Баллистическая теория Ритца и картина мироздания

И такое объяснение вполне возможно. Не только красное смещение в спектрах галактик, но и, скажем, реликтовое излучение, часто приводимое в подтверждение гипотезы Большого взрыва, можно легко истолковать с классических позиций. Ведь что такое реликтовое излучение? Это просто микроволновое фоновое излучение космического пространства, имеющее спектр, в точности подобный спектру излучения чёрного тела с температурой в 2,7 кельвина. Космологи считают это излучение доказательством того, что Вселенная была некогда сжата и сильно нагрета, но в ходе расширения стала остывать и к текущему моменту охладилась как раз до тех самых 3 К, — жалких следов некогда горячей Вселенной. Но существование фонового излучения вполне можно было предсказать без гипотезы Большого взрыва. Ведь космическое пространство наполнено крайне разреженным межзвёздным газом. Что же странного в том, что этот газ, испокон веков нагреваемый идущим сквозь него излучением звёзд, обладает теперь некоторой равновесной температурой в те самые 3 К, на которых теперь и излучает поглощаемое тепло, как все нагретые тела?

Космологи особенно упирают на то, что температура этого излучения во всех направлениях с большой точностью одинакова и равна именно 2,7 К, имея лишь незначительные флуктуации, что якобы возможно лишь в случае, если прежде Вселенная была собрана в одной точке, а при расширении равномерно остыла. Но, с тем же основанием, они могли б удивляться тому, что одинакова (тоже с небольшими отклонениями) температура воздуха во всех точках одной комнаты, хотя из этого никто не делает вывода о том, что весь воздух комнаты был собран в одном баллоне. Равенство температур газа во всех точках Вселенной (или комнаты) — это естественное следствие того, что газ пребывает в термодинамическом равновесии: его температура выровнялась. Естественно и то, что галактики распределены во Вселенной в среднем — равномерно, как говорят: Вселенная однородна и изотропна. А, потому, в любой точке Вселенной газ получает и отдаёт в среднем одно и то же количество тепла.

Если фоновое излучение межзвёздного газа является равновесным, то легко рассчитать его температуру. Равновесие означает, что любой объём газа излучает ровно столько тепла, сколько получает его от звёзд и галактик. Если, как это принято в астрономии, считать излучающий объём газа абсолютно чёрным телом, то, по закону Стефана-Больцмана, он будет излучать в единицу времени с единицы поверхности энергию σT⁴, где постоянная σ=5,67·10^–8 Вт/м²K⁴, а T — температура газа, которую надо найти. Как было сказано, эта излучаемая энергия должна равняться энергии, поглощаемой газом, то есть энергии, приходящей в данный объём от всех звёзд, галактик, разбросанных по бескрайней Вселенной. Найдём эту энергию.

Известно, что типичная галактика излучает в среднем одну и ту же мощность W=10³⁷ Дж/с [142]. Если выделить в пространстве вокруг объёма газа сферический слой толщины d и радиуса

r, то он будет содержать k4πr²d галактик (где k — средняя концентрация галактик во Вселенной) и будет излучать полную мощность P=kW4πr²d. Из всей этой мощности к шарику газа с поперечным сечением S

будет приходить мощность

SP/4πr²=SkWd (Рис. 61).

То есть мощность, поступающая в объём газа от сферического слоя, не зависит от радиуса слоя. Поэтому суммарную мощность излучения, поступающую к газу от всех слоёв, можно найти как SkWR, просто просуммировав толщину слоёв: положив d равным радиусу наблюдаемой Вселенной R=12×10⁹ световых лет (примерно 12×10²⁵ м), то есть расстоянию до самого далёкого наблюдаемого объекта. Теперь осталось найти концентрацию k галактик: k=

n/(4πR³/3), где n=10¹¹ — число галактик в наблюдаемой части Вселенной, а 4πR³/3 — её объём [142].

Рис. 61. Сферический объём газа, нагретый светом звёзд, излучает при равновесной температуре T.

В итоге найдём, что полная мощность, излучаемая сферическим объёмом газа, 4SσT⁴

, должна равняться мощности, им поглощаемой, — 3SWn/4πR². Откуда для равновесной температуры этого объёма газа найдём

T⁴=3Wn/16σπR².

А после подстановки всех значений получим T=2,9 K, что очень близко к реальной температуре реликтового, или, правильней сказать, — фонового излучения: T=2,7 K. Итак, фоновое излучение — это обычное равновесное излучение межзвёздного газа, переизлучающего энергию, приходящую к нему в виде света от звёзд. И нет никакой надобности в принятии гипотезы Большого взрыва и расширяющейся Вселенной: красное смещение и реликтовое излучение не только оказываются необходимым следствием классических законов механики и термодинамики, но и дают точные значения постоянной Хаббла и температуры "реликтового" фона, находящиеся в полном согласии с наблюдаемыми.