В принципе, по-видимому, можно построить сколько угодно разных "сценари" />

Астрология


Последнии записи



  • Теория

    "инфляционной Вселенной"

    В принципе, по-видимому, можно построить сколько угодно разных "сценариев" эволюции Вселенной. Но претендовать на серьезное признание могут лишь те из них, которые способны установить причинную связь между прошлым и нынешним.

    Как известно, в XX столетии была разработана теория горячей Вселенной, которая расширяется, согласно которой формирование его современной структуры было следствием расширения начальной сверхплотной и сверхгорячей плазмы. Однако при разработке моделей разных стадий расширения ученые столкнулись а целым рядом трудностей и загадок. Некоторые свойства современной Вселенной явно противоречили теоретическим предположениям о предыдущих фазах его эволюции.

    О каких же свойствах мироздания, которые не укладываются в сценарий горячей расширяемой Вселенной, идет речь? В первую очередь об однородности и изотропии. В современной Вселенной свойства любых его достаточно больших участков приблизительно одинаковые, а все пространственные направления равноправные. Однако в пределах теории Вселенной, которая расширяется, это обстоятельство оказывается крайне загадочным. В действительности, в мире, в котором мы живем, никакие физические взаимодействия не могут распространяться со скоростью, больше скорости света. Из этого, между прочим, выплывает очень важный вывод: непосредственно наблюдаемый нами участок Вселенной всегда конечен, в ней существует "горизонт", за который мы несостоятельны заглянуть. Объекты, расположенные за этим "горизонтом", находятся от нас на таких огромных расстояниях, что электромагнитные волны не успели преодолеть их за то время, на протяжении которого наша Вселенная существует.

    Мало того, во Вселенной есть такие точки, которые находятся одна от другой на расстояниях, которые превышают отдаленность оптического "горизонта". Между ними не может быть ни одной причинной зависимости. Образно говоря, одна из подобных точек не может "знать", что происходит в другой. Нетрудно подсчитать, что к таким "независимым" точкам можно отнести, например, точки, расположенные на пределах наблюдаемой части Вселенной, которые отдалены одна от другой на угловое расстояние, больше за 30°.

    В то же время наблюдения показывают, что материя, которая содержится около пределов наблюдаемой Вселенной, везде имеет приблизительно одинаковые свойства. Как таковое могло случиться, когда во Вселенной, которая равномерно расширяется, нет и не может быть ни одного механизма, способного выравнивать неоднородность на расстояниях, которая превышает расстояние оптического "горизонта"? Возникает и такой вопрос: как согласовать однородность Вселенной в больших масштабах с наличием в нем многочисленного количества "сгущений" - галактик? И как появилась та первичная неоднородность, что из них эти звездные острова образовались?

    Еще одна загадка связана с так называемой критической плотностью вещества, значение которой 3 10~29 г/см3 выплывает из уравнения общей теории относительности. Если средняя плотность больше критической, то расширение Вселенной со временем должно измениться сжиманием. В том же разе, когда средняя плотность меньшая от критической или равняется ей, расширение Вселенной будет длиться неограниченно. При этом в последнем случае пространство Вселенной не искривлено, и геометрия такого мира близка к евклидова геометрии на плоскости. Понимать это след не так, что четырехмерное "пространство - время" теории относительности е плоским, а что определены его пересечения плоскостями имеют евклидова геометрию.

    Фактическая средняя плотность вещества в нашей Вселенной если не учитывать возможность существования массы покоя в нейтрино является очень близкой к критическому значению. Подобное совпадение представляется довольно странным.

    И еще: почему пространство, в котором мы живем, имеет три измерения - не больше и не меньше? В настоящее время разрабатываются разные теории, согласно которым мы в действительности живем в пространстве со значительно большим количеством измерений. Однако во всех направлениях, кроме трех взаимно перпендикулярных - X, В и Z, Наше пространство "свернуто", "скомпактифіко 'вано". В этой связи наше пространство представляется нам трехмерным, а мы можем перемещаться в нем только в трех направлениях. Но вопрос о том, почему пространство "свертывалось" именно таким, а не каким-то иным образом, остается без ответа.

    Есть и другие вопросы, например: что было к началу расширения, к начальному моменту =0? Другими словами: из чего наша Вселенная образовалась?

    Попытки найти ответы на все эти вопросы и установить причинную связь между мыслимым начальным состоянием Вселенной и его современными свойствами путем формально-логических выводов из классического "сценария" горячей Вселенной, которая расширяется, к успеху не привели.

    Не означает ли это, что такой "сценарий" должен быть забракован? Однако не следует забывать о том, что связь прошлого и будущего в реальном мире имеет диалектический характер. Это значит, что эволюция материи вовсе не обязательно должна проходить плавно и постепенно - в процессе развития любой материальной системы могут происходить глубокие качественные прыжки. Не было ли такого "прыжка" в истории нашей Вселенной?

    В последние годы ряд физиков-теоретиков занялись разработкой достаточно необычной теории: цель ее заключается в том, чтобы выяснить физическую природу того "прыжка", о котором идет речь. В основу этой теории положенное предположение о том, что Вселенная возникла в результате квантовой флуктуации вакуума.

    Вакуум - скрытая форма существования материи, способная при определенных условиях порождать материальные частицы без нарушения законов сохранения. Подобные условия могут складываться как под воздействием внешних сил, так и спонтанно, произвольно. Благодаря одному из таких спонтанных "всплесков" и образовался начальный объем Вселенной размером не больше 1033 см3, что содержит не больше 10~5 г вещества.

    Следовательно, на очень ранней стадии своей эволюции Вселенная могла находиться в вакуумоподібному состоянии, которое имело огромную плотность энергии. В такой ситуации, как это выплывает из уравнений Эйнштейна, Вселенная должна была через 10~33 с после начала расширения пережить стадию чрезвычайно быстрого экспоненциального раздувания по закону Эх, Где Х=Н. Величина Я -так называемая стала Хаббла - характеризует скорость расширения в зависимости от расстояния. При этом надо учитывать, что Н Изменяется со временем. В нашу эпоху эта стала на десятки порядков ниже, чем была в период экспоненциального расширения.

    Расширение по закону Е Происходят подобно тому, как в современных капиталистических странах растут цены в соответствии со скоростью инфляции. Поэтому иногда сценарий Вселенной, которая "раздувается" или "распухает", называют сценарием "инфляционной Вселенной".

    Стадия раздувания длилась в течение 10~30 с, и за это время першопочатковий объем Вселенной вырос приблизительно в 1050 раз.

    Физическая сущность описываемых событий такова. Согласно существующим теоретическим представлениям вакуум имеет гравитационные свойства. Однако эта "гравитация" порождает не притягивание, а отталкивание, которое в отличие от обычной гравитации растет с увеличением расстояния пропорционально ее первой степени. В современной Вселенной гравитация вакуума или совсем отсутствующая, или е чрезвычайно малой. Но в начальный период расширения при колоссальной температуре она должна была достигать огромных значений. Такое состояние получило название "ненастоящего вакуума".

    Сначала гравитация вакуума была ниже, чем гравитация обычного вещества. Однако в процессе расширения наступил момент, когда она ее превысила. Именно это обстоятельство и должно было повлечь экспоненциальное "распухание" Вселенной, которое происходило со скоростью, которая во много раз превышала скорость светлая. Это "распухание" сопровождалось резким уменьшением плотности обычного вещества и не менее резким снижением температуры.

    За теорией эта стадия длилась близко ІО30 с, после чего в результате развития нестійкостей случился фазовый переход от состояния "ненастоящего вакуума" к состоянию "настоящего вакуума", в процессе которого образовались огромное количество реальных частиц вещества с общей массой около 1058 г. При этом вся энергия вакуума перешла в энергию излучения, и Вселенная разогрелась к чрезвычайно высокой температуре. Из этого момента его эволюция описывается стандартной теорией горячей Вселенной, которая расширяется.

    Теория "инфляционной Вселенной" способна развязать много из тех загадок, о которых шла речь выше, например проблему формирования однородности и изотропии современной Вселенной. К началу раздувания внутри общего "горизонта" в близких точках должны были установиться приблизительно одинаковы температура и другие физические условия. Но в период раздувания, которое происходило со сверхсветовой скоростью, эти точки оказались стремительно разнесенными на огромные расстояния одна от другой.

    В то же время абсолютная однородность не возникла благодаря квантовым флуктуациям некоторых физических величин. Эти флуктуации обусловили возникновение небольшой неоднородности плотности, которая и стала центрами формирования галактик.

    Естественное объяснение достала и близость средней плотности вещества в современной Вселенной к критическому значению. Дело в том, что согласно теории плотность "ненастоящего вакуума" во Вселенной, которая "распухает", точно равняется критической. Поэтому и плотность вещества, которая возникает при распаде "ненастоящего вакуума", также должна равняться критической плотности.

    Существует еще одно интересное следствие инфляционного раздувания. Из теории выплывает, что после стадии "раздувания" в районах, которые в "доінфляційний" период были достаточно отдалены один от другого, могли сформироваться разные физические условия. И между такими районами -" доменами" - в процессе инфляционного расширения должны были возникнуть "доменные стенки".

    В процессе дальнейшего расширения из таких районов образовались "мини-вселенные", а стенки, которые разделяют их, отдалились одна от другой, в частности и от нас, - за расстояние "оптического горизонта". В этих достаточно отдаленных один от другого регионах, которые отличаются своими физическими свойствами, могли по-разному происходить и процессы компактификации многомерного пространства. Вследствие этого в разных "мини-вселенных" могли сформироваться пространства разной размерности.

    Полностью логические объяснения достают в пределах теории "инфляционной Вселенной" и некоторые другие свойства мироздания.

    На сегодня существует несколько вариантов сценария "Вселенной, которая раздувается", которые очень отличаются один от другого. Однако все эти варианты совпадают в главном: в каждом из них существует стадия экспоненциального или почти экспоненциального расширения.

    Появление и дальнейшая разработка теории Вселенной, которая раздувается, имеют исключительно важное значение для космологии. Эта теория показала, что вполне возможно из единственной точки зрения объяснить целый ряд реальных свойств нашей Вселенной, которые ранее удовлетворительного объяснения не находили.

    Более того, представления об однородной и изотропной Вселенной, которым исчерпывается весь материальный мир, изменилось картиной мироздания островного типа, мироздания, в котором существует огромное количество локальных однородных и изотропных мини-вселенных. Эти мини-вселенные могут отличаться свойствами элементарных частиц, размерностью пространства и другими физическими характеристиками.

    Теория "инфляционной Вселенной", которая связала его возникновение с квантовой флуктуацией вакуума, значительно расширила эволюционные пределы научной картины мира. Благодаря этой гипотезе, идея эволюции, которая во второй половине XX столетия пронизала все наши представления о Вселенной, распространилась в настоящее время на значительно больше пространственно-временных масштабов. Впервые в космологии мы получили принципиальную возможность распространять понятие времени в прошлое не только к моменту начала расширения, но и к "минус бесконечности".

    В новой картине мира изменяются и наши представления о месте человека и человечестве в мироздании. Не исключено, что жизнь и ум существуют только в нашей мине-вселенной, а свойства других мини-вселенных для жизни непригодны.

    Методические рассуждения. Необходимо обратить внимание учеников на то, что одной из характерных особенностей не-классической науки XX столетия есть парадоксальный характер многих ее положений, который противоречит обычному здравому смыслу и классическим представлениям природознав-

    Ства недавнего прошлого. Самым ярким выражением этого обстоятельства может быть известное высказывание Нільса Бора по поводу одной предложенной кем-то из фізинів новой теории : "Эта теория недостаточно безумна, чтобы быть истинной".

    Еще и в наше время, в последнюю четверть XX столетия, некоторые ученые, в частности и небезызвестные, что тяготеют к классическому направлению, не могут примириться с принципами неклассической физики и астрофизики. Вот что, например, пишет известный астрофизик Альвен по поводу общепринятой в современном природоведении космологической теории "Вселенной, которая расширяется" и "большого взрыва", : "Чем меньше существуют научных доказательств, тем более фанатичной становится вера в этот миф. Как вам известно, эта космологическая теория крайне абсурдна - она утверждает, якобы вся Вселенная возникла в какой-то определенный момент, подобно взрыву атомной бомбы, которая имеет размеры большие или меньшие головки от булавки. Похоже на то, что в современной интеллектуальной атмосфере огромное преимущество космологии "большого взрыва" заключается в том, что она презирает здравый смысл : credo, quia absurdum "верю, потому что это абсурдно"! Когда ученые воюют с астрологической бессмыслицей вне "храмов науки", требовалось бы вспомнить, что именно в этих стенах иногда культивируется еще худшая бессмыслица".

    Подобные высказывания, связанная с недостаточным пониманием диалектика развития природоведения, дают лишний повод современным религиозным теоретикам проводить параллели между религиозной системой взглядов и некла-сичною наукой XX столетия, облегчая тем же богословам решения задания, которое они перед собой поставили, - оправдать религию, прикрываясь авторитетом науки.

    Проблема сингулярность, Знакомясь с теоретическими моделями Вселенной, нельзя не ввернути внимание на то, что многие из них приводят к так называемой сингулярности Другими словами, согласно этим моделям в начальный момент расширения, то есть при t = 0, плотность вещества была бесконечно большой! Проблема сингулярності является одной из центральных проблем современной космологии. С одной стороны, ейшптейнівська общая теория относительности неминуемо предопределяет сингулярність. Однако, с другой стороны, состояния с бесконечной плотностью физически неосуществимые. Создается впечатление, что появление сингулярності в общей теории относительности является следствием того, что эта теория неприменима к состояниям с очень большой плотностью, что она здесь выходит за пределы своей применимости.

    Каким образом может быть устраненное противоречие, которое возникает? Над решением этого задания настойчиво работают современные теоретики - физики и астрофизики. Возможно, удастся показать, что возникающая с точки зрения общей теории относительности в процессе эволюции Вселенной сингулярність не есть все же в пределах этой теории абсолютно неминуемой, что при определенных условиях от нее можно избавиться. Второе направление связано с возможностью существования так называемой "фундаментальной длины", то есть какой-то минимальной протяжности, которая определяет пределы применимости известной нам физики. Возможный, однако, и третий вариант: не исключено, что пределы применимости общей теории относительности определяются возникновением квантовых явлений. По существующим представлениям такими пределами является часовой интервал около 10~43 с, протяжность около 1,6 Ю33 см и плотность около 5 1093 г/см3. В связи с этим делаются попытки создания квантовой гравитационной теории и квантовой космологии. Именно это направление теоретического поиска сейчас является основным.

    Нестационарные явления. Одним из важнейших открытий второй половины XX в., Который значительно расширил

    Наши представления о Вселенной, было открытие радиогалактик. Выяснилось, что много звездных систем - источники достаточно интенсивного радиоизлучения.

    Исследование космических радиостанций с помощью радиотелескопов показало, что источником радиоизлучения у этих объектов, как правило, есть не сама галактика, а два плазменных образования - "плазмона", симметрично расположенного по обе ее стороны. Именно в таких плазмонах, или, как их принято называть, радиокомпонентах, и происходят те физические процессы, которые порождают мощное радиоизлучение.

    Какая же природа этих физических процессов, которые в течение многих миллионов лет поддерживают радиоизлучение радиогалактик?

    Много данных свидетельствуют о том, что источником энергии радиоизлучения, очевидно, являются активные физические процессы, которые происходят в центральных частях некоторых галактик - так называемых ядрах. Нередко эти процессы сопровождаются выбросами значительных масс вещества, выделением огромных энергий, а также взрывными явлениями. Да, ядро нашей собственной Галактики на протяжении года выбрасывает значительные массы водорода. Ядра некоторых других галактик проявляют намного большую активность.

    Но даже мощные энергетические всплески, которые происходят в ядрах галактик, тускнеют сравнительно с процессами, которые имеют место в объектах, которые были впервые выявлены в 1963 г. и получили название квазаров. Эти объекты расположены на колоссальных расстояниях от нашей галактики около пределов наблюдаемого района Вселенной, и по данным астрофизических наблюдений являются компактными образованиями. Если поперечник нашей Галактики равняется 100 тис. Св. Лет, то поперечники квазаров представляют всего лишь несколько световых недель или месяцев. Сравнительно с галактиками это "пылинки". Но каждая такая "пылинка" излучает в сотне раз больше энергии, чем наибольшие известны нам галактики!

    Так, например, світність! Всей нашей Галактики представляет около 1037 вт. У квазаров она приблизительно в 10 тысяч раз больше! А общее количество энергии, что ее выделяют квазары, оценивается в 10м Дж. Это в 10 триллионов раз больше, чем выделило Солнце в течение всего своего существования. Такого количества энергии вполне достаточно, чтобы поддерживать наблюдаемое энерговыделение квазаров - 1041 вт на протяжении сотен тысяч лет.

    Некоторые квазары излучают не только в оптическом, радио и инфракрасному диапазонах электромагнитных волн, но и имеют мощное рентгеновское и даже гамма-излучения. Да, у квазаров ЗС- 273 рентгеновская світність достигает 2 1039 вт.

    Систематические исследования в рентгеновском и диапазонах гаммы электромагнитных волн, которые проводятся в последние годы, привели к выявлению нескольких космических объектов, излучение которых на этих длинах волн испытывает резкие кратковременные колебания. Речь идет, в частности, о мощных вспышках гамма-излучения. И хоть физическая природа этих явлений до конца еще не раскрыта, они, бесспорно, являются отражением каких-то нестационарных процессов, которые происходят во Вселенной.

    В начале нашего века любые проявления нестационарности во Вселенной, скажем, пульсации переменных зрение цефеїд или вспышки новых и сверхновых зрение, рассматривались учеными как своеобразные отклонения от нормальных состояний.

    "Пульсация цефеїд, - писал, например, физик-теоретик Артур Еддінгтон, - разновидность болезни, которая поражает зори в определенный период детства; пройдя через него безболезненно, они дальше существуют без пульсаций. Приступы этой болезни могут случаться и в более поздние периоды жизни; зори испытывают иногда катастрофические взрывы, которые вызывают появление новых зрение" .

    Однако астрономические открытия XX столетия, особенно второй его половины, со всей очевидностью выявили несостоятельность представлений, которые господствовали в свое время, о стационарности Вселенной и объектов, которые его населяют. Стало ясно, что не только Вселенная как целое изменяется со временем, но буквально на всех уровнях существования материи происходят нестационарные процессы, качественные превращения материи, глубокие качественные прыжки.

    Этот вывод полностью отвечает точке зрения диалектического материализма на процесс развития.

    ". Развитие скачкообразное, катастрофическое, революционное; - "перериви постепенности"; превращение количества в качество. Взаимозависимость и самая тесная, неразрывная связь Всех Сторон каждого явления причем история открывает все новые и новые стороны, связь, которая дает единственный, закономерный мировой процесс движению, - такие есть некоторые черты диалектики".

    В свете этого высказывания В. І. Ленина важная роль нестационарных процессов в развитии космических форм материи появляется полностью естественной и закономерной. Сейчас уже ясно, что эти явления - не случайные отклонения от нормы, а закономерные "поворотные пункты" в развитии космических объектов, где осуществляются переходы материи из одного качественного состояния в другой, возникают новые небесные тела.

    В соответствии с этим изменилось и главное задание современной астрофизики : она превратилась в эволюционную науку, которая изучает закономерности происхождения и развития космических объектов. При этом одной из важнейших проблем современной астрофизики стал вопрос об источниках энергии нестационарных процессов, которые происходят в квазарах и ядрах галактик.

    Сейчас, по-видимому, уже никто не сомневается в том, что между квазарами и ядрами галактик существует генетический, то есть родственная связь. Однако относительно вопроса о характере этой связи существуют две точки зрения. Согласно одной из них в центре галактики в совокупности большого количества зрение и газу образуется сравнительно небольшое размером 1016-1017 см, но гигантское за массой около 108- 109 масс Солнца ядро. Если галактика медленно вращается, то формирование такого ядра представляется достаточно естественным: газ и зори "стекают" в "потенциальную яму". С точки зрения подобной гипотезы колоссальная світність квазаров объясняется выделением при гравитационном сжатии огромного количества энергии.

    За другой гипотезой, квазары - более давние образования, чем галактики. Квазары в среднем расположены дальше, чем галактики с активными ядрами. А это значит, что они возникли ранее звездных систем ведь чем дальше находится от нас космический объект, тем в более отдаленном прошлом мы его наблюдаем и уже потом "обрастали" зорями, становясь ядрами звездных систем, которые формируются вокруг них. В пользу такого предположения говорит и подобие физических процессов, которые происходят в квазарах и ядрах некоторых звездных систем. Кроме того, в последнее время выявлен ряд квазаров, окруженных зорями.

    Что же касается источников энергии, которые "работают" в квазарах и активных ядрах галактик, то относительно этого есть ряд предположений. Очень интересной е гипотеза "черных дыр". "Черная дыра" - достаточно своеобразный объект, теоретическая возможность существования которого выплывает из общей теории относительности. При определенных условиях компактный сгусток вещества может под действием собственного тяготения испытать катастрофическое сжатие и превратиться в объект, который отмечается настолько мощным притягиванием, что его не сможет преодолеть ни один физический сигнал. Ни луч света, ни радиоволна, ни крошка не смогут "вырваться" из такого образования наружу. Это и есть "черная дыра".

    В то же время "черная дыра" способна втягивать у себя окружающее вещество. При этом кинетическая энергия падающего вещества в гравитационном поле "черной дыры" может превращаться в другие виды энергии. Высказывается предположение, за которым в центральных частях квазаров и ядер галактик находятся сверхмассивные "черные дыры". Они интенсивно "всасывают" окружающее вещество, при этом выделяется огромная энергия.

    Это теоретическое предположение недавно достало интересное наблюдательное подтверждение. В непосредственной близости от центра галактики М- 87 с очень активным ядром был выявлен слабосветящийся компактный сгусток, масса которого представляет 6 млрд, солнечных масс. Не исключено, что это и е сверхмассивная "черная дыра", влиянием которой объясняется высокая физическая активность ядра галактики М- 87.

    Хотя это может оказаться образованием и какой-то другой физической природы. Да, еще в 1958 г. академик В. А. Амбарцумян выразил мнение о том, Что в состав ядер галактик входят сверхмассивные сгустки дозвездной материи, которые имеют колоссальный запас энергии и массу в сотне миллионов или даже в миллиарды масс Солнца, их распад и предопределяет активность ядер и мощные выбросы вещества. По мнению Амбарцумяна, само существование галактики вокруг ядра является результатом активности сверхмассивного тела. Не ядро образовалось в уже существующей галактике, а галактика возникла в результате активности ядра, а также вторичных центров активности, которые выделились А Его.

    Однако которая из существующих гипотез окажется ближе к действительности, покажут только будущие исследования.

    В частности, что касается "черных дыр", то пока что ни одна реальная "черная дыра" во Вселенной еще не выявлена.

    Согласно теории "черные дыры" могут быть завершающими этапами в жизни зрение с массой в 3-5 и больше масс Солнца. Если такой объект входит в состав двойной системы, то его можно выявить по некоторым непрямым признакам, в частности за рентгеновским излучением. Наиболее достоверным кандидатом такого рода е рентгеновский источник в созвездии Лебединое. А впрочем хоть результаты наблюдений этого объекта и не противоречат гипотезе о "черной дыре", но полной уверенности в том, что это действительно "черная дыра", пока что нет. Картина, которая наблюдается, может иметь и другие объяснения.

    Следует отметить, что предположение о том, что в состав ядер галактик и квазаров входят "черные дыры", тоже есть только гипотеза, которая должна быть подтверждена наблюдениями. С точки зрения теории компактный сгусток вещества достаточно большой массы действительно должен коллапсировать и может превратиться в "черную дыру". Но есть ли, такой конец коллапса практически неминуемым, пока что неизвестно. Во всяком случае, до сих пор астрономические наблюдения реальных подтверждений относительно существования "черных дыр" как в ядре нашей Галактики, так и в ядрах других звездных систем, не дали. Да и с точки зрения теории есть ряд факторов, которые могут мешать образованию в процессе коллапса массивных "черных дыр". Колапсуючі сгустки могут, например, фрагментировать - распадаться на части. На определенной стадии сжатия возможное возникновение ядерных процессов, способных повлечь разлет газовых частей. Эти и некоторые другие физические явления могут помешать "коллапсу до конца" или, по крайней мере, сильно его замедлить, настолько, что стадия "черной дыры" будет достигнуто лишь через несколько миллиардов лет. А когда это так, то образование "черных дыр" в квазарах и ядрах галактик должно быть достаточно редким явлением, и, таким образом, высокую активность и огромное энерговыделение этих объектов наличием "черных дыр" объяснить трудно.

    В процессе изучения Вселенной нередко оказываются необычные объекты и явления, которые длительное время не достают удовлетворительного объяснения с точки зрения существующих фундаментальных физических теорий. К подобным ситуациям может быть три подхода.

    Так, например, явления, которые не заключаются в пределы известных физических закономерностей, можно принять за таких, которые не подчинены естественным закономерностям вообще, то есть за сверхъестественных. Это проще всего "розв 'язання" проблемы, которая не нуждается ни в доказательствах, ни каких-то дальнейших исследованиях. Именно с этих позиций религиозные теоретики пытаются толковать необычные явления, которые еще не нашли достаточно полного объяснения в современной физике, в частности и явления космические, как свидетельство ограниченных возможностей науки и божественной сути естественных процессов.

    Однако наука не признает подобных подходов, ее многовековой опыт убедительно свидетельствует о том, что любое, даже самое загадочное явление, в конце концов достает естественное объяснение.

    Второй путь заключается в том, чтобы, невзирая на трудности и неудачи, стремиться к возведению необычных явлений к уже существующему знанию.

    Понятно, что анализ любых новых фактов, тем более необычных, с точки зрения общепринятых фундаментальных физических теорий не только желательный, но и абсолютно необходим. Однако, с другой стороны, это никоим образом не исключает правомерность попыток обобщения этих теорий, поскольку может оказаться, что факты, о которых идет речь, лежат вне пределов их приложения. Можно привести немало примеров из истории природоведения, когда подобные обобщения оказывались не только абсолютно необходимыми, но и в большой степени плодотворными.

    Тем более нельзя согласиться с утверждением, что его выдвигают некоторые ученые на Западе, вроде бы физическая наука по существу "завершилась". По их мнению, все разнообразие существующих в природе физических условий, явлений и объектов может быть возведено к конечному количеству фундаментальных законов, и данные физические законы, которые руководят движением материи во Вселенной за исключением лишь закономерностей явлений, которые происходят в ультраневеликих участках и за очень больших густин, до нынешнего времени уже открыто и изучено, и любое только что выявленное явление бесспорно можно описать с помощью данных законов.

    Однако такая точка зрения не имеет под собой никаких оснований. Еще в начале этого столетия В. І. Ленин, анализируя новейшие физические открытия того времени, подчеркивал, что "электрон есть так же Неисчерпаемый, Как и атом, природа бесконечна. " 1. Так же бесконечный и процесс познания материального мира, который окружает нас. Наши знания о нем становятся все глубже и разносторонними, никогда не достигая предела.

    С признанием бесконечного разнообразия материального мира связан третий подход к вивчення-незвичайних явлениям, который допускал возможность того, что эти явления лежат за пределами применимости существующих фундаментальных физических теорий, и для их объяснения понадобится разработка новых, более общих теорий. Но это случается сравнительно редко - в большинстве случаев новые факты рано или поздно находят объяснение в пределах существующих знаний. И все же в процессе научного исследования время от времени обязательно будут встречаться и такие факты, которые будут требовать выхода за пределы привычных теорий.

    Следовательно, и обстоятельство, что наука, "прорываясь" в новые зоны исследования, выявляет необычные "странные", "удивительные" с точки зрения существующих взглядов явления, никакой мерой не опровергает наших диалектико-материалистических представлений об окружающем мире. Напротив, подобные открытия являются наглядным подтверждением одного из основополагающих принципов диалектического материализма - о бесконечном разнообразии и качественной неисчерпаемости материального мира.

    Как мы знаем, в учении М. Коперника утверждалось, что центром нашей планетной системы является не Земля, а Солнце, и этим был нанесен сокрушительный удар по церковно-религиозным представлением о мироздании. Это кардинальное изменение астрономической картины мира представляло содержание локальной революции - первой революции в астрономии.

    Однако этим содержание научной революции Коперника не исчерпывается. Учение Коперника утвердило новый чрезвычайно важен методологический принцип: мир может быть не таким, которым мы его непосредственно наблюдаем, и задание науки заключается в том, чтобы познать настоящую сущность явлений, спрятанную за их внешней видимостью. Этот принцип определил совсем новое виденье мира, коренным образом изменил характер научной деятельности и стал тем методологическим фундаментом, на который опиралось все дальнейшее развитие природоведения. Тем же революция Коперника в астрономии переросла в глобальную революцию в природоведении.

    На рубеже XIX и XX столетий состоялась большая революция в физике, которая ознаменовалась созданием принципиально новых фундаментальных физических теорий - квантовой механики и теории относительности. Эта революция развернулась именно тогда, когда классическая картина мировых явлений, построенная на основе физики Ньютона с ее железной связью причин и следствий, казалась почти полностью завершенной и способной объяснить любые явления.

    Однако развитие физики показало несостоятельность подобных представлений. Выяснилось, что механические явления - это лишь редкий, предельный случай намного более сложных процессов, которые подчиняются совсем другим законам. Классическая механика оказалась предельным случаем теории относительности ары скоростях, значительно меньших от скорости света, и не слишком больших массах. Это была локальная революция в физике. Но она принесла с собой не только новые более общие теории, но и вызывала пересмотр многих привычных представлений, которые имеют первостепенное мировоззренческое и методологическое значение.

    Целый ряд положений классической физики, которые до определенного времени служили настолько хорошо, что они начали казаться "абсолютными", испытали полный крах. Этот крах вызывал у многих естествоиспытателей большую растерянность, набрал в их глазах характера общей катастрофы науки вообще. Если наши знания о материи, рассуждали они, знания, которыми прекрасно пользовались в течение столетий, вдруг оказались несостоятельными, если даже самые фундаментальные представления о природе поддаются кардинальному пересмотру, то из этого выплывает, что никакой материи не существуют, а существуют лишь наши представления о ней.

    В XX столетии состоялась вторая революция в астрономии. В начале столетия и сама Вселенная, и небесные тела, что его населяют, за редкими исключениями казались почти неизменными, стационарными; считалось, что космические объекты эволюционируют чрезвычайно медленно, плавно, постепенно переходя от одного стационарного состояния к другому стационарному состоянию.

    Однако XX столетия внесло в эти представления кардинальные изменения. Прежде всего оказалось, что мы живем в. нестационарной Вселенной, которая расширяется. Потом были открыты многочисленные локальные нестационарные явления, которые сопровождались выделением колоссальной энергии, мощными взрывными процессами. Стало ясно, что не только Вселенная как целое изменяется со временем, и его прошлое нетождественно его современному состоянию, но и буквально на всех уровнях существования материи идут нестационарные процессы, происходят качественные превращения материи, глубокие качественные прыжки.

    В соответствии с этим изменилось и главное задание современной астрофизики : она превратилась в эволюционную науку, которая изучает закономерности происхождения и развития космических объектов.

    Таким образом, астрономические открытия XX столетия принесли с собой совсем новое виденье астрономического мира : на смену картине неизменной, стационарной Вселенной пришла картина эволюционирующей Вселенной - не только такого, которое расширяется, но и буквально "взрывается". Это обстоятельство дает все основания рассматривать совокупность открытий в отрасли изучения Вселенной, сделанных

    В нашем веке, а также супутну им радикальную перестройку системы знаний о Вселенной как дежурной революции в астрономии.

    Новая революция в астрономии вошла как чрезвычайно важна составная часть в научно-техническую революцию, которая развернулась во второй половине этого века и охватила почти все области современной науки и их практическое приложение.

    Главным итогом этой революции можно считать новый взгляд на сущность познавательной деятельности человека, понимания того, что процесс научного познания "віту является суб'єкт-об'єктною взаимодействием. Материальный мир появился перед нами как сфера приложения практической деятельности людей.

    Этот вывод имеет колоссальное методологическое и философское значение, он также чрезвычайно важен для организации всей практической познавательной деятельности современного человечества.

    Методические рассуждения. Как мы уже неоднократно отмечали, бурный прогресс природоведения заставил защитников религии изменить отношение к науке. Учитывая, что в наши дни вступать в спор с природоведением в конкретных вопросах мироздания бессмысленно и бесперспективно, современные богословы изменили тактику. Вместо того, чтобы нападать на науку, они стремятся толковать научные данные в пользу религиозных представлений, не останавливаясь при этом перед прямой фальсификацией науки. В частности, они пытаются отождествить крах классической картины мира с крахом материалистического мировоззрения, твердячи, что новая физика вроде бы уже одной своим появлением свидетельствует в пользу религиозных представлений. В частности, для этого широко используется развитие новой, "неклассической" физики XX столетия.

    "Физика ведет нас к вратам религии", - заявлял католический епископ О. Шпюльбек. Приблизительно то же утверждал в одном из своих произведений из богословия архиепископ Лука, труды которого получили официальное одобрение Русской православной церкви. По его мнению, наибольшие научные открытия начала XX столетия расшатали материалистические фундаменты природоведения и заставили пересмотреть в пользу идеализма а значит, и религии основные положения физики и математики '.

    В действительности же все этих широковещательных заявлений не имеют под собой, понятно, никаких оснований. Да, классическая физика, как мы уже отмечали, создала стройную картину мира с причинной взаимосвязью всех явлений, исключив тем же возможность вмешательства в ход мировых процессов сверхъестественных сил.

    Революция в физике показала несостоятельность претензий классической физики на то, чтобы дать исчерпывающее описание всех явлений с позиций механики. Но означает ли это, что тем же наука предприняла шаг в сторону религии? Подобный вывод совсем неправилен. Дело в том, что материализм классической физики был вульгарным, механистическим, метафизическим материализмом, который пытался возвести все мировые процессы к одной самой простой форме движения. Новая, неклассическая физика XX столетия нанесла удар не по материализму классической физики, а по ее претензиям на объяснение всего существующего из механистической точки зрения. Сама же неклассическая физика является не менее материалистической, чем классическая, но это материализм высшего порядка - материализм диалектический. И новая физика не нуждается в гипотезе бога, она также раскрывает естественную причинность и закономерность явлений, хотя открыты ею закономерности и не сводятся к механистическим.

    Следует вспомнить основополагающее высказывание В. І. Ленина, которое имеет непосредственное отношение к вопросам мировоззрения : "Это, конечно, чистая бессмыслица, будто материализм утверждал. Обязательно "механическую", а не электромагнитную, не какую-либо еще неизмеримо более сложную картину мира, как Подвижной материи".

    Непонимание этого фундаментального обстоятельства часто приводит к тому, что против тех или других конкретных естественнонаучных гипотез, теорий или концепций как главный, а иногда и единственный аргумент, выдвигается обвинение, будто они противоречат материалистическому мировоззрению. Так было, например, когда сторонники классической ньютоновской космологии вели борьбу с новой релятивистской космологией, абсолютно безосновательно изображая эту борьбу как борьбу мировоззрений, борьбу материализма против идеализма.

    Геометрия Вселенной. Согласно общей теории относительности геометрические свойства пространства зависят от распределения вещества. Любые сгустки вещества викривлюють пространство, и поскольку мы живем в непустой Вселенной, то его пространство искривлено, он неевклідів.

    В искривленном мире неограниченность не совпадает с бесконечностью. Под неограниченностью в данном случае имеется в виду отсутствие "материальных" пределов. Такой неограниченный мир, однако, в определенном, например метрическом понимании, может оказаться конечным, может иметь конечный объем, быть "замкнутым в себе".

    Вопрос о неограниченности материального мира - это принципиальный философский вопрос. Если мы признаем, что материальный мир ограничен чем-то нематериальным, то это приведет к принципиальному противоречию с материалистической точкой зрения на мир, к фактическому признанию религии.

    Что же касается геометрических свойств нашей Вселенной, в частности его конечности или бесконечности, то этот вопрос можно развязать лишь путем соответствующих астрономических наблюдений и исследований.

    В свое время некоторые философы-материалисты пытались связывать предположение о конечности Вселенной с религиозными представлениями о мире, а о бесконечности - в материализмом. Однако подобная постановка вопроса в совсем неправомерной. Вопрос о конечности или бесконечности Вселенной - конкретно научный вопрос. И если окажется, что наша Вселенная конечна, это ни в коей мере не будет противоречить нашим материалистическим представлением.

    Кстати, современные защитники религии никоим образом не считают, что возможная бесконечность Вселенной опровергает религию. Даже наоборот. Характерным является высказывание у этого повода религиозное настроенного английского астронома Є. Медная: "Для создания бесконечной Вселенной нужен более могучий бог, чем для создания конечного :, чтобы создать пространство для бесконечной три эволюционных сил, нужен больший бог, чем для того, чтобы завести механизм раз и навсегда. Мы освобождаем идею бога от мелкости, что она была ему приписана пессимистической наукой прошлого" '.

    Следует отметить, что современные защитники религии при каждом удобном случае выдвигают как аргумент в пользу религиозного миропонимания религиозные высказывания известных ученых. Ход рассуждений приблизительно такой: если уже выдающиеся исследователи, которые непосредственно связаны с наукой, имеют религиозные взгляды, то что может убедительнее свидетельствовать о существовании бога?

    Однако мы уже знаем, что некоторые особенности процесса познания могут способствовать формированию ошибочных, религиозных представлений о мире, невзирая на его фактическое материальное единство. И именно этим объясняются религиозные взгляды некоторых буржуазных ученых, а не тем, что в про-

    Цесі научных исследований им открылась "божественная истина".

    Общая теория относительности дает точный числовой критерий замкнутости пространства нашей Вселенной, которая зависит от средней плотности вещества. Если эта плотность превышает определено критическое значение 3 - І0~2д Г/см3, то пространство нашей Вселенной замкнуто и конечно. В противном разе он незамкнут и бесконечен. В соответствии с астрофизическими данными, которые существовали до недавнего времени, средняя плотность оценивалась немного ниже или близко к критическому значению. Однако в последние годы в научной прессе появились сообщения о том, что у элементарной частицы нейтрино, которая, как считалось, не имеет массы покоя, в действительности такая масса є. Как думают, эта масса приблизительно в ЗО- 40 тысяч раз меньшая от массы электрона. А если это так, то окажется, что общая масса нейтрино во Вселенной в десятки раз превышает массу "обычного" вещества. Это будет значить, что средняя плотность намного больше критической. И, следовательно, наша Вселенная замкнутая и конечная, и его расширение через много миллиардов лет должно измениться сжатием.

    Множественность вселенных. В последнее время в физике и астрофизике все большее внимание привлекает к себе идея множественности вселенных - разноупорядоченных миров. Суть этой идеи заключается в том, что рядом с нашей Вселенной в материальном мире может существовать бесчисленное количество других вселенных, которые имеют разные свойства и сложным способом граничат друг с другом частично об этом уже говорилось в разделе о теории "инфляционной" Вселенной.

    Когда мы сравниваем размеры разных естественных объектов, то прослеживается определенная иерархия - от элементарных микрочастиц к галактикам и Метагалактике. Современная физика высоких энергий с помощью громадных ускорителей проникла в глубины микромира.

    А если увеличить мощность экспериментальных устройств? Удастся ли тогда заглянуть еще дальше, выявить еще более мелкие частицы материи? И вообще, насколько далеко можно продвигаться подобным путем?

    Многие ученые допускают, что пространство нельзя делить бесконечно, что эту операцию можно осуществлять лишь к определенному пределу. На определенном этапе "разделения" свойства пространства настолько изменяются, что о нем уже нельзя говорить, как о таком, который состоит из меньших частей. Дело в том, что в результате исследований в отрасли микропроцессов, проведенных в последние годы, выявлены удивительные факты. Например, элементарная частица может содержать как свои составляющие несколько точно таких же частиц, что и она сама. Да, протон на очень короткое время распадается на протон и еще пі-ме-зон. А каждый пи-мезон в свою очередь еще на три пі-мезо-ни. Мало того, выпустив свой пи-мезон, который входит в его состав, протон может превратиться в более тяжелый нейтрон!.

    Следовательно, в микромире обычные представления о простом и сложном, о целом и частях теряют свое привычное содержание. Часть может оказаться массивнее целого и не менее сложной относительно своего строения.

    Привычные представления о части и целом в последнее время поддаются пересмотру и относительно мегакосмоса, правда, в отличие от физики микромира пока что только в сугубо теоретическом плане. В одном из предыдущих подразделений этого раздела мы ознакомились с "черными дырами" - объектами, из которых наружу не может "вырваться" ни частица, ни излучение. Но если сгусток вещества, которое сжалось в "черную дыру", имел электрический заряд, даже такой малый, как заряд электрона, то полная изоляция "черной дыры" от всего окружающего не состоится. Этому воспрепятствует электростатическое поле, линии напряжения которого обязательно должны выходить наружу и заканчиваться на каком-либо другом заряде. В ре-

    Зультаті посторонний наблюдатель вместо огромного массивного объекта увидит лишь маленькую горловину, которая соединяет пространство, которое искривилось и почти замкнулось с нашим обычным пространством. И, возможно, найвражаюче заключается в том, что при достаточно большой массе подобную горловину не отличить от обычной элементарной частицы. Таким образом, постороннему наблюдателю вся Вселенная может казаться маленькой частицей, скажем, протоном или электроном.

    А отсюда возникает еще екзотичніша идея: или не есть все наблюдаемые нами элементарные частицы гигантскими вселенными - вселенными, которые проявляют себя в нашем мире как элементарные частицы? Теоретическая возможность такой ситуации была несколько лет назад показана известным советским физиком, академиком М. О. Марковым. Он выразил идею множественности "вселенных" - разных миров, связанных чрезвычайно сложными отношениями, которые не сводятся к обычным пространственно-временным отношениям, характерным для "нашей" Вселенной. Что же касается реализации подобных "конструкций" в материальном мире, то пока что этот вопрос остается открытым, хоть в принципе такая возможность не противоречит известным современной физике законам природы.

    Таким образом, если академик Марков прав, то и в этом случае меньше может состоять из больше. Если элементарная частица, например электрон, является лишь какой-то наблюдаемой частью гигантского света, то это значит, что наша Вселенная фактически состоит из огромного количества других подобных ему вселенных. И не только Вселенная, но, хоть как это и не удивительно, и вообще любой объект нашего мира, в том числе и сам человек.

    С позиций подобной гипотезы мир - это не иерархия последовательно вложенных друг в друга объектов, а система, которая состоит из взаимопроникающих и взаємообумовлю-ючих друг друга миров, где мегакосмические и микроскопические явления существуют в тесном единстве и взаимосвязи.

    "Большое объединение". Одним из основных положений материалистической диалектики есть представление об общей взаимосвязи и взаимозависимости явлений природы.

    Развитие физики не раз подтверждало плодотворность этой идеи. Да, в конце прошлого столетия Дж. Максвелл вывел свои знаменитые уравнения, из которых выплывала взаимосвязь электрических, магнитных и оптических явлений.

    В XX столетии была создана так называемая квантовая теория поля, которая являла собой синтез специальной теории относительности Эйнштейна и квантовой механики. Потом на основе квантовой теории поля были разработаны квантовую электродинамику, которая описывает взаимодействие электронов и фотонов.

    А в последние годы появилась теория электрослабая теория, которая объединяет электромагнитные и слабые физические взаимодействия взаимодействия при участии нейтрино.

    Наконец, в наше время интенсивно разрабатывается еще более общая теория - теория "Большого объединения", которая должна объединить электромагнитные и слабые взаимодействия с сильными ядерными. Из этой теории а она уже достала несколько поражающих экспериментальных подтверждений выплывает одно достаточно важное последствие: вывод о нестабильности протона - одной из основных элементарных частиц - ядра атома водорода. Другими словами, протоны время от времени должны самовольно распадаться.

    На счастье, как показывают расчеты, период полураспада протона на много порядков более высок, чем возраст нашей Вселенной. Если бы это было не так, все атомные ядра, а следовательно, и все окружающие предметы давним-давно распались бы на более легкие частицы.

    В настоящее время для проверки предвидения о нестабильности протона проводят специальные эксперименты. И если они дадут позитивный результат, это, возможно, прольет свет на одну из наибольших загадок Вселенной - отсутствие в нем сколько-нибудь заметного количества антивещества.

    В соответствии с одним из основных законов современной физики элементарные частицы всегда рождаются парами - рождение частицы всегда сопровождается появлением соответствующей античастицы. Тем временем все космические объекты, какие мы наблюдаем, состоят из вещества.

    Если является правильной теория "Большого объединения" и протоны в действительности нестабильные, то не исключено, что уже в самые первые моменты космологического расширения примерно за 10-3 бы с распады сверхтяжелых частиц, подобные распаду протона, повлеклись к образованию определенного излишка частиц сравнительно с античастицами, который сохранился и до наших суток.