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.

---

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.

Это открытие привело исследователей к прямолинейной мысли о том, что в древности скорость расширения Вселенной была заметно ниже нынешней (т. е. свойственной окрестностям нашей Галактики), а теперь она увеличилась под влиянием некой «отталкивающей силы» [356–359; 516; 610], обусловленной загадочной «темной энергией» [200; 302; 474; 475; 617; 789]; cp. [837]. Сторонники этой концепции экстраполируют торможение в расширении Вселенной в глубь времен и автоматически приходят к выводу, что Вселенная старше 150 млрд лет.

Подобный вывод неприемлем, поскольку за такой огромный срок сменяющие друг друга поколения звезд могли успеть десятикратно переработать все исходное вселенское вещество на тяжелые элементы, так что мы жили бы в мире без водорода, гелия и прочих легких элементов, чего не наблюдается. Кроме того, с физической точки зрения представляется противоестественной картина, когда продукты Большого Взрыва поначалу разлетаются вяло, а потом ни с того ни с сего в нарушение законов сохранения набирают скорость. Физическая наука подобных взрывов не знает. По-видимому, концепция «отталкивающей силы» и «темной энергии» не продумана.

На наш взгляд, падение постоянной Хаббла на периферии Вселенной носит не временной, а пространственный характер. Поскольку объем Вселенной с удалением от вселенского центра растет как куб расстояния, разбегание ее вещества должно тормозиться в той же прогрессии. На самом краю Вселенной постоянная Хаббла опускается до 14,2 км/с на мегапарсек безо всякого влияния какой-либо дополнительной энергии, в том числе и «темной». По той же причине местная плотность вещества там (Ωloc = ~ 0,226) сокращается не потому, что Вселенная «открыта», а в силу того, что она подчиняется элементарным требованиям стереометрии. Эти обстоятельства выявляются именно в анизотропной модели Вселенной (с центром и периферией). Изотропная (однородная) модель таких возможностей не дает.

Завершая обсуждение анизотропной модели Вселенной, мы вынуждены добавить несколько «апокалиптических» штрихов. Если агломерат Рыб – Кита уже целиком захвачен гравитонами Великого Аттрактора (а это вероятно), то процесс стяжения агломерата к центру Вселенной должен был начаться еще 605 млн лет назад, когда наш мир достиг возраста 12,73 млрд лет. В то время скорость его расширения на периферии (14,4 км/с на мегапарсек) упала впятеро против центральных областей и перестала нейтрализовать их стягивающее гравитационное влияние. В результате начался Большой Коллапс Вселенной. (Заметим в скобках, что это обстоятельство отличает ее от испаряющихся «черных дыр» [79, с. 291–296], с которыми Вселенная сравнивается в теории «пространственно-временной пены», см. гл. 1.3.) Ожидаемое время жизни Вселенной в общей сложности займет 25,5 млрд лет, свыше половины которых пройдено (см. приложение 7). Таким образом, известному нам миру осталось каких-то 12,124 млрд лет существования…

1.3. Сингулярность

Породившая Вселенную космологическая сингулярность, имея размерность порядка планковской длины, характеризовалась планковской энергией εPl= 4,64 × 10114 эрг/см3 и кривизной пространства-времени |Riklm Riklm| ~ = 1,47 × 10131 см-4. Обладая плотностью не меньше планковской ρPl = 5,16 × 1093 г/см3, этот объект развивал настолько мощное поле тяготения, что останавливал для себя течение времени. С ним ничего не происходило. Поэтому следует считать, что момент его рождения совпадал с моментом его гибели (т. е. с распадом в Большом Взрыве; см. разд. 1.7).

Конечно, всякому пытливому уму мало знать сухие цифры, характеризующие объект, породивший Вселенную. Как же выглядела сингулярность? Ответ на этот вопрос дать крайне трудно. Не имея биографии во времени (поскольку оно стояло), сингулярность провела свой моментальный век, чуть обозначившись. Со стереометрической точки зрения ее форма едва ли могла развиться дальше элементарной точки, о которой нечего сказать. Кроме того, она была невидима – это совершенно несомненно, и вот почему.

Сингулярность напоминала «черную дыру», звезду, провалившуюся внутрь себя за гравитационный радиус, чрезвычайно уплотнившуюся и не выпускающую из себя даже света (что делает ее невидимой). Эти вероятные черты сингулярности привели к идее так называемой пространственно-временной пены [405; 140; 373, с. 47], согласно которой мироздание представляет собой скопище «черных дыр», то вспухающих, как наша Вселенная в прошлом, то опадающих, как она же в будущем. Недостаток этой идеи состоит в том, что она полагает для необозримого мироздания частные особенности нашего мира, что не выдерживает критики. Не исключено, что ближайшие к нашей Вселенной области Мироздания и впрямь наполнены «пространственно-временной пеной», однако остается вопрос: что находится за ее пределами? Подобная философская сторона проблемы выходит за рамки физики, но не является неразрешимой (см. разд. 1.7).

Самая поразительная особенность сингулярности заключалась не в ее физических параметрах, которые вполне осознаваемы. Труднее вообразить себе акаузальность (независимость от причинности), несомненно присущую сингулярности. Поскольку время для сингулярности стояло, события не происходили, а наши физические законы не выполнялись, то и не было никаких условий для действия закона причинности. Для его осуществления требуются течение событий и принципы сохранения. В сингулярности последние господствовали, однако первое отсутствовало. Здесь сразу же возникает новый парадокс. Господство принципов сохранения не должно было допустить распада сингулярности по соображениям каузальности (причинности). Однако парадокс состоял в том, что в сингулярности причинно-следственный закон не действовал, и потому она беспрепятственно распалась.

Может показаться, что рассуждения о причинности лишь запутывают проблему происхождения сингулярности вместо того, чтобы ее прояснить. Однако далее (см. разд. 1.7) мы увидим, что все обстоит как раз наоборот, хотя отнюдь и не просто.

1.4. Энтропия

Сингулярность являлась предельно упорядоченным объектом. Данное утверждение требует отдельного комментария. Упорядоченность – это повторяемость в состоянии объектов (в их размещении, динамике, симметрии и т. д.). Иными словами, упорядоченность предполагает множественность объектов. Сингулярность же (от лат. singularis – «одиночный») по самому своему понятию мыслится как «единичный» объект. В данном конкретном случае о его упорядоченности приходится говорить на том основании, что сингулярность послужила архетипом (образцом) для сонма суперструн, образующих Вселенную. В них она повторяется. Во всяком случае, о беспорядочности сингулярности вообще не приходится говорить.

Следовательно, распавшись и превратившись в расширяющуюся Вселенную, предельно упорядоченная сингулярность перешла в менее упорядоченное состояние. Отсюда следует, что ее энтропия (проще говоря, хаотичность) как замкнутой системы возросла. Это стало исходным воплощением Второго начала термодинамики в нашей Вселенной, которое означает [15], что всякая энергия в природе стремится перейти из более организованного состояния в менее организованное (тепловое, хаотичное) и что энтропия любой замкнутой системы со временем увеличивается (вернее, не убывает).

Вселенная представляется замкнутой системой (см. разд. 1.2). Разойдясь на бульон из суперструн, былая сингулярность избавилась от своей сверхплотности и от соответствующих ей релятивистских ограничений на течение событий и времени. Вселенная зажила во времени, которое применительно к столь высокому уровню явлений определяется как мера энтропии; ср. [146, с 211; 263]. Данная дефиниция согласуется с предшествующей (время – дистанция между событиями; см. разд. 1.1), поскольку вселенское время разворачивалось по мере расширения Вселенной и роста в ней общей энтропии. Однако расширение Вселенной – это и есть расширение дистанции между вселенскими событиями, в соответствии с чем расширялись и масштабы времени – в полном согласии с дефиницией для квантового мира (см. разд. 1.1), где сжатие суперструн от больших скоростей сопровождается сокращением амплитуд их колебаний и приличествующим сокращением масштабов времени, т. е. его торможением. Проще говоря, элементарная частица сокращается – время тормозится, Вселенная расширяется – время ускоряется. Мы видим согласованную картину на уровнях микро– и макромира.