Новые аргументы в пользу модели гетерофазной уравновешенной Вселенной. Карасев Б. В
| Вид материала | Документы |
- Методология управления ассортиментом товаров в товаропроводящих каналах киселев, 146.92kb.
- Фоновое излучение вселенной, 80.34kb.
- Лекция Модели образования Вселенной, 672.01kb.
- Законы эволюции вселенной часть постановка задачи об эволюции вселенной, 370.32kb.
- Приемы создания тренинговых техник Игорь Вачков, 284.18kb.
- Проект "бюджетная система российской федерации" Юдина Т. Н., Журавлев С. В., Карасев, 70.67kb.
- Космологические модели вселенной что такое космология?, 204.69kb.
- Модель большого взрыва и расширяющейся вселенной содержание, 113.55kb.
- О недостатках модели Большого взрыва, 337.97kb.
- «Рождение и эволюция вселенной (Теория Большого Взрыва)», 3066.43kb.
Новые аргументы в пользу модели гетерофазной уравновешенной Вселенной.
Карасев Б.В.
В начале 60-х годов прошлого столетия мы, сотрудники кафедры радиохимии МГУ, увлекались математической статистикой, посещали лекции В.В. Налимова на химфаке МГУ, принимали участие в семинарах кафедры математической статистики МГУ. Совместно с В.В.Налимовым разрабатывались методики получения веществ при контроле с использованием радиоактивных изотопов. При этом использовались и методы математической статистики. На одном из семинаров в середине января 1963 г. выступал академик А. Н. Колмогоров, который поднял вопрос о причинах возникновения и частой наблюдаемости в природе логнормального (логарифмически-нормального) распределения. Сам А.Н. Колмогоров являлся автором одной из широко распространенных в то время моделей генерации этого распределения при дроблении веществ, однако, как стало очевидно к тому времени, модель дробления недостаточно адекватно объясняла многие случаи появления этой математической закономерности, что приводило к необходимости создания новых прикладных математических направлений.
Я обратил внимание на проблему, поднятую А.Н. Колмогоровым, которая захватила меня необычайной, как представилось, фундаментальностью возможного ее решения. Уже первое ознакомление с литературой по этому вопросу, в частности с работами Д.А. Родионова, Н.К. Разумовского, Л.Х. Аренса, привело к мысли о том, что логнормальное распределение связано с фундаментальной физико-химической закономерностью. Обсуждение вопроса в конце января 1963 г. с философом и геохимиком Ю.П. Трусовым укрепило автора в значимости проблемы, подтолкнуло к изучению обширной литературы, связанной с этой темой и к построению соответствующих математических моделей, объясняющих найденные закономерности. Первое же знакомство с астрономическими, статистико-кристаллографическими и экономико - статистическими работами привело к подтверждению вывода о фундаментальной значимости возможных модельных решений. Как следует из монографии М.С. Эйгенсона, посвященной проблемам астрономии, распределение галактик, которое сейчас называется логнормальным, было обнаружено знаменитым астрономом Э.Хабблом, и эта удивительная закономерность еще не получила к тому времени объяснения в астрономии. Открытие Э. Хаббла я обсуждал с сотрудниками кафедры радиохимии МГУ и астрофизиками Ф.А. Цициным, Ю.П. Псковским, И. С. Шкловским и Л.М. Озерным. На основе изучения с 1963 г. статистической структуры распределения вещества на разных уровнях его организации удалось прийти к выводу, что существует глобальная фундаментальная статистическая закономерность, связывающая распределение вещества с распределением термодинамического потенциала.
В дальнейшем новые аргументы в пользу общей защищаемой концепции будут обозначаться порядковыми номерами.
1.По В.И. Вернадскому, возможно выделить различные уровни организации для групп вещества, которые можно назвать однородным веществом. По предложенной мною новой обобщенной модели распределение однородных объектов по линейным размерам, площадям и в общем виде по энергиям, по объему систем (распределение галактик в пространстве, распределение масс, светимостей галактик и звезд, распределение однородных структур земной поверхности и т.д.) вскрывает удивительную симметрию: статистико-энергетическое подобие распределения структур вещества и пространства (1965-1970 г. г.).
2 Мною опубликована работа, которая обосновывает применение логнормальной функции к данным по распределению галактик, где тоже прослеживается симметрия. Логнормальное распределение может быть представлено как состояние с максимальной энтропией при условии сохранения логарифмической дисперсии. Симметрия распределения вещества и симметрия постоянства логарифмической дисперсии прослеживаются на разных уровнях и характерны для турбулентных процессов и бинарных соударений. Планковская функция распределения, характеризующаяся постоянной логварифмической дисперсией, может быть выражена трехпараметрическим логнормальным распределением. Она применялась для описания чернотельного излучения Вселенной. Гауссовское распределение энтропии и трехпараметрическое логнормальное распределение характерны для распределения объектов во Вселенной и характеризуют ее флуктуационное состояние.
3. В настоящей работе рассматривается цикл, обосновывающий возможность перехода сред с равномерно распределенной температурой в среды с флуктуациями температуры, что противоречит второму закону термодинамики. По существу, обоснование функционирования флуктуационной модели на основе отказа от второго закона термодинамики приводит к возможности окончательного отказа от моделей, утверждающих необходимость первоначального Большого взрыва, якобы формирующего современное состояние и распределения вещества Вселенной. К подобным выводам приводят и расчеты зависимостей светимости галактик от величины красного смещения в спектрах галактик, выполненные автором на базе данных, полученных при вычислении константы поглощения гравитации.
4 Вопрос о связи между энтропией и распределением вероятностей вновь обсуждался. Интересные соображения выдвинуты Ф.А. Цициным, который вновь обратился к флуктуационной гипотезе Больльцмана, предлагая рассматривать модель Вселенной Больцмана, учитывающую существование флуктуаций. Считается, что в равновесных системах идеальных газов флуктуации малы для большого числа частиц вследствие их «тепловой смерти», при которой предполагается практически равномерное распределение частиц по энергиям. Однако, для систем с гравитационным взаимодействием выдвинуто предположение о возможности реализации гравитационного взаимодействия, приводящего к возможности больших флуктуаций в системах и соответственно реальности построения моделей, учитывающих большие флуктуации. Ф.А. Цициным критикуется применимость формулы Больцмана, связывающей энтропию систем S c вероятностью их состояния W:
S=klnW + Сonst
Каков закон распределения вероятностей флуктуаций, если S является функцией вероятности состояния системы W ?. Классический подход к решению подобной проблемы приводит к формуле Больцмана:
Воспроизведем рассуждения Ф.А. Цицина для систем с большими флуктуациями.
Рассмотрим квазизамкнутую подсистему больцмановской Вселенной. Вследствие флуктуаций средняя энтропия этой подсистемы меньше максимально возможного значения энтропии Smax , т.е.
S--
Если образовать из n таких замкнутых подсистем новую, то вследствие аддитивности энтропии для полученной системы:
DS= nDS0
Для достаточно больших систем:
DS>>dS
Следовательно, при наличии флуктуаций среднее значение энтропии существенно меньше ее максимального значения Smax , так что максимальное значение энтропии не является наивероятнейшим. Флуктуации происходят около среднего значения энтропии
Рассуждения Ф.А. Цицина, относящиеся к гравитации по нашей модели, справедливы и для всех систем с флуктуациями. .
.5. Исходя из предположения о гауссовском виде распределения энтропии и стандартных соотношений между энтропией, числом состояний подсистем, приходим к выводу о трехпараметрическом логнормальном виде распределения подсистем по энергиям в системах с флуктуациями (1976 г.) При этом логнормальное распределение, в общем случае трехпараметрическое логнормальное распределение, является законом с максимальной энтропией при условии сохранения логарифмической дисперсии распределения. Выводится принцип сохранения логарифмической дисперсии как следствие законов сохранения энергии и импульса. Показана широкая распространенность принципа сохранения логарифмической дисперсии в природе и ограниченность использования закона сохранения энергии в той форме, которая обычно применяется, т.к. эта форма одновременно постулирует распределение частиц по энергиям.
6. Многими авторами принимается, что логнормальное распределение характерно для турбулентных сред и возникает не в ходе процессов последовательного дробления структур по схеме А.Н. Колмогорова. Однако работы М.А.Б. Нараянана экспериментально показали, что при возникновении турбулентного состояния при разных условиях наблюдается логнормальное распределение турбулентных вихрей и сохранение логарифмической дисперсии. Это согласуется с моей статистической схемой.
7. Принцип сохранения логарифмической дисперсии подтверждается анализом универсальных энергетических свойств электронных оболочек всех атомов периодической системы , свойствами универсальной кривой теплоемкостей в теории Дебая, возможностью расчетов термодинамических свойств веществ, исходя из значения характеристических величин. В его пользу свидетельствует возможность применения фундаментального учения о золотом сечении к распределению частиц по энергиям, описанию звукоряда и др.
Максвелловское распределение частиц по энергиям, связанное с подходом на основе принятой формы закона сохранения энергии, может быть выведено, как показано мной, при подходе, учитывающем законы сохранения логарифмической дисперсии, обобщающем оба закона сохранения энергии и импульса, что приводит к логнормальному закону распределения по энергиям.
8. Удивительное подобие вихревых структур земных циклонов и тайфунов вихревой структуре галактик позволяет сделать предположение о сходных механизмах перехода водной фазы земных образований в «глазе» объектов с возможным переходом вещества звезд в вакуум-эфир в галактических вихрях, что устраняет гипотезы о существовании черных дыр в центрах галактик. Эти модельные представления требуют дальнейшего развития моделей, связанных с представлениями. о вакуумных гетерофазных переходах. Существование квазаров и блазаров можно объяснить фазовым переходом вещество-эфир в центральной зоне галактик вихревой структуры, подобно фазовому переходу облаков воды в зоне «глаза» тайфуна.
9. Мною показано, что логнормальная функция хорошо описывает флуктуации при броуновском движении и применима при изучении процессов турбулентной диффузии и дальней миграции вещества на примере изучения катастрофы на ЧАЭС. При создании диффузионной модели мною использовалась схема Ф. Сирса, разработанная для описания распределения скоростей звезд.
10. Группой гидрогеологов ВСЕГИНГЕО проведена работа по изучению дальней миграции в районе реки Тобол в связи с планируемой переброской пресных вод в район Аральского моря. Искусственный канал предполагалось построить с использованием ядерных взрывов. Применение радиоуглеродного метода, разработанного мною для изучения миграции подземных вод, в зоне Аятского карьера подтвердило интенсивное проникновение вод реки Тобол в окружающие породы и возможность возникновения серьезной экологической опасности проекта, что содействовало его отмене с использованием ядерных взрывов.
11. Предложено применить аппарат логнормального распределение для анализа процессов «холодного термояда»( Каунас, март 1989 г.).
Показано ,что радиоактивный распад не подчиняется точно функции Планка. Обнаруженные аномалии позволяют предложить временное и пространственное изучение аномалий для выявления свойств окружающей среды. Аномалии возникают одновременно в разных районах города Москвы, что требует постановки экспериментов с расширением зон исслндований. Предложно для изучения отклонения флуктуаций радиоактивного распада от закона Пуассона в использовать критерий Аббе.
12. По современным данным астрономов модели реионизации вещества во Вселенной также исходят из логнормального распределения гравитирующих структур.( Аstrophys. J.2004 )
Одним из подходов является метод анализа устойчивости на основе характеристических показателей.( ляпуновские экспоненты). Исследователи приходят к выводу о том , что решение динамических задач для конкретных реализаций параметров среды практически безнадежно из-за их чрезвычайной математической сложности. Вместе с тем математик В.И. Кляцкин (2008 г) считает, что «ляпуновскую экспоненту для случайных процессов можно отождествить с кривой типичной реализации для логнормального закона положительных нестационарных во времени характеристик решений стохастических динамических систем Это естественно, так как, по сути дела, оба метода основаны на линеаризации исходной динамической системы. Отличие состоит только в том, что при вычислении кривой типичной реализации сразу используются такие свойства случайных параметров, как стационарность во времени и однородность и изотропность в пространстве.»
Таким образом, наконец-то математический подход вынужден «смириться» перед очевидным фактом симметрии Космоса и признать необходимость его учета.
Литература.
1.Карасев Б.В. Статистический подход к изучению пририоды и некоторые закономерности распределения вещества Земпи// Пути познания Земли.М:Наука.1970.С.131- 152.
2. Карасев Б.В. Объяснение некоторых закономерностей скучивания галактик на базе модели генезиса логнормального закона//Письма в А.Ж. 1952.Т.8. №9.С.527-534. B.V. Karasev. Statistical genesis of a lognormal distribution as a source of properties observed in the clumping of galaxies//American institute of Physics.1983.P.p.284-287.
3.Карасев Б.В. Цикл, позволяющий получать тепло из среды с постоянной температурой. Возможность самоорганизации флуктуаций.//Доклады МОИП. Т.44.Секция математика в геологии. Математические методы анализа цикличности в геологии ( циклы природы и общества).М: Московское общество испытателей природы.2010.С.35-60.
4. Цицин Ф.А. К термодинамике Вселенной Больцмана( космологический, звездно- динамический и статистико – физический аспекты)// Сообщения ГАИШ.1969.№ 156.
5. Карасев Б.В. Связь между энтропией и распределением вероятностей.// Химическая термодинамика и термохимия. Сборник статей . М: Наука.1979. С.5-8.
6.Нараянан М.А.Б. Экспериментальное исследование универсальной статистической связи между длительностью турбулентной пульсации и ее наименьшей скоростью.// Ракетная техника и космонавтика.1979.Т.17.№5.С.90-92.
7. Карасев Б.В. Равновесное распределение скоростей в статистической системе с парными столкновениями частиц / /Проблемы холодной трансмутации ядер химических элементов и шаровой молнии. Материалы 11-й Российской конференции. М: Российское физическое общество.2004. С.233-242.
Карасев Б.В. Флуктуации среды ( физический вакуум, эфир, термостат) как причины отклонений систем частиц от нормальной функции распределения.//Холодная трансмутация ядер .Материалы 9-й Российской конференции .М: Российская Академия Наук.2002.С.162-185.
8. Карасев Б.В. Гетерофазная Вселенная и результаты статистического описания модели// Технико –экономическая динамика России. Техника ,экономика ,промышленная политика.. М: МГУ им, М. В. Ломоносова.2000.С110-133.
9.Karasev B.V. Fast – moving Migration Components. Theory and Experiment.//Nucl. Geophys.Vol.4.№1.P.p.99-110.
10.Карасев Б.В. Разработка радиоуглеродного метода и его применение при исследовании подземных вод.. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. МИНГЕО СССР. Пос. Зеленый, Московская Обл.1979.
11. Карасев Б.В. Статистически значимые отклонения от распределения Пуассона при измерениях радиоактивного распада// Физическая мысль России. №3.2001. С.12-19.
12.Карасев Б.В. Возможность объяснения низкотемпературных ядерных реакций, исходя из логнормального распределения частиц по энергиям. // Проблемы холодной трансмутации ядер химических элементов и шаровой молнии. Материалы 13-й российской конференции. М: Российская Академия наук. 2006.С.224-234.
13. Карасев Б.В., Карасев И.Б. Новые результаты по критическому анализу закономерностей радиоактивного распада. // Холодная трансмутация ядер химических элементов и шаровая молния . Материалы 10-й российской конференции. Москва: Российское физическое общество.2003.С.347-351.