Как после Большого взрыва могло образоваться пустое пространство между материей? Ведь двигается материя, а не пространство.

521
2
8
22 апреля
14:02
апрель
2016

Для начала чуть-чуть философии.

Проблема восприятия физики на постсоветском пространстве сопряжена с тем, что в советское время господствовал материализм, природа считалась познаваемой, а физика описывающей реальные природные явления. Это отразилось в риторике всей школьной программы (Физика -- наука, изучающая законы, по которым работает мир).

На самом деле, это утверждение слишком сильное. Такое мировоззрение господствовало в мире между Ньютоном и Эйнштейном/Планком, когда считалось, что самые фундаментальные физические законы (механики Ньютона) уже открыты. Как оказалось в начале 20 века, природа устроена гораздо сложнее. Более того, независимое развитие квантовой механики в двух разных формулировках (матричная и волновая) привела к осознанию того, что физическая модель не описывает реальную метафизику, а придумывает свою. А несовместимость ОТО и квантовой теории не разрешена до сих пор, хотя обе теории дают прекрасные результаты (предсказания) в своих границах применимости.

Сами понятия "пространство", "время", "материя" придуманы человеком. Совершенно не очевидно, что природа работает именно так. Сейчас в космологии принята инфляционная модель, включающая в себя ОТО и квантовую электродинамику, несмотря на то, что уверенности в работе этих теорий при экстремальных условиях ранней Вселенной у нас нет. ОТО объясняет гравитацию искривлением пространства-времени (дальше в теории следует тензорный анализ). Сжатие -- тоже искривление пространства. Представьте себе бесконечную трехмерную губку, которая начинает изотропно надуваться. Расстояние между отдельными порами будет увеличиваться. Вселенная, согласно Lambda-CDM модели, изначально была очень компактна, расстояние между соседними порами было крайне мало. Сама Вселенная все равно может быть при этом бесконечной! Материи в такой Вселенной тоже было немного. Однако почему-то в ней возникло новое поле, которое назвали инфляцией. Это поле работало как антигравитация и раздуло Вселенную примерно до половины современного размера (между порами), после чего кванты инфляционного поля распались, как распадаются бозоны легкого взаимодействия -- и породили практически все наблюдаемое вещество. После этого Вселенная стала расширяться "по инерции", но это именно эффект расширения пространства, а не разлета галактик в пространстве. То есть, при расширении Вселенной движется именно пространство, а не вещество в нем. Эта модель выглядит фантастичной, но она снимает практически все наблюдаемые парадоксы и не противоречит наблюдаемым фактам. Это совершенно не дает оснований говорить о том, что все так и было, на что современная физика и не претендует. 

После окончания инфляции Вселенная еще довольно долго была очень однородной (просто горячий непрозрачный газ, похожий по виду на огонь или Солнце), а фрагментация в галактики началась только после адиабатического остывания (за счет расширения Вселенной как раз). Почему есть фрагментация в галактики, а не сохранение однородного распределения вещества, объяснил еще Джинс 100 лет назад.

18
3
апрель
2016

Я не совсем разобрался с вопросом, поэтому возможно ответ покажется странным.
Начнем с того, что пространство как раз то и двигается, точнее - расширяется. С картинками и подробнее тут:
https://www.youtube.com/watch?v=th_9ZR2I0_w

А, что касается пустоты между материей... Если частицы начинают двигаться из одной точки по прямой линии, и если их направлении не совпадает, то дистанция между частицами, а следовательно и пустота между ними, будет увеличиваться.

Возьмите горсть камней в руку сожмите их, а затем выбросите. Уже в полете они будут друг от друга отдаляться и образовывать пустое (исключительно на взгляд) пространство.

0
7
Если вы знаете ответ на этот вопрос и можете аргументированно его обосновать, не стесняйтесь высказаться
Ответить самому
Выбрать эксперта