Николай Клягин - Современная научная картина мира

• Название: Современная научная картина мира
• Автор: Николай Клягин
• Издательство: Литагент «Логос»439b7c39-76ee-102c-8f2e-edc40df1930e
• Жанр: Философия
• Год: 2007
• ISBN: 5-98704-134-1

Рассматривается современная научная картина мира, охватывается широчайший спектр данных космогонии, биогенеза, антропогенеза, социогенеза и др. Эти данные настолько разнородны, что подпадают под общий знаменатель только на уровне универсального причинно-следственного закона. Для понимания его происхождения необходимо объяснить, как возникли законы сохранения и неубывания энтропии. Чтобы протянуть нить причинности от физического и астрономического мира к человеческому обществу, нужно осмыслить пути и результаты биоэволюции. Все это дает нам возможность понять, где находится центр Вселенной, как и почему возникли и угасли динозавры, отчего человек единственный на планете обладает наукой и искусством.

Для студентов высших учебных заведений, изучающих курс «Концепция современного естествознания». Может использоваться аспирантами при подготовке к экзамену по кандидатскому минимуму в области истории и философии науки.

---

Отталкиваясь друг от друга, суперструны начали расходиться во все стороны, а новорожденная Вселенная стала расширяться и, соответственно, остывать. До момента 10–43 с после Большого Взрыва четыре основных физических взаимодействия (гравитационное, слабое, электромагнитное, сильное) проявлялись на одинаковых дистанциях и были неразличимы по эффектам (т. е. пребывали в состоянии Великого Объединения). Затем рост дистанций между суперструнами обособил гравитацию. По той же причине в момент 10–35 с после Большого Взрыва отделилось сильное взаимодействие, и Вселенная перестала склеиваться глюонами, переносчиками самого мощного – сильного – взаимодействия. В результате Вселенная взрывообразно вздулась. Эта стадия раздувания Вселенной (инфляция) заняла 10–35/10–34 – 10–32 с после Большого Взрыва, когда Вселенная выросла в 1050 раз [34; 67; 68; 373; 388; 389; 390; 512; 532]; cp. [448]. (Поясним при этом, что разделение фундаментальных физических взаимодействий по мере расширения и остывания Вселенной происходило потому, что для каждого из них характерны определенные дистанции проявления: в крохотной Вселенной они неразличимы, а в расширившейся заявляют о себе во весь голос.)

В эпоху 10–32 – 10–6 с после Большого Взрыва Вселенную наполнял кварк-электронный бульон. Через 1 с после Большого Взрыва состоялось разделение электромагнитного и слабого взаимодействий, и началось образование протонов. Спустя 100 тыс. лет после Большого Взрыва Вселенная все еще выглядела как смесь вещества и излучения (фермионов и бозонов). С возникновением нейтронов появились атомы (гелия, дейтерия, лития – 0,5 млн лет после Большого Взрыва [547]). Наступило разделение вещества и излучения – Вселенная стала прозрачной, как в настоящий момент. Из затравок, обусловленных колебаниями плотности вещества, зародились протосверхскопления, которые через 200 млн лет после Большого Взрыва [547] превратились в сверхскопления галактик. Разделенные колоссальными пустотами, они стали каркасом ячеистой крупномасштабной структуры Вселенной [41]. Обособление «темного» вещества от «светлого» произошло еще в ходе раздувания Вселенной, когда щупальца взаимодействий тяжелых суперчастиц перестали доставать до юрких, легких элементов «светлого» вещества.

Схема нынешней Вселенной видится следующим образом (рис. 2). В ее центре висит Великий Аттрактор (Абелль 3627), окруженный шестилучевым надсверхскоплением галактик, часть которого является агломератом Рыб – Кита (куда входят сверхскопления галактик Волосы Вероники, Гидра – Кентавр, Персей – Рыбы, Рыбы – Кит; поперечник этого образования достигает 1,2096 млрд светолет, масса 1017 – 1018 солнечных масс [759; 783]). Другая часть надсверхскопления связана с волокном Персей – Пегас протяженностью 912,8 млн светолет [177; 759]. Во все стороны от агломерата Рыб – Кита разбегаются пустоты того же поперечника, по десятку в каждом направлении. В их стыки вкраплены надсверхскопления галактик вроде нашего агломерата Рыб – Кита, только сильнее разреженные и менее массивные. Речь, разумеется, идет об идеализированной схеме – в реальности она причудливо искажена, разнообразится пустотами меньшего масштаба [411] и т. д.

Рис. 2. Принципиальная схема строения анизотропной Вселенной, имеющей расширяющуюся периферию и центр, совпадающий с древним эпицентром Большого Взрыва. Условно обозначены: + центр Вселенной, отвечающий Великому Аттрактору, или скоплению рентгеновских галактик Абелль 3627; его окружает ромбическая область агломерата Рыб – Кита, где находится × Галактика Млечный Путь с нашей Солнечной системой; поперечник агломерата Рыб – Кита достигает 1,2 млрд световых лет; О – пустоты, лишенные вещества, из которых в основном состоит Вселенная; вещество имеется лишь на границах пустот и в ромбических пазах между ними; поперечник одной пустой полости в среднем составляет 1,2 млрд светолет, что предполагает радиус Вселенной в 13,(3) млрд светолет; × Галактика Млечный Путь лежит на 303 млн светолет к «северу» от Абелля 3627; ∞ – окружающий Вселенную гипотетический Вечно Изменяющийся Мир, породивший ее 13,(3) млрд лет назад

Идея анизотропной Вселенной, располагающей конкретным центром, выглядит революционной лишь на первый взгляд. В действительности никакой другой Вселенная быть и не могла. В самом деле, общепризнанная космогония исходит из того, что Вселенная родилась в Большом Взрыве. Но всякий взрыв располагает эпицентром. Несомненно, он имелся и у Большого Взрыва. В таком случае расширение Вселенной происходило относительно этого эпицентра, который и является полноценным центром Вселенной. В сущности, мы всего лишь конкретизировали его местонахождение, отождествив таковое с небесными координатами Великого Аттрактора.

Представленная выше картина макромира позволяет единообразно разрешить самые острые парадоксы новейшей астрофизики. К ним относятся нарушения закона Хаббла удаленными квазарами и сверхновыми звездами, откуда в конечном счете следует, что либо Большого Взрыва никогда не было, а следовательно нет и закона Хаббла, либо Вселенная в десять раз древнее, чем полагают, и тогда львиная доля космогонии (астрофизической науки о происхождении Вселенной) подлежит забвению… Попробуем детально разобраться с этими бедами.

Закон Хаббла подразумевает, что в расширяющейся Вселенной скорость удаления галактик, например от нашего Млечного Пути, пропорциональна расстоянию этих галактик от нас. Так происходит не потому, что Млечный Путь занимает исключительное место во Вселенной, а потому, что Вселенная повсеместно как бы раздвигается. Из-за этого одновременно растут расстояния между всеми галактиками, эти расстояния в наших глазах складываются, и нам закономерно кажется, что ближайшая галактика удаляется со скоростью Х, вторая по удаленности – со скоростью 2Х, третья – 3Х и т. д. Изящество и простота закона Хаббла покорила астрофизическую науку.

Связанная с ним сложность всегда состояла в том, что никак не удавалось однозначно определить абсолютную скорость, с которой расширяется Вселенная. Мы точно знаем, какая из галактик удаляется от нас быстрее, но с какой именно скоростью – не знаем. Это происходит потому, что астрономам нелегко определить точные расстояния до других галактик. В результате всякое очередное определение какого-либо из этих расстояний тут же приводит к оглашению новой величины для скорости расширения Вселенной, т. е. для постоянной Хаббла, о разбросе величин которой говорилось выше.

Можно задаться вопросом: имеет ли это обстоятельство мировоззренческое значение? Ответ состоит в том, что, не зная постоянной Хаббла, мы не узнаем возраста Вселенной. Не зная возраста Вселенной, мы не поймем, как она строилась. Не понимая, как она строилась, мы не поймем, что ее ждет. Для космической цивилизации, в которую постепенно превращается цивилизация человеческая, такое положение вещей неприемлемо. Кроме того, нам интересно было бы узнать, как устроен небесный мир…

Методика расчета центра Вселенной (см. выше) привязывает постоянную Хаббла к дистанции от этого центра. В радиусе до 0,6 млрд светолет от вселенского центра Хабблова постоянная убывает пропорционально кубу расстояния от 105 км/с на мегапарсек (в 33 млн свето-лет от центра Вселенной) до 39,8 км/с на мегапарсек. Это укладывается в разброс постоянной Хаббла 39–105 км/с на мегапарсек, полученный для измеряемой части Вселенной, которая оценивается в 0,5 млрд све-толет [605; 657; 830]. С удалением в 5 млрд светолет от центра Вселенной H0 убывает до 19,6, т. е. наполовину против своих минимальных эмпирических величин, и начинает нарушать закон Хаббла, требующий, чтобы с удалением постоянная Хаббла росла, а не падала. Однако наши теоретические выводы (см. приложение 7) согласуются с фактическими данными.

Для исследования космических глубин Вселенной используются своего рода космические маяки: сверхновые звезды и квазары (квазизвездные объекты). Сверхновая звезда – это колоссальная звездная вспышка, когда звезда выгорела, перестала разбухать от излучения и температуры, стремительно сжалась и катастрофически взорвалась от скачка гравитационной энергии или от термоядерной реакции в своем вырожденном углеродном ядре (исследования в этой области еще продолжаются). Максимальный блеск взрыва у сверхновых звезд типа I удерживается около недели, а у сверхновых типа II – около 20 дней. Квазар же – это ядро чрезвычайно активной галактики с «черной дырой» (сколлапсировавшей звездой) в центре (исследования продолжаются). Использующие гравитационную энергию своих «черных сердец» квазары исключительно ярки.

Зона распространения квазаров лежит в 0,25–12 млрд световых лет от нас. Поэтому половина квазаров находится в области нарушения закона Хаббла согласно нашим представлениям. Удаляющиеся от нас объекты имеют искажения в своих спектрах, называемые красным смещением: чем выше скорость удаления, тем больше красное смещение. Статистический анализ красных смещений квазаров показывает, что они наполовину не подчиняются закону Хаббла [591; 592]. Удаленные сверхновые звезды типа Ia, чей возраст превышает древность Земли (4,51 млрд лет), также нарушают закон Хаббла [615; 645]. Проще говоря, удаленные квазары и сверхновые звезды улетают от нас гораздо медленнее, чем ожидалось. При этом их удаленность говорит о древнем возрасте, поскольку свет от них идет к нам в среднем около пяти млрд лет.