ci electromagnetica. Eric Lerner in 1991 in cartea The Big Bang Never Happened  scrie ca  datele actuale ar arata ca T.B.B. introdus pentru a explica expansinea descoperita de Hubble, in prezent nu mai face predictii fiabile intrand in contradictie cu observatiile lui Tully asupra superclusterelor complexe si cu si mai recentele observatii privind structurile de foarte mari dimensiuni, ceea ce ne reintoarce la problema initiala si anume :ce a cauzat expansiunea observata de Hubble si ulterior mereu confirmata?
- teoria lui  Humphreys abandoneza principiul cosmologic si considerand acest univers neuniform de forma sferica si provenind din centrul sferei care ar fi fost o gaura alba(obiect cosmic ipotetic,teoretic)  de unde este emisa materia(invers decat in cazul gaurii negre recunoscuta de astronomie ca existantd in realitate) preluand de fapt conceptii eronate ale celor care inteleg in mod superficil BB si fiind incapabil sa explice elemente factuale de baza in TBB;
- modelul Gentry  care similar lui  Humphreys postuleaza un univers sferic cu pamantul in centru (un geocentrism universal) . Potrivit lui Gentry, universul nu se extinde, dar energia întunecată din univers duce la o miscare fizică reală a galaxiilor departe de centrul universului (si, prin urmare, relația Hubble este valabila din acest motiv) Pentru a genera radiatia cosmica primordiala universul ar fi inconjurat cu o carcasa subtire opaca de hidrogen. La fel ca Humphreys, modelul lui Gentry este de tip ptolemeic(acest calificativ imi apartine si se potriveste acestor teorii cvasi pseudostiintifice asa cum era si modelul ptolemeic cu „epiciclurile” sale care rezolvau mai toate contradictiile), inconsistent la nivel intern, si in plus este în conflict serios cu GR și o mare parte din dovezile observaționale

d) Modelul universului stationar sau cvasistationar al lui Hoyle
Desi ne-am mai referit la el in contextul modelelor cosmologice prezentate in cap. 5 vom reveni la el fiindca a fost mult timp un model concurent de pe pozitii aproape de egalitate cu modelul TBB.
Asa cum am mai spus, la intrebarea daca ar putea exista si alta teorie care sa accepte TRG cat si expansiunea universului adica legea lui Hubble, dar sa nu porneasca de la un Big Bang si sa conduca la un univers de o anume varsta finita, raspunsul este afirmativ si a fost propus de Fred Hoyle, Hermann Biondi si Tomas Gold en 1948, dupa ce chiar in anii 20 ai secolului trecut ideea acesteia a fost atinsa pe scurt si de James Jeans.
Hoyle et co propune in 1948 o teorie alternativa la TBB asa cum era aceasta  in forma de atunci respectiv conform lui Lemaitre-Friedman  sau Einstein de Sitter(EDS), teorie care  permite ca universul sa fie de o varsta infinita adica sa nu aiba nici inceput si nici sfarsit, conditia de baza fiind ca densitatea universului sa fie constanta in timp, de unde provine si denumirea de stare stationara. Aceasta stare presupune ca unele regiuni ale universului sunt in expansiune  si ca se produce in acelasi timp o continua creare de materie astfel ca densitatea universului sa nu se schimbe, adica se respecta in totalitate principiul cosmologic perfect care atribuie universului o omogenitate si o izotropie atat spatiala cat si temporala(adica universul arăta întotdeauna si va arăta întotdeauna la fel ca în prezent).
Acest model asadar a acceptat noțiunea de spațiu expansiv (într-adevăr expansiunea a fost exponențială!), dar densitatea materiei a fost menținută la un nivel constant prin crearea sa continuă. Mai mult, densitatea materiei a fost egală cu valoarea critică necesară pentru a menține geometria spațiului plat.
In acel moment, acest model era o alternativă viabilă față de standardul BBT. A fost în concordantă cu datele disponibile la acea dată si a explicat unele probleme cu care imaginea standard părea a fi problematică. Cu toate acestea, observațiile ulterioare, cum ar fi abundența elementelor usoare si descoperirea radiatiei cosmice de fond l-au pus serios sub semnul intrebarii astfel ca in acest moment, majoritatea cosmologilor au abandonat acest model în favoarea BBT.
Daca teoria starii stationare ar fi cea adevarata atunci universul de azi nu ar trebui sa se deosebeasca semnificativ de cel din trecut, galaxiile de azi trebuind sa semene cu cele din  trecut  si deci aceasta teorie ar fi infirmata daca s-ar gasi urme semnificative ale unor schimbari desfasurate in cateva miliarde de ani. In 1960 s-au descoperit quasarii care aveau o mare energie si generau redshifturi foarte mari parand deci ca sunt foarte departe, in zona lor spatiul dilatandu-se cu mare viteza.Adica quasarii sunt foarte batrani(astazi astronomii inclina sa creada ca sunt niste galaxii uriase foarte tinere alimentate energetic de niste gauri negre gigantice). Faptul ca nu observam azi un quasar recent loveste in teoria lui Hubble dar posibilitatea unui redshift intrinsec care ar apropia de noi si i-ar incetini foarte mult, intinerindu-i deasemenea foarte mult, poate resuscita teoria starii stationare.
O alta dovada majora pentru valabilitatea TBB si contra teoriei lui Hoyle o constituie abundenta heliului motiv pentru care in 1965 Hoyle in revista Nature a acceptat ca TBB explica mai bine atat radiatia cosmica de fond cat si abundenta heliului ca motive principale pentru aceasta recunoastere.
Totusi Hoyle (împreună cu Burbidge si Narlikar) in 1993 a actualizat modelul numind noua varianta ca modelul cvasistationar. Ca si în cazul modelului stationar, universul a existat întotdeauna. Cu toate acestea, în această modificare, universul suferă  pulsatii, în mod alternativ adica se extinde și se contractă. Scăderea la sfârsitul fiecărei etape de colaps este cauzată de un câmp cu densitate energetică negativă, oarecum similar cu energia întunecată din BBT standard. Acest lucru permite modelului să încorporeze mai multe dovezi observationale decât versiunea anterioară, dar acesta nu reuseste pe mai multe puncte, inclusiv expansiunea accelerată, de când aceasta a fost detectată
Vezi si http://www.astro.ucla.edu/~wright/stdystat.htm care fiind un text mai recent (2010) al lui Ned Wright un critic important al teoriei prezinta elemente importante care au demolat varianta initiala a teoriei universului stationar si elemente care arata cum se raporteaza si varianta ulterioara a celui cvasistationar la parametrii modelului standard al TBB care desi ramane inferior in aceasta analiza a lui Ned Wright ne permite totusi sa intelegem ca aceasta teorie are elemente care o fac inca competitiva, principala ei slabiciune in opinia adversarilor desigur ca adepti ai TBB este caracterul infinit in spatiu si timp al universului adoptat care mie macar filozofic mi se pare mai estetic si mai rational  iar aparitia functiei transcedentale ma multumeste neputand crede ca Universul daca vorbeste cu noi in intregul sau, o sa foloseasca alt limbaj matematic decat al transcendentei sale.
Nota personala : am rezerve in ceea ce priveste neconcordanta cu expansiunea accelerata intrucat o functie spatiu timp de forma exponentiala la care conduce matematic legea lui
Hubble(Dle Mircea Hodor stiu ca ai spus ca iti aduci aminte de problema pe care ti-am propus-o in comentariul .#97din  22 aprilie, 2015 si la care am raspuns in comentariul #164 din  06 ianuarie, 2016) are derivate nenule si deci viteze si acceleratii de orice ordin dorim (vezi si pct IV din cap 5 comentariul 213 din 25 martie 2017).
Cred ca este posibila o racordare a modelului stationar cu modelul ΛCDM intrucat intr-o lege de variatie spatiu - timp exponentiala este doar o conventie daca numim inceputul timpului ca fiind minus infinit sau un infinit mic care tinde spre zero fara sa-l atinga niciodata si desigur atunci la momentul zero pe scara conventionala minus infinit la plus  infinit la momentul zero universul este UNU care poate fi oricat de mare sau de mic.Ce sa facem? Trebuie sa recunoastem ca aici stiinta ne condce la un punct de tangenta cu Transcendenta si sunt doar cateva asemenea puncte cunoscute de mine in cultura umana.

7.2.2. Obiectii fata de unele aspecte ale TBB
Nu este vorba  de teorii alternative ca mai sus ci mai degrabă de obiecții față de baza fundamentală a TBB sau de re-interpretări radicale ale datelor fizice de baza.

a) "Din nimic , nimic” prima lege a termodinamicii cat si „Universul foarte ordonat astăzi nu a putut să provină dintr-o explozie” adica a doua lege a termodinamicii.
Argumentele prin care se sustine fie ca TBB ar viola fie ca nu ar viola aceste doua legi pe mine ma depasesc dar cei doritori sa le aprofundeze pot merge la textul bibliografic indicat si mai departe pe trimiterile pe care le vor gasi acolo

b) Varsta unor stele/Criza de varsta
Este vorba de suspiciunea ca ar exista stele de varsta mai mare decat varsta data azi universului.
Aceasta este o problemă considerata  depăsită, dar ea apare ocazional în unele sustineri anti-TBB.
Am vazut la capitolul referitor la modele de univers ca modelele anterioare celui actual dadeau pentru univers varste in jurul a 10 mlrd ani ceea ce desigur ca intra in contradictie cu varsta celor mai vechi stele, dar modelul actual si ultimele date de evaluare atat a varstei Universului (13,8 mlrd ani) cat si a celor mai batrane stele au eliminat aceste contradictii, valorile intrand in marja de precizie a acestor determinari.
Si totusi lista cu cele mai vechi stele vezi https://en.wikipedia.org/wiki/Oldest_star cat si a Caii Lactee de 13,7 miliarde ani (https://en.wikipedia.org/wiki/Milky_Way) care ating asadar varste care egalraza sau chiar depasesc varsta azi acceptata pentru Univers ne poate pune pe ganduri.
Totusi este bine sa mentionam in sprijnul acestei mari vechimi a unor stele, descoperirile  mai recente facute de telescopul Hubble care au  dovedit ca stelele s-au format in mare numar in perioada de inceput, in primele 0.5-1 mlrd de ani contrar a ce se credea anterior, asa incat la sfarsitul erei negre deja universul se umplea de miliarde stele din hidrogen argument care asa cum vom vedea va fi totusi invocat de un contestatar principal al TBB , astronomul Van Flandern

c) Probleme legate de redshift
c1)Sunt cele descoperite de astronomul Halton Arp
Halton Arp a fost un valoros astronom profesionist, asistent al lui Edwin Hubble si care a lucrat mult timp la Observatorul Palomar, fiind onorat cu o galaxie care-i poarta numele, Arp 147. In urma unor neintelegeri cu cei care alocau fondurile pentru cercetari a lucrat ulterior la laboratoarele Max Planck din Germania si a murit in decembrie 2013. În urma  multor ani de observații (si a unui număr de lucrări publicate), el a ajuns la concluzia că deplasarea spre rosu(redshift) măsurată pentru multe obiecte îndepărtate extragalactice nu este de natură doar cosmologică adica nu este produsa doar de miscarea obiectelor sau de dilatarea spatiului cu care este explicata si utilizata in TBB. În modelele lui Arp redshifturile sunt intrinseci si în nici un fel nu sunt legate de distanță.
Un rezumat al cercetarilor lui Halton Arp este facut de Paul Balard in articolul Redshifts and the Hubble Law, http://www.heretical.com/science/redshift.html
Baza pentru această concluzie este că unele grupuri  de galaxii sau galaxii asociate cu quasarii par să indice o anumită formă de asociere fizică, care ar insemna distante de acelasi ordin de marime fata de noi, în ciuda diferențelor mari pentru redshifturile lor care dupa TBB ar indica viteze si distante foarte diferite. De exemplu, bratul unei galaxii spirala poate să pară că se extinde către un quasar din apropiere sau un quasar poate părea chiar ca s-ar afla într-o galaxie in timp ce redshifturile sunt foarte diferite sau ca o galaxie dintrun grup cu care pare ca imparte acelasi areal cosmic este mult mai aproape de noi dupa redschift (vezi exemplul foarte cunoscut al cvintetului Stefan sau al galaxiei NGC 4319 si quasarului Markarian 205 cu redshifturi foarte diferite adica indicand diatante foarte diferite desi fotografii de ale lui Arp le-ar indica oarecum vecine lucru confirmat si de o interpretare a fotografiilor recente facute de Telecpul Huibble : http://discordancy.report/ngc-4319-and-markarian-205/) conducand la ideea ca de fapt ar fi la distante enorme unele de celalalte si atunci ori redshiftul cosmologic este eronat ceea ce pune sub senul intrebarii TBB ori observatiile si calculele lui Arp sunt gresite.
Asadar observatiile lui Arp  contrazic modelul azi acceptat că quasarii sunt nuclee strălucitoare ale unor galaxii foarte îndepărtate si sustine ca ei sunt atat de stralucitori fiind de fapt mult mai aproape de noi decat ar indica redshifturile lor, fiind expulzati de acele galaxii apropiate de noi, in proximitatea carora se dovedesc a fi pe baza altor observatii decat masurarea redshiftului si astfel redshiftul cel putin al acestora fiind de alta natura decat cel cosmologic, intrinsec cum il numeste el
Astfel Arp consideră că valoarea observată a redshiftului oricărui obiect cosmic(nota mea: de ce a oricari obiect cosmic si nu doar al quasarilor? ) este alcătuită din două componente: componenta intrinseca si componenta depinzand de distanta adica de viteză dupa legea lui Hubble si TBB. Componenta viteza este singura recunoscuta de astronomii adepti ai TBB in timp ce dupa Arp redshiftul intrinsec este o proprietate continuta in obiect, indiferenta la miscarea lui si care se schimba in trepte discrete urmarind  niste  pasi de timp a carui cauza azi este inca total necunoscuta. Aceasta parte intrinseca este cea de valoare mai mare si modifica major redshiftul care daca este considerat cosmologic in totalitatea sa modifica concluzia privind viteza si pozitia qusarului.
Arp emite ipoteza  că quasarii sunt de obicei ejectati de galaxiile mama cu valori ale redshiftului de până la z = 2.0 si care in timp scad in trepte in mod progresiv. Adesea, atunci când valoarea redshiftului se reduce în jurul valorii de z = 0,3, quasarul începe să pară ca o mică galaxie si începe să coboare înapoi spre părintele său. Arp are fotografii și diagrame ale multor astfel de „grupări de familie”. Orice redshift suplimentar adica peste  valoarea sa intrinseca indică într-adevăr viteza obiectului. Dar partea intrinseca este o indicație a tinereții obiectului si, de obicei, reprezinta cea mai mare parte a redshiftului quasarului indicand in mod fals o viteza si diatanta mult mai mare decat cea reala.Astfel quasarul nu va mai fi cel mai luminos , indepartat si rapid obiect cosmic ci doar cel mai tanar.  (http://electric-cosmos.org/arp.htm)
Arp a publicat in 1966 un catalog complet al asociatiilor de obiecte cosmice discordante ca redshift, pe care l-a completat permanent cu noi cazuri descoperite de el, ultimele completari fiind cele din 2003.
Argumentele lui Arp sunt sustinute si de alți astronomi, în special de Gregory si Margaret Burbidge dar majoritatea astronomilor resping interpretarea datelor asa cum o face Arp, deoarece observațiile anormale ar putea fi explicate prin efecte de perspectivă, prin suprapuneri intamplatoare ale obiectelor pe cer. Calculul probabilitătii exacte a unui anumit set de suprapuneri poate fi destul de dificil, iar atat suporterii cat si detractorii lui Arp nu sunt în general de acord cu privire la calculele lui si multi le considera un exemplu de „matematica proasta”. Arp a afirmat că multe întrebări pe care le-a adresat comunitatii stiințifice rămân fără răspuns si ca sa contracareze ceea ce el a considerat un „boicot deliberat al celor care sustin fara rezerve TBB” si a multiplicat prin cate observatii a putut lista obiectelor cosmice care contrazic redshiftul cosmologic si in consecinta TBB.
Observatiile lui Arp corespund unor date din anii 50-60 ai secolului trecut si observatiile ulterioare au eliminat multe din neconcrdantele gasite de Arp in catalogul sau.
Astfel un studiu realizat de Scranton et al (2005) a mai lamurit intro oarecare masura aceasta controversa. Folosind date din Sloan Digital Sky Survey, pozițiile a 200.000 de quasari au fost corelate cu pozițiile a 13 milioane de galaxii iar masuratorile acestea au confirmat cu o semnificatie statistica ridicata, modelul TBB si nu modelul de tip Arp(vezi in acest sens si http://galacticinteractions.scientopia.org/2011/01/14/one-of-astronomys-pet-crackpot-theories-non-cosmological-quasar-redshifts/) considerand pe baza acestor corelari statistice ca Arp greseste in sensul ca concluziile sale nu au o suficienta relevanta statistica.
Totusi trebuie sa subliniem ca in anul 1987 fizicianul Emil Wolf  a descoperit efectul Wolf care poate explica existenta unor redshifturi intrinseci adica care se produc in absenta miscarii, ceea ce ar putea explica anomaliile descoperite de Arp pentru unii quasari (https://en.wikipedia.org/wiki/Emil_Wolf) din aceasta perspectiva ele constituind exceptii putine la numar fata de regula generala confirmata si de Scranton et all in 2005.
Dupa acest studiu al lui Scranton , Arp mai publica un studiu amplu cu putin inainte sa moara adica in 2013, Intrinsic Redshifts in Quasars and Galaxies  la linkul 
http://emmind.net/scien/cosm/Files/(127)%20intrinsic_redshifts_in_quasars_and_galaxies.pdf
in care aduce elemente noi, folosind progresele de ultima ora ale observatiilor astronomice  in sprijinul ipotezei sale legata de cele doua componente ale redshiftului.
Mai trebuie sa mentionam ca teoria starii stationare a lui Hoyle se bazeaza in mare masura si pe lucrarile astronomice ale lui Halton Arp.
Totusi spre cinstea lui Halton Arp si spre rusinea comunitatii astronomice este graitor acest exemplu care este referit in https://arxiv.org/abs/astro-ph/0409215 si in https://biblescienceforum.com/2013/12/29/halton-arp-big-bang-defying-giant-passes-away/
Respectiv, colectivul de astronomi care comunica aceasta descoperire referitoare la galaxia NGC 7319 constata ca in aceasta galaxie cu z=0.022 si la o distanta de 360 milioane a.l. se afla un quasar cu un redschift de 100 de ori mai mare si deci conform credintei generale a astronomilor aceste doua obiecte nu ar putea fi vecine in spatiu asa cum dovedesc observatiile astronomice directe.
Această constatare a fost prezentată de Margaret Burbidge la reuniunea AAS din ianuarie 2004 din Atlanta. Răspunsul, conform lui Halton Arp, a fost "o tăcere coplesitoare".
Arp nu renunta la ideile sale si in 2012 analizeaza  zeci de mii de galaxii si quasarurile  potential asociate, gasind pentru includerea ipotezei de ejectie a quasarului de galaxia asociata o corelatie statistica extrem de ridicata, de peste 50 sigma:
C.C. Fulton and H.C. Arp, The 2dF redshift survey. I. Physical association and periodicity in quasar families, Ap J754:134-143, 2012 .
In concluzie cercetarlle lui Halton Arp si ale colaboratorilor sai sunt serioase dar nu inlatura TBB cum se tem unii ci aduc niste posibile corectii pentru evaluarea semnificatiei redshiftului in anume cazuri particulare respectiv in cazul unor quasari si nu la toti si suntem convinsi ca in viitor astronomii si cosmologii vor gasi solutiile cele mai potrivite acestor dispute stiintifice.Spunem asta intrucat trebuie sa tinem cont ca si daca intrun singur caz bine dovedit ca fiind asocierea a doua obiecte cu doua redshifturi foarte diferite, singura explicatie este ca nu se poate considera ca toate redshifturile quqsarilor se datoreaza unei cauze unice adica miscarea lor si se pare ca nu este doar un singur exemplu. Este o problema esentiala si care nu poate fi eludata prin ignorare sau prin tratare cu superioritate superficiala. Arp nu a fost un oarecare.
In celasi timp trebuie sa constatatam ca aceste aspecte legate de redshifturi diferite nu se mai urmaresc si datorita faptului ca multe, foarte multe au avut in cele din urma pe masura ce instrumentee astronomice s-au imbunatatit explicatii rationale si nu au mai contrazis redshiftul cosmologic larg acceptat. Totusi cat timp ele exista sau apar altele este corect sa se incerce lamurirea lor dar fara sa se renunte la teoria ortodoxa actuala si in acest sens sa-l citam pe Martin Rees care in 1980 spunea ca teoria ortodoxa fiind prin definitie cea mai dezvoltata teorie care inca nu a putut fi eliminata empiric este mai fertil sa lucrezi din interiorul ei pentru a ajunge la confruntari decisive intre teorie si masuratoare ceea ce permite fie intarirea teoriei ortodxe fie eliminarea ei in favoarea alteia care la randul ei va deveni noua teorie ortodoxa
Intradevar in lucrarea lui Ned Wright,Intrebari frecvente in cosmologie http://www.astro.ucla.edu/~wright/cosmology_faq.html
acesta lamureste si un caz deosebit descoperit de Arp si numit cazul cuintetului Stefan al celor 5 galaxi care par legate si deci ar trebui sa aiba reshifturi apropiate si totusi una iese major din rang cu un z mult mai mic, gasindu-se insa odata cu imbunatatirea observatiilor o explicatie pentru acest aspect in sensul ca nu se afla impreuna cu celellte patru decat in mod aparent, fiind mult mai aproape de noi decat parea,  asa cum au fost multe din situatiile descoperite de Arp si apoi invalidate de observatii ulterioare mai precise.

Din lucrarea lui Arp : „Seeing red”, http://www.spaceandmotion.com/cosmology/halton-arp-seeing-red-errors-big-bang.htm rezulta ca daca aceste redshifturi sunt eronat utilizate atunci distantele pot fi eronate cu pana la de 10-100 de ori si luminozitatile cat si masele cu de cate 10000 ori. Din pacate nu exista o verificare directa asupra ipotezelor privind cauza redshifturilor observate.De fapt aceste redshifturi sunt puse de Hubble in relatie cu magnitudinea si este de fapt o exprimare nu tocmai corceta experimental ca este o relatie redshift /distanta.
Arp considera ca fata de 28 de ani de observatii evidente acumulate pare azi imposibil a sustine ca quasarii se afla la marginea universului

c2) Alte obiectii  sunt ridicate de William Tifft.
O altă figură populară printre astronomii  care contestă BBT este William Tifft.Spre deosebire de Arp, el nu a examinat corelațiile între diferite obiecte in raport de redshifturile lor ci mai degrabă, el a susținut că a descoperit o structură periodică în redshifturi care de aceea nu pot avea o valoare arbitrară, ci sunt "cuantificate". Astfel, ne-am astepta doar să măsuram redshifturi în multipli întregi ale unei anumite valori fundamentale. Asemenea afirmațiilor lui Arp, acest lucru ar arunca o mare suspiciune asupra interpretării traditionale a redschiftului. La fel ca Arp, Tifft are partea sa de sustinători, inclusiv câtiva creationisti. Afirmatiile lui Tifft figurează în articolul lui Barry Setterfield privind vacuumul, viteza luminii si deplasarea spre rosu (http://www.ldolphin.org/setterfield/redshift.html)
Din păcate, pentru afirmatia lui Tifft, scala de cuantificare pentru deplasarea spre rosu a fost in scadere continua, dat fiind că au devenit disponibile mai multe date. Valoarea inițială a fost de 72,46 km/s. Observațiile suplimentare au adus acest lucru la 36,2 km/s, 8,05 km/s și în final la 2,68 km/s, acest lucru sugerand o cuantificare în „z” de aproximativ 0,00001, care este putin peste (sau chiar mai jos) precizia pentru multe măsurători comune de redshift.
Cea mai probabilă explicație pentru măsurătorile inițiale ale lui Tifft este prezența unei structuri pe scară largă. Galaxiile nu sunt distribuite în mod aleatoriu în univers. În schimb, ele sunt grupate în clustere, "pereți" și "filamente" datorită atracției lor reciproce gravitaționale. De asemenea, această grupare dă loc unor goluri mari între aceste structuri. Atunci când astronomii au reusit să utilizeze un esantion mult mai larg de schimbări de redshift în galaxie, precum studiul redsciftului galaxiei 2dF, http://magnum.anu.edu.au/~TDFgg/, nu au găsit nici o dovadă a cuantificării lui Tifft la qusarii observabili in zona(Hawkins 2002, https://arxiv.org/abs/astro-ph/?0208117)
Unii susținători ai lui Tifft au contestat studiul pentru ca acesta privea quasarii din zona observabila odata cu galaxia, în locul galaxiilor (din apropiere), dar această sustinere pare cam ciudată - la urma urmei, dacă redshift este cuantizat, ar trebui să fie cuantizat peste tot, nu doar în "vecinătatea" noastră.
c3) Incercari de a se explica altfel deplasarea spre rosu (redshiftul) care apare in studierea miscarii galaxiilor sunt si cele din cadrul teoriei „luminii obosite „ pe care am analizat-o anterior si care practic este exclusa azi din domeniul discutiilor cosmoligice serioase, asa cum arata Ned Wright dupa ultimele observatii cosmologice in intrebarea sa pusa in http://www.astro.ucla.edu/~wright/cosmolog.htm si care suna astfel: „A fost observată dilatarea temporală a curbelor de lumină provenite din surse îndepărtate, prezise de Big Bang? Raspunsul dupa cinci cercetari bazate pe masuratori intre 1996-2001 fiind DA si deci contrazice categoric modelele care explica redshiftul pe baza ipotezei „luminii obosite”

d) O analiza a lucrarii lui Van Flandern un opozitionist categoric al TBB in care acesta discuta 30 de intrebari(probleme) pe care le ridica TBB sau teoriile paralele
http://www.spaceandmotion.com/cosmology/top-30-problems-big-bang-theory.htm
lucrare care insa este publicata acum 15 ani adica in 2002 in timp ce lucrarea utilizata de noi si anuntata la inceputul capitolului este publicata in 2006 adica cunostea si aceste obiectii ale lui Van Flandern, desi lucru ciudat nu-l citeaza direct la fel de altfel ca si cea a lui Ned Wright mai sus referita:
d1)Se reproseaza TBB ca este o teorie care apeleaza la observatii cu parametrii ajustabili astfel ca TBB  poate raspunde aproape oricaror critici dar numai cu parametrii reglabili dintre care doar unul, parametrul de decelerare cosmica necesita valori exclusive pentru a se potrivi diferitelor teste,  repros care daca este real falsifica TBB. Adica asta este o critica pentru modificari post factum ale teoriei pentru a se incadra in ea diferite observatii de necontestat. Un asemenea repros, daca se dovedeste consistent, eu personal il consider extraordinar de important, desigur nu demolator, dar care trimite de exemplu la felul in care era mereu adaptata teoria prolemeica asupra Universului(sistemului solar ) cu ale sale epicicluri(cca 80 ) eu dand acest model ptolemeic ca exemplu ori decate ori se discuta despre pseudostiinta.
Din acest punct de vedere Van Flandern arata ca modelele de univers static se potrivesc
majoritatii observatiilor fara parametrii ajustabili, criteriul briciului lui Occam favorizandu-le pe acestea dar nu spune ce -i cu ele in rapot de acele observatii cu care nu se potrivesc cum a fost cazul teoriei starii stationare in varianta sa initiala la care in 1965 insusi Hoyle a renuntat.
d2) Dupa cum s-a aratat, descoperirea in 1965 de catre Penzias and Wilson a fondului cosmic de radiatie ramas de la B.B fond a carui existenta fusese prevazuta din 1948 de Gamow impreuna  Alpher and Herman a fost considerata o dovada experimentala majora in sprijinul TBB si totusi Van Flandern , citand pe Sir Arthur Eddington (1926), “The temperature of space”, Internal constitution of the stars, Cambridge University Press, reprinted 1988, chapter 13, pe E.J. Lerner, (1990), “Radio absorption by the intergalactic medium”, Astrophys.J. 361, 63-68 si pe el insusi T. Van Flandern, “Is the microwave radiation really from the big bang 'fireball'?”, Reflector (Astronomical League) XLV, 4 (1993); and MetaRes.Bull. 1, 17-21 (1992) considerea ca interpretarea data de TBB temperaturii si in consecinta fondului cosmic de microunde este eronata pentru ca chiar din 1926 Edington a determinat plecand de la teoria corpului negru o temperatura de 3°K ulterior coborata la 2,8°K de catre Regener (1933), Zeitschrift fur Physiks si confirmata de Nernst (1937), in timp ce previziunile lui Gamow et co au mers in acea epoca cu valori intre 5°K si 50°K si deasemeni Big Bang nu ofera explicatii pentru felul in care variaza lungimea de unda observata in radio galaxii
Nota mea: adaug pentru corecta informare ca totusi literatura stiintifica chiar din primii ani ai secolului trecut ofera exemple diverse : Guillaume, Nernst, Regener, Eddington, Findlay-Freundlich et Born care prevazusera si ei existenta unei radiatii de fond a cerului dar intrun univers stationar cu o estimare excelenta a temperaturii(mai buna decat cea a lui Gamow vezi http://redshift.vif.com/JournalFiles/Pre2001/V02NO3PDF/V02N3ASS.PDF)  adica de cateva grade K.
Este si logic de altfel ca radiatia de origine stelara sa se puna in echilibru cu mediul care va lua tempertura acestei radiatii si va radia el insusi, numai ca aceste lucrari au fost publicate in reviste mai putin citite si nu au beneficiat de propaganda mediatica pe care a avut-o Gamow si deci nu erau mai deloc cunoscute.(http://www.pseudo-sciences.org/spip.php?article1612)
d3) Elementele predicției abundenței lementelor usoare prin utilizarea Big Bang-ului necesită prea mulți parametri reglabili pentru a le face să funcționeze.
Astfel abundențele universale ale majorității elementelor au fost prezise corect de Hoyle în contextul modelului cosmologic initial de stare staționară. Acest lucru a funcționat pentru toate elementele mai grele decât litiul. Big Bang a cooptat aceste rezultate si sa concentrat pe prezicerea abundențelor elementelor usoare. Fiecare astfel de predicție necesită cel puțin un parametru reglabil, unic predicției acelui element. Deseori, este o chestiune de a înțelege de ce elementul a fost creat sau distrus sau ambele până la un anumit grad în urma Big Bang-ului. Când se elimina  aceste grade de libertate, nu există nicio predicție reală. Cel mai bun lucru pe care Big Bang-ul îl poate pretinde este coerența cu observațiile folosind diferitele modele ad-hoc pentru a explica datele pentru fiecare element usor si Van Flandern explica acestea in lucrari de ale sale in reviste stiintifice de inalt nivel pe care constatam ca autorul Björn Feuerbacher  al sursei mele principale Evidence for the Big Bang care evident este un adept al TBB le trece in tacere atunci cand se ocupa de criticile aduse TBB pe care incearca sa le inlature facandu-se ca nu stie de ele(vezi Hoyle 2000, C.F. Hoyle, G. Burbidge, J.V. Narlikar (2000), A different approach to cosmology, Cambridge University Press, Cambridge, Chapter 9: “The origin of the light elements”) adica argumenteaza ca si cum si-ar raspunde lui la niste intrebari ceea ce desigur ca este incorect si ceea ce eu desigur ca nu incerc sa fac sau sa acoper. Atat doar ca nu am calificarea si cunostintele necesare sa transez dispute stiintifice la acest nivel adica intre un Hoyle si altii de talia acestuia indiferent in ce camp s-ar afla ei.
d4) Varsta universului dupa TBB este mult prea mica fata de cea care poate fi dedusa (inferata) pornind de la structurile azi cunoscute in macrocosmos si care poate ajunge pana la 80-250 mlrd ani. La acest aspect care ni se pare poate cel mai important ,ne-am referit si noi ca la un punct sensibil al TBB la 7.1 a) si reamintesc ca undeva cand am vorbit despre importanta corectitudinii determinarii constantei Hubble am scris despre ea ca permite masurarea dimensiunilor si varstei Universului ceea ce in modelul BB este esential. De varsta Universului se lega precizia si conformitatea fizica a perioadelor prin care a trecut Universul in timpul expansiunii sale de la BB si pana azi. Astfel atunci cand s-a modificat evaluarea duratei de la BB si pana la formarea protogalaxiilor noile valori obtinute au fost mai concordante cu timpul fizico-chimic necesar proceselor de creare a primelor stele si galaxii pe care le-am descris pe scurt.
Vezi si https://en.wikipedia.org/wiki/BD_%2B17%C2%B0_3248
d5) Argumente pornind de la observatiile lui Arp privind discordantele redschifturilor de care am vorbit si pe care adeptii TBB le considera erori, dovedindu-se ca unele chiar sunt astfel dar inca nu toate mai ales din cele ce se refera si la quasari si deci inca se poate ridica aceasta obiectie
d6)Miscarile diferite ale unor grupuri de galaxii care in cazul unui univers finit ar trebui sa fie mai uniformizate ce au condus ca sa se introduca pentru a salva TBB a existentei unor mari atractori in zone nevizibile de univers dar pana acum nu s-a evidentiat asa ceva existand si o alta explicatie cum ca fondul de microunde s-ar misca fata de noi ceea ce este deasemni o problema pentru TBB.
d7) Necesitatea introducerii materiei cenusii(substanta propriu zisa si energie)  care ocupa 90 % din univers fara ca noi sa o fi vazut vreodata este eliminata de modelul MOND(Milgrom) care este insa greu de acceptat si de fapt ar fi si el tot o constructie pentru a rezolva o problema de genul celor care se critica atunci cand se refera la salvarea TBB.
d8) Big Bang-ul impune ca stelele, quasarurile si galaxiile din universul timpuriu să fie "primitive", adică în majoritate fără metale, deoarece este nevoie de generatii  de supernove pentru a construi continutul de metal în stele. Dar cele mai recente dovezi sugerează o mulțime de metale în "quasarele" mai vechi si în galaxile primitive . Mai mult, acum avem dovezi pentru numeroasele galaxii obisnuite în ceea ce Big Bang-ul se astepta să fie "epoca întunecată" a evoluției universului, când lumina puținelor galaxii primitive existente era blocata de nori de hidrogen.
d9) Stim ca raportul dintre densitatea universului si cea critica la momentul zero trebuie sa fie practic unu, o abatere infinitezimala de 10-59 putand sa duca conform teoriei BB la o colapsare in el insusi .Am aratat in capitolul anteror ca inflatia asigura descresterea rapida a densitatii reale fata de cea critica si deci atingerea rapida pentru acest raport a valorii unu . Dar nu numai inflatia asigura asta ci si introducerea altei componente miraculoase care nu se vede asemeni materiei intunecate  si care s-a numit energia intunecata. Cu alte cuvinte se introduc in continuare noi ipoteze privind existente necesare teoriei ceea ce nu este tocamai o cale stiintifica de a imbunatatii o teorie stiintifica. Asadar daca avem asa numita constanta cosmologica la care Einstein a renuntat dar acum noi o readucem la viata si daca avem si asa numita energie intunecata TBB este salvata. Poate pe buna dreptate dar poate nu.
Desigur ca o teorie se valideaza prin asa numitele succese de predictie si literatura indica pe cele in favoarea TBB dar nu se insiste pe faptul ca si celelalte teorii care o concureaza respectiv Starea stationara(Hoyle) , Cosmologia plasmei(Lerner) dar si altele realizeza aceiasi peformanta cu exemplele de succes ale TBB.
La sfarsit Van Flandern se refera la contrargumentele pe care Ned Wright aparator al TBB le da acestora dar si altele din cele pe care le ridica el si alti critici stiintifici ai TBB asupra carora nu doresc sa mai insist caci ce sa spun daca Wright critica pe lord Edington spunand ca calculele sale privind acea temperatura erau limitate doar la galaxia nostra si Van Flandern raspunde ca ele au fost refacute de altii pentru univers? Etc
Inainte de a incheia sustine ca problema esentiala pentru TBB este sa raspunda la intrebarea fundamentală a motivelor pentru care in timpurile cosmologice timpurii, agregatele legate de ordinul a 100.000 de stele (clusteruri globulare) au putut să se formeze intrebare la care modelele universului infinit pot raspunde cu usurinta dar nu si TBB.
Deasemenea un exces de galaxii albastre slabe dupa Van Flanders implica un volum pentru spatiu mai mate caci in TBB el trebuie sa scada pe masura ce privim inapoi in timp.
In final autorul , Van Flandern , mai citeaza cateva lucrari pe care cei interesati  le pot urmari si care sustin lucruri similare adica faptul ca TBB este eronata, dupa cum se poate vedea din titluri si ca o cosmologie mai simpla bazata pe spatiul etern si infinit ar explica si ar rezolva problemele cosmologice abordate si de TBB 'Seeing Red' de Halton Arp', The Big Bang Never Happened' de Eric J. Lerner', The Big Bang Theory Under Fire' de William C. Mitchell
Dar in paralel cu Van Flandern trebuie sa indic si cel care contrazice tezele lui, adept categoric al TBB, adica pe Ned Wright
http://www-cosmosaf.iap.fr/Frequently%20Asked%20Questions%20in%20Cosmology-f.htm
Nota personala: Singurul element pe care ma pot baza in toate aceste controverse este cel de autoritate gandindu-ma ca cea mai buna cale de a descoperii noul este sa stai pe linia ortodoxa dar cu mare atentie la tot ce poate sa o zdruncine si sa fii pe faza in momentul cand chiar aceasta trebuie data la cos. Daca as aplica asta la teoria ptolemeica as spune ca atunci cand Newton a descoperit legile mecanicii si legea gravitatiei iar Kepler a dat la iveala legile sale cinematice, modelul ptolemeic a putut fi dat in toata linistea la gunoi, dar nu si pana atunci, adica motivele filozofice erau poate frumoase poate stimulative pentru Galilei si cei de dupa el, dar nu suficiente.
Doresc sa adaug ca toti cei pomeniti aici cu idei mai putin ortodoxe, cum sunt Arp, Van Flandern, Joseph, Tifft etc nu sunt niste amatori sau precum Nasim Haramein niste autodidacti, ci persoane cu studii serioase la baza, cu doctorate si cu cariere stiintifice unele prestigioase adica cu un nivel de competenta in domeniu mult peste cel modest pe care putem sa-l pretindem noi cei care combatem pe acest forum.
Unii dintre acestia spun ca daca ideile lor contrazic cercetari cu finantari generoase, colegi de ai lor care beneficiaza de acestea fac zid (un alt fel de great wall ) impotriva lor cum am vazut ca s-a intamplat cu Halton Arp. Personal am destule rezerve fata de astfel de sustineri destul de conspirationiste pentru ca totusi si acestia au beneficiat cel putin o perioada de finantari generoase cum a fost si dl Arp. Oricum nu mai suntem in evul mediu si mai repede sau mai incet realitatea va sparge un zid al tacerii deliberate daca acesta exista.

CONCLUZIE
Fata de acestea aratate, in concluzie credem ca putem considera cel putin astazi ca TBB, teorie care are la baza cel mai mare numar de masuratori cosmologice si de informatii provenite din multiple surse de cercetare si care converg in sustinerea acesteia este actualmente cea mai fiabila teorie privind originea si evolutia Universului.Orice noua teorie ar trebui nu numai sa explice eventuale „hibe” aparute in dezvoltarea acesteia ci sa si integreze rationl stiintific si toate acele elemente foarte numeroase pe baza careia s-a construit actuala teorie cosmologica adica TBB.

« Ultima Modificare: Ianuarie 20, 2018, 04:06:44 p.m. de atanasu »

Offline atanasu

  • Senior
  • ****
  • Mesaje postate: 1167
  • Popularitate: +14/-138
Re: Hibele teoriei Big-Bang-ului,si ipoteze sau sugestii alternative.
« Răspuns #219 : Mai 12, 2017, 08:14:08 a.m. »
Am sters textul existent fiind redundant cu altele. De fapt anuntam ca mai intervin pe textele deja postate. Dar acum adaug ca aceste interventii se observa  daca vezi data ultimei interventii si/sau eventuale anunturi de updatare in respectivele texte.
« Ultima Modificare: Noiembrie 25, 2017, 08:31:01 p.m. de atanasu »

Offline atanasu

  • Senior
  • ****
  • Mesaje postate: 1167
  • Popularitate: +14/-138
Re: Hibele teoriei Big-Bang-ului,si ipoteze sau sugestii alternative.
« Răspuns #220 : Mai 30, 2017, 09:53:46 p.m. »
Draga Mircea, cred ca astepti cu ceva nerabdare finalul lucraii mele adica acel deja anuntat capitol 8 . Lucrez la el si pot spune ca voi prezenta rezultate personale, desigur bazate pe observatiile astronomice facute de altii si pot anunta ca voi folosi urmatoarele surse din care la primele doua m-am mai referit.
Asadar voi folosi:

- Catalogul NED de la  https://ned.ipac.caltech.edu de 73 km/sec/Mpc
- Calculul lui z tinand cont de formula relativista prezentata si in cap 4 adica - redschiftul Doppler relativistic cu mtoologia de la http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/astro/redshf.html
- https://ro.wikipedia.org/wiki/Lista_celor_mai_apropiate_galaxii
si poate si altele pe care le voi anunta daca va fi cazul.
PS Am trecut de 60000 de vizite ceea ce este un succes destul de important

PPS. Ma bucur ca Harap Alb singurul care m-a ajutat substantial a revenit pe forum, la alt fir , motiv pentru care reamintindu-mi sfatul sau sa intru si pe alte forumuri indicate de el atunci si azi facand asta am gasit niste linkuri pe care regret ca nu le-am cunoscut anterior desi in mare masura sunt redundante si cu cele scrise de mine sai invers cele scrise de mine sunt oarecum redundante . La indic si aici pentru ca sunt interesante pentru cei care urmaresc acest topic si cele indicate pde mine in primele postari pe acest topic:

https://www.physicsforums.com/insights/brief-expansion-universe/ 
https://www.physicsforums.com/insights/bal...-bad-ugly/

Issues in the Philosophy of Cosmology 
https://arxiv.org/pdf/astro-ph/0602280.pdf



« Ultima Modificare: Iunie 10, 2017, 01:45:33 p.m. de atanasu »

Offline atanasu

  • Senior
  • ****
  • Mesaje postate: 1167
  • Popularitate: +14/-138
Re: Hibele teoriei Big-Bang-ului,si ipoteze sau sugestii alternative.
« Răspuns #221 : Iulie 14, 2017, 03:05:13 p.m. »
A trecut ceva vreme de la ultima interventie pe acest fir respectiv mai mult de o luna dar vizitarea firului nu a scazut in intensitate, azi numarand  aproape 67000 vizite.
Pe un alt fir dedicat explicit bosonului Higgs, zilele astea am anuntat un articol interesant al dlui fizician Adrian Buzatu alias userul Adi care ne-a parasit in 2013 odata cu certificarea categorica a existentei bosonului Higgs la care a lucrat si dlui intens.
Poate ca daca mai viziteaza si acest forum care initial este provenit dintro creatie a dlui va citi si acestea. 
Reiau cele scrise acolo (http://forum.scientia.ro/index.php/topic,204.msg67542/topicseen.html#msg67542):
"Acesta fiind un topic despre bozonul Higgs cred ca aici trebue sa anunt un articol recent al lui Adi( fizician Adrian Buzatu  parintele acestui forum) si care desigur prin introducerea nivlelor de precizie in evaluarea unui experiment in raport de o teorie sau poate mai degraba invers intereseaza si topicul pe care combat in mod special in legatura cu Teoria Big Bangului si a modelului Standard asupra Universului adica asupra materiei si energie(care de fapt una sunt)
Anunt acestea desigur felicitandu-l cu multa simpatie si chiar afectiune pe Adi chiar daca ne-a parasit de ceva vreme adica de cand in ultimul sau mesaj din 14 martie 2013 confirma indubitabil existenta si descoperirea bosonului Higgs si va indic linkul cu articolul cald inca al lui Adi:

http://www.contributors.ro/cultura/experimentul-atlas-de-la-cern-face-un-mare-pas-inainte-spre-observarea-bosonului-higgs-care-se-dezintegreaza-in-doi-quarci-bottom-h-bb/#comment-317761 "

Asadar remarcam separat de problema specifica tratata de articol, nivelul inalt de precizie care se cere rezultatelor experimentale pentru a fi omologate. In articol Adi scrie referitor la aceste clase de precizie cu care se lucreaza in fizica cuantica:

"Indicii puternice (evidence for)(nota mea: pentru a spera ca vei ajunge la omologare si recunoastere)  înseamna ceea ce fizicienii numesc ”trei sigma”, adică o șansă de a ne înșela de cam unu la mie. Pentru o descoperire, fizicienii așteaptă borna kilometrică denumită ”cinci sigma”, adică o șansă de a se înșela de cam unu la un milion!"

Ce este interesant si important pentru topicul cosmologic analizat pe acest fir este ca atat problemele cuantice de care tine si bosonul Higgs cat si cele ale Universului incepand de la Big Bang se incearca a se incadra in asa numitul Model Standard care stim azi ca este incomplet adica nu avem in el explicarea tuturor fenomenelor observate si Adi exemplifica chiar cu elemente din domeniul cosmologic si al TBB enumerand cateva intrebari la care inca nu avem un raspuns in acest Model Standard  care au aparut si in firele acestui  topic:

'"1) Dacă la începutul Universului au fost create cantități egale de materie și antimaterie, iar Universul actual e format 99% doar din materie, unde a dispărut antimateria?

2) Dacă în prezent se măsoare că doar 5% din Univers este formată din materie obișnuită, precum cea de pe Pamânt, planete și Soare, dar 25% este formată dintr-o formă de materie invizibilă (denumită materie neagră sau întunecată), din ce particule elementare este creată acestă materie neagră, cărei legi fizice i se supune? Mai rămâne și restul de 70%, care face ca Universul să se extindă tot mai rapid, accelerat, care pare a fi un fel de energie întunecată, despre care nu se știe nimic, nici măcar dacă este într-adevăr o formă de energie.

3) Cum se unifică într-o singură teorie toate cele patru forțe elementare din Univers (electromagnetică, slabă, tare și gravitațională)? Și mai sunt și alte întrebări …"

Si pentru ca in cecetarea documentara pe care o fac pentru redactarea ultimului capitol 8 deja anuntat m-am poticnit de niste probleme interesante pe care Mircea Hodior le-ar numi imediat "Hibe" eu insa dorind ca dupa ce voi termina acesta cercetare sa consult si Observatorul Astronomic "Amiral Vasile Urseanu" unde desigur ca voi putea consulta niste specialisti, niste profesionisti ai domeniului si poate ca acest capitol 8 il voi trimite deasemeni si lui Adi.

Asadar una din problemele intalnite si care va fi mai pe larg prezentata in textul in ciurs de redactare este faptul ca diverse observatii astronomice facute cu grade mari de precizie duc totusi functie de metode si poate si alte elemente care-mi scapa mie la valori diferite si uneori chiar contradictorii .
Un singur exemplu ca sa fie clar cam la ce ma refer  si anume:
In catalogul cosmologic NED (NASA/IPAC EXTRAGALACTIC DATABASE) unde se gasesc date despre mai toate obiectele cosmice in cazul unei galaxii relativ apropiate, adica aflate la cca 2,5 Mpc (cca 8,15 miliane ani lumina) galaxia noastra fiind la cca 0.8 Mpc de Andromeda) diferite surse cosmologice raporteaza date care conduc la diferite viteze pentru galaxia urmarita in acet exemplu si anume o galaxie din grupul(clusterul de galaxi ) vecin cu grupul local din care face parte si Galaxia noastra cat si Andromeda si denumita
Obiectul cosmic KKH 098 (GALEXMSC J234534.33+384303.7):

QUANTITIES DERIVED FROM REDSHIFT for GALEXMSC J234534.33+384303.7
Calculated and Corrected Velocities
V (Heliocentric)           :    -137 +/-      0 km/s      2003A&A...401..483H
V (Kinematic LSR)          :    -130 +/-      0 km/s      1986MNRAS.221.1023K
V (Galactocentric GSR)     :      60 +/-      8 km/s      1991RC3.9.C...0000d
V (Local Group)            :     151 +/-     17 km/s      1996AJ....111..794K
V (3K CMB)                 :    -449 +/-     22 km/s      1996ApJ...473..576F
V (Virgo Infall only)      :     155 +/-     17 km/s      2000ApJ...529..786M
V (Virgo + GA only)        :     144 +/-     17 km/s      2000ApJ...529..786M
V (Virgo + GA + Shapley)   :     144 +/-     17 km/s      2000ApJ...529..786M

Care mai este clasa de precizie pentru asemenea valori desi probabil ca sunt directii si sisteme de referinta diferite pentru aceste viteze si asta ar putea explica discrepantele .
« Ultima Modificare: Septembrie 04, 2017, 02:03:03 p.m. de atanasu »

Offline ariel55

  • Experimentat
  • ***
  • Mesaje postate: 705
  • Popularitate: +85/-55
Re: Hibele teoriei Big-Bang-ului,si ipoteze sau sugestii alternative.
« Răspuns #222 : Iulie 15, 2017, 09:20:33 a.m. »
Domnule atanasu, felicitari pentru prezentarea subiectului "Hibele teoriei Big-Bang"
citez din ultimul post:

Citat
1) Dacă la începutul Universului au fost create cantități egale de materie și antimaterie, iar Universul actual e format 99% doar din materie, unde a dispărut antimateria?

2) Dacă în prezent se măsoare că doar 5% din Univers este formată din materie obișnuită, precum cea de pe Pamânt, planete și Soare, dar 25% este formată dintr-o formă de materie invizibilă (denumită materie neagră sau întunecată), din ce particule elementare este creată acestă materie neagră, cărei legi fizice i se supune? Mai rămâne și restul de 70%, care face ca Universul să se extindă tot mai rapid, accelerat, care pare a fi un fel de energie întunecată, despre care nu se știe nimic, nici măcar dacă este într-adevăr o formă de energie.

1.Ce ii face pe oamenii de stiinta ai zilelor noastre sa afirme ca 99% este materie in univers? Intreb , deoarece nu inteleg cum a fost facuta aceasta deductie cu 99% materie. Antimateria si materia nu se deosebesc prin proprietati, deci cum a fost dedusa sau masurata cantitatea de antimaterie?
2.Aceeasi intrebare si in cazul punctului 2. Aici e si mai hilara situatia. In loc sa spunem ca nu cunoastem cauza accelerarii , facem afirmatia ca este ceva care nu poate fi detectat si il denumin chestia "intunecata".

Daca aveti ceva idei , astept raspunsul dumneavoastra.

P.S.Pe acest forum s-au dat "lupte grele" cu privire la existenta "chestiei" negre. (s-a lasat chiar cu banari  ;D )
« Ultima Modificare: Iulie 15, 2017, 09:23:25 a.m. de ariel55 »
Lipsa umorului , pentru un om de stiinta este un dezastru personal!

Offline atanasu

  • Senior
  • ****
  • Mesaje postate: 1167
  • Popularitate: +14/-138
Re: Hibele teoriei Big-Bang-ului,si ipoteze sau sugestii alternative.
« Răspuns #223 : Iulie 16, 2017, 08:03:58 p.m. »
Ariel55,
 Subiectul de care ma ocup este destul de vast ca sa ma mai pot ocupa mai sustinut si de altele chiar daca apropiate. Ref antimaterie si materie  gasesti ceva destul de simplu in http://www.descopera.org/materia-si-antimateria/
In plus: "Astrofizicienii(adica specialistii) confirmă că nu există antimaterie în cantităţi semnificative în sistemul solar, printre stelele Galaxiei, şi nici în galaxiile vecine.(sa-i credem ca nu avem ce face altceva) În ceea ce priveşte o posibilă existenţă a unor anti-galaxii la distanţe foarte îndepărtate, nu se poate afirma nimic" Este si o problema legata de simetrii si asimetrii  care poate ca va mai duce inainte lucrurile si a scris ceva despre asta tot aici si tot cam axum un an userul(pe care il banuiesc a fi fizician)  Harap Alb cam inainte sa paraseasca forumul .
Cat despre proportia materie barionica, materie intunecata(inferata din anii 30 prin efecte gravitationale de catre marele fizician Fritz Zwicky) , energie intunecata asa rezulta ele in cadrul modelului standard  ΛCDM (Lambda cold dark matter)pe care l-am prezentat mai demult foarte succint.Sigur putem presupune orice dar cand vezi ce cantitate de munca este numai in spatele unor cercetari cosmologice care ajung la niste date precum cele prezentate bolduit mai sus incepi sa devii putin mai retinut daca de modestie nu poate fi vorba in stiinta ci doar de adevar care adevar nu are caracteristici de acest soi.
O sa revin destul de curand cu ultimul capitol .

PS Pe vremea acestor lupte lasate chiar si cu banari(asta mi se pare cam  exagerat) nu-mi purtam penatii prin aceasta zona. :)

Offline ariel55

  • Experimentat
  • ***
  • Mesaje postate: 705
  • Popularitate: +85/-55
Re: Hibele teoriei Big-Bang-ului,si ipoteze sau sugestii alternative.
« Răspuns #224 : Iulie 16, 2017, 11:50:58 p.m. »
Citat
Subiectul de care ma ocup este destul de vast ca sa ma mai pot ocupa mai sustinut si de altele chiar daca apropiate.
Multumesc de raspuns si te inteleg cand vorbesti de complexitatea subiectului. Din pacate , existenta sau non-existenta antimateriei in Universul cunoscut, este cruciala, in sensul in care poate schimba complet ipoteza Big-Bang.  De asemenea, daca materia si antimateria ar fi fost creeate in momentul initial ca doua cantitati egale, cum se explica disparitia numai a antimateriei si de ce nu s-au anihilat in cantitati egale, rezultand astfel in continuare "ramasite egale de materie si antimaterie...?
Citat
In plus: "Astrofizicienii(adica specialistii) confirmă că nu există antimaterie în cantităţi semnificative în sistemul solar, printre stelele Galaxiei, şi nici în galaxiile vecine.(sa-i credem ca nu avem ce face altceva)
Pai si aici este o mare problema...De ce ar trebui sa ii credem? Au mai multa "intuitie" si in cazul asta daca isi dau "cuvantul de onoare" , trebuie sa ii credem?  ;D
Este chestia asta cu "crezutul" o pozitie stiintifica? Categoric nu.

Ok succes!
« Ultima Modificare: Iulie 17, 2017, 05:41:58 a.m. de ariel55 »
Lipsa umorului , pentru un om de stiinta este un dezastru personal!