A Réteg Univerzum
Egy általam kitalált Univerzum modell leírása.
Bevezetés
Többféle elképzelés van az Univerzum születéséről, életéről, szekezetéről, jövőjéről.
A manapság leginkább elfogadott elmélet szerint az Univerzum a vákuumból pattant ki mint egy
buborék. A létrejött anyag fázis-transzformáción ment át, ennek folyamán az anyag a tömeg
nélküli állapotból tömeggel rendelkező állapotba került miközben a tér rendkívüli módon
felfúvódott az ekkor felszabadult energia nyomása miatt. Az ezt követő nukleo-szintézis
folyamán létrejöttek a nukleonok (proton, neutron, stb.). A tágulással összefüggő lehűlés a
periódusos rendszer könnyebb elemeinek (Hidrogén, Deutérium, Hélium, stb.) létrejöttéhez vezetett.
Az atomok megjelenése utat nyitott a kozmikus háttérsugárzásnak, ami eredetileg a robbanás fénye
volt. A lehűléskor kis hőmérsékleti különbségek anyagi gócok kialakulását eredményezték, amelyek
a későbbi galaxisok csírái voltak. Mindebben a folyamatban a gravitációnak nagy szerepe volt.
Az Univerzum jövőjét illetően az elmélet szerint a tágulás fokozatosan átvált összeomlássá
- amennyiben megvan az ehhez szükséges anyagmennyiség - és ennek az egyre gyorsuló zsugorodásnak
a vége a szingularitás. Ha nincs meg az összeomláshoz szükséges anyagmennyiség a tágulás a
végtelenségig tart egy sötét, hideg, élettelen világot eredményezve.
Ez a hipotézis megmagyaráz olyan dolgokat, melyek összeegyeztethetők bizonyos elméletekkel,
és vannak olyan mérhető ill. számítható dolgok, melyek szintén alátámasztják a fenti elképzelést.
Ezeket az ősrobbanás-elmélet alappilléreinek tekintjük.
Az elméleti pillérek a következők:
I. A relativitás elmélete (görbült téridő, táguló Univerzum, kozmológiai állandó)
II. A kozmológiai elv (az Univerzum anyagának nagyléptékű eloszlása homogén és izotróp)
A megfigyelésekből mérhető ill. számolható alappillérek:
A. Az Univerzum tágulása (Hubble-törvény, vöröseltolódás)
B. A kozmikus háttérsugárzás (ma is mérhető a sugárzás maradványa)
C. A könnyű elemek nagy mennyisége (a H és He nagy mennyisége jelenleg is)
D. Az Univerzum nagyléptékű szerkezete (galaxisok, galaxis-halmazok)
De nem magyaráznak meg mindent, maradnak bizonytalanságok. Ezek a következők:
1. A Nagy Bumm előtt kérdése
Sokak szerint már a kérdés feltevése is helytelen, mert nem léteztek a fizika
törvényei. Nem volt sem tér sem idő és semmi evilági. De van olyan elmélet is
amely képzetes időt és fals vákuumot feltételezve értelmezi ezt.
2. A szingularitás problémája
A szingularitásban az energiasűrűség végtelen. De ez a relativitás
elmélete szerint annak összeomlását jósolja. Van is és nincs is?
3. Az elindulás problémája
Mi indította el a folyamatot? A véletlen? A Teremtő?
4. A tér és idő kialakulásának problémája
A tér és az idő előmerült vagy egyszerűen csak megjelent?
5. Az első töredék-másodperc alatti események problémája
Nem lehet tudni mi zajlott 10^(-43) sec előtt (Plank-méreten belül).
Ezt csak a kvantumelmélet és relativitáselmélet egyesítésével lehetne
talán megmagyarázni. De ez az elmélet még nem született meg.
6. A valós anyag és antianyag problémája
A kezdetben egyenlő arányban létrejött valós anyag és antianyag rekombinációi
után valós anyag többlet keletkezett az antianyaggal szemben. Miért?
7. A fázis-transzformációk során keletkező defektusok
A fázis-transzformációk különleges dolgokat hoznak létre:
egypólusok, falak, sztringek, különleges részecskék.
Miért nem észlelhetők ezek manapság?
8. A tér felfúvódása
A felfúvódás-elméletet azért fogadták el, mert segítségével néhány
dolog megmagyarázható mint az Univerzum kisímulása, vagy az Univerzum
jelenleg számított életkora vagy amit horizont-problémaként emlegetnek.
Kérdés, hogy valóban volt-e felfúvódás, vagy ez csak magyarázat több
probléma megoldására?
9. A hőmérsékleti kiegyenlítődés problémája
Mi indokolja az Univerzum kialakulásakor létrejött hőmérsékleti egyensúlyt?
10. A hőmérsékleti differenciák problémája
Ahhoz, hogy a fent említett csomósodások létrejöhessenek a
kezdetben homogén hőmérsékletű térben kis hőmérsékleti különbségek
kialakulása szükséges. Ezek miért alakultak ki?
11. A sík-probléma
Az Univerzum sűrűsége miért esik olyan közel ahhoz a kritikus sűrűséghez,
ami az Univerzum összeomlásához, de legalább a tágulás megállásához szükséges?
Ezt a problémát a felfúvódás-elmélet megoldja, de amennyiben az Univerzum sík
az egy rendkívül instabil állapotot jelentene.
12. A horizont-probléma
Miért néz ki az Univerzum minden irányban ugyanolyannak a kozmikus
háttérsugárzás tekintetében, holott az egyes régiók olyan messze kerültek
egymástól, hogy az ezek közötti kiegyenlítődéshez a fénysebességnél nagyobb
sebességre lenne szükség? A felfúvódás-elmélet erre is ad magyarázatot, de ha
nem volt felfúvódás akkor ez továbbra is probléma marad.
13. A sötét anyag problémája
Az Univerzum anyagának jelentős része (úgy dúrván 95%) előlünk rejtve marad,
de bizonyos jelek azt mutatják, hogy létezik (spirál-galaxisok külső csillagainak
mozgása miatt feltételezhető a halo-ban lévő valamilyen anyag, vákuum-fluktuációs
jelenségek). Honnan származik és mi ez az anyag?
14. Az időskála probléma
Vajon elfogadható az Univerzum korának megállapítása a Hubble-konstans
ill. a csillagok élettartamának számítása alapján?
15. Az észlelési kúp problémája
Amikor csillagászok távcsőbe néznek a távcső által meghatározott észlelési kúpba
eső tartományt látják. Minél nagyobb távolságokban lévő objektumokat néznek,
annál szélesebb tartományát látják a világnak. Egy bizonyos távolág után ezen
kúp már az egész világot befogja, mert az univerzum korai mérete már belefér
ebbe e kúpba. Azaz ennek az észlelési kúpnak egy távolságon túl szűkülnie kellene.
Ez mégsem figyelhető meg. Miért nem?
Amint a felsorolásból látszik, maradtak még megoldásra váró kérdések.
Én megpróbáltam felállítani egy olyan Univerzum modellt, ami megtartja az alappilléreket,
de egyben választ is ad a fenti problémak közül lehetőleg minél többre. Az alább kifejtett
modell megalkotásánál tehát ez volt a fő szempont és nem a részletekre helyeztem a hangsúlyt
(bár ahogy mondják, az ördög abban rejlik).
A Réteg Univerzum modell
Ez egy ciklikus Univerzum modell, amelyben vannak Nagy Bummok, de nincsenek Nagy Reccsek
és nincsenek szingularitások sem. Az idő folyamatosan pereg, a tér pedig állandóan jelen van.
A modell dúrva sémája, amint arra a neve is utal, a következő:
Természetesen ezek a rétegek a valóságban nem így vannak jelen, ez a séma csupán azt
fejezi ki, hogy a teljes Univerzumban egyenlő arányban van jelen a valós és antianyag,
melyeket a sötét anyag falként választ el egymástól. A fenti százalékértékek a jelenlegi
állapotot tükrözik. Mi a Valós Univerzumban élünk és a valós anyagból épülünk fel.
A sötét anyag létezését csupán csak bizonyos jelekből sejtjük. Az Anti Univerzum pedig
szerencsénkre teljesen el van zárva tőlünk a középső réteg által, csupán az össztömegvonzás
szempontjából van jelentősége számunkra. Könnyen meglehet, hogy létezik egy anti világ is
a környezetünkben, ami hasonló módon épül fel mint a miénk. A sötét anyag tulajdonképpen
a kvantumfizikai vákuumnak felel meg, amelyből az alagút-effektus révén megjelenhetnek
részecske-párok úgy a Valós Univerzumban, mint az Anti Univerzumban. Ezek egy rövid idő
elteltével - annihilálva egymást - visszakerülnek a sötét anyag rétegébe. A középső réteg
egy jelentős százalékát a sötét energia adja. Ez az energia olyan nyomást fejt ki ami a
teljes Univerzum tágulását eredményezi, azaz ellene hat a gravitációs hatásnak. Amennyiben
a sötét anyag eltünne, a valós és antianyagok rekombinációja miatt a kétféle Univerzum
megsemmisítené egymást egyben létrehozva egy nagyobb tömegű kvantumfizikai vákuumot.
A részletesebb leíráshoz először kitérek a tér és idő mibenlétére. Én úgy gondolom,
hogy sem a tér sem az idő önmagában nem létezik. Mostanra már annyira belénk ivódott ez
a két fogalom, hogy hajlandók vagyunk önálló fizikai tulajdonságokkal felruházni. Csak utalnék
arra, hogy a relativitás elmélete szerint a tér görbült, az idő megnyúlhat. De a mindennapi
életünkben is érzékszerveink azt sugallják, hogy van a tér, amelyben ott van az anyag és az
idő közben telik. Én azt hiszem, hogy a tér és az idő szoros összefüggésben van az anyaggal.
Olyannyira szoros ez a kapcsolat, hogy én a teret és az időt az anyag megnyílvánulási
formái egyikének tekintem, csakúgy mint a tömeget vagy a sugárzó energiát.
A tömeg megszületése előtt csak sugárzó energiáról beszélhetünk. A sugárzást leginkább
rezgésekkel lehet leirni. Rezgés pedig tér nélkül elképzelhetetlen. Amikor a tömeg is
megszületik az elemi részecskék alakjában - tudjuk, hogy ezek hullámként is viselkednek
- a rezgés itt is jelen van. Ha egy Hidrogén atomot tekintünk, amelynek a magja egy protonból
áll és körülötte kering egy elektron, akkor ezeket nemcsak mint parányi golyókat kell
tekintenünk, hanem mint hullámokat is, melyeknek saját rezgésük van. Ennek a térnek a
hullámtermészet miatt nincsen határozott pereme vagy határa, ez elvileg akár a végtelen is
lehet, de gyakorlatilag kevéssé nyulik túl a részecskén. Ez így van minden más atom esetében is.
Én tehát a tömeget szorosan összekapcsolódó hullámformák egy csoportjának tekintem.
A sugárzó anyaghoz, szintén tartozik tér, de ebben az esetben nincs összekapcsolódás, így
az általuk kifeszített tér is elosztottabb.
Amit mi mint teret érzékelünk gyakorlatilag nem más mint világ összes anyagi részecskéi fent
értelmezett tereinek összessége.
Ha elfogadjuk azt, hogy a Nagy Bumm előtt volt a fals vákuum, amelyben valódi vákuum buborékok
keletkeztek, én ezt a következőképpen képzelem el. A fals vákuumban az anyag valamiféle
rugalmas energia-hurkok formájában létezett, amelyek végtelenül össze voltak nyomva. De a
feszültség megvolt ezekben a rugókban. Ez azt jelentette, hogy a fals vákuum hatalmas energiával
rendelkezett. Ebben az állapotban a mostani értelemben vett anyagról nem beszélhetünk. Nem volt
sem sugárzás sem tömeg csak a hatalmas feszültség volt. Nem beszélhetünk térről sem a végtelenül
összenyomott állapot miatt, de a mi értelmezésünk szerinti időről sem beszélhetünk, mert az
idő a végtelenségig meg volt nyúlva. Ebben az állapotban események sem történhettek.
Illetve amikor mégis bekövetkezett valamilyen esemény (buborék jött létre), az már egy új világ
létrejöttét eredményezte. A fals vákuum állapotot tekintve mondhatnánk azt is, hogy a felhalmozott
energia végtelenül nagy, a tér végtelenül kicsi, az idő végtelenül megnyult volt.
A fals vákuum csupán azt a lehetőséget magába foglaló állapot volt, hogy ebből valódi vákuum-
buborékok keletkezhessenek. A keletkezett buborékok egyike a mi világunk, születésének pillanata
pedig a Nagy Bumm. A Nagy Bumm első pillanatában ezek az energia-hurkok mint rugók még végteleül
összepréselődve voltak, de abban a pillanatban már szabadságot nyertek arra, hogy az összenyomott
állapotukon enyhíthessenek. A lazulás elindulásával az energia-hurkok rezegni is kezdtek.
Ezek a hurkok talán hasonlatosak voltak a fehérje molekulák furcsán hurkolt alakzataihoz.
Ezen feszített állapotban lévő rugók hatalmas nyomást fejtettek ki egymásra, hiszen valamennyi
az összenyomott állapot oldódása felé (alacsonyabb energia szint felé) törekedett.
Ezen oldódás során az egyes energia-hurkok kezdték felvenni a rájuk jellemző alakot,
ami a tér megjelenését ill. annak növekedését jelentette. Az Univerzum tere ezért gyorsan
tágult, de ez a tágulás egyben lehüléssel is járt. A tér bővülése az energia-hurkok alakjának
és rezgésállapotainak megváltozásával járt, ami azt eredményezte, hogy egyes hurkok egymásba
tudtak kapaszkodni és ez az összefonódás bizonyos esetekben stabilnak bizonyult.
Igy jöhettek létre a kvarkok, és ezzel megszületett a tömeg. Lehet, hogy ez az összekepcsolódás
is hasonlóan történt, mint ahogyan a fehérje molekulák legyártása történik a megfelelő gén
szekvencia megtalálásával, ahogy a biológusok mondani szokták, amikor a kulcs illik a zárba
ez megtörténik. A különféle energia-hurkok összekapcsolódása más-más típusú kvarkot alkotott.
A fotonok tulajdonképpen szabadon maradt rezgő energia-hurkok.
Ez az összekapcsolódás a hurkok tereinek egymásbatolódását is eredményezte. Azaz nagymértékben
deformálódott az általuk együttesen kifeszített tér is. A tér deformációja a tömeggel
rendelkező részecske környezetére is kihat. A térnek ezen deformációját tekintjük gravitációnak.
Függetlenül attól, hogy valós vagy anti anyagról van szó, a tér deformációja azonos módon
történik, mert a gravitáció mindkét esetben ugyanolyan módon hat. A sötét anyagot a kezdeti
energia-hurkok azon sokasága adja, amelyek nem alkotnak sem valódi sem antianyagot, így
megmaradtak mint vákuum-energia, amelyből időnként valós részecske-párok jelenhetnek meg egy
rövid időre. Emiatt ez a rejtőzködő anyag szintén képvisel egy össztömeget a hozzá tartozó
gravitációval, de a bennük még meglévő feszültség a teret is tágítja. Ez a feszültség a sötét
energia. Mi a valós anyag szülöttei vagyunk, ezért a sötét anyagot közvetlenül nem tudjuk
érzékelni, csupán az általunk érzékelhető annyagra való hatását.
A Nagy Bumm már folyamatokat, eseményeket indított el - a végtelenül összenyomott hurkok
lazulni kezdtek, kibomlásuk megteremtette a teret, rezgések indultak be. Mindezen események
láncolata az idő mulásának élményét kelti bennünk. Én tehát az időt, mint olyant, nem tartom
fizikai realitásnak úgy mint pl. a tömeget. Amennyiben a folyamatokat mint események láncolatát
tekintjük, akkor az általunk értelmezett idő csupán egy szükséges eszköz ezek leírásához.
A rezgés is kapcsolatos az idővel, mert ebben az esetben is egy folyamatról van szó.
Egy tömeggel rendelkező részecskében a benne levő összekapcsolódott elemi hurkok rezgései
szuperponálódva egymással a részecskére jellemző rezgést produkálnak. Ezt nevezzük a részecske
saját-rezgésének. Ebből kialakítható a saját-idő fogalma is. Ha egy részecskére gravitáció hat,
akkor az eltorzíthatja a részecske saját-rezgését, így megváltozik a saját-idő is, amit egy
külső megfigyelő az idő megnyulásaként értelmezhet.
Szerintem így függ össze az anyag, a tér és az idő. Valójában csak az anyag létezik, ami létrehozza
a saját terét és a rezgések ill. a mozgások miatt kialakult bennünk, emberekben, az idő fogalma.
A teret egyfajta energiának is tekinthetjük, ami különbözik a tömegi ill. sugárzó energiáktól.
Az energia-megmaradás miatt a tömeghez rendelt pozitív energia a gravitációjához tartozó
negativ energiájával egyenértékű. Amíg a tömeg koncentrált energiát jelent, az ellentételezésül
felépült gravitációs energia elosztott.
Elosztott energia nemcsak a gravitációtól származhat, hanem az elektromágneses erőktől vagy a
magerőktől is, de amit mi térként érzékelünk az alapvetően a gravitációval kapcsolatos.
Mondhatnánk úgy is, hogy az általunk térnek mondott dolog tulajdonképpen nem más mint az
Univerzumban levő összes részecske gravitációinak együttes érzékelése, amit görbült térként
írunk le.
Az Univerzumban a szinte végtelen sok részecske gravitációjának hatása azt eredményezi,
hogy a tömegek képtelenek megmaradni egy mozdulatlan állapotban, azaz állandó mozgásban vannak.
Ha két részecske egymásra vonatkozó gravitációjának viszonya megváltozik, akkor azt mozgásként
érzékeljük. Az időérzetünk pedig a mozgáshoz (változáshoz) kapcsolódik. Azaz az idő is a
gravitációval kapcsolatos, mégpedig a gravitációs viszonyok megváltozását tükrözi. Szerintem
ezért van, hogy a tér és az idő olyan szoros összefüggésben van egymással. Az idő mérését a
periódikus változásokhoz kötjük. Gondoljunk a Nap körül keringő Földre vagy akár egy homokórára
ill. napórára, a háttérben ott van a gravitáció. A sötét anyag virtuális részecskék tömegeként
fogható fel, amelynek szintén megvan a maga gravitációja.
A tér tehát adott, a Réteg Univerzum összes részecskéinek gravitációs viszonya feszíti ki.
A fentiek értelmében a gravitációs viszonyok változásából adódó ok-okozati láncolat felel meg
az idő-érzetünknek.
E kitérő után térjünk vissza a Réteg Univerzumhoz és tekintsük kiindulásként a fenti
sémát. Úgy gondolom, hogy a százalékos eloszlás nem állandó. A középső réteg állandóan fogy,
mert az ott lévő sötét anyag lassan átvándorol a két szélső rétegbe. Hogyan lehetséges ez?
(Itt jegyzem meg, hogy amikor középső ill. szélső rétegekről beszélek, akkor a fenti sematikus
ábra szerinti elrendezésre gondolok és nem a három réteg valós elrendeződésére.)
Én ezt a spontán pár-keltéssel és a fekete lyukakkal kapcsolatos Hawking-féle sugárzással
magyarázom. A korábban említett párkeltés és annihiláció nem változtat a viszonyokon mert
csak rövid idejű változásról van szó és az annihiláció után visszaáll az eredeti állapot.
De én látok egy lehetőséget a fenti folyamatban amikor az eredeti állapot nem áll vissza.
Az elgondolásom szerint fekete lyukak nemcsak a valós anyag világában léteznek, hanem
az antianyag világában is. Amikor egy fekete lyuk létrejön valamelyik szélső rétegben, akkor
a fekete lyuk tömegének megfelelő anyag-mennyiséget kivonja az adott réteg látható részéből.
De a Hawking-féle sugárzás hatására a fekete lyuk lassacskán elfogy. A fekete lyuk teljes
elfogyása esetén ugyanaz az anyagmennyiség visszakerül a látható rétegbe, mint ami a fekete lyuk
keletkezésekor eltünt onnan. Mondható tehát, hogy az adott réteg látható anyagának csökkenése
időleges és csak addig áll fent, amig a fekete lyuk létezik. Azonban a Hawking-féle sugárzás a
sötét anyag mennyiségének rovására megy, hiszen a spontán párkeltés részecske-párja onnan származik,
de vissza már nem kerül oda. A sötét rétegből kikerült részecske-pár egyik tagja a szélső réteget
gyarapítja, míg a másik tag a fekete lyuk fogyását idézi elő az annihilálás miatt. Az ilyenkor
keletkezett sugárzás szintén nem tud kijönni a fekete lyukból, midaddig amíg az teljesen le nem
bomlik, azaz nem kerül vissza a sötét rétegbe még sugárzó energia formájában sem.
A sötét anyag nem határolódik el az egyes rétegektől. Itt a mi világunkban is jelen van,
az anti rétegben is jelen van. A három réteg abban különbözik egymástól, hogy más típusú anyagok
vannak bennük. A sötét anyag tehát összefér mindkét szélső réteggel, nem okoz azokban semmiféle
katasztrófát, ugyanakkor egy 'szigetelő' réteget is képez a valós és antianyag rétegei között.
A fenti abrán tekintsük csak az univerzum valós rétegét, az anti rétegben a folyamatok
ennek tükörképei. Az ábra 'a' esetét írom le itt részletesebben, mert szerintem ebben rejlik
az elképzelésem kulcsa. Egy fekete lyukban, az esemény-horizonton belül a sötét agyag szintén
jelen van és a vákuum-fluktuációt a hatalmas árapály-erők nagymértékben felerősítik.
Mintegy szétszakítják az anti és nem anti részecske-párokat. A részecske-pár valós anyagú
tagjai közül sokan kiléphetnek a fekete lyukból az alagút-effektus révén. A részecske-pár
bennmaradt antianyagú része az annihilálás miatt csökkenti a fekete lyuk tömegét.
A fekete lyukból kilépő részecskék pedig a fekete lyuk párolgásaként foghatók fel. Ezen
folyamat közben a sötét anyag veszít egy részecske-párt, a fekete lyukon kivüli világ nyer
egy részecskét miközben a fekete lyuk egy részecskényi tömeggel csökken. Hosszú időn át ilyen
folyamatok sokasága teljesen elfogyasztja a fekete lyukat, annak anyaga így visszakerül
abba a rétegbe, amelyben létrejött és mindez a sötét anyag rovására történik. Annak az
energiakoncentrációnak - amit egy fekete lyuk képvisel - a megszüntetéséhez a sötét anyag
tömege és energiája szolgál fedezetül. Kissé hasonlít egy szélső réteg, a sötét anyag rétege
és a fekete lyuk eggyüttese egy tranzisztor működéséhez, ahol a két réteg között vezérlés van,
ami bizonyos szelep funkciókat betölthet a két réteg vonatkozásában. A szelep funkciót az
alagút-effektus tölti be.
Hawking-féle sugárzásról természetesen az antianyag világában is beszélhetünk. Ennél a
sugárzásnál a sötét anyagból kilépő részecske-párok egyik tagját elnyeli a fekete lyuk, míg a
másik tag az adott szélső rétegbe kerül. Ez azt jelenti, hogy a szélső rétegek anyaga növekszik
a középső réteg rovására. Az ábrán ez csak az a-val jelölt esetekben következik be. A b-vel és
c-vel jelölt esetek ugyanazt az eredményt adják miszerint az esemény-horizonton belülre kerül
az adott réteg anyaga, de ezzel a rétegek anyaga nem változik mert a fekete lyuk is a réteghez
tartozik. Itt jegyzem meg, hogy a fekete lyukat én nem szingularitásnak tekintem, hanem egy
olyan térrésznek, aminek anyaga ahhoz a réteghez tartozik amelyben létrejött. Az a. esetben
tehát nő az adott réteg anyaga és egyben fogy a fekete lyuk masszív anyaga valamint a sötét anyag.
Ebben az esetben a terek átrendeződéséről van szó, azaz az összes tér nem változik, de az általunk
érzékelhető tér tágul. A d-vel jelölt eset csak pillanatnyi kilengés, mert ez a spontán pár-keltés
és szinte azonnali annihiláció esetét ábrázolja. Amennyiben egy réteg anyaga növekszik, akkor
annak terét is növekedni érzékeljük. Ez a tér tágulásaként is felfogható. Persze ugyanígy
érzékelnék az anti világ rétegének "anti emberei" is (ha vannak), hogy az ő terük is tágul.
De közben a sötét anyag rétege fogy, amit sem az egyik sem a másik világban közvetlenül nem
érzékelnek. Hosszú távon lehetne csak észrevenni, hogy a látható és láthatatlan tömegek aránya
megváltozik.
Ez a folyamat eltarthat egy jó darabig, de egyszer annyira elfogy a középső réteg, hogy a
valós és anti világok közötti válaszfal átszakad. Ekkor következik be a Nagy Bumm. A valós és
anti világ egy hatalmas robbanásban jórészt megsemmisíti egymást. De anyaguk nem vész el,
hanem jórészt sugárzássá alakul. Azonban maradhatnak esetleg kialakulhatnak újabb szélső rétegek.
A robbanáskor meglévő fekete lyukak egy része túlélheti a robbanást elősegítve a szélső rétegek
újbóli létrejöttét.
A Nagy Bumm alkalmával hasonló módon alakul ki a két szélső rétegben a könnyű elemek tömege
mint az a jelenleg elfogadott elméletben történik. A kozmikus sugárzás is elindul egy idő után
és a galaxisok is újra kialakulnak. De nincsen szingularitás, nem áll meg az idő és nem tűnik el
a tér, hiszen az anyag sem tűnik el egy szingularitásban. Nincs a térnek felfúvódása hiszen az
alapvetően nem változik. Csak idő kérdése és szaporodnak a fekete lyukak és a folyamat zajlik
tovább, ahogyan azt már leírtam. A Nagy Reccs helyett egy lassúbb párolgási folyamat vezet el
az újabb Nagy Bummig.
Induljunk el a Nagy Bummtól. Ebben az elképzelésben a Nagy Bumm nem egyéb mint a valós és
antianyag keveredéséből adódó robbanás. A valós és antianyagok jelentős része sugárzó
energiává alakul. Ebben a kavalkádban az anyag kvarkok, nukleonok és sugárzás formájában van
jelen. Az alapvető kölcsönhatások (erős, gyenge, elektromágneses, gravitáció) tekintetében
változás nem történik. Ezek továbbra is különváltan fejtik ki hatásukat. Az anyag nem jut el
a tömeg nélküli állapothoz. Ezért fázis-transzformáció sem szükséges ahhoz, hogy az anyag
tömeghez jusson. Az anyag itt is a párkeltések és rekombinációk sorozatán megy át.
A teljes anyagmennyiséghez rendelt tér gyakorlatilag megmarad olyannak, mint amilyen a
robbanás előtt volt, de a valós és antianyagokhoz tartozó tér szinte összeomlik. Nem biztos,
hogy a szélső rétegekben kialakult fekete lyukak teljesen felbomlanak a robbanás folyamán.
Előállhat egy olyan szituáció, amikor az éppen meglévő vagy újonnan kialakult valós és anti
részek egymástól elkülönült csoportokat alkotnak egy ilyen túlélő fekete lyuk környezetében,
de véletlenül is kialakulhatnak. Hogy ezek az elkülönült csoportok valóban létrejöhetnek-e,
másszóval van-e olyan mechanizmus ebben a fortyogó közegben ami a csoportosulást ill. a
különféle típusú anyagok szétválását elősegíthetné, ez kérdéses. Ha ilyen nem létezhet, akkor
csak a robbanást túlélő anti ill. nem anti fekete lyukak szelektáló hatásában bízhatunk.
A fekete lyukak nagyon masszív képződmények, amelyek simán túlélhetnek egy ilyen robbanást.
Olyan gyűjtő centrumokként szerepelhetnek, amelyek a velük azonos típusú anyagokat maguk
köré gyűjtve kialakíthatják a szélső rétegeket. Az anyag túlnyomó része azonban sötét anyagként
szerveződik, amelyben mint kis szigetek megjelennek a szélső rétegek egymástól elszeparált
részei.
Azaz megszületnek a valós és anti részek rétegei. Az ezekhez rendelhető tér viszonylag kicsi
ezért a hőmérsékleti egyensúly beállhat ezekben a rétegekben. Mivel ezen rétegekhez tartozó
tér nem megy át egy felfúvódási szakaszon, ezért nem símulnak ki teljesen ezek a terek, azaz
maradhatnak kis hőmérsékleti differenciák, amelyek a későbbi csomósodások csírái lehetnek,
nem is beszélve a robbanást esetleg túlélő fekete lyukak ezen folyamatot elősegítő szerepéről.
Mindazon anyag, amely nem szelektálódik be a valós és anti rétegekbe a sötét anyag rétegét alakítja ki.
A robbanás egy meglévő nagy térben történik, ami azt jelenti, hogy a hőmérséklet gyorsan csökken.
A hőmérséklet csökkenése egy adott értéknél befagyaszthatja az éppen kialakult rétegeket, így
ezek stabilizálódnak. A hőmérséklet csökkenése a szélső rétegekben elősegíti a könnyű elemek
(valós ill. anti D,H,He) kialakulását. A fénynek ezután már van mozgáslehetősége, mert az atomok
lekötik a szabad elektronokat. Ez a fény később a valós és anti rétegekben az adott réteg kozmikus
sugárzásának tekinthető.
A továbbiakban az anyag csillagokká ill. galaxisokká szerveződését a gravitáció irányítja úgy
a valós mint az anti rétegekben. Idővel szaporodnak a fekete lyukak is, melyek a korábban
ismertetett szelep-funkciójuk révén csökkentik a középső réteg tartományát és növelik a szélső
rétegeket. A szélső rétegek anyagának gyarapodása az adott réteg terének tágulásaként is értelmezhető.
Hogy ezek a rétegek a valóságban hogyan helyezkednek el, erre a következő elképzelésem van:
Lehet hogy ez csak több dimenzióban értelmezhető. A mi Valós Univerzumunk három térbeli
dimenziója nem azonos az Anti Univerzum három térbeli dimenziójával és a sötét anyaghoz is újabb
dimenziókat kell rendelni. Az idő dimenzió viszont mind a három rétegre vonatkozik. Amennyiben
a sötét anyaghoz is három dimenziót rendelünk, akkor összességében már tíz dimenzióban kell
gondolkoznunk.
A rendszer össztömegét a három réteg együttes tömege teszi ki. Amikor a mi rétegünkben élő
csillagászok úgy számolják, hogy az Univerzumunk tömegének a 95%-a észlelhetetlen számunkra,
akkor én ezt a láthatatlan anyagot 90%-ban a sötét réteg anyagként és 5%-ban az anti réteg
anyagaként gondolom megosztani a fenti 1. ábra szerinti elrendezés esetén.
A középső rétegből való anyagszivattyúzási folyamat mindaddig tart, amíg a középső réteg
annyira elvékonyodik, hogy mint egy árvízet visszatartó gát átszakad és a két szélső réteg anyaga
egymásra zúdul. Ezzel megszületik a következő Nagy Bumm. De ez az elpárolgási folyamat viszonylag
lassú, esetleg a fekete lyukak gyarapodása gyorsíthat rajta. Hosszú idő alatt statisztikailag
egyenlő mértékűnek tekinthető a valós és anti világban keletkező fekete lyukak száma, így a
középső réteg elszivárgása a két réteg felé közel azonosnak mondható. De ha a gát átszakadásakor
mégsem lenne teljesen azonos a két szélső réteg anyagának mennyisége, a robbanás akkor is
bekövetkezik, ami egy új helyzetet teremt.
Válaszok a problémákra
Vegyük sorra a fenti pontokat és nézzük meg, milyen válaszokat ad azokra ez a modell.
Az elméleti pillérek esetében:
I. A relativitás elmélete
A téridő görbülete ebben a modellben is elfogadható, azzal a megjegyzéssel, hogy
a teljes Univerzumra nézve a sík Univerzum modell a legmegfelelőbb.
Einstein elvetette az általa bevezetett kozmológiai állandót, amikor Hubble
kiderítette, hogy az Univerzum tágul. Egyébként az einsteini egyeletek megoldása
is ezt az eredményt adja. Ő az állandó alkalmazásával éppen a tágulást akarta
kiküszöbölni. A legújabb megfigyelések azonban azt sugallják, hogy az Univerzum
nemcsak egyenletes sebességgel tágul, hanem gyorsulva tágul. Ez egy eddig ismeretlen
erőt feltételez, ami a gravitációval szemben taszító hatású. Ezt az erőt ma a sötét
energiától származtatják. Hogy honnan származik ez az energia, nem lehet tudni,
talán a vákuum maga rendelkezik ilyen energiával. A fentiek miatt ma újra kezdik
védelembe venni a kozmológiai állandót, mondván, hogy ezzel az állandóval mostmár
nem csupán az állandóságot, hanem a gyorsulva tágulást lehetne kifejezni.
Az én elképzelésemben a sötét anyag és a sötét energia között van valamilyen
egyenes arányú összefüggés. A sötét anyag csökkenése magával vonja a sötét energia
csökkenését is. Ez a taszítást előidéző energia a sötét rétegből átkerül valamelyik
szélső rétegbe, de ott már gravitációs energiaként működik azaz vonzó erővé válik.
Ennek értelmében én az "időben változó kozmológiai állandó" alkalmazását tartom
valószínűnek, azaz ez nem egy állandó érték. Amíg a sötét réteg aránya igen nagy
a teljes Univerzumra nézve, a gyorsító hatás is nagy, de ez a sötét réteg
fogyásával egyre csökken.
II. A kozmológiai elv
Az általam kitalált modell nem ütközik a kozmológiai elvvel, mert a robbanás után
kialakult helyzet erősen hasonlít a Nagy Bumm elméletében leírtakkal, amennyiben
eltekintünk annak első néhány percétől. A csaknem teljes homogenitás és izotrópia
ebben a modellben is elképzelhető.
A megfigyelésekből mérhető ill. számolható alappillérek esetében:
A. Az Univerzum tágulása
A távolodás bizonyítékául a vöröseltolódás mérése szolgál, amely az optikai Doppler-
effektus jelensége. Ez egy adott térben egymástól távolodó objektumok szinképében
jelenik meg. De ez az adott tér inkább a newtoni (nem táguló) világnak felel meg.
Az einsteini táguló tér következtében történő távolodás már nem azonos a mozgásból
eredő távolodással, hiszen az objektumok itt nem mozdulnak el, hanem a tér nyúlik
meg ami az objektumok közötti távolságok megnyúlását is jelenti. A reletivisztikus
vöröseltolódás elfogadása eleve feltételezi a tér tágulását, de a Doppler-effektus
mérése alapján nem dönthető el, hogy melyik esetről van szó, mert valójában a
vöröseltolódás mértékében nincs különbség a kétféle esetben.
Az Réteg Univerzum modelben a tér tágulásával kapcsolatosan a következőt gondolom:
A robbanáskor hirtelen lecsökken a valós és anti rétegek tere de a sötét réteg tere
nagymértékben megnövekszik. A Hawking-féle sugárzás következtében a sötét anyag
rovására bővül a szélső rétegek anyaga. A vonatkozó ábra szerint ez az a-val jelölt
esetben fordul elő. Ez a folyamat lassú, de ahogy szaporodnak a fekete lyukak a szélső
rétegekben úgy gyorsulhat is. Az anyag gyarapodása egy rétegben a tér növekedésével
jár. Mi a valós anyag gyarapodása következményeként észleljük a tér növekedését.
A modell tehát választ ad a tágulásra.
B. A kozmikus háttérsugárzás
A valós és antianyag keveredésekor a kétféle típusú anyag sugárzó energiává alakul.
Ez hatalmas robbanásban zajlik le rendkívül magas hőmérsékleten.
Az anyag elemeire hullik szét. Ebben az elegyben, ahol kvarkok és nukleonok, valós
és anti részek egyaránt jelen vannak. Az ellentétes típusú anyagok annihilációi
létrehozzák a sötét anyagot, amely a teljes Univerzum majdnem száz százalékát kitölti.
De közben létrejöhetnek valós anyagból ill. antianyagból álló rétegek. Mivel itt
nincs szó szingularitásról, mert ez a folyamat nem egy zsugorodás végeredménye,
ezért nem is bomlik le annyira az anyag mint a Nagy Reccs esetében.
A hőmérséklet a nagy térben történő robbanást követően gyorsan zuhan. Ez kedvez az
egyszerübb atomok létrejöttének, amelyek az elektronok lekötésével szabad utat
biztosítanak a fénynek. Ez azt jelenti, hogy a kozmikus sugárzás (a robbanás fénye)
elindulhat útjára. De ekkorra a rétegek már kialakulnak, ezért a szélső rétegek
mindegyikében megjelenik a kozmikus háttérsugárzás. Mivel a robbanás egy nagy térben
történik ez a fény azonnal elindul és az atomok megjelenése csak az átláthatóságot
növeli.
C. A könnyű elemek nagy mennyisége
Mivel a robbanáskor az anyag itt is elemeire esik szét, az egyszerübb elemek
hasonló módon alakulnak ki, mint a jelenleg elfogadott modellben.
Ekkorra a rétegek már szétválnak így a szélső rétegekben kicsapódó könnyű elemek
a rétegre jellemző tulajdonságúak, azaz valós ill. anti könnyű elemekről van szó.
D. Az Univerzum nagyléptékű szerkezete
Ez a fejlődési folyamat szintén hasonlít a korábban elfogadott modell szerintire.
A kezdeti hőmérsékleti differenciák ill. a csomósodások létrejötte ebben a modellben
még inkább bekövetkezhet mert itt nincs felfúvódás és nem símul ki annyira a tér.
A fenti szerkezetek kialakulását nagymértékben elősegíthetik a robbanást túlélő
fekete lyukak. El tudom képzelni, hogy a jelenlegi galaxis-csoportok Nagy Vonzói
éppen ezek a túlélő fekete lyukak.
Ezek a szerkezetek úgy a valós mint az anti világban kialakulnak.
A mérésekkel alátámasztott négy alappillér tehát ebben a modellben is teljesül.
1. A Nagy Bumm előtt kérdése
Ennél a modellnél ez a kérdés nem merül fel, mert a ciklusok sorozata nem
szakad meg. Az idő folyamatosan telik, a robbanások az időt nem befolyásolják.
2. A szingularitás problémája
Ebben a modellben nincs szingularitás. A fizika törvényei nem omlanak össze.
Nem kell foglalkozni azzal a kérdéssel sem, hogy mi volt a Nagy Bumm előtt, mert
itt a Nagy Bumm előtt egy hasonló ciklus játszódott le.
Ebben a tekintetben ez a modell tehát hasonlít a ciklikus világ-modellhez.
3. Az elindulás problémája
Ez a modell végtelen ciklusban lejátszódó folyamatokat ír le, azaz nincs indulással
kapcsolatos probléma egy ciklus tekintetében. Hogy volt-e első ciklus és az hogyan
keletkezett, erre nincs válasz.
Nem biztos, hogy a ciklusidők azonosak mert a véletlenen múlik a fekete lyukak
keletkezésének folyamata, ami alapvetően befolyásolhatja a ciklusidőt.
4. A tér és idő kialakulásának problémája
A Réteg Univerzum modelben a tér és az idő mindig valós, ezeknek nincsenek periódusai.
A teljes tér az egész Univerzumra nézve állandó, de az egyes rétegek terei változnak.
Az idő viszont folyamatosan pereg és azonosan telik valamennyi rétegben.
A kezdet nélküli idő felveti a thermodinamika II. főtételéből adódó problémát.
Ez az entrópia (rendezetlenség) növekedését állítja az idő előrehaladtával zárt
rendszerre vonatkozóan. Ez egy nagyon erős törvény, amely kimondja hogy kellően
nagy idő multával a hőmérséklet a rendszer minden pontjában azonossá válik és a
a rendszer rendezetlensége egy konstans értékre áll be. Egy ilyen állapot a
folyamatok végét is jelentené, mert a thermodinamika törvényei szerint minden
folyamat együttjár hőcserével is.
Márpedig ha az időnek nem volt kezdete, akkor ennek a tulajdonképpeni halott
állapotnak már régen be kellett volna következnie, amit a jelenlétünk megcáfol.
Ha elfogadjuk, hogy a törvény az Univerzum egészére nézve érvényes, akkor ebből az
következne, hogy a Réteg Univerzum ciklikus modelje esetén minden ciklus entrópiája
nagyobb az azt megelőző ciklus entrópiájánál. Ez a folyamat lefagyását eredményezné.
Ebben a modelben a Nagy Bummot a valós és antianyag találkozása idézi elő.
Nem biztos, a fenti főtétel ilyen körülmény esetén is érvényben marad.
A főtétel a mi valós világunkra vonatkozik és egyrészt nem tükrözi azt az esetet,
amikor valós és antianyag egymásrahatását is figyelembe kellene venni, másrészt
szerintem nem is biztos, hogy ez a törvény a teljes univerzumra is alkalmazható.
5. Az első töredék-másodperc alatti események problémája
Itt nem létezik ez a töredék-másodperc, mert nincs indulás.
Az anyag egyebként sem jut el addig az állapotig, mint ami abban a bizonyos
töredék időben volt az általánosan elfogadott elmélet szerint.
6. A valós anyag és antianyag problémája
Nincs ilyen probléma, mert a kétféle anyag egyenlő mértékben keletkezik.
Történt ugyan egy kisérlet, amely a Szaharovi feltételek meglétének igazolására
valós anyag többletet mutatott ki, de szerintem ha ezt a kísérletet az anti világban
is megismételnék, lehet ott meg az jönne ki, hogy antianyag többlet keletkezik.
7. A fázis-transzformációk során keletkező defektusok
Mivel itt az alapvető kölcsönhatások nem egyesülnek és így nem is válnak szét,
igazi fázis-transzformációról és szimmetria-sértésről nem beszélhetünk.
Ezért az említett defektusok sem jönnek létre.
8. A tér felfúvódása
Itt nincs a térnek felfúvódási fázisa. A tér nem zsugorodik, így felfúvódásra
sincs szükség. Az összesített tér nem változik, hiszen a teljes Univerzum
anyagmennyisége sem változik. Csupán az egyes rétegek tereinek az aránya változik
egy cikluson belül.
9. A hőmérsékleti kiegyenlítődés problémája
Valószínű, hogy a két szélső réteg kialakulásakor a robbanást követően beállhat
valamilyen hőmérsékleti egyensúly, mert ezek terei ekkor még elég kicsik.
10. A hőmérsékleti differenciák problémája
Mivel itt nincs felfúvódás ami kisimítaná a teret, igy előfordulhatnak kis
hőmérsékleti ingadozások a szélső rétegek kialakulása után a rétegen belül.
11. A sík-probléma
Ez a modell tulajdonképpen a sík-univerzumot jelenti, amelynek össz-anyaga ennélfogva
össz-tere is állandó. Változás csak az egyes rétegek anyagában és terében van.
Én úgy gondolom, hogy a valós és anti rétegek azonos mértékű kialakulása itt
egy balanszírozott állapotot teremt. A szélső rétegek közel azonos mértékű
növekedése is megtartja ezt a kiegyensúlyozott állapotot.
12. A horizont-probléma
Ebben a modellben a Nagy Bumm nem egy pontból indul, hanem gyakorlatilag egyszerre
történik meg a robbanás az egész Univerzumban. Ez azt jelenti, hogy a mégoly távol
lévő régiók hőmérsékleti viszonyai is közel azonosak.
Itt nincs a térnek kezdeti felfúvódása, hanem a szélső rétegek egy lassúbb
növekedéséről van szó, ezért a később távolabbra eső régiók esetében
is van elég idő a hőmérsékleti kiegyenlítődésre.
13. A sötét anyag problémája
A Nagy Bumm utáni káoszt követően valamilyen helyi rendeződések következnek be.
valós anyagú ill. antianyagú csoportok jönnek létre. Ezek a csoportok találkozván
vagy megsemmisítik egymást (ha ellentétesek) vagy összeolvadva nagyobb csoportokat
hoznak létre (ha azonos típusúak). Ez a folyamat elvezet oda, hogy két nagy
ellentétes típusú csoport alakul ki, azaz kialakulnak az új szélső rétegek.
Az ezekből kimaradó anyag, ami ekkor a zömét képezi az összes anyagnak, létrehozza
a sötét anyag rétegét. Könnyen meglehet, hogy a szélső rétegek anyagai nem összefüggőek,
hanem szigeteket alkotnak a sötét réteg tengerében. De a különböző típusú szigeteket
ez a tenger elválasztja egymástól.A nagy térben történő robbanás kezdeti hőmérséklete
gyorsan csökken. Ez a rétegek lehűlésével jár, ami viszont elősegíti a nukleonok
kondenzációját atommagokká a szélső rétegekben. A középső réteg lehűlése annak
stabilizálódását eredményezi. A sötét anyag rétege a továbbiakban az elválasztó fal
szerepét tölti be a két szélső réteg között. Hogy a rétegek stabilizálódásakor az anyag
százalékos eloszlása a rétegek tekintetében milyen, ez a véletlenen múlik. Ha a
szélső rétegek százalékos aránya összemérhető a középsőével, akkor a ciklus ideje
rövid lesz. Egyébként hosszabb idejű ciklusra lehet számítani. A ciklusidőt a fekete
lyukak keletkezésének üteme is befolyásolja.
14. Az időskála probléma
Ennél a modellnél a robbanás után egy egyenletesebb és lassúbb tágulásról lehet
beszélni. Esetleg a ciklus végefelé felgyorsulhat a tágulás üteme.
A jelen ciklus korát megsaccolni nehezebb mint az általánosan elfogadott ősrobbanás
elméletben, mert véletlenszerű események is befolyásolják a rétegek kialakulásának
kezdetét.
A korábban mondottak értelmében a ciklusok ciklusideje között nagy eltérések is
lehetnek.
15. Az észlelési kúp problémája
Mivel ebben a modellben nem egy pontból robbant ki a világ, így ez a probléma itt
nem áll elő. Az észlelési kúp nem szűkül le, bármilyen nagy távolság esetén sem.
Nagy Sándor
Debrecen,2003.Jún.1.
Nasa
|