Согласно (9), скорость света изменяется всего лишь на 0,05 м/c за один год. Современные технические средства позволяют измерить скорость света с точностью 1,2 м/c. Если точность измерений не улучшится, то уловить очень малое изменение скорости можно будет на временном интервале не менее 25 лет.
Второй закон Ньютона для многомерных пространств должен записываться в виде:
,
где: - обычное ускорение второго закона Ньютона, не учитывающее многомерность пространства;
- ускорение движения трехмерного замкнутого пространства Вселенной относительно открытого четырехмерного;
- ускорение движения четырехмерного замкнутого пространства Вселенной относительно открытого пятимерного и т.д.
Решения уравнений общей теории относительности в первом приближении дают теорию гравитации Ньютона для случая . Во втором приближении учитывается ускорение движения трехмерного пространства Вселенной, т.е. принимается .
Точное решение уравнений общей теории относительности получается при , т.е. когда . В практических вычислениях, из-за сложности решения, не идут дальше второго приближения, полагая и отбрасывая
Из (4) следует, что радиус Вселенной равен
м (10)
Величину (кривизну трехмерного пространства) Эйнштейн получил еще в своих «Основах общей теории относительности» в 1916 году, но сам не понял, что за физическую величину он вычислил. Понять это было невозможно, ведь в общей теории относительности используется тензорное исчисление и геометрия Римана, совершенно скрывающие физическую сущность изучаемых явлений.
Относительную скорость «разбегания» галактик для наблюдателя, движущегося вместе с пленкой Вселенной, найдем из (5) при
(11)
Из (11) следует, что зависимость скорости «разбегания» галактик от расстояния между ними отнюдь не линейная, а Вселенная может не только расширяться, но и сжиматься.
Нестационарные однородные изотропные модели впервые исследовал советский математик и геофизик А.Фридман в 1922 и 1924 годах. О факте «разбегания» галактик в то время еще не было ничего известно.
В 1929 году Э.Хаббл уже имел возможность сопоставить скорости с расстоянием для 36 объектов. Он предположил, что
,
где: - постоянная Хаббла.
Численное значение постоянной Хаббл определил равным 500 (км/c)/Мпк. После многократных исправлений и уточнений, в настоящее время принимают (км/c)/Мпк. Пожалуй, ни одна физическая константа не определена так неточно. Формула (11) показывает, что определить точное значение постоянной невозможно из-за того, что такой постоянной просто не существует. По своей физической сути постоянная Хаббла - это производная по расстоянию от абсолютной скорости «разбегания» галактик:
(12)
Для края наблюдаемой Вселенной, при получаем по (12) (км/c)/Мпк, что соответствует наблюдаемым в экспериментах значениям этой величины.
Так как гравитационная постоянная совершает гармонические колебания (рис.2), то постоянная Хаббла изменяется во времени и зависит от расстояния. Если коротко, то никакая это не постоянная. При уменьшении расстояния постоянная Хаббла увеличивается, и в пределе стремится к , поэтому мы не наблюдаем разлетания планет в Солнечной системе, а тем более - «разбухания атомов».
Точно так же не являются постоянными скорость света, постоянная Планка и гравитационная постоянная. Во Вселенной одна фундаментальная постоянная - фундаментальная квантовая длина . Величина - это частота колебаний одномерного пространства
многомерное пространство вселенная
рад/c,
а частота колебаний двумерного пространства
рад/c
Из-за ничтожно малой частоты колебаний двумерного пространства мы наблюдаем стабильные протоны.
Частота колебаний нашего трехмерного пространства c учетом трехмерности времени:
рад/c,
а период колебаний
c = 18,9 млрд.лет
Точка М на рис.1 - современное состояние Вселенной. Возраст трехмерной Вселенной 8 млрд. лет, расширение Вселенной сменится ее сжатием через 1,5 млрд. лет. Тогда же изменится знак кривизны пространства, двумерная пленка модели Вселенной как бы вывернется наизнанку.
Мы определили возраст Вселенной на основе единственной фундаментальной квантовой постоянной, а не на основе несуществующей постоянной Хаббла. В теории Большого взрыва все расчеты выполняются с помощью линейной экстраполяции к точке взрыва, но такая экстраполяция возможна на небольших, по сравнению с периодом колебаний Вселенной отрезках времени и предполагает постоянство во времени огромного количества констант.
Вот как Марк Твен высмеял подобный «научный» метод в своей «Жизни на Миссисипи»: «За сто семьдесят шесть лет Нижняя Миссисипи стала короче на двести сорок две мили. В среднем это составляет чуть больше, чем миля с третью за год. Отсюда следует - в этом может убедиться любой человек, если он не слепой и не идиот, - что в позднесилурийский период (он закончился как раз миллион лет тому назад: (в ноябре юбилей) длина Нижней Миссисипи превышала один миллион триста тысяч миль. Точно так же отсюда следует, что через семьсот сорок два года длина Нижней Миссисипи будет равна одной миле с четвертью. Каир и Новый Орлеан сольются и будут процветать, управляемые одним мэром и одной компанией муниципальных советников. В науке действительно есть что-то захватывающее, такие далеко идущие и всеобъемлющие гипотезы способна она строить на основании скудных физических данных».
Природе нет дела до наших констант, в природе соблюдается лишь закон сохранения материи. К тому же, совершенно непонятно, каким образом, принципиально отказавшись от глобального абсолютного времени, релятивисты пользуются таковым в модели Большого взрыва.
Развитие событий во Вселенной зависит от критической плотности вещества, которая в стандартной модели Вселенной согласно общей теории относительности равна:
Для перехода от одномерного пространства к трехмерному развернутому пространству теории многомерных пространств длину окружности в модели Вселенной нужно увеличить в 2 раз, поэтому
(13)
Полагают, что если плотность вещества Вселенной меньше , то силы гравитации не смогут остановить «разбегающиеся» галактики и Вселенная будет расширяться до стандартной («дурной») бесконечности. Если плотность вещества Вселенной больше , то расширение Вселенной сменится ее сжатием. Плотность наблюдаемой части Вселенной по современным оценкам составляет величину порядка 5кг/м3, что значительно меньше критической плотности. Даже при (км/c)/Мпк формула (13) дает значение кг/м3. Следовательно, Вселенную вроде бы ожидает бесконечное расширение и превращение в лептонную пустыню.
Однако в теории многомерных пространств мы имеем право пользоваться классическими законами физики и вычислить плотность Вселенной по формуле:
кг/м3 (14)
где: - объем Вселенной.
Такой же результат дает и общая теория относительности, если при расчетах учитывать зависимость «постоянной» Хаббла от расстояния. Закон Хаббла для края Вселенной запишется в виде:
Откуда находим:
(15)
Подставив (15) в (13) получаем:
(16)
Следовательно, плотность Вселенной равна ее критической плотности. В процессе расширения Вселенной ее масса увеличивается, но плотность всегда равна критической. По этой причине пространство Вселенной для нас и наших приборов всегда будет плоским.
Согласно экспериментальным данным, полученным орбитальным радиотелескопом Давида Вилкинсона (WMAP) и опубликованным в январе 2003 года, отношение полной плотности Вселенной к критической равно Этот результат полностью соответствует модели Вселенной теории многомерных пространств. Теория Большого взрыва ничем, кроме чистой случайности не может объяснить тот факт, что именно в момент запуска радиотелескопа плотность Вселенной оказалась равна ее критической плотности.
Наблюдатель, движущийся вместе со сферой, испытывает ускорение , в 2 раза меньшее ускорения расширения Вселенной, причем это ускорение всегда препятствует движению: .
Из (15) при получаем:
.
Факт торможения американских космических аппаратов «Пионер-10» «Пионер-11» с ускорением, равным примерно произведению отмечался многими исследователями, но теоретического обоснования не было.
Наблюдаемая (светящаяся) масса Вселенной составляет всего лишь
% = 0,89 %
от общей массы Вселенной.
Масса Вселенной в настоящее время равна:
кг,
а масса, доступная наблюдению:
кг,
что составляет 18% от массы Вселенной.
Если массу Вселенной принять за 100%, то «темная масса» составляет 82% массы Вселенной, масса, доступная наблюдению составляет 17% и лишь 1% составляет светящаяся масса.
«Темная энергия» - это потенциальная энергия «темной массы», расположенной в пространстве, образованном сферами радиуса и . Она гравитационно взаимодействует со светящейся массой, но видеть мы ее не можем. Такое возможно лишь в случае, когда скорость гравитации значительно больше скорости света. Ньютон в законе всемирного тяготения принял скорость гравитации равной бесконечности, Эйнштейн полагал, что скорость гравитации равна скорости света, а в теории многомерных пространств максимальная возможная скорость передачи взаимодействия будет в пространстве седьмого измерения и согласно (4.7) она равна
м/c
Ускорение движения пробной частицы в гравитационном поле массы в теории тяготения Ньютона равно
(17)
У Эйнштейна, после того, как он, сам того не подозревая, учел ускорение расширения Вселенной получилось:
(18)
где: - гравитационный радиус сферы Шварцшильда.
В М-теории гравитационному радиусу можно дать простое физическое истолкование. Гравитационный центр состоит из множества частиц двумерного пространства. Если всю пленку частиц (а она имеет толщину) собрать в одно место, то получим шар, радиус которого будет гравитационным радиусом. Cжимать этот шар, не нарушая структуру двумерного пространства невозможно. Сжимая шар, можно получить одномерное пространство (струну).
Луч света будет захвачен гравитационным центром, если он пролетает на расстоянии менее 4/3 гравитационного радиуса. На этом расстоянии на луч света действует, как это следует из (17) и (18) сила, создающая . На расстояниях, значительно превышающих гравитационный радиус, обе теории дают практически одинаковый результат (рис.3).
Полное ускорение, действующее на пробную частицу в теории многомерных пространств равно:
(20)
где: - релятивистский коэффициент, ограничивающий расстояние, на котором действуют гравитационные силы отталкивания, горизонтом событий Вселенной:
Кривая тяготения Эйнштейна (рис.3) получается из кривой Ньютона параллельным переносом вправо на величину гравитационного радиуса, а кривая тяготения теории многомерных пространств получается из кривой Эйнштейна сдвигом вниз на величину ускорения отталкивания.
В своей первой версии космологической модели Эйнштейн предполагал наличие гравитационных сил отталкивания. Он ввел в теорию лямбда - член, чтобы стабилизировать Вселенную, но впоследствии, когда было точно установлено, что Вселенная расширяется, он отказался от - члена. Само по себе ускорение отталкивания невелико, оно всего лишь в раз больше гравитационной постоянной в законе всемирного тяготения Ньютона, но оно всегда препятствует ньютоновскому движению планет и космических аппаратов. Планеты при своем движении вынуждены преодолевать дополнительное сопротивление, поэтому скорость их должна была бы уменьшаться. Наша Земля, например, должна была бы потерять скорость и упасть на Солнце уже через миллион лет. Но Земля не падает на Солнце из-за расширения самого пространства. Это расширение в точности компенсирует силу сопротивления движению, ведь причина сил притяжения и торможения одна и та же - ускоренное расширение пространства. Происходит именно компенсация, а не взаимное уничтожение сил, иначе никакой аномалии в движении Меркурия и других планет мы бы не обнаружили.
Объяснение аномалии в движении планеты Меркурий стало важнейшим доказательством справедливости общей теории относительности. Суть вопроса заключается в следующем. Если бы у Солнца не было других планет, кроме Меркурия, то траектория его движения представляла бы собой эллипс, оси которого неподвижны относительно межзвездного пространства. Фактически же на Меркурий действуют другие планеты, поэтому оси эллипса медленно поворачиваются (прецессируют) в пространстве.
Скорость поворота осей была вычислена по теории тяготения Ньютона и оказалось, что оси эллипса прецессируют быстрее, чем требует теория на 43 угловые секунды за 100 земных лет. Разумеется, отклонение в 43// за 100 лет практически не влияет на результаты вычислений, но это отклонение указывало на то, что что-то не в порядке с самой теорией.
Эйнштейн в общей теории относительности получил эти лишние 43//. Он был несколько дней вне себя от радости, получив подтверждение общей теории относительности, но вывод формулы оказался настолько сложным и громоздким, что он посчитал невозможным привести его в своих «Основах общей теории относительности ».