В связи с этим гравитационные характеристики (23) вращающегося тела мы называем в то же время критическими, если окружная скорость v равна световой (критической) скорости с. Если же окружная скорость больше световой скорости или если гравитационный (или текущий) радиус меньше критического радиуса, то такую ситуацию мы называем сверхкритической.
Сверхкритическая ситуация не может быть реализована практически без аннигиляции энергии. И если vg > с, то это вовсе не означает, что окружная скорость v якобы стала больше скорости света. Это означает только лишь то, что при Rg < Rcr для уравновешивания центробежных и центростремительных сил необходимы сверхсветовые скорости, которых в нашем вещественном мире нет и не может быть.
Шаровую поверхность физического тела, радиус которой равен критическому радиусу, принято называть сферой Шварцшильда, в честь немецкого ученого К. Шварцшильда (1873 – 1916), ([52], стр. 175).
Таким образом, гравитационные характеристики Вселенной не обязательно должны быть критическими. Но критические характеристики всегда являются гравитационными.
Расширение Вселенной возможно только лишь при условии, что
где ω – скорость вращения Вселенной вокруг своей собственной оси, a v – окружная скорость на ее периферии. Если условие (25) соблюдается, то расширение Вселенной может произойти даже тогда, когда действительная скорость v значительно меньше критической скорости с, но больше гравитационной скорости хотя бы на сколь угодно малую величину.
Если экваториальная скорость Вселенной v меньше скорости света с, то гравитационный радиус всегда больше критического радиуса, а гравитационная плотность всегда меньше критической плотности. Поэтому если текущий радиус больше гравитационного радиуса, то рассматриваемая модель расширяется. Если текущий радиус больше критического, но меньше гравитационного радиуса, то вопрос о статическом равновесии, некатастрофическом сжатии или возможном расширении определяется другими (дополнительными!) факторами. Если текущий радиус меньше критического радиуса, то имеет место гравитационный коллапс и катастрофическое сжатие.
Если средняя плотность меньше гравитационной плотности, то рассматриваемая модель расширяется. Если средняя плотность меньше критической, но больше гравитационной плотности, то модель может сжиматься, расширяться или быть в состоянии статического равновесия в зависимости от других (дополнительных!) факторов. Примерами таких моделей, которые находятся в состоянии статического равновесия, являются атомы, Земля, Солнце и т. д. Если же средняя плотность больше критической плотности, то имеет место гравитационный коллапс и катастрофическое сжатие.
Вселенная ныне расширяется потому, что ее текущий радиус больше не только критического, но и гравитационного радиуса, а ее средняя плотность меньше не только критической, но и гравитационной плотности.
Гравитационный коллапс и катастрофическое сжатие имеет место в сверхкритической ситуации, когда средняя плотность больше критической плотности или текущий радиус меньше критического радиуса:
Гравитационный коллапс и катастрофическое сжатие шарообразного физического тела (в данном случае речь идет о Вселенной) происходит только лишь в том случае, если его радиус меньше критического радиуса или если средняя плотность больше его критической плотности.
Скорость движения вещественной частицы физически не может превышать критическую (световую) скорость без аннигиляции (исчезновения) материи. Поэтому если масса коллапсирующего тела превышает удвоенную массу нашего Солнца, то гравитационное сжатие будет протекать до полного исчезновения коллапсирующего тела в черной космической дыре. Для этого случая в природе не существует сил, которые могли бы остановить катастрофическое сжатие и спасти коллапсирующее тело от полного физического исчезновения.
Если
то сжатие Вселенной оказалось бы некатастрофическим, которое в определенных условиях может перейти в расширение.
Если средняя плотность Вселенной больше критической хотя бы на сколь угодно малую величину, то она обязана сжиматься. Если же средняя плотность Вселенной меньше критической, то расширение Вселенной является возможным, но не обязательным. Последнее положение выражает всего лишь необходимое (но недостаточное!) условие, при котором расширение может произойти. Для расширения Вселенной необходимо превышение центробежных сил над гравитационными. А это возможно только лишь тогда, когда средняя плотность Вселенной меньше не только критической, но и гравитационной плотности, см. формулу (25).
Кроме того, это условие ни в коей мере не является источником расширения Вселенной хотя бы даже потому, что физическое пространство не может расширяться без притока отрицательной энергии, а галактики не могут расходиться без притока положительной энергии, подобно тому, как спутник не может оторваться от своей орбиты без дополнительной энергии, которая необходима для увеличения его окружной скорости.