Munin » 23 авг 2011, 15:01
Нет, не поэтому. Здесь надо всё-таки вспомнить, что двумерная модель - это упрощение, для наглядности, от полноценной четырёхмерной модели, которая хоть и не нарисована на рисунках, полностью изложена в виде формул. У этой четырёхмерной модели есть и такие свойства, которые отбрасываются при таком упрощении. А именно, когда мы переходим от размерности всей модели 3+1 (три пространственных измерения плюс одно временн'ое) к размерности 1+1, размерность пространственных сечений такой модели падает от 3 до 1. У одномерного пространства нет математического свойства кривизны, как бы мы ни пытались искривить такое пространство, все результаты наших попыток будут эквивалентны исходному одномерному пространству. А вот у трёхмерного пространства кривизна есть, точно так же как и у двумерного. Когда в космологии идёт речь о замкнутом, плоском или открытом варианте геометрии трёхмерной Вселенной, речь идёт именно о геометрии этих пространственных сечений. Получается, что математически модель 3+1 единая и полноценная, включает в себя все свойства, но чтобы наглядно её представить, требуется упрощать её разными способами: до размерности 1+1, чтобы понять эволюцию, и до размерности 2+0, чтобы понять пространственную геометрию. Разумеется, учёным, при владении математикой и после небольшой тренировки это совершенно не мешает, но для дилетантов представляет проблему.
В базовой модели Фридмана-Леметра (без добавления тёмной энергии) пространственные и эволюционные свойства жёстко связаны, так что получаются три варианта:
1. (1п) Пространство Вселенной представляет собой гиперповерхность с отрицательной кривизной, как в модели 2+0 - поверхность седла. (1в) Эволюция Вселенной представляет собой бесконечное расширение с постепенно убывающей скоростью. Но скорость убывает не до нуля.
2. (2п) Пространство Вселенной представляет собой гиперповерхность с нулевой кривизной, как в модели 2+0 - плоская поверхность. (2в) Эволюция Вселенной представляет собой бесконечное расширение с постепенно убывающей до нуля скоростью. При этом масштабный фактор не стремится к какому-то пределу, а расширяется неограниченно.
3. (3п) Пространство Вселенной представляет собой гиперповерхность с положительной кривизной, как в модели 2+0 - поверхность сферы. (3в) Эволюция Вселенной представляет собой изначальное расширение, потом сменяющееся сжатием. Сжатие протекает симметрично по времени и заканчивается Большим Хлопком: конечное время процесса и сингулярность в математической модели.
Теоретические уравнения допускают все три варианты решения, и какой из них является подходящей моделью для нашей Вселенной - можно решить только наблюдениями. Такая задача стояла перед космологией на протяжении полувека.
Потом произошло открытие тёмной энергии (в наблюдениях), вследствие которого модель была модифицирована. После модификации в модели исчезла однозначная связь между пространственными и эволюционными свойствами, стали возможны разные сочетания, как между п. (3п) и п. (1в): положительная пространственная кривизна и неограниченное расширение. Кроме того, изменились численные параметры эволюции во времени: если скорость не убывает до нуля, то начиная с некоторого момента она начинает возрастать. Задача космологии стала сложней и интересней. По части эволюции эта задача, видимо, решена: судя по наблюдениям, расширение имеет неограниченный характер, причём точка смены замедления ускорением уже пройдена. По части пространственной геометрии наблюдения говорят о том, что мы находимся на пограничном варианте плоской геометрии, или очень близко к нему, так что заведомо отказаться от вариантов положительной и отрицательной, но количественно небольшой, кривизны, не получается. Возможно, в будущем мы сможем это определить не напрямую, а из каких-то косвенных факторов, или ещё дальше модифицировать наши представления.