Главная Обратная связь

Дисциплины:






Дальнейшее развитие Вселенной



 

Как бы там ни было, наша Вселенная эволюционирует, изменяется. Что же будет с нею в дальнейшем обозримом будущем?

Например, что ожидает нашу Вселенную в будущем, если она будет неограниченно расширяться? О процессе продолжающегося расширения нашей Вселенной свидетельствуют почти все данные наблюдений. По мере расширения пространства материя становится все более разреженной, галактики и их скопления все более удаляются друг от друга, а температура фонового излучения приближается к абсолютному нулю. Со временем все звезды завершат свой жизненный цикл и превратятся либо в белых карликов, остывающих до состояния холодных черных карликов, либо в нейтронные звезды или черные дыры. Эра святящегося вещества закончится, и темные массы вещества, элементарные частицы и холодное излучение будут бессмысленно разлетаться в непрерывно разряжающейся пустоте.

Впрочем, черные дыры не останутся без работы. Имея на то достаточно времени, черные дыры поглотят огромное количество вещества вселенной. Если теория все того же Стивена Хоукинга верна, то черные дыры будут продолжать испускать излучение, но черным дыры (с массой равной массе Солнца) потребуется очень длительное время, прежде чем это заметно изменит что-то. Фоновое излучение остынет гораздо раньше, чем черные дыры начнут излучать больше, чем они будут поглощать из этого фонового излучения. Такой момент настанет тогда, когда возраст Вселенной станет примерно в десять миллионов раз больше предполагаемого на сегодня. Должно пройти около 1066 лет, прежде чем черные дыры солнечной массы начнут взрываться, выбрасывая потоки частиц и излучения.

Дж. Б. Берроу из Оксфордского университета и Ф. Типлер из Калифорнийского университета в своих работах нарисовали картину отдаленного будущего неограниченно расширяющейся Вселенной. Даже внутри старой нейтронной звезды сохраняется еще достаточно энергии, чтобы время от времени сообщать частицам, находящимся вблизи ее поверхности, скорость, превышающую скорость убегания. Предполагается, что в результате этого через достаточно продолжительное время все вещество нейтронной звезды должно испариться. Распадутся и черные дыры, вызвав рождение (в равных пропорциях) частиц и античастиц. По мнению Берроу и Типлера, если запас энергии во Вселенной достаточен только для того, чтобы обеспечить ее неограниченное расширение, то эффект электрического притяжения в электронно-позитронных парах перевесит и гравитационное притяжение и общее расширение Вселенной как целого. За определенное конечное время все электроны проаннигилируют со всеми позитронами. В конечном итоге последней стадии существующей материи окажутся не разлетающиеся холодные темные тела и черные дыры, а безбрежное море разреженного излучения, остывающего до конечной, повсюду одинаковой, температуры.



Второе начало термодинамики показывает, что конец эволюции Вселенной наступит, когда выровняется температура ее вещества. Так как тепло передается от более теплых тел к более холодным, различие их температур со временем сглаживается, и совершение дальнейшей работы становится невозможным. Эта мысль о «тепловой смерти» Вселенной была высказана еще в 1854 г. Г. Гельмгольцем (1821-1894). Интересно, что наше современное представление о неограниченно расширяющейся Вселенной вместе с концепцией квантового излучения черных дыр, которая основана на аналогии между гравитацией и термодинамикой, привели (более кружным путем) к тем же выводам, что сделал Гельмгольц.

На сегодняшний день все данные говорят о том, что наша Вселенная обречена на вечное расширение. Многим была бы по душе пульсирующая модель Вселенной, дающая надежду на возрождение пусть не живых существ, то, по крайней мере, таких привычных нам вещей, как вещество и излучение. Но тут мы опять упираемся в целый ряд проблем, причем проблемы эти все того же толка: мы слишком мало знаем о Вселенной, чтобы строить хоть какие-либо долгосрочные прогнозы. Пытаясь их строить, большинство ученых делают слишком большие допущения и упрощения, чтобы их прогнозы могли считаться справедливыми.

Часть шестая

Иная реальность

 

Вот так мы и подошли к сегодняшнему дню. Что же можно сказать о Теории Большого Взрыва как о части истории и космологии?

Как уже было приведено выше, Теория имеет ряд недостатков и темных пятен. Откровенно говоря, Теория в ее нынешнем состоянии не может претендовать на право теории, описывающей все мироздание. Так почему же ее до сих пор признают главной теорией космологии? Почему у нее до сих пор есть последователи? Почему она, не смотря на свои недостатки, активно развивается светилами современной науки вроде Хоукинга? Давайте разбираться.

Четко можно констатировать несколько фактов, которые теория установила твердо, и, как кажется, навсегда:

 

1. В момент "рождения" вся материя вселенной была сконцентрирована в одной точке, которая имела бесконечной большую массу и бесконечно малый объем;

2. В результате расширения (или взрыва) этой точки начали образовываться сначала элементарные частицы, а потом – первые материальные макротела.

 

Основными доказательствами Теории Большого взрыва являются:

 

1. Удаление друг от друга галактик, со скоростями все большими, чем дальше они друг от друга отстоят, которое открыл Хаббл;

2. Реликтовое излучение, открытое Пензиасом и Вильсоном;

3. Математические расчеты формирования веществ, выведенные С. Хоукингом и другими математиками;

4. Общая теория относительности Эйнштейна.

 

И вот из этих шести пунктов и по сей день появляются новые космологические теории, ученые выдвигают новые гипотезы о происхождении Вселенной и ее будущим. Никакая другая (материалистическая) теория создания мира не имеет под собой более твердых и неоспоримых доказательств. Да, их порой недостаточно, да, они много чего не объясняют, но ведь к современной механике человечество шло не одну сотню лет: глупо было ожидать, что теория, которой-то еще век не исполнился, сможет поднять столь масштабную и сложную проблему, как сотворение Вселенной. Вопрос тут упирается, как показывает практика, во время – несомненно, через несколько лет, а может быть и через несколько десятков лет, кто-нибудь внесет новый неоценимый вклад в Теорию и опишет простыми законами формирование галактик или объяснит проблему недостающей массы, о которой говорилось выше. Теория с исторических позиций слишком молода, чтобы претендовать на самодостаточность и безоговорочность – даже с поправкой на скорость развития современной науки.

Однако столь классический подход разделяют не все ученые. Главным противовесом веры во время становится мнение о том, что современная физика зациклилась на изучении материального мира, что она упускает из своего взгляда какой-нибудь эффект только потому, что всегда приписывала к разряду научной ерунды, верований, лженауки.

На этом месте большая часть "альтернативных" теорий расходиться: кто начинает говорить об астральном мире, нелинейности времени, о необнаруженных, новых элементарных частицах, о материальной теологии и так далее о вещах, которые редко выбираются из страниц научно-фантастических произведений. Общий спектр мнений настолько широк, насколько и не обоснован теоретически и экспериментально или практически (хотя некоторые отдельные ученые приводят в своих работах описания экспериментов, в которые трудно поверить и еще труднее понять). Из соображения здравого смысла эти гипотезы мы рассматривать не будем.

Но существует и третье направление ученых – мыслителей, которые занимаются попытками найти то, что упускает из виду современная физика. "Нерешаемых уравнений не существует, существуют некорректные условия", говорил Исаак Ньютон, и они, руководствуясь этим принципом, пытаются решить проблему не в лоб, не радикально, а творчески, пусть зачастую при этом ошибаясь. Характерным примером такого подхода может служить ученый Э. Броди, который в семидесятых годах выдвинул теорию, основанную на том, что наша Вселенная наполовину стационарна: пока новые галактики улетают далеко-далеко, в "центре" Вселенной (т.е. в том месте, где когда-то произошел Большой Взрыв) образуются новые галактики, и таким образом концентрация Галактик во вселенной не падает. Эту теорию вскоре признали ошибочной (с чем сам автор с горечью согласился), но одно из уравнений, которое автор вывел для объяснения продолжающегося возникновения новых галактик, было в последствии неоднократно использовано.

Другой пример: физик-математик Оксфордского университета П. Маккензи предположил, что вселенная представляет собой огромную сферу с почти бесконечным радиусом кривизны, по внешней "оболочке" которой и летят галактики. Следовательно, однажды они все придут в другую точку, противоположную точке Большого Взрыва, и, несясь на огромных скоростях, сожмутся в одну точку, где и произойдет новый Большой Взрыв. Эта теория, насколько нам известно, до сих пор не опровергнута; она является хорошим примером того, как небанальный подход к вопросу позволяет дать вполне нормальный ответ (в конце концов, о размерах и формах Вселенной мы знаем крайне мало, просто предполагая, что она бесконечна). Именно к этому подходу склоняется большинство ученых: напрмер, в Англии каждый год проходит конкурс "Иная реальность", в котором участвуют абсолютно любые школьные или студентечисекие проекты, объясняющие строение и возникновение Вселенной оригинально и обоснованно. Стоит отметить, что за все время существования конкурса пять раз на нем побеждали отечественные проекты.

Все эти три вида дальнейшего развития Теории Большого Взрыва говорят об одном: нашей науке есть куда расти, и направлений для роста бесконечное количество. Какой бы путь она не избрала, консервативный, радикальный или творческий, рано или поздно она сможет найти ответы и на куда более сложные вопросы, чем появление нашей Вселенной. С каждым днем она все приближается к истине; достаточно проверить сайты в Интернете, посвященные космологии или атсрономии: каждый день что-то новое, доказывающие и опровергающие, успевай ознакамливаться. С каждым днем ученые отсекают все больше и больше неправильных вариантов, приближаясь к истине, одновременно с этим идет процесс популяризации знаний – возможно, когда-нибудь каждый первоклассник сможет сказать, как и почему появилась наша с вами Вселенная, и по памяти напишет на бумажке основные уравнения и законы, сопуствующие сотворению, которые будет знать, как мы знаем сейчас таблицу умножения.

 

Эпилог

Эхо

 

"Человек боится не смерти, он боится конца жизни", сказал как-то Джеймс Максвелл. Не знаем, имел ли он ввиду астрономию или физику, но его слова можно применить и к истории размышлений ученых о появлении Вселенной. Теория Большого Взрыва, плод разума не одного человека, это подтверждает.

Проглядывая историю, можно отметить цикличность; наблюдая развитие Вселенной через призму Теории Большого Взрыва, можно увидеть линейность. Все то, что верно, доказано и вошло в учебники, ведет к тому, что наша Вселенная будет безгранично расширяться, температура выравниваться, и в конечном итоге все замрет в однообразной статике. Наверно, именно из-за этого ученые с таким упорством выдвигают альтернативные теории, предрекающие цикличность или хотя бы изменения в развитии Вселенной. Ведь, если задуматься, то по этой теории все существование будет идти по перевернутой параболе: сначала выше и ярче, а потом – темнее и ниже. Ученые ищут способы, чтобы превратить эту параболу в синусиоиду – пожелаем им удачи! Ведь никому не хочется думать, что конец будет один на всех – темный и холодный. Пусть это будет не конец, а точка, из которой снова начнется подъем.

Теории есть куда развиваться и есть что объяснять. Ее до сих пор ряд людей считает ошибочной и в корне неверной. И, согласитесь, у них есть полное на то основание. Но с другой стороны, как уже было сказано выше, это единственная теория, которая имеет столь обширную базу трудов и открытий, подтвержденных и доказанных. Достойной альтернативы нет. То есть, конечно, есть, но это уже не научные объяснения.

Наука стоит на перекрестке многих дорог, и в ближайшие десятки лет ей предстоит выбрать одну из них. По этой дороге пойдут и все основные теории и исследования – в том числе и Теория Большого Взрыва. И, может быть, выяснится, что она была ошибочной. Но значит ли это, что столько ученых потратили свои силы впустую?

Нет. Сама теория это лишь закономерности, основанные на фактах; если закономерности уйдут, то факты-то никуда не денутся. И их уже можно будет использовать в других областях науки, да и сейчас их используют – например, реликтовое излучение использовали для создания сверхчувствительных приборов в области биохимии.

Теория Большого Взрыва уже оставила свой след в истории и науке. И если она уйдет, то след никуда не денется, он даже будет по инерции расти. Этот след и будет той пользой, которую принесла человечеству совокупность закономерностей, именуемой Теорией Большого Взрыва. Это будет эхо Большого Взрыва – эхо бесконечности.

 

 


Приложение А

Глоссарий

 

Примечание аторов. Данный глоссарий предназначен для облегчения прочтения и понимания текста, в особенности второй и третьей частей. Он содержит в себе некоторые термины и понятия, не вошедшие в проект, но часто используемые в научно-популярной литературе на эту тематику. Мы считаем нужными упомянуть их, дабы создать более полную картину научной базы Теории, основанной на современной физике.

 





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...