Мегаскопический ансор

Мега-, гига- и терамиры таят в себе очень много интересного. Здесь мы кратко затронем лишь несколько частных проблем – определения радиуса видимости Вселенной и объяснение космологических парадоксов, в большинстве своем связанных с действием седьмого закона.

В настоящее время наши главные возможности наблюдения изучения мега-, гига- и терамиров, или, короче, Вселенной, основаны на использовании фотонов. Поэтому интересно рассмотреть вопрос о том, как далеко в принципе можно углубиться во Вселенную с помощью фотонных приборов. Для этого надо ввести понятие радиуса видимости Вселенной [15].

Если из некоторой точки посылать лучи во всех направлениях, то каждый луч при своем распространении рано или поздно столкнется с каким-нибудь космическим объектом, чаще всего звездой. Предполагается, что космические объекты разбросаны в бесконечной Вселенной более или менее равномерно. Очевидно, пути, пройденные лучами до столкновения со звездами, характеризуют пределы видимости во Вселенной. Ни при каком развитии инструментальной техники наблюдений невозможно увидеть дальше предела видимости. Среднее расстояние до космических объектов во всех направлениях назовем радиусом видимости Вселенной. Если некоторый луч при столкновении со звездой не поглощается, то радиус видимости сказывается больше, чем при поглощении.

Для определения радиуса R видимости мысленно выделим во Вселенной сферическую оболочку радиуса r и толщиной dr. Объем оболочки

dV = 4pr²dr. (434)

В этом объеме находится dN звезд, средний радиус которых равен r₃ и средняя плотность вещества - r₃. Каждая звезда заслоняет на расстоянии r от источника поток лучей с телесным углом

dW₃ = /r². (435)

Число dN звезд может быть найдено по средней плотности вещества в наблюдаемой части Вселенной

r_в = (4/3) r_з(dN/dV). (436)

Полный телесный угол лучей, заслоненных dN звездами, находится из формул (434) – (436). Имеем

dW^’ = dW₃ dN = 3p (r_в/r_з)(dr/r_з) (437)

Фактический угол dW заслонения лучей несколько меньше из-за частичного перекрытия звездами друг друга. Эффект перекрытия звезд учитывается коэффициентом перекрытия

к = dW_пер/dW^’ (438)

где dW_пер - телесный угол, на который звезды перекрывают друг друга.

Из выражений (437) и (438) находим

dW = (1-k)dW^’ = 3p(1-k)(r_в/r_з)(dr/r_з) (439)

Как видим, телесный угол заслонения лучей пропорционален радиусу. При интегрировании левой и правой части уравнения (439) в пределах от W = 0 до W = 4p и r = 0 до r = R будем считать коэффициент k постоянным и равным среднему его значению k_ср на расстоянии R. Окончательно имеем

R = (4/3)[1/(1-k_ср)](r_в/r_з)r_з (440)

Эффект частичной или полной проницаемости звезд для лучей может быть приближенно учтен путем введения в формулу (440) коэффициента k. Получаем

R = (4k/3)[1/(1-k_ср)](r_в/r_з)r_з (441)

Величина k при отсутствии проницаемости равна единице. Если лучи поглощаются вторым слоем звезд, то k = 2, если третьим, то k = 3, и т.д.

Приближенно можно принять, что величина k_ср = 0,5, так как коэффициент k при r = 0 равен нулю, а при r = R - единице, причем изменение k с радиусом r отвечает уравнению прямой линии.

Для фотонов k = 1. Если принять, что r_з = 1,5 г/см³; r_в = 10^-29 г/см³; r_з = 10⁶ км, тогда радиус видимости

R = 4×10³⁵ км = 0,42×10²³ световых лет = 0,13×10²³ парсек (442)

Полученный результат говорит о том, что астрономы еще располагают большими возможностями проникновения в глубь Вселенной с помощью приборов, основанных на улавливании фотонов. В настоящее время удается видеть на расстояниях около 10⁹ световых лет.

Наличие очень больших расстояний между звездами свидетельствует о существовании эффекта «дыхания» Вселенной. Этот эффект состоит в том, что в межзвездном пространстве содержится большое количество путешествующих излучений, испускаемых звездами и не достигающих расстояния R за время их активной жизни. Эти кочующие излучения могут заставить «дышать» мировые константы. Эффект возрастает с увеличением R и уменьшением скорости w распространения излучений, в том числе нанополей.