In English

Jordan Journal of Physics, Vol. 18, No 4, pp. 529-549 (2025). https://jjp.yu.edu.jo/index.php/jjp/article/view/323. https://doi.org/10.47011/18.4.10

К вопросу о происхождении фонового микроволнового излучения

Федосин Сергей Григорьевич

ул. Свиязева 22-79, город Пермь, 614088, Пермский край, Россия

e-mail: sergey.fedosin@gmail.com

Рассматривается альтернативный механизм возникновения фонового микроволнового излучения (CMB), связанный с тепловым излучением первичных газово-пылевых облаков в ранней Вселенной. Появление таких облаков в теории бесконечной иерархической вложенности материи является закономерным этапом эволюции материи. Вычисляются масса, радиус и пространственная концентрация типичных первичных газово-пылевых облаков, расстояние между соседними облаками, а также мощность генерации энергии CMB в расчёте на единицу объёма и на один нуклон ранней Вселенной. Массы и радиусы этих облаков соответствуют массам и радиусам наблюдаемых глобул Бока. Представленный механизм согласуется с кластерной моделью, описывающей возникновение угловых мультиполей в спектре мощности CMB. Кроме излучения CMB, рассматриваются ещё фоновое инфракрасное излучение CIB и фоновое оптическое излучение COB. Согласно представленной модели, источниками CIB являются первичные протопланетные облака. Что касается излучения COB, то оно связывается с излучением первых протозвёзд. В ходе эволюции каждое первичное облако, с массой порядка 31 масс Солнца, порождает вначале излучение CMB, а затем излучения CIB и COB. Так как протозвёзды порождают нейтронные звёзды, то концентрация первичных газово-пылевых облаков одновременно есть и концентрация наблюдаемых нейтронных звёзд. В ходе расчётов используется новое определение интенсивности излучения, связанное с вектором поверхностной плотности потока энергии, и учитывающее углы падения излучения на плоский приёмник со всех сторон полусферы. В соответствии с теоремой Пойнтинга, связь между интенсивностью и плотностью энергии излучения чёрного тела выводится в концепции фотонов.

Ключевые слова: реликтовое излучение; бесконечная вложенность материи; гравитационное взаимодействие; эволюция материи.

PACS: 98.70.Vc

On the origin of cosmic microwave background radiation

Sergey G. Fedosin

PO box 614088, Sviazeva str. 22-79, Perm, Perm Krai, Russia

ORCID 0000-0003-3627-2369, E-mail: sergey.fedosin@gmail.com

The alternative mechanism of the emergence of cosmic microwave background radiation (CMB), associated with the thermal radiation of primordial gas-dust clouds in the early Universe, is considered. The emergence of such clouds in the theory of infinite hierarchical nesting of matter is a natural stage in matter evolution. The mass, radius, and spatial concentration of typical primordial gas-dust clouds, the distance between neighboring clouds, and the power of CMB energy generation per unit volume and per nucleon of the early Universe were calculated. The masses and radii of these clouds correspond to the masses and radii of the observed Bok globules. The presented mechanism is consistent with the cluster model describing the appearance of angular multipoles in the CMB power spectrum. In addition to CMB radiation, cosmic infrared background (CIB) radiation and cosmic optical background (COB) radiation are also considered. According to the presented model, the sources of CIB are primordial protoplanetary clouds. As for the COB radiation, it is associated with the radiation of the first protostars. During evolution, each primordial cloud, with a mass of about 31 solar masses, first generates CMB radiation, and then CIB and COB radiations. Since protostars give rise to neutron stars, the concentration of primordial gas-dust clouds is also the concentration of observed neutron stars. In the course of the calculations, a new definition of the radiation intensity is used, which is based on the vector of the surface energy flux density and accounts for the angles of incidence of radiation on a flat receiver from all sides of the hemisphere. According to Poynting's theorem, the relationship between the intensity and energy density of black body radiation is derived from the concept of photons.

Keywords: cosmic microwave background; infinite hierarchical nesting of matter; early Universe; cosmology: theory; matter evolution.

PACS: 98.70.Vc

1. Введение

Космическое микроволновое излучение (CMB) в диапазоне длин волн 0,3-30 мм вносит наибольший вклад в общую энергию фонового космического излучения. Стандартное объяснение происхождения CMB сводится к концепции Большого взрыва, в которой CMB появляется в ранней Вселенной. Однако идея Большого взрыва всё-таки остаётся гипотезой, имеющей свои недостатки [1], и потому до сих пор появляются другие, альтернативные космологические теории. Например, в концепции квазистационарной Вселенной (quasi-steady state cosmological model) предполагается, что CMB могло бы быть результатом переработки излучения звёзд космической пылью [2].

Но и в этом случае возникают свои трудности, связанные с тем, что CMB слишком однородно и изотропно, и имеет спектр идеального чёрного тела. Согласно модели динамической Вселенной [3] и в модели иерархической Вселенной [4], излучения звёзд в ранней Вселенной могло бы быть достаточно для того, чтобы CMB имело наблюдаемую плотность энергии и было изотропным, так что Большой взрыв не требуется. Согласно [5], в моделях с динамическим равновесием без расширения пространства предсказываемая температура 2.7 K CMB оказывается точнее, чем в моделях с Большим взрывом. Кроме этого, в [6] показывается, что изотопы всех наблюдаемых химических элементов могут образоваться из водорода в звёздах за время порядка 100 миллиардов лет, что позволяет обойтись без Большого взрыва.

Из измерений известно [7], что температура CMB соответствует температуре чёрного тела К. Если бы CMB было равновесным по отношению к некоторому глобальному чёрному телу Вселенной, оно имело бы объёмную плотность энергии, равную Дж/м³, где есть постоянная Стефана-Больцмана, – скорость света. Данная связь характеризует, например, состояние полого чёрного тела, находящегося в тепловом равновесии с излучением в этой полости. Поверхность такой полости излучает и поглощает энергию излучения с интенсивностью Вт/м². Это означает, что идеальные приёмники, близкие по своим свойствам к чёрному телу, будут измерять в такой полости интенсивность CMB порядка величины . При этом вклад в интенсивность будут делать фотоны, падающие на приёмник под самыми разными углами.

В измерениях часто используется угловая интенсивность , где обозначает телесный угол в стерадианах, из которого в приёмник приходит излучение.

В соответствии с законом Стефана-Больцмана (Stefan–Boltzmann law), для излучения CMB, если бы оно было в тепловом равновесии с веществом как в полом чёрном теле, было бы справедливо соотношение Вт/(ср·м²). Данное значение находится в соответствии с результатами в [8].

При построении спектра излучения чёрного тела строят обычно зависимость спектральной угловой интенсивности от частоты излучения. Данная величина достигает максимума, когда малый интервал частот выбирается вблизи частоты ГГц, соответствующей максимуму в излучении CMB. В силу закона смещения Вина для частоты, , где постоянная , есть постоянная Планка, есть постоянная Больцмана, и температура излучения измеряется в кельвинах.

Целью данной работы является объяснение происхождения фонового излучения в модели иерархической Вселенной. Исходя из теплового равновесия излучения и вещества источников излучения в ранней Вселенной, мы найдём размеры этих источников, их массы и концентрацию в пространстве. Как будет показано далее, в представленном подходе формула для плотности энергии фонового микроволнового излучения во Вселенной уже не может быть справедлива, так же как для фонового инфракрасного излучения и для фонового оптического излучения.

2. Определение интенсивности

Стандартное определение рассматривает интенсивность как количество энергии, проходящее в единицу времени через площадку единичной площади, ориентированной перпендикулярно направлению распространению энергии. Чтобы учесть различные углы ориентации приёмника по отношению к падающему излучению, следует применить другое определение. В концепции фотонов мы можем считать, что интенсивность есть модуль некоторого вектора, а именно вектора поверхностной плотности потока энергии излучения.

Предположим, что приёмник излучения реагирует только на ту компоненту излучения, которая перпендикулярна плоскости приёмника. Это может быть, например, когда приёмник чувствителен к импульсам фотонов, падающих на приёмник со всех сторон. Тогда компоненты импульсов множества фотонов, параллельные плоскости приёмника, взаимно сокращаются, и остаётся учесть сумму перпендикулярных компонент импульсов фотонов. В этом случае можно считать, что вектор поверхностной плотности потока энергии определяется количеством энергии излучения, падающей на плоский приёмник излучения со всех сторон полусферы за одну секунду, в расчёте на единицу площади приёмника, с учётом угловой зависимости:

(1)

где обозначает энергию фотона с амплитудой импульса ; индекс задаёт номер фотона при суммировании в (1); есть единичный вектор, направленный вдоль импульса фотона, так что ; есть единичный вектор нормали, направленный к плоскости приёмника со стороны полусферы; задаёт силу, действующую со стороны фотона на приёмник; есть проекция силы на нормаль; обозначает давление со стороны фотона, перпендикулярное поверхности приёмника; есть суммарное перпендикулярное давление от всех фотонов.

Если учесть, что давление электромагнитного излучения есть , то согласно (1) будет

, . (2)

В (2) вектор направлен так же, как единичный вектор нормали , и пропорционален скорости света и электромагнитному давлению на приёмник.

Различие величин и в (2) мы можем отнести к известной проблеме 4/3, согласно которой масса-энергия электромагнитного поля движущегося с очень малой скоростью заряженного тела, извлечённая из вектора Пойнтинга и пропорциональная плотности импульса поля, в 4/3 раз больше, чем масса-энергия , соответствующая плотности энергии поля. Соотношение соответствует равенству , так что давление излучения связано с вектором Пойнтинга, а давление на приёмник связано с плотностью энергии поля. Согласно [9], проблема 4/3 является следствием того, что плотность энергии электромагнитного поля и плотность импульса поля являются компонентами не 4-импульса, а компонентами тензора энергии-импульса поля.

Для проверки формулы (1) разместим приёмник вначале на поверхности сферы радиуса , в центре которой находится некоторый источник с мощностью изотропного излучения . В этой ситуации излучение падает на приёмник под прямым углом. В (1) получается , и тогда плотность потока энергии, регистрируемая в приёмнике, будет равна:

. (3)

Рассмотрим другую ситуацию, когда одним из множества имеющихся источников излучения является элемент объёма . Мы можем считать, что есть дифференциал энергии излучения, покидающей элемент объёма за единицу времени . Выберем радиус полусферы , где есть скорость света, и поместим приёмник в начале координат в плоскости в центре полусферы. Данная ситуация показана на рисунке 1.

Пусть теперь вся энергия излучения, имеющаяся в объёме полусферы радиуса , за время попадает в приёмник. Тогда в сферических координатах для дифференциала интенсивности от элемента объёма , находящегося внутри полусферы на расстоянии от центра, в соответствии с (1) и (3) имеем:

, (4)

где есть элемент объёма, рассматриваемый как источник изотропного излучения; произведение задаёт угловую зависимость интенсивности излучения, так что при фотоны движутся вдоль оси и вообще не попадают в приёмник, при фотоны движутся в плоскости и также не попадают в приёмник. Если же , , фотоны падают на приёмник под прямым углом к его поверхности и делают максимальный вклад в интенсивность. Появление в (4) следует из того, что согласно рисунку 1 , , и в определении (1) будет .

Интегрирование по объёму полусферы заменяет суммирование в (1) и даёт следующее:

. (5)

Расчёт в (5) показывает, как в случае равновесного излучения чёрного тела можно понять связь между интенсивностью и плотностью энергии излучения, которое приходит в приёмник с различных направлений. Отсюда видно, что фактически связано с массой-энергией плотности энергии поля, а не с массой-энергией плотности импульса, находимой через вектор Пойнтинга.

3. Производство энергии CMB

Известно, что излучение CMB приходит с больших расстояний и потому так или иначе порождается множеством источников. Булем считать, что в среднем каждый кубический метр ранней Вселенной являлся источником CMB и за одну секунду производил джоулей энергии CMB, тогда объёмная мощность генерации энергии измеряется в Вт/м³. Далее будем действовать как в [4].

Предположим, что источники излучения непрерывным образом заполняют полусферу, причём излучение от некоторых источников падает на приёмник не под прямым углом. Это означает, что для получения интенсивности нам следует интегрировать по всему объёму полусферы и учесть углы падения излучения на приёмник аналогично (4) и определению интенсивности в (1). Поместим приёмник в начало системы координат и расположим его в плоскости ZOX для измерения энергии CMB.

Если некоторый излучающий объём находится на расстоянии от начала координат, то эффективное количество энергии , падающей в единицу времени на единичную площадь приёмника, будет равно:

, (6)

где есть постоянная Хаббла.

Первая экспонента в (6) описывает экспоненциальное уменьшение энергии фотонов CMB при прохождении ими расстояния .

В результате этого у фотонов сдвигается длина волны, что известно как космологическое красное смещение спектров удалённых источников излучения.

Вторая экспонента задаёт степень рассеяния фотонов на их пути к приёмнику, уменьшающего количество прибывающих фотонов. Эта экспонента соответствует закону Бугера-Ламберта-Бера (Beer–Lambert law) для рассеяния света, причём величина есть сечение рассеяния, есть концентрация объектов, рассеивающих свет.

Возьмём интеграл в (6) по объёму полусферы с бесконечным радиусом:

. (7)

В (7) представлена связь между измеряемой интенсивностью и объёмной мощностью генерации энергии CMB в космическом пространстве.

Учитывая, что экспонента в (7) описывает экспоненциальное уменьшение энергии, а также частоты фотонов CMB при прохождении ими расстояния ,

для длины волны фотонов и красного смещения получается следующее:

, , .

(8)

Если в (8) мало по сравнению с единицей, то , что приводит к закону Хаббла в виде .

Заметим, что в связи с уменьшением энергии и с рассеянием фотонов в (6), должно возникать некоторое размывание изображений далёких галактик, так как фотоны в результате рассеяния изменяют направление своего движения. Фактически наблюдаемое размывание незначительно, что может быть объяснено малым размером частиц электрогравитационного вакуума, описанных в [4] и в [10] и неспособных существенно изменять направления импульсов фотонов. Мы можем сослаться ещё на недавние работы [11-12], в которых в свете новых данных анализируются наблюдаемая зависимость длительности вспышек сверхновых от расстояния до них, зависимость поверхностной яркости галактик от красного смещения, связь между красным смещением, реликтовым излучением и спектром абсолютно чёрного тела.

Кроме этого, наблюдения угловых радиусов и поверхностной яркости галактик при заданной светимости не соответствуют гипотезе расширяющейся Вселенной в модели, но хорошо согласуются с соотношением (8) для связи расстояния и красного смещения и с моделью статической Вселенной [13-14], в которой поверхностная яркость не зависит от красного смещения . С соотношением (8) данные по суперновым типа Ia (supernovae Type Ia data) дают практически тот же результат, что и модель.

4. Источники CMB

В теории бесконечной вложенности материи [4], [10], [15] предполагается, что вещество некоторого уровня материи возникает в ходе эволюции вещества низших уровней материи. Так, звёзды как объекты звёздного уровня материи появляются после сжатия больших газовых облаков. Основными объектами этих облаков являются нуклоны, принадлежащие нуклонному уровню материи. В свою очередь, появление газовых облаков является следствием эволюции вещества праонного уровня материи, причём праоны могут составлять вещество нуклонов так же, как нуклоны образуют вещество звёзд.

Исходя из этого, предположим, что в ранней Вселенной весь её объём был более или менее равномерно заполнен источниками CMB с концентрацией , причём средний радиус этих источников равен , а эффективная температура частиц поверхности этих источников равна температуре . В таком случае можно записать:

. (9)

В (9) мощность генерации CMB на единицу объёма выражается через площадь поверхности типичного источника CMB, равную , через интенсивность излучения от этой поверхности, и через концентрацию источников CMB во Вселенной.

Подставляя в (9) из (7) и учитывая, что , находим:

. (10)

Будем считать, что за время, необходимое фотонам CMB долететь до Земли из отдалённых областей Вселенной, количество барионов и их концентрация в космическом пространстве изменились не существенно. Тогда в первом приближении можно использовать выводы модели (Lambda-Cold Dark Matter Model), где критическая плотность массы достигает величины кг/м³ , если принять, что постоянная Хаббла равна 70 км/(с·Мпк) или с^-1 [16].

Физическая плотность видимой барионной материи в этом случае составляет кг/м³. Данная величина подобрана таким образом, чтобы кроме прочего наилучшим способом соответствовать наблюдениям количества видимой материи в галактиках. Этого будет для нас достаточно, так как далее мы будем выводить различные соотношения, физический смысл которых не зависит от конкретного значения .

Учтём теперь, что источники CMB, то есть первичные газово-пылевые облака, были расположены в пространстве дискретно с концентрацией , где есть масса типичного источника CMB. Каждый источник имеет поперечное сечение, равное . На очень больших расстояниях все источники начинают перекрывать друг друга, что мешает увидеть самые отдалённые источники CMB и ослабляет интенсивность излучения, которая могла бы быть в приёмнике излучения. Это и приводит к появлению экспоненты в (6).

Масса типичного источника выражается формулой , где есть плотность массы вещества источника. Выражая отсюда и подставляя в (10), с учётом равенства имеем:

, . (11)

Последняя формула в (11) связывает между собой радиус , плотность массы источников CMB и эффективную температуру частиц поверхности этих источников.

5. Происхождение энергии в источниках CMB

Для того, чтобы частицы многочисленных источников CMB имели кинетическую температуру порядка и могли впоследствии излучать при этой температуре, необходимо, чтобы частицы этих источников каким-либо образом приобрели соответствующую тепловую энергию как энергию собственного движения.

Обратимся к теории бесконечной иерархической вложенности материи, согласно которой во Вселенной обнаруживаются различные уровни материи, основные объекты которых имеют существенно отличающиеся массы и размеры. В частности, имеются метагалактический, звёздный, нуклонный, праонный, граонный уровни материи [4], [10], [15], [17-21].

Структурирование вещества на всех уровнях материи осуществляется путём гравитационного скучивания вещества. Данный процесс сопровождается противоположным процессом дробления при столкновениях частиц вещества друг с другом и с квантами излучения. В больших газовых облаках при соответствующих условиях атомы и молекулы под действием гравитационных сил могут объединяться вначале в молекулярные комплексы, а затем в более массивные пылевые частицы и так далее вплоть до образования планет, звёзд и их скоплений. Пылевые частицы микронных размеров имеют достаточно плотное ядро, окружённое слоем рыхлого вещества. Минимальное время, необходимое для образования таких частиц, можно оценить по приблизительной формуле для радиального падения вещества на аккрецирующий центр под действием гравитации [22]:

, (12)

где есть гравитационная постоянная, – плотность массы вещества в начальный момент падения. Для примера, при плотности кг/м³ в (12) получается время порядка 2,3 часа. Чем меньше начальная плотность массы, тем большее время требуется для образования объекта. Для газового облака с начальной плотностью кг/м³ время составит около лет. Если же в (12) подставить текущую плотность барионной материи кг/м³, соответствующее время для Метагалактики будет порядка 180 миллиардов лет.

Более точный расчёт, принятый в астрофизике, учитывает не время падения на аккрецирующий центр, а время, необходимое газовому облаку для увеличения своей плотности при уменьшении радиуса. Предположим, что с течением времени эволюция вещества иерархически устроенной Вселенной приводит к образованию барионного вещества со средней плотностью массы . Этот процесс не может идти везде равномерно, и там, где он идёт быстрее, вещество имеет возможность сжиматься под действием гравитации независимо от окружающих объёмов пространства с меньшей плотностью. Для ускорения движения частиц в гравитационном поле за пределами газового облака с массой имеем:

. (13)

Уравнение (13) пригодно и для описания движения внешней оболочки газового облака. Решение (13) следует искать в виде , .

Отсюда следует, что , и при , где есть начальный радиус облака, получается соотношение для скорости движения оболочки, связанное с законом сохранения энергии:

. (14)

Для случая сжатия облака координата уменьшается со временем и потому в (14) необходимо использовать следующее:

. (15)

Решение дифференциального уравнения (15) при сжатии от радиуса до следующее:

.

(16)

Максимальное время достигается при падении вещества на точечный центр с радиусом . Считая, что , в этом случае в (16) будет: . Данное время зависит только от начальной плотности массы облака и носит оценочный характер, так как решение не учитывает силы давления в газовом облаке, быстро нарастающие при уменьшении радиуса.

В рассматриваемом подходе возможны два сценария. В первом из них вещество наблюдаемой Вселенной со средней плотностью возникает из праонов – мельчайших частиц низшего уровня материи, за время, определяемое физическими условиями такого процесса. Чтобы понять, как какой-нибудь нуклон может образоваться из множества праонов, достаточно представить подобный процесс, в котором множество нуклонов в большом газовом облаке максимально сжимается под действием гравитации. Если масса возникающей при этом звезды достаточно велика, то итогом её эволюции будет сверхновая и рождение нейтронной звезды. Праоны, нуклоны и нейтронные звёзды подобны друг другу в том, что имеют наибольшие возможные плотности массы и самые сильные электромагнитные поля на своих уровнях материи. При этом предполагается, что на уровне нуклонов вещество частиц скрепляется не обычной, а сильной гравитацией [10], [15].

Во втором случае вначале создаётся барионное вещество, распределённое в пространстве с некоторой плотностью массы , а затем оно сжимается до плотности . Пусть существенно превышает . Подставляя вместо , вместо , и пренебрегая первым членом в (16), получим . В качестве оценки подставим сюда кг/м³ вместо и получим соответствующее минимальное время сжатия, если оно было в самом деле: миллиардов лет.

Для сравнения, в стандартной космологической модели, основанной на общей теории относительности, возраст Метагалактики оценивается величиной порядка 13,8 миллиардов лет. При этом для объяснения пространственной плоскостности Метагалактики, её однородности, изотропии и крупномасштабной структуры, модель включает в себя гипотезу космологической инфляции на ранних стадиях Большого взрыва. Экзотичность такой инфляции связана с тем, что за период времени с 10⁻⁴² сек до 10⁻³⁶ сек от начала взрыва при начальной планковской плотности вещества около 10⁹⁶ кг/м³, радиус Метагалактики должен был увеличиться в 10²⁶ раз [23]. Как видно из оценок, сделанных выше, если не использовать гипотезу космологической инфляции, минимальный возраст наблюдаемой Вселенной должен быть на порядок больше, чем в модели.

Мы можем рассматривать типичный источник CMB как релятивистскую однородную систему, и оценить его внутреннюю тепловую энергию с помощью теоремы вириала [24-25]. Учёт вклада гравитационной энергии и энергии поля давления в потенциальную энергию системы согласно [26] приводит к соотношению для кинетической энергии :

. (17)

С другой стороны, энергия может быть приблизительно выражена через среднюю температуру источника:

, (18)

где отношение массы источника к массе нуклона в виде задаёт суммарное число нуклонов как оценку общего количества атомов, есть постоянная Больцмана.

Сравнение выражений (17) и (18) для с учётом соотношения даёт следующее:

. (19)

Первичное газово-пылевое облако с массой , являющееся источником CMB, можно рассматривать как чёрное тело, в котором вещество находится в тепловом равновесии с излучением CMB. Плотность энергии излучения внутри облака должна равняться величине . Известно, что при образовании типичного источника CMB в виде газово-пылевого облака должна выделяться энергия связи , по порядку величины равная суммарной кинетической энергии частиц облака. Более точная оценка в [26] даёт . Мы можем считать, что энергия связи излучается из облака посредством излучения CMB. В этом случае должно выполняться равенство

, (20)

где есть объём облака.

Подставляя в (20) из (18), с учётом соотношения находим:

. (21)

6. Параметры источников CMB

Соотношения (11), (19) и (21) можно рассматривать как систему трёх уравнений для определения неизвестных величин , и . Подставляя (21) в (19), получим:

. (22)

Умножая (22) на (21), находим:

. (23)

Подстановка (23) в (11) приводит к квадратному уравнению для :

. (24)

Решение уравнения (24) даёт значение температуры поверхности типичного источника CMB:

K. (25)

Подставляя (25) в (22) и в (21), получаем значение радиуса источника CMB в виде газово-пылевого облака и плотность вещества такого облака:

м. кг/м³. (26)

Радиус облака в (26) достигает значения пк.

Далее с учётом (26) находим массу источника:

кг или , (27)

где есть масса Солнца.

Параметры (26-27) типичного источника CMB соответствуют достаточно большому газово-пылевому облаку, частицы которого приобретают свою кинетическую энергию за счёт работы гравитации по сжатию вещества. При столкновениях частиц энергия движения переходит в тепло и затем уже может излучаться в виде квантов CMB.

Если учесть, что найденные в (26-27) параметры источников относятся к газовым облакам в ранней Вселенной, то можно ожидать, что первые звёзды появились именно в таких облаках. Впоследствии подобные облака могли порождать первые рассеянные звёздные скопления, становящиеся основными элементами возникающих галактик. Для сравнения, количество звёзд в наблюдаемых в настоящее время рассеянных звёздных скоплениях может быть более ста, обычные массы скоплений превышают , радиус сердцевины порядка 0,6 пк, а радиус короны типичного скопления достигает 6 пк.

Концентрация источников CMB в ранней Вселенной находится через плотность барионной материи и массу типичного источника согласно первому соотношению в (11):

м^–3. (28)

Если предположить, что каждый источник расположен в некотором кубическом объёме в кубической решётке, то кратчайшее расстояние между ближайшими источниками будет равно м. Это означает, что расстояние между центрами соседних источников в раз больше, чем радиус типичного источника, и составляет величину порядка кпк при пк согласно (26).

Мощность генерации CMB на единицу объёма Вселенной находится из (9) с учётом (25), (26) и (28), либо из (7) с учётом соотношений , :

Вт/м³. (29)

Значения могут несколько отличаться в разных направлениях, отражая изменчивость параметра Хаббла и распределение вещества в пространстве.

Усреднённая концентрация нуклонов во Вселенной есть м^–3. С учётом этого из (29) определяется мощность генерации энергии CMB в расчёте на один нуклон Вселенной:

Вт/нуклон. (30)

Разделив энергию связи одного источника СМВ на количество нуклонов в этом источнике, с учётом выражения (18) и (25) найдём энергию связи в расчёте на один нуклон:

Дж/нуклон. (31)

С другой стороны, оценка концентрации фотонов в объёме источника СМВ в состоянии температурного равновесия между излучением и веществом при температуре K получается в виде м^-3 , где

Дж/(K·м³)

есть объёмная плотность энтропии фотонов, коэффициент

Разделив плотность энергии фотонов (20) на концентрацию фотонов , получим среднюю энергию, приходящуюся на один фотон:

Дж/фотон. (32)

Отметим, что энергия связи в расчёте на один нуклон в (31), и энергия в расчёте на один фотон в (32) близки друг к другу по величине. После того, как фотоны покинут источники CMB, заполнят космическое пространство и достигнут Земли, их средняя температура уменьшится от значения K до значения К. При этом энергия фотона с частотой ГГц, соответствующего максимуму в излучении CMB при температуре K, равняется Дж.

Отсюда следует, что отношение количества фотонов CMB в космическом пространстве к количеству имеющихся в этом пространстве нуклонов вещества должно быть порядка единицы. В среднем можно считать, что каждый нуклон наблюдаемой Вселенной производит лишь один фотон CMB.

В ходе наших расчётов мы предполагали, что все нуклоны, имеющиеся во Вселенной со средней плотностью кг/м³ , посредством гравитации были сжаты в первичные газово-пылевые облака со средней плотностью кг/м³ (26). Эти облака играют роль типичных источников CMB. Обозначим объём типичного источника , а объём такого же, но не сжатого вещества в однородной Вселенной с плотностью и с той же массой (27) обозначим через . Тогда отношение объёмов равно . Теперь с учётом (18), энергии связи одного источника, количества нуклонов в источнике можно оценить среднюю плотность энергии CMB во Вселенной в виде

Дж/м³. (33)

При выводе соотношения (20) мы использовали выражение . В комбинации с (33) и с соотношением это даёт:

. (34)

В (34) получается существенное различие между усреднённой плотностью энергии CMB в (33), и между плотностью энергии фотонов в случае теплового равновесия фотонов с веществом источников CMB. Различие величин и получается потому, что СМВ, порождаемое в объёме каждого источника, находилось в равновесии с веществом лишь в этом объёме. Когда же СМВ каждого источника заполняет объём и начинает смешиваться с излучением соседних источников, плотность энергии СМВ уменьшается от значения до значения . В результате наблюдаемое на Земле СМВ является тепловым излучением, плотность энергии которого в настоящее время во Вселенной равна .

В модели различие величин и не учитывается, при этом считается, что плотность энергии СМВ равна Дж/м³ во всём пространстве Вселенной при температуре излучения K.

В таком случае получается оценка концентрации фотонов СМВ в виде м^-3, которая распространяется на всю Вселенную. Тогда отношение количества фотонов CMB к количеству нуклонов будет равно , что близко по величине к отношению объёмов в (34).

Отсюда возникает вопрос: почему количество фотонов настолько сильно превышает количество нуклонов? Эта проблема, известная в космологии как проблема энтропии, в концепции горячей Вселенной решается обычно на основе предположения об адиабатическом расширении пространства из первоначального состояния равновесия излучения и вещества.

В отличие от этого, в нашем подходе количества фотонов СМВ и нуклонов приблизительно совпадают, а необходимость в горячей Вселенной отпадает. Поскольку в настоящее время СМВ не находится в равновесии с веществом, формула для плотности энергии не может быть применена для всей Вселенной. Действительно, первичные газово-пылевые облака, явившиеся источниками СМВ в ранней Вселенной, были расположены дискретным образом, занимали малый объём и потому не могут играть роль глобального чёрного тела, ограничивающего весь объём Вселенной.

7. Угловые гармоники CMB

С помощью преобразования Фурье наблюдаемый спектр мощности CMB может быть разложен по сферическим гармоникам [27-28].

Сферическая гармоника в угловом спектре мощности соответствует среднему значению температуры CMB. Дипольная анизотропия на карте распределения температуры CMB имеет амплитуду порядка 0,1% и связана со сферической гармоникой [29]. Дипольная анизотропия хорошо объясняется эффектом Доплера и движением Земли вместе с Солнцем относительно системы отсчёта, в которой интенсивность CMB одинакова по всем направлениям. Такое движение изменяет длину волны излучения CMB, измеряемого на Земле, в зависимости от угла между полной скоростью Земли в космическом пространстве, и направлением на область неба, откуда приходит CMB.

Сферические гармоники связаны с флуктуациями температуры CMB, среднеквадратичное отклонение которых достигает нескольких десятков мкК относительно среднего значения температуры. В модели считается, что такие флуктуациями температуры могли быть вызваны колебаниями плотности вещества ранней Вселенной, находящейся в состоянии очень плотной горячей плазмы из электронов и барионов.

Одно из альтернативных объяснений предполагает [30], что угловой спектр мощности CMB может быть получен при условии, что фотоны CMB при своём возникновении взаимодействовали с веществом, которое структурировано в некоторые объекты, кластеры и частицы. Среднее расстояние между центрами объектов при их кубическом расположении получается порядка 108 м, масса одного объекта кг, плотность массы объектов кг/м³. Аналогично внутри объектов располагаются кластеры, расстояние между центрами которых составляет величину порядка 12 см. Если их плотность массы равна кг/м³, то масса кластера будет кг. Положение и амплитуда основного пика спектра мощности CMB при и последующих пиков зависит в основном от взаимных расстояний между указанными объектами, от их плотности массы и внутренней структуры.

Предполагается, что кластер содержит от 40 до 100 частиц типа протонов, гелиевых ядер и электронов, и следовательно, является атомно-молекулярным комплексом, содержащим водород и гелий. В среднем объект содержит порядка кластеров. Полученные результаты в отношении структуры объектов, кластеров и частиц были найдены при условии использования длины волны излучения, равной 1,9 мм. Данная длина волны соответствует максимуму распределения спектра чёрного тела при температуре К и наиболее точно отражает свойства CMB с точки зрения структурного анализа. При этом следует учесть, что спектр угловых гармоник CMB один и тот же для всех длин волн излучения CMB.

Представленные параметры могут быть совмещены с описанной нами схемой возникновения CMB в ранней Вселенной, в которой эволюция материи приводит вначале к образованию нуклонов и электронов. Затем гравитация сжимает вещество в газово-пылевые облака и приводит в движение частицы вещества. При столкновении частиц кинетическая энергия переходит в тепловую энергию и излучается в виде фотонов CMB. Плотность массы объектов в [30] оказывается меньше, чем плотность массы газовых облаков кг/м³, найденная в (26). Мы можем предположить, что объекты в [30] находились в менее плотной части оболочки газовых облаков. Тогда фотоны CMB, проходя через эти объекты, кластеры и частицы внутри них, могли сформировать наблюдаемый в настоящее время угловой спектр мощности излучения.

Возможность того, что в первичных газовых облаках могли возникнуть указанные объекты, кластеры и частицы, следует из величины массы Джинса [31], которую в упрощённом виде можно представить так:

. (35)

Температура в (35) должна быть задана в K, а концентрация частиц задаётся в .

Подставим в (35) температуру поверхности облака К (25) вместо , и учтём кг/м³ (26) и концентрацию частиц облака м^-3 вместо . Это даёт . Масса Джинса получается меньше, чем масса (27) газового облака, что обеспечивает возможность фрагментации облака на более мелкие структурные компоненты.

Свой вклад в мелкомасштабные флуктуации температуры CMB вносит и неравномерное распределение материи в космическом пространстве. Так, корреляции между оптическим излучением галактик и флуктуациями CMB описаны в [32], а для радиоисточников такие корреляции представлены в [33]. Загадочными и необъяснимыми с точки зрения модели являются холодные аномалии температуры CMB, самой известной из которых является обнаруженное космической обсерваторией WMAP холодное пятно (WMAP cold spot) в созвездии Эридана (Eridanus constellation) [34-35]. Холодное пятно приблизительно на мкК холоднее, чем температура CMB К.

Объяснить подобные аномалии можно следующим образом. Так как для CMB , то в первом приближении имеем: . Если направить приёмник излучения прямо на аномальное пятно, то в (6) можно положить , , и можно записать:

. (36)

Согласно (7) и соотношению находим:

, . (37)

Подставляя (37) в выражение для (36), находим связь между разницей температур , расстоянием и объёмом , генерирующим излучение CMB и приводящим к вкладу в температуру CMB:

. (38)

Соотношение (38) предполагает, что объём содержит в себе первичные газово-пылевые облака в роли источников CMB, которые в среднем имеют плотность массы кг/м³ (26) и концентрацию м^–3 (28) в ранней Вселенной. При этом концентрация присутствует в (38) в двух членах. Увеличение в члене приводит к увеличению , однако член действует противоположно, уменьшая . Таким образом, если в некотором направлении в объёме концентрация источников будет отличаться от величины вследствие какой-либо аномалии, то это приведёт к изменению в (38).

Из соотношения видно, что если масса типичного источника CMB постоянна, то изменение концентрации источников может быть связано с локальным изменением плотности массы барионов в рассматриваемом объёме . Так флуктуации плотности массы в космическом пространстве могут влиять на флуктуации измеряемой температуры CMB в различных направлениях.

Согласно (8), красное смещение в рассматриваемой модели можно связать с расстоянием по формуле: . В качестве примера расположим некоторый объём на расстоянии, соответствующем , то есть при Гпк. Для величины возьмём 20 мкК, что близко к величине среднеквадратичных мелкомасштабных флуктуаций CMB. Используя далее соотношение , значения м (26) и м^–3 (28), из (38) находим м³, что для сферического объёма даёт радиус этого объёма порядка Мпк. Такой радиус близок к радиусу известного супервойда в созвездии Гончих псов (Giant Void in the constellation Canes Venatici) [36]. Следовательно, присутствие войдов (космических пустот) в соответствии с (38) приводит к наблюдаемым флуктуациям CMB.

Известно, что для достаточно больших сферических гармоник выполняется соотношение , где – эффективный угол обзора неба [28]. Основной пик в угловом спектре мощности CMB находится при , что соответствует углу . При этом оказывается, что если номер гармоники и уменьшается, а угол и увеличивается, мощность в угловом спектре плавно уменьшается без каких-либо особенных пиков. Почему же гармоники с малыми проявляют себя в спектре не так, как гармоники с большими , которые образуют спектр в виде некоторой затухающей по амплитуде синусоиды?

Для приведённого выше примера с объёмом подсчитаем угол в радианах по формуле: , и угол в градусах . Угол в радианах соответствует сферической гармонике в угловом спектре мощности CMB. Получается, что супервойды с малой плотностью вещества, или наоборот, более плотные области пространства, могут делать заметный вклад во флуктуации температуры CMB лишь при небольших . Что касается появления в спектре мощности сферических гармоник с большими , то они в представленной выше модели согласно [30] объясняются тем, что излучение CMB взаимодействует с веществом, которое структурировано в некоторые объекты, кластеры и частицы. Так различные механизмы приводят к различию формы спектра мощности CMB для малых и больших сферических гармоник. В отличие от этого, в модели возникают затруднения при объяснении малой мощности и формы углового спектра для гармоник, связанных с большими углами и с малыми [37].

8. Инфракрасное и оптическое фоновые излучения

На зависимости угловой интенсивности от частоты космического фонового излучения в [8] видно, что рядом с CMB имеются другие пики угловой интенсивности, включая фоновое инфракрасное излучение (cosmic infrared background) (CIB) и фоновое оптическое излучение (cosmic optical background) (COB). Суммарная интенсивность излучения CIB и COB почти в 10 раз меньше, чем интенсивность фонового микроволнового излучения CMB.

Считается, что основной вклад в CIB и в COB возникает от переработки космической пылью излучения от протозвёзд и молодых звёзд. Мы можем конкретизировать это предположение. Применим полученные нами результаты в отношении CMB для того, чтобы оценить параметры космических объектов, в которых могли бы возникать излучения типа CIB и COB.

Мы можем считать, что максимум для CIB получается при частоте излучения Гц, а для COB максимум имеет место при частоте Гц. Положим в качестве первого приближения, что для частоты излучения справедлив закон смещения Вина для излучения от чёрного тела. Это даёт соответствующие температуры излучений К и К.

Подстановка температур и в (25) вместо температуры даёт возможность оценить температуры поверхности источников CIB и COB в ранней Вселенной:

K. K. (39)

Подставляя температуры (39) в (21-22) вместо , получаем соответствующие плотности массы и радиусы источников CIB и COB. Можно также оценить массы источников через произведение плотности массы на объём соответствующего источника:

кг/м³. м. кг. (40)

кг/м³. м. кг. (41)

Согласно (40), источниками излучения CIB являются газово-пылевые облака с радиусом порядка а.е. и с массой . Для сравнения, в Солнечной системе трансплутоновая планета Седна в афелии удаляется от Солнца на расстояние 937 а.е. Из (41) следует, что источниками излучения COB являются объекты с массой и с радиусом порядка , где есть радиус Солнца.

В (26) и в (27) было найдено, что типичный источник излучения CMB имеет радиус пк и массу порядка . Источники излучения CIB и COB в (40-41) также имеют массы порядка. Получается, что в ходе космологической эволюции вначале обособляются источники микроволнового излучения CMB в виде газовых облаков с радиусом порядка пк. При последующем сжатии этих облаков гравитационными силами до радиуса порядка а.е. возникают протопланетные системы, содержащие газ и пыль, приводящие к инфракрасному фоновому излучению CIB. Сжатие облаков замедляется из-за появления давления в газе, и в облаках начинается процесс образования планет. Одновременно с этим основная масса газа и пыли в центре каждого облака продолжает сжатие. В результате возникают первичные звёзды, дающие оптическое фоновое излучение COB. В недрах этих звёзд начинаются ядерные реакции, препятствующие гравитационному сжатию вещества. Таким образом, излучения CMB, CIB и COB связаны с наиболее долговременными и равновесными фазами в эволюции первичных газово-пылевых облаков.

Поскольку массы источников CIB и COB приблизительно совпадают с массой (27) источников CMB, то и концентрация источников CIB и COB в ранней Вселенной приблизительно совпадает с концентрацией м^–3 (28) источников CMB. Ввиду своей большой массы первичные звёзды, являющиеся источниками COB, должны превращаться в нейтронные звёзды. Таким образом концентрация может рассматриваться как концентрация первичных нейтронных звёзд. Среднее расстояние между такими звёздами можно оценить по формуле м или кпк. С другой стороны, наблюдаемая Вселенная имеет объём порядка м³, в котором содержится около звёзд [38]. Концентрация звёзд во Вселенной получается порядка м^–3. Сравнение концентрации всех звёзд с концентрацией первичных нейтронных звёзд приводит к тому, что на одну нейтронную звезду приходится около обычных звёзд. Такое соотношение звёзд действительно подтверждается наблюдениями.

Современные инструменты позволяют измерять спектры мощности угловых гармоник не только для CMB, но и для излучения CIB [39]. Таким образом, методы анализа структуры излучающих объектов, развитые в [30] для CMB, могут быть применены и для излучения CIB. Заметим, что согласно [30] плотность массы среды, содержащей объекты, кластеры и частицы, и ответственной за появление угловых гармоник CMB, равна кг/м³. Эта плотность массы не превышает плотность массы в (40-41) для объектов, которые могут быть источниками излучения CIB и COB. Отсюда следует возможность того, что причиной гармоник в спектрах мощности CMB и CIB могут быть одни и те же объекты, кластеры и частицы, находящиеся в оболочках соответствующих газово-пылевых облаков на разных этапах сжатия этих облаков.

В (34) было показано, что формула для плотности энергии СМВ Дж/м³ (20 ), где K есть температура источников СМВ в ранней Вселенной, не может быть применена для всей Вселенной. Вместо величины была вычислена существенно меньшая усреднённая объёмная плотность энергии СМВ, равная Дж/м³ согласно (33). Это явилось следствием того, что масса газа источника СМВ, которая занимала объём в (34) в первоначально однородной Вселенной с плотностью массы , лишь после сжатия в газовое облако с объёмом и плотностью начинает излучать с температурой K. По мере того, как фотоны СМВ движутся в пространстве, их энергия уменьшается за счёт космологического красного смещения. Кроме этого, фотоны взаимодействуют с веществом множества источников СМВ и частично рассеиваются. В результате уменьшается интенсивность излучения СМВ, а спектр фотонов СМВ становится близким к наблюдаемому спектру излучения чёрного тела с температурой К.

Для излучения CIB и COB ситуация во многом складывается аналогично. Как и в случае с излучением CMB, излучения CIB и COB являются неравновесными и для них отсутствует какое-либо глобальное чёрное тело, состоящее из вещества и ограничивающее всю Вселенную. Это означает, что фактически мы всегда наблюдаем дискретные источники излучения, которые на больших расстояниях сливаются в почти однородный фон.

9. Обсуждение результатов

Хорошо известной проблемой теории Большого взрыва в космологии является полное отсутствие понимания природы такого взрыва и происхождения материи как таковой. Последующее использование теории общей относительности в модели добавляет новые проблемы в виде сингулярностей, непонятного с точки зрения физики метрического расширения пространства как такового, появления неопознанной тёмной материи и мистической тёмной энергии. Применение множества подгоночных параметров в модели ещё более подрывает доверие к современной версии теории Большого взрыва.

В [40] перечисляются шесть таких подгоночных параметров и делается вывод о том, что невзирая на точность подгонки результатов, этого ещё недостаточно, чтобы считать модель корректной. В [13] делается следующий вывод: «В космологии, к сожалению, так случилось, что даже длинная серия неудачных предсказаний обычно приводила не к отказу от теорий, а скорее к их неограниченной модификации с помощью гипотез ad hoc, таких как инфляция, не барионная материя и тёмная энергия».

В [41] указывается, что улучшить ситуацию с предсказаниями модели можно было бы, если кроме семи подгоночных параметров модели предположить существование, например, ранней или динамической тёмной энергии, взаимодействий нейтрино, космологических моделей с дополнительными взаимодействиями, первичных магнитных полей, модифицированных теорий гравитации (early or dynamical dark energy, neutrino interactions, interacting cosmologies, primordial magnetic fields, and modified gravity).

С другой стороны, космология в теории бесконечной иерархической вложенности материи находит источник и причину происхождения материи и форм её существования в единообразном эволюционном процессе трансформации основных носителей на всех уровнях материи [15]. Это означает например, что эволюция вещества планет и звёзд на звёздном уровне материи обусловлена эволюцией и действием носителей, принадлежащих низшим уровням материи. Каждый уровень материи имеет свой собственный основной носитель как наиболее стабильный и устойчивый объект, таковы, соответственно, нейтронная звезда, нуклон, праон, граон и т.д. Принцип подобия предполагает существование одних и тех же коэффициентов подобия по массе, размерам и скоростям процессов между соответствующими объектами соседних уровней материи, что позволяет находить физические параметры основных носителей материи. Как следствие, нейтронная звезда содержит в себе столько нуклонов, сколько каждый нуклон содержит в себе праонов, и сколько каждый праон одержит в себе граонов.

Основными движущими силами эволюции материи являются электромагнитные и гравитационные силы, которые могут сведены к действию носителей низших уровней материи, движущихся с релятивистскими скоростями [10], [42-46]. Данная точка зрения поддерживается в [47] тем, что эволюция вещества в ранней Вселенной оказывается мало зависящей от внешних факторов и определяется в основном внутренними причинами.

Из принципа подобия уровней материи следует, что аналогом нейтронной звезды на нуклонном уровне материи являются нуклоны, а аналогом белых карликов являются так называемые нюоны [4], имеющие тот же диапазон масс, что и нуклоны. Нюоны близки по своим свойствам к мюонам, но пути возникновения у этих частиц разные: нюоны возникают подобно белым карликам в ходе длительной эволюции материи, а мюоны появляются в основном путём быстрого распада пионов, при этом пионы предполагаются аналогами маломассивных и потому неустойчивых к распаду нейтронных звёзд. Именно нейтральным нюонам отводится роль тёмной материи, проявляющейся через гравитационное воздействие как на движение звёзд и газовых облаков внутри галактик, так и на движение самих галактик при их взаимодействии [48]. В противоположность этому, в модели имеются затруднения в объяснении тёмной материи, описании её эволюции и происхождения.

Процесс генерации CMB продолжается вплоть до наших дней, хотя и в меньших масштабах. Достаточно близки по своим свойствам к первичным газово-пылевым облакам наиболее холодные тёмные туманности с массой до . Так, практически непрозрачные глобулы Бока, выделяющиеся своим чёрным цветом, имеют температуру в диапазоне от нескольких градусов до 30 К и типичную массу до . С точки зрения теплового излучения, подобные объекты могут достаточно хорошо моделировать свойства чёрного тела. В качестве примера приведём здесь ссылки на спектры инфракрасных источников IRS 1 и IRS 2 в [49-50] и на спектр глобулы Бока B335 в [51].

В обзоре [52] описаны свойства 248 малых молекулярных облаков, большинство из которых являются глобулами Бока. Предполагается, что в нашей Галактике среднее расстояние между такими глобулами равно 600 пк, а их средняя масса порядка . Это расстояние можно сравнить с величиной кпк, найденной для расстояния между первичными газово-пылевыми облаками ранней Вселенной через концентрацию источников CMB в (28).

Согласно [52], для большинства глобул радиационная температура газа не превышает 4,5 K, а кинетическая температура не превышает 8,5 K. Поскольку глобулы подогреваются излучением от окружающего звёздного фона, температура пыли в глобулах оказывается выше, чем температура газа, и зависит от измеряемой полосы частот и от размеров пылинок. В среднем, температура пыли близка к 25 K. При таких условиях спектр какой-либо глобулы представляется скорее не спектром чёрного тела при одной фиксированной температуре, а суммой спектров отдельных компонент из газа и пыли.

В [53] путём анализа линий поглощения молекул воды большого облака водяного пара вблизи галактики HFLS3 было найдено, что температура необходимого для этого возбуждающего излучения лежит в пределах от 16,4 до 30,2 K. Поскольку галактика HFLS3 имеет красное смещение порядка и расположена достаточно далеко, данная температура с точки зрения модели рассматривается как температура CMB в более раннее время. При этом вследствие расширения пространства за прошедшее с тех пор время температура CMB должна была уменьшиться до современного значения К.

С другой стороны, излучение с температурой в пределах от 16,4 до 30,2 K вполне типично для газовых облаков и глобул Бока, находящихся под действием излучения от окружающих звёзд, в том числе и в самых удалённых галактиках. В рассматриваемой нами модели температура CMB в момент излучения совпадает с температурой K (25) газово-пылевых облаков с массой порядка , настолько удалённых от нас, что их красное смещение намного больше красного смещения наблюдаемых галактик.

Каким же образом оказывается, что спектр излучения CMB почти точно соответствует спектру чёрного тела? Здесь можно учесть следующие обстоятельства. Во-первых, мы предполагаем, что вокруг первичных газово-пылевых облаков ранней Вселенной ещё не было звёзд, которые могли бы заметно нагревать облака и влиять на форму спектра облаков. Тогда спектр каждого облака мог бы быть достаточно близок к спектру чёрного тела с температурой К.

Другое обстоятельство связано с размерами видимой Вселенной. Подставляя в (8) максимальное измеряемое значение красного смещения для CMB согласно [54], при км/(с·Мпк) находим радиус видимой Вселенной м , или 30 Гпк. Свет может пройти это расстояние за время миллиардов лет. Это время оказывается меньше, чем минимальное время сжатия миллиардов лет, найденное согласно (16) для сжатия всего барионного вещества при образовании видимой Вселенной.

Заметим, что при измерении интенсивности CMB из полученных данных необходимо исключить излучение от ярких точечных источников типа скоплений звёзд и галактик, чтобы найти именно фоновое излучение. Но красное смещение самых дальних наблюдаемых галактик не превышает величины . Например, у галактики GN-z11 красное смещение равно согласно [55]. Это красное смещение существенно меньше, чем красное смещение CMB, достигающее значения . Таким образом излучение CMB основную часть своего пути проходит в фактически неисследованных удалённых областях космического пространства.

В (6-7) был использован тот факт, что поперечные сечения источников CMB в ранней Вселенной и концентрация источников таковы, что на очень больших расстояниях эти сечения начинают перекрывать друг друга и потому становится справедливым закон Бугера-Ламберта-Бера (Beer–Lambert law). В результате приходящее на Землю излучение CMB от далёких источников успевает провзаимодействовать с веществом множества более близких источников и дополнительно термализоваться. Это неизбежно превращает спектр CMB в усреднённый спектр, который близок к равновесному спектру чёрного тела.

Представленная нами модель согласуется с результатами в [56], где так называемые вириальные газовые облака, расположенные в гало галактик, позволяют объяснить вращательную анизотропию, наблюдаемую в CMB. В [57], в рамках стандартной модели расширяющейся Вселенной, рассматривается эволюция вириальных облаков от поверхности последнего рассеяния до образования первичных звёзд населения III. Подобные вириальные облака, находящиеся в тепловом равновесии с CMB, как и в нашем подходе, имеют почти ту же самую плотность, что и первичные газово-пылевые облака в нашей модели. Таким образом, выводы в [56-57] в отношении первичных газово-пылевых облаков подтверждают наши расчёты.

Известно, что Земля вместе с Солнцем движется относительно системы отсчёта, в которой CMB изотропно, со скоростью порядка 370 км/с. Если учесть движение Солнца в нашей галактике и её движение в Местной группе галактик, то скорость Местной группы галактик относительно изотропной системы отсчёта CMB будет около км/с [58]. В модели космологическое красное смещение интерпретируется как результат расширения Вселенной, имеющего математический смысл изменения метрики пространства-времени, вызванного каким-то неизвестным фактором. Физический смысл такого расширения пространства является очевидным предметом дебатов в отношении законности применения математических гипотез в реальной физике явлений. Предполагается, что на больших расстояниях от Земли имеющиеся там галактики и другие объекты удаляются друг от друга с огромными скоростями вследствие расширения пространства. Эти скорости могут намного превысить скорость движения Местной группы галактик относительно изотропной системы отсчёта CMB. Почему же среди всего спектра скоростей мы наблюдаем относительно небольшую по величине скорость , является ли это случайным?

С точки зрения теории бесконечной иерархической вложенности материи, ответ заключается в том, что при эволюции вещества и возникновении нового уровня материи со всё более массивными объектами не требуется ни Большого взрыва, ни метрического расширения пространства-времени, ни больших скоростей движения материи. Отклонение скорости движения галактик и звёздных скоплений от скорости движения изотропной системы отсчёта CMB может быть вызвано лишь гравитационным воздействием галактик друг на друга. При усреднении скоростей движения вещества по объёму видимой Вселенной полученная средняя скорость должна совпасть со скоростью системы отсчёта CMB ввиду того, что CMB возникает в ранней Вселенной и в среднем неподвижно относительно глобального распределения вещества.

С учётом этого становится понятной и проблема плоскостности пространства на космологических масштабах, когда даже на очень больших расстояниях пространство-время практически не искривлено. Следовательно, нет особой необходимости в вычислении какой-либо искривлённой метрики, что всегда требуется в общей теории относительности, даже в плоском пространстве-времени Минковского. В таком случае вместо общей теории относительности удобнее использовать ковариантную теорию гравитации [59-60], в которой эффекты метрики отделены от эффектов гравитации. Это означает, что гравитация не зависит от метрики, является реальной физической силой наподобие электромагнитной силы, которая существует даже в пространстве-времени Минковского, когда нет искривления пространства-времени.

В [61] анализируются парадоксы, вытекающие из концепции расширения пространства, такие как нарушение закона сохранения энергии для локальных сопутствующих объёмов пространства, Ньютоновская форма уравнений Фридмана, сверхсветовые скорости удалённых галактик как следствие расширения пространства, закон Хаббла в неоднородных распределениях галактик и т.д. Основной причиной появления таких парадоксов оказывается общая теория относительности ввиду отсутствия в этой теории тензора энергии-импульса гравитационного поля, что ставит под сомнение возможность использования этой теории в космологии.

В [62] указывается, что временная шкала в модели не соответствует времени, необходимому для образования больших галактических кластеров и войдов в ранней Вселенной. В связи с этим предполагается, что причиной для такого несоответствия может быть использование общей теории относительности, которую следует заменить на другую теорию гравитации, например, на MOND. Свою статью авторы [62] заключают так: на данный момент мы не понимаем ни распределения матери и энергии во Вселенной, ни закона гравитации, который этим управляет.

В [63] было обнаружено, что суперкластер галактик с радиусом порядка 6 Мпк вращается с угловой скоростью , равной градуса за 10 миллиардов лет, или с^-1. Согласно [64], большие галактические кластеры с размерами порядка Мпк могут иметь общее движение со скоростью до км/с. Полагая, что такое движение возникает от вращения, для угловой скорости в первом приближении имеем с^-1.

Крупномасштабная структура Вселенной имеет вид космической паутины и состоит из отдельных филаментов, которые содержат галактические кластеры. Разность в линейной скорости вращения различных точек филаментов может достигать величины 100 км/с при расстоянии между точками в 1 Мпк, что даёт оценку угловой скорости вращения с^-1 согласно [65].

Если предположить, что вращается и вся видимая Вселенная, то её предельное вращение можно оценить по формуле для первой космической скорости, считая, что вещество на краю Вселенной находится в равновесии между силой гравитации и центростремительной силой:

.

где , и обозначают массу, радиус и плотность массы Вселенной. Подставляя сюда плотность массы кг/м³ вместо , находим с^-1, что имеет тот же порядок величины по отношению к вращению больших галактических структур. Данному вращению соответствует период порядка 830 миллиардов лет.

Очевидно, что какое-либо общее вращение наблюдаемой Веленной противоречит Большому взрыву, так как вследствие вращения Веленная должна будет иметь ненулевой момент импульса. В сценарии Большого взрыва и последующей инфляции до состояния наблюдаемой Вселенной получается, с учётом закона сохранения момента импульса, что объект, порождающий Вселенную, должен был иметь огромный для своих малых размеров момент импульса, что кажется совершенно маловероятным. В то же время в иерархической модели объект, из которого образовалась ранняя Вселенная, мог бы состоять из огромного облака праонов. Если это облако с размерами порядка наблюдаемой Вселенной имело какое-либо общее вращение, то такое вращение будет и у возникающей Вселенной после эволюции праонного вещества и превращения его в нуклоны и нюоны.

Мы считаем, что и другие, менее сложные космологические проблемы могут найти своё решение в рамках теории бесконечной иерархической вложенности материи и стационарной Вселенной. Например, в [66] указывается, что для объяснения изменения светимости в спектрах суперновых расширения пространства не требуется. Таким образом, космология может быть построена с минимумом допущений и парадоксальных выводов, противоречащих традиционной физической логике.

10. Заключение

Фоновое микроволновое излучение (CMB), наряду с эффектом космологического красного смещения спектров излучения, рассматриваются обычно как явления, находящие приемлемое объяснение в рамках теории Большого взрыва. Действительно, данные явления достаточно трудно объяснить, что и привело в конце концов к идее Большого взрыва. Однако ввиду существенных недостатков этой теории, описанных выше, мы считаем данную теорию чересчур экзотичной и радикальной, и предлагаем другое объяснение появления CMB.

В нашем подходе необходимым источником энергии CMB оказывается гравитационная энергия, которая при скучивании вещества в первичных газово-пылевых облаках ранней Вселенной выделяется в виде кинетической энергии движения частиц вещества согласно теореме вириала. Последующие столкновения частиц преобразуют кинетическую энергию в тепловую энергию, нагревающую частицы, так что газово-пылевые облака имеют возможность излучать как чёрные тела при температуре K (25). За то время, пока излучение CMB из удалённых областей Вселенной достигнет Земли, температура этого излучения уменьшается до значения К.

Исходя из такого полхода, мы находим вначале формулу (7) для объёмной мощности генерации энергии CMB в космическом пространстве, а затем основные характеристики первичных газово-пылевых облаков, включая их радиус пк (26), массу (27), объёмную концентрацию облаков м^–3 (28), расстояние между соседними облаками кпк. Для объёмной мощности генерации энергии CMB получается значение Вт/м³ (29), при этом мощность генерации в расчёте на один нуклон типичного газово-пылевого облака, а также на один нуклон в ранней Вселенной, равна Вт/нуклон (30).

Мы можем сделать вывод, что CMB возникло как тепловое излучение от первичных газово-пылевых облаков. Это тепловое излучение могло взаимодействовать с большим количеством частиц вещества в каждом облаке, что с учётом медленно меняющегося равновесного состояния облаков, их непрозрачности и слабого отражения, обеспечивает спектр излучения CMB, близкий к излучению чёрного тела. Кроме этого, излучение CMB, приходящее с очень больших расстояний, на своём пути к Земле проходит через множество отдельных источников CMB в виде газовых облаков. Это дополнительно способствует превращению спектра CMB в спектр чёрного тела.

Как указывается в разделе 6 со ссылкой на [30], угловые гармоники в спектре мощности CMB могут быть объяснены, если учесть кластеризацию вещества вблизи поверхности первичных газово-пылевых облаков. Такая возможность поддерживается наличием как малых, так и больших частиц пыли, наблюдаемых в глобулах Бока и приводящих к существенной поляризации излучения в миллиметровом диапазоне [67-69], до значений порядка 10 % и более. В связи с этим заметим, что степень поляризации CMB также составляет величину 10 %. Таким образом, первичные газово-пылевые облака, порождающие CMB в ходе своей эволюции, вполне могли иметь вид глобул.

Кроме CMB, рассматриваемый подход может быть применён к инфракрасному фоновому излучению CIB и оптическому фоновому излучению COB. Оценки, сделанные в разделе 7, дают основания считать, что излучение CIB могло возникнуть в протопланетных облаках, тогда как вклад в излучение COB делали первичные звёзды.

Хотя излучение чёрного тела CMB, приходящее на Землю со всех сторон, имеет интенсивность , это ещё не означает, что плотность энергии CMB повсюду в космическом пространстве равна Дж/м³ подобно излучению чёрного тела. Как было показано в (33), средняя плотность энергии CMB во Вселенной должна быть равна Дж/м³. Так получается потому, что CMB является излучением, не находящимся в равновесии с глобальным чёрным телом. Действительно, все источники CMB не могут образовать замкнутую поверхность, окружающую излучение Вселенной целиком, что является необходимым условием для справедливости формулы . Это же относится и к излучениям CIB и COB, которые также являются неравновесными.

Ввиду отличия плотности энергии от плотности энергии (20) излучения чёрного тела, становится возможным отказаться от модели горячей расширяющейся Вселенной. Из этой модели следует, что плотность энергии CMB везде равна , так что отношение количества фотонов к количеству нуклонов получается равным , что близко по величине к отношению объёмов в (34). В предлагаемом нами подходе плотности энергии соответствует условие практически одинакового количества фотонов и нуклонов, что не приводит к проблеме избытка фотонов над нуклонами и к необходимости введения горячей Вселенной.

Список использованных источников

1. Tom Van Flandern. The Top 30 Problems with the Big Bang. Apeiron, Vol. 9 (2), pp. 72-90 (2002).

2. Narlikar J.V., Burbidge G. and Vishwakarma R.G. Cosmology and Cosmogony in a Cyclic Universe. Journal of Astrophysics and Astronomy, Vol. 28, pp. 67-99 (2007). http://dx.doi.org/10.1007/s12036-007-0007-5.

3. Gupta S.N.P. Uniformity of CMB in our Dynamic Universe. Journal of Astrophysics & Aerospace Technology, Vol. 4, Issue 1, 128 (2016). http://dx.doi.org/10.4172/2329-6542.1000128.

4. Fedosin S.G. Cosmic Red Shift, Microwave Background, and New Particles. Galilean Electrodynamics, Vol. 23, Special Issues No. 1, pp. 3-13 (2012). http://dx.doi.org/10.5281/zenodo.890806. // Красное смещение и космическое микроволновое фоновое излучение как следствие взаимодействия фотонов с новыми частицами.

5. Pierre A. Millette. On Eddington's Temperature of Interstellar Space and the Cosmic Microwave Background Radiation. Letters to Progress in Physics, Vol. 17, Issue 2, pp. 216-217 (2021).

6. Burbidge G. and Hoyle F. The Origin of Helium and the Other Light Elements. The Astrophysical Journal Letters, Vol. 509. L1-L3 (1998).

7. Ryley Hill, Kiyoshi W. Masui, Douglas Scott. The Spectrum of the Universe. Applied Spectroscopy, Vol. 72, Issue 5, pp. 663-688 (2018). https://doi.org/10.1177/0003702818767133. 1802.03694.pdf (arxiv.org)

8. Simon P. Driver. Measuring energy production in the Universe over all wavelengths and all time. Invited review for IAU Symposium 355, The Realm of the Low-Surface-brightness Universe, (eds: D. Valls-Gabaud, I. Trujillo & S. Okamoto) (2021). arXiv:2102.12089.

9. Fedosin S.G. The generalized Poynting theorem for the general field and solution of the 4/3 problem. International Frontier Science Letters, Vol. 14, pp. 19-40 (2019). https://doi.org/10.18052/www.scipress.com/IFSL.14.19. // Обобщённая теорема Пойнтинга для общего поля и решение проблемы 4/3.

10. Fedosin S.G. On the structure of the force field in electro gravitational vacuum. Canadian Journal of Pure and Applied Sciences, Vol. 15, No. 1, pp. 5125-5131 (2021). http://doi.org/10.5281/zenodo.4515206. // О структуре силового поля в электрогравитационном вакууме.

11. Ashmore L. Calculating the redshifts of distant galaxies from first principles by the new tired light theory (NTL). Vigier 11 conference in Liege, Belgium, August 2018. https://www.researchgate.net/publication/330005846_Calculating_the_redshifts_of_distant_galaxies_from_first_principles_by_the_new_tired_light_theory_NTL .

12. Ashmore L. A Relationship between Dispersion Measure and Redshift Derived in Terms of New Tired Light. Journal of High Energy Physics, Gravitation and Cosmology, Vol. 2, No. 4, Paper ID 70089, 19 pages (2016). https://doi.org/10.4236/jhepgc.2016.24045.

13. Eric J. Lerner. Observations contradict galaxy size and surface brightness predictions that are based on the expanding universe hypothesis. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Vol. 477, pp. 3185-3196 (2018). https://doi.org/10.1093/mnras/sty728.

14. Lerner E. J., Falomo R., Scarpa R. UV surface brightness of galaxies from the local Universe to z ~ 5. International Journal of Modern Physics D, Vol. 23, No. 6, 1450058 (2014). https://doi.org/10.1142/S0218271814500588.

15. Sergey Fedosin (2014). The physical theories and infinite hierarchical nesting of matter. Volume 1, LAP LAMBERT Academic Publishing, pages: 580, ISBN 978-3-659-57301-9.

16. Hinshaw G.F., et al. Nine-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Cosmological Parameter Results. ApJS., Vol. 208, No. 2 19H. (2013). https://doi.org/10.1088/0067-0049/208/2/19.

17. Oldershaw R.L. The Self-similar Cosmological Paradigm: A New Test and Two New Predictions. Astrophysical Journal, Vol. 322, pp. 34-36 (1987). https://doi.org/10.1086/165699.

18. Oldershaw R.L. Self-Similar Cosmological model: Introduction and empirical tests. International Journal of Theoretical Physics, Vol. 28 (6), pp. 669-694 (1989). https://doi.org/10.1007/BF00669984.

19. Oldershaw R.L. Self-similar cosmological model: Technical details, predictions, unresolved issues, and implications. International Journal of Theoretical Physics, Vol. 28 (12), pp. 1503-1532 (1989). https://doi.org/10.1007/BF00671591.

20. Oldershaw R.L. Hierarchical cosmology. Astrophysics and Space Science, Vol. 189, pp. 163-168 (1992). https://doi.org/10.1007/BF00642965.

21. Fedosin S.G. Scale dimension as the fifth dimension of spacetime. Turkish Journal of Physics, Vol. 36, No. 3, pp. 461-464 (2012). http://dx.doi.org/10.3906/fiz-1110-20.

22. Shklovsky I.S. Stars: Their Birth, Life, Death. San Francisco, 1978, ISBN 0-7167-0024-7. Шкловский И.С. Звёзды: их рождение, жизнь и смерть. — М.: «Наука», 1975. — 367 с.; 2-е изд. — М.: «Наука», 1977. — 383 с.; 3-е изд., перераб. — М.: «Наука», 1984. — 384 с.

23. Edward Kolb and Michael Turner (1988). The Early Universe. Addison-Wesley. ISBN 978-0-201-11604-5.

24. Fedosin S.G. The virial theorem and the kinetic energy of particles of a macroscopic system in the general field concept. Continuum Mechanics and Thermodynamics, Vol. 29, Issue 2, pp. 361-371 (2017). https://dx.doi.org/10.1007/s00161-016-0536-8. // Теорема вириала и кинетическая энергия частиц макроскопической системы в концепции общего поля.

25. Fedosin S.G. The integral theorem of generalized virial in the relativistic uniform model. Continuum Mechanics and Thermodynamics, Vol. 31, Issue 3, pp. 627-638 (2019). http://dx.doi.org/10.1007/s00161-018-0715-x. // Интегральная теорема обобщённого вириала в релятивистской однородной модели.

26. Fedosin S.G. The binding energy and the total energy of a macroscopic body in the relativistic uniform model. Middle East Journal of Science, Vol. 5, Issue 1, pp. 46-62 (2019). http://dx.doi.org/10.23884/mejs.2019.5.1.06. // Энергия связи и полная энергия макроскопического тела в релятивистской однородной модели.

27. Sievers J.L. et al. Cosmological Parameters from Cosmic Background Imager Observations and Comparisons with BOOMERANG, DASI, and MAXIMA. Astrophysical Journal, Vol. 591, No. 2, pp. 599-622 (2003). http://dx.doi.org/10.1086/375510.

28. Wayne Hu, Scott Dodelson. Cosmic Microwave Background Anisotropies. Annu. Rev. Astron. and Astrophys. Vol. 40, pp. 1-50 (2002). https://doi.org/10.1146/annurev.astro.40.060401.093926.

29. P.A. Zyla et al. (Particle Data Group). Review of Particle Physics. Progress of Theoretical and Experimental Physics, Vol. 2020, Issue 8, 083C01 (2020). doi:10.1093/ptep/ptaa104. Cosmic Microwave Background review by Scott and Smoot.

30. Ladislav Červinka, Transformation of the Angular Power Spectrum of the Cosmic Microwave Background (CMB) Radiation into Reciprocal Spaces and Consequences of This Approach. Journal of Modern Physics, Vol. 2, No. 11, pp. 1331-1347 (2011). http://dx.doi.org/10.4236/jmp.2011.211165.

31. Jeans J.H. The Stability of a Spherical Nebula. // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical or Physical Character. 1902.— Vol. 199.— pp. 1-53.

32. A. Cabré, E. Gaztañaga, M. Manera, P. Fosalba, F. Castander. Cross-correlation of Wilkinson Microwave Anisotropy Probe third-year data and the Sloan Digital Sky Survey DR4 galaxy survey: new evidence for dark energy. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, Vol. 372, Issue 1, pp L23–L27 (2006). https://doi.org/10.1111/j.1745-3933.2006.00218.x.

33. Davide Pietrobon, Amedeo Balbi, and Domenico Marinucci. Integrated Sachs-Wolfe effect from the cross correlation of WMAP 3 year and the NRAO VLA sky survey data: New results and constraints on dark energy. Phys. Rev. D, Vol. 74, 043524 (2006). https://doi.org/10.1103/PhysRevD.74.043524.

34. Cruz, M., Martinez-Gonzalez, E., Vielva, P., Cayon, L. Detection of a non-Gaussian spot in WMAP. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Vol. 356, Issue 1, pp. 29-40 (2005). https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2004.08419.x2005.

35. Mackenzie, Ruari; et al. Evidence against a supervoid causing the CMB Cold Spot. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Vol. 470 (2), pp. 2328-2338 (2017). https://doi.org/10.1093/mnras/stx931.

36. Kopylov, A. I.; Kopylova, F. G. Search for streaming motion of galaxy clusters around the Giant Void. Astronomy & Astrophysics, Vol. 382 (2), pp. 389-396(2002). https://doi.org/10.1051/0004-6361:20011500.

37. Dominik J. Schwarz et al. CMB anomalies after Planck. Class. Quantum Grav. Vol. 33, No. 18, 184001 (2016). https://doi.org/10.1088/0264-9381/33/18/184001.

38. Marov M.Y. The Structure of the Universe. The Fundamentals of Modern Astrophysics. pp. 279-294 (2015). https://doi.org/10.1007%2F978-1-4614-8730-2_10. ISBN 978-1-4614-8729-6.

39. Maniyar A.S., Lagache G., Béthermin M. and Ilić S. Constraining cosmology with the cosmic microwave and infrared backgrounds correlation. A&A. Vol. 621, A32 (2019). https://doi.org/10.1051/0004-6361/201833765.

40. Debono I. and Smoot G.F. General Relativity and Cosmology: Unsolved Questions and Future Directions. Universe, Vol, 2(4), pp. 23 (2016). https://doi.org/10.3390/universe2040023,

41. Eleonora Di Valentino et al. In the realm of the Hubble tension - a review of solutions. Classical and Quantum Gravity, Vol. 38, No 15, 153001 (2021). https://doi.org/10.1088/1361-6382/ac086d.

42. Fedosin S.G. The graviton field as the source of mass and gravitational force in the modernized Le Sage’s model. Physical Science International Journal, Vol. 8, Issue 4, pp. 1-18 (2015). http://dx.doi.org/10.9734/PSIJ/2015/22197. // Поле гравитонов как источник гравитационной силы и массы в модернизированной модели Лесажа.

43. Fedosin S.G. The force vacuum field as an alternative to the ether and quantum vacuum. WSEAS Transactions on Applied and Theoretical Mechanics, Vol. 10, Art. #3, pp. 31-38 (2015). http://dx.doi.org/10.5281/zenodo.888979. // Силовое вакуумное поле как альтернатива эфиру и квантовому вакууму.

44. Fedosin S.G. The charged component of the vacuum field as the source of electric force in the modernized Le Sage’s model. Journal of Fundamental and Applied Sciences, Vol. 8, No. 3, pp. 971-1020 (2016). http://dx.doi.org/10.4314/jfas.v8i3.18, https://dx.doi.org/10.5281/zenodo.845357. // Заряженная компонента вакуумного поля как источник электрической силы в модернизированной модели Лесажа.

45. Fedosin S.G. The substantial model of the photon. Journal of Fundamental and Applied Sciences, Vol. 9, No. 1, pp. 411-467 (2017). http://dx.doi.org/10.4314/jfas.v9i1.25.

46. Fedosin S.G. The principle of operation of an engine that draws energy from the electrogravitational vacuum. Jordan Journal of Physics, Vol. 17, No 1, pp. 87-95 (2024). https://doi.org/10.47011/17.1.8.

47. Tomoko L Suzuki et al. Extended star-forming regions within galaxies in a dense proto-cluster core at z = 2.53. Publications of the Astronomical Society of Japan, Vol. 71, Issue 4, 69 (2019). https://doi.org/10.1093/pasj/psz047.

48. Douglas Clowe et al. A Direct Empirical Proof of the Existence of Dark Matter. The Astrophysical Journal, Vol. 648, No. 2, L109 (2006). https://doi.org/10.1086/508162.

49. Beichman C.A. et al. The formation of Solar-type stars: IRAS observations of the dark cloud Barnard 5. Astrophysical Journal letters, Vol. 278, pp. 145-148 (1984).

50. Beichman C.A. et al. Candidate Solar-type protostars in nearby molecular cloud cores. Astrophysical Journal, Vol. 307, pp. 337-349 (1986).

51. Keene J. et al. Far-infrared detection of low-luminosity star formation in the Bok globule B335. Astrophysical Journal letters, Vol. 274, pp. 143-147 (1983).

52. Clemens, D. P.; Yun, J. L.; Heyer, M. H. Bok globules and small molecular clouds - Deep IRAS photometry and ¹²CO spectroscopy. Astrophysical Journal Supplement. Vol. 75, pp. 877-904 (1991). https://doi.org/10.1086/191552.

53. Riechers D. et al. Microwave Background Temperature at Redshift 6.34 from H2O Absorption. Nature, Vol. 602, pp. 58-62 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-021-04294-5.

54. Lineweaver, Charles; Tamara M. Davis (2005). Misconceptions about the Big Bang. Scientific American. 292 (3): 36-45. https://doi.org/10.1038/scientificamerican0305-36.

55. Oesch P.A., Brammer G., van Dokkum P. et al. A Remarkably Luminous Galaxy at z=11.1 Measured with Hubble Space Telescope Grism Spectroscopy. The Astrophysical Journal, Vol. 819 (2), pp.129 (2016). https://doi.org/10.3847/0004-637X/819/2/129.

56. Asghar Qadir, Noraiz Tahir and Muhammad Sakhi. Virial clouds explaining the observed rotational asymmetry in the galactic halos. Physical Review D, Vol.100, No. 4, 043028 (2019). http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevD.100.043028.

57. Tahir N., Qadir A., Sakhi, M. et al. Evolution of virial clouds-I: From the surface of last scattering up to the formation of population-III stars. Europ. Phys. J. C. Vol. 81, 827 (2021). https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-021-09620-9.

58. Kogut A. et al. Dipole Anisotropy in the COBE Differential Microwave Radiometers First-Year Sky Maps. The Astrophysical Journal, Vol. 419, pp. 1-6 (1993). http://doi.org/10.1086/173453.

59. Fedosin S.G. The Pioneer Anomaly in Covariant Theory of Gravitation. Canadian Journal of Physics, Vol. 93, No. 11, pp. 1335-1342 (2015). http://dx.doi.org/10.1139/cjp-2015-0134. // Эффект «Пионера» в ковариантной теории гравитации.

60. Fedosin S.G. The Gravitational Field in the Relativistic Uniform Model within the Framework of the Covariant Theory of Gravitation. International Letters of Chemistry, Physics and Astronomy, Vol. 78, pp. 39-50 (2018). http://dx.doi.org/10.18052/www.scipress.com/ILCPA.78.39. // Гравитационное поле в релятивистской однородной модели в рамках ковариантной теории гравитации.

61. Baryshev Y. Conceptual Problems of the Standard Cosmological Model. AIP Conference Proceedings, Vol. 822, pp. 23 (2006); https://doi.org/10.1063/1.2189119.

62. E. Asencio, I. Banik, P. Kroupa. A massive blow for ΛCDM − the high redshift, mass, and collision velocity of the interacting galaxy cluster El Gordo contradicts concordance cosmology. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Vol. 500, Issue 4, pp. 5249-5267 (2021). https://doi.org/10.1093/mnras/staa3441.

63. Joon Hyeop Lee et al. Mysterious Coherence in Several-megaparsec Scales between Galaxy Rotation and Neighbor Motion. The Astrophysical Journal, Vol. 884, No. 2, pp. 104-119 (2019). https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab3fa3.

64. A. Salehi, M. Yarahmadi, S. Fathi. The cosmological bulk flow in QCDM model: (In)consistency with ΛCDM. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 504, Issue 1, June 2021, Pages 1304–1319, https://doi.org/10.1093/mnras/stab909.

65. Wang, P., Libeskind, N.I., Tempel, E. et al. Possible observational evidence for cosmic filament spin. Nature Astronomy, Vol. 5, pp. 839-845 (2021). https://doi.org/10.1038/s41550-021-01380-6.

66. David F. Crawford. A problem with the analysis of type Ia supernovae. Open Astronomy, Vol. 26, No. 1, pp. 111-119 (2017). https://doi.org/10.1515/astro-2017-0013.

67. Ward-Thompson D., Kirk J.M., Crutcher R.M., Greaves J.S., Holland W.S., Andre P. First observations of the magnetic field geometry in prestellar cores. The Astrophysical Journal, Vol. 537, L135 (2000). https://doi.org/10.1086/312764.

68. Matthews B.C., Wilson C.D. Magnetic fields in star-forming molecular clouds. V. Submillimeter polarization of the Barnard 1 dark cloud. The Astrophysical Journal, Vol. 574. pp. 822-833 (2002). https://doi.org/10.1086/341111.

69. Zielinski N., Wolf S. and Brunngräber R. Constraining the magnetic field properties of Bok globule B335 using SOFIA/HAWC+. A&A, Vol. 645, A125 (2021). https://doi.org/10.1051/0004-6361/202039126.

Источник: http://sergf.ru/ooc.htm

На научный сайт