WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |

Уильям Крейг

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ВСЕЛЕННОЙ

1.Расширение Вселенной

Вплоть до двадцатых годов ученые считали, что Вселенная в целом статична и никуда не движется. Но в 1929 году астроном Эдвин Хаббл заметил, что свет далеких галактик несколько краснее ожидаемого. Это привело его к выводу, что свет звезд потому смещается в красную сторону спектра, что они удаляются от нас. Значит, Вселенная расширяется. Хаббл доказал и то, что она расширяется одинаково во всех направлениях. Чтобы понять, как это происходит, вообразите воздушный шарик с нарисованными на нем точками. Вы надуваете шарик и точки раздвигаются все дальше и дальше. Эти точки можно уподобить галактикам в космическом пространстве. Все тела во Вселенной разбегаются друг от друга. Таким образом, взаимное расположение вещей во Вселенной не меняется меняются только расстояния.

Логично предположить, что в прошлом существовал момент, когда вся Вселенная была сосредоточена в одной точке. Чем дальше идти в прошлое, тем плотнее становится Вселенная. И в конечном счете мы достигнем точки бесконечной плотности, откуда Вселенная начала разбегаться. Это первоначальное событие получило название «Большой Взрыв». Знаменитые астрономы Сендидж и Тамманн вычислили, что «Большой Взрыв» произошел примерно 15 миллиардов лет назад:

«Вселенная началась с состояния бесконечной плотности. В момент этого события были созданы пространство и время, равно как и вся материя во Вселенной. Бессмысленно спрашивать, что происходило до «Большого Взрыва» это было бы сродни вопросу о том, что находится к северу от Северного полюса. Аналогичным образом лишен смысла вопрос где это случилось. Вселеннаяточка не была чемто изолированным в пространстве это была вся Вселенная, и единственно возможный ответ состоит в том, что «Большой Взрыв» произошел везде».

Это событие, положившее начало Вселенной, изумит нас еще более, когда мы поймем, что состояние «бесконечной плотности» равнозначно понятию «ничто». Ни один предмет не обладает бесконечной плотностью, ибо, если у него есть хоть какойто объем, он уже не бесконечен плотен. Следовательно, указывает астроном Фред Хойл, теория «Большого Взрыва» требует создания материи из ничего. Потому что, углубляясь в прошлое, мы достигаем момента, когда, по словам Хойла, Вселенная «съеживается до полного несуществования». Таким образом, согласно теории «Большого Взрыва», Вселенная имела начало и сотворена из ничего.

Идея возникновения Вселенной из ничего устраивает далеко не всех. Для атеистического сознания это слишком уж похоже на христианское учение о сотворении мира. Но если отвергнуть модель «Большого Взрыва», остаются лишь два варианта: модель стационарного состояния и модель пульсирующей Вселенной.

Согласно модели стационарного состояния, Вселенная никогда не имела начала и всегда пребывала в одном и том же состоянии. Эта модель (выдвинутая в 1948 году) никогда не отличалась убедительностью. Серьезный удар этой гипотезе был нанесен подсчетом галактик, излучающих радиоволны. Он показал, что в прошлом было больше источников радиоволн, чем сегодня. Так что Вселенная оказывается не статичной. Но последний гвоздь в гроб теории стационарного состояния был забит в 1965 году, когда А.Пензиас и Р.Уилсон обнаружили, что вся Вселенная омывается фоновым микроволновым излучением. Эта фоновая радиация указывает на то, что Вселенная некогда пребывала в сверхгорячем и сверхплотном состоянии. Но гипотезе стационарного состояния это противоречит: ведь она утверждает, что Вселенная вечно была одной и той же.

Ну а модель пульсирующей Вселенной? Вот как описывает ее Джон Гриббин:

«Самая крупная проблема в теории происхождения Вселенной путем «Большого Взрыва» имеет философский и даже богословский характер: что же было до этого взрыва? Одной только этой проблемы хватило бы для возникновения нужды в теории стационарного состояния. Но поскольку сегодня эта теория пребывает в печальном конфликте с результатами наблюдений, то этого исходного затруднения легче избежать моделью, по которой Вселенная расширяется, затем вновь сбегается, и так без конца».

По этой модели Вселенная напоминает пружину, которая вечно растягивается и сжимается. Весь вопрос здесь в том, «открыта» Вселенная или «закрыта». Если она «закрыта», разбегание достигнет определенного предела, а затем сила тяготения снова стянет все вместе. Но если Вселенная «открыта», то разбегание никогда не прекратится и будет продолжаться вечно.

Ясно, что если Вселенная «открыта», то модель пульсирования ложна: ведь в этом случае Вселенная никогда не сбежится вспять. О чем же говорят научные факты? Основным фактом здесь является плотность Вселенной. Если в среднем по Вселенной на один кубический метр приходится по три атома водорода, то Вселенная закрыта. Казалось бы, немного, но следует помнить, что Вселенная это в основном пустое пространство. Согласно же современным данным, для того, чтобы Вселенная была закрытой, ей следует быть в десять раз плотнее, чем она есть. Поэтому Вселенная несомненно открыта и остается только признать: Вселенная имела начало.

2.Второй закон термодинамики.

Согласно второму закону (началу) термодинамики, процессы, происходящие в замкнутой системе, всегда стремятся к равновесному состоянию. Иными словами, если нет постоянного притока энергии в систему, идущие в системе процессы стремятся к затуханию и прекращению.

Например, если у меня есть баллон с вакуумом внутри, и я поместил туда какоето количество молекул газа, то газ распределится внутри баллона равномерно. Практически невозможно, чтобы молекулы, к примеру, собрались в одном конце баллона и там оставались. Для литрового баллона газа вероятность того, что вместо 100 процентов объема газ заполнит лишь 99,99 процентов составит 1:(1010)20. Тогда понятно, почему воздух в комнате никогда не разделяется на кислород в одном углу и азот в другом. По этой же причине вы, вступая в ванну, находите ее приятно теплой, а не заледеневшей в одном конце и кипящей в другом.

Теперь спрашивается: что происходит, когда действие этого закона распространяется на всю Вселенную в целом? Вселенная замкнутая система, поскольку в ней содержится все существующее, и вне ее ничего нет. Это, видимо, означает, что, по прошествии достаточного времени, все процессы во Вселенной замедлятся и постепенно прекратятся. Настанет так называемая «тепловая смерть Вселенной», когда никакие дальнейшие перемены не будут возможны. Вселенная окажется мертва.

Ученые признают два варианта тепловой смерти. Если Вселенная «закрыта», то она погибнет огненной смертью, после которой уже не воскреснет. Вот как описывает это состояние Б.Тинзли:

«Если средняя плотность материи во Вселенной достаточно высока, взаимное гравитационное притяжение между телами постепенно замедлит расширение и остановит его. Потом Вселенная сожмется в раскаленный огненный шар. Нам не известен никакой физический механизм, который мог бы обратить вспять это катастрофическое «большое сжатие».

Ясно, что если Вселенная достаточно уплотнится, ей не избежать «огненной смерти». Но, как мы видели, более вероятно, что Вселенная «открыта». Вот как описывает Б.Тинзли конец такой Вселенной:

«Если плотность Вселенной невелика, ее гибель будет «холодной». Она будет медленно расширяться все медленнее и медленнее. Весь галактический газ превратится в звезды, а звезды догорят. Наше Солнце станет холодным мертвым куском шлака, парящим среди трупов других звезд все более одинокого Млечного Пути».

В конечном счете везде установится равновесие, и вся Вселенная достигнет конечного состояния, исключающего возможность любых перемен [1 Русский философ Э.В.Ильенков (19241979) предложил нетривиальную "пульсирующую" модель, согласно которой, Вселенная, достигнув критического состояния, "закрывается" искусственно при помощи мыслящих, разумных существ. Только мыслящие существа способны повернуть рассеяние материи вспять, высвободив (посредством воздействия на элементарные частицы материи) количество энергии, достаточное для того, чтобы вернуть материю в исходное, "огненное" состояние. Мышление оказывается той (высшей) формой существования материи, благодаря которой, она периодически возрождает себя заново. Природа создает мыслящие существа для того, чтобы они "сожгли" умирающую от холода Вселенную и, тем самым, положили начало существованию другой, новой Вселенной. (Прим. ред.)].

Следующий вопрос: если Вселенную по прошествии достаточного времени ожидает тепловая смерть, то почему же, если она существует вечно, она не мертва уже сейчас? Если Вселенная не имела начала, она уже должна пребывать в состоянии равновесия, вся полезная энергия должна быть израсходована. Если я слышу, как тикает мой заводной будильник, то знаю, что в какойто момент в недавнем прошлом он был заведен, и с тех пор идет, раскручивая пружину. Вселенной движет тот же принцип. Поскольку ее пружина еще раскручивается, то справедливо восклицание одного озадаченного ученого: «Какимто образом Вселенная должна быть заведена!» Некоторые ученые пытались избежать такого вывода. Они предположили, что Вселенная пульсирует взадвперед вечно, никогда не достигая состояния окончательного равновесия. Я уже отмечал, что подобная модель Вселенной невозможна физически. Но даже если бы она и была возможна, термодинамические свойства такой модели все равно требуют того самого начала Вселенной, которого пытаются избежать ее авторы.

Дело вот в чем. Как отмечает ряд ученых, каждый раз, когда (по этой модели) Вселенная расширяется, она должна расширяться несколько больше, чем в предыдущий раз. Если рассмотреть прошлые разбегания, можно обнаружить, что, чем глубже в прошлое, тем они меньше. Таким образом, по словам советских физиков из Института прикладной математики АН СССР, «мультицикловая модель дает бесконечное будущее, но лишь конечное прошлое». Другой автор указывает на то, что модель пульсирующей Вселенной все же требует точки ее происхождения перед самым малым циклом. Следовательно, какую модель ни выбирай: закрытую, открытую или пульсирующую из второго начала термодинамики следует, что Вселенная имела начало.

Против этого аргумента существуют два традиционных возражения.

Первое: «аргумент не действителен, если Вселенная бесконечна». На это есть два ответа.

1. Актуально бесконечная Вселенная влечет за собой все противоречащие здравому смыслу парадоксы, связанные с существованием актуально бесконечного в реальном мире. Поэтому актуально бесконечную Вселенную невозможно себе представить. Это вдвойне справедливо для модели «Большого Взрыва», ибо кто потребует от нас допущения Вселенной с плотностью, близкой к бесконечной? 2. Даже если Вселенная бесконечна, она все равно прийдет в состояние равновесия. Как объяснил мне в письме профессор Лондонского университета, если каждая конечная область Вселенной придет в равновесие, то придет в равновесие и вся Вселенная. Это будет справедливым даже для бесконечного числа конечных участков. Ведь если каждая доска забора зеленеет, то зеленым станет и весь забор; когда каждую конечную область во Вселенной постигнет тепловая смерть, то же самое произойдет и со всей Вселенной.

Второе возражение: нынешнее состояние Вселенной «нетипично» для нее, это только флуктуация, то есть крохотное отклонение от общего состояния равновесия. Иными словами, ныне наблюдаемые свойства энергии можно сравнить с мелкой рябью на поверхности пруда, в целом спокойного. Такое возражение чудовищно искажает все пропорции и масштабы. Флуктуации, реально известные физикам, настолько малы, что они могут иметь хоть какоето значение лишь для систем, состоящих из нескольких атомов, не больше. В равновесной Вселенной обнаружить флуктуации будет практически невозможно.

Итак, поскольку существующая ныне Вселенная равновесной не является, что же из этого следует? Согласно английскому ученому П.Дэвису, Вселенная была создана конечное время назад и находится сейчас в процессе достижения равновесия. По его словам, нынешнее неравновесное состояние не может быть отклонением от предыдущего состояния равновесия, поскольку до момента своего создания Вселенная просто не существовала. Энергия Вселенной, полагает Дэвис, была «попросту заложена в ней при создании, в качестве начального условия». Так как Вселенная, существующая вечно, не могла бы находиться в нынешнем неравновесном состоянии, мы обязаны опятьтаки прийти к выводу, что она имела начало.

Итак, мы нашли два научных подтверждения начальности Вселенной: ее разбегание, плюс тот факт, что ее до сих пор не постигла тепловая смерть.

Pages:     || 2 |




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.