Лев Золотайкин - Недоумения дилетанта Страница 2

Разумеется, как только была транслирована примерно точная дата Большого Взрыва, появилась масса вопросов.

А что было раньше? До Взрыва?

Большой Взрыв – это Начало или Завершение, или череда сжатий и расширений?

А что это за огромное пространство, в котором Вселенная смогла мгновенно расшириться до бесконечности, на ходу образовать галактики, которые понеслись, все более расширяя эту бесконечность?

А если мировое пространство такое непомерно емкое, то может по соседству расширяется еще одна Вселенная, а за ней еще и еще?

На все эти вопросы нет так называемых научных ответов.

Мы сидим на маленькой Земле и наш горизонт ограничен пределами видимости и слышимости.

В старом школьном учебнике астрономии я помню картинку, которая высмеивала средневековое невежество: человек дошел до горизонта и, ухватившись за край, с любопытством разглядывал совсем близкие звезды. Прошли века, мы поумнели, любопытство, правда, осталось, но мы уже точно знаем, что заглянуть за край нам пока не дано.

Но вот тот же Большой Взрыв современная наука изучает очень скрупулезно и открыла много удивительного.

В книге «Доказательство Бога» Фрэнсис Коллинз – один из ведущих американских генетиков, руководитель проекта по расшифровке генома человека – кратко обобщил самые поразительные и как бы нелогичные моменты в процессе формирования Вселенной.

«Рассмотрим, – пишет Коллинз, – три следующих факта:

1. В первые моменты после Большого Взрыва образовались примерно в одинаковом количестве материя и антиматерия. За одну миллисекунду Вселенная охладилась до такой степени, что стала возможной «конденсация» кварков. Когда кварк сталкивается с антикварком, – а при громадной плотности такое событие должно было наступать очень быстро, – происходила их взаимная аннигиляция (т. е. уничтожение) с выделением энергии в виде фотона. Но симметрия между материей и антиматерией не была полной: приблизительно на миллиард пар кварк-антикварк приходился один лишний кварк. Именно эта крошечная доля первоначального потенциала составляет массу той Вселенной, которую мы знаем. Откуда взялась эта асимметрия? Ее отсутствие представляется более «естественным». Однако при полной симметрии между материей и антиматерией Вселенная быстро перешла бы в чистое излучение, а люди, планеты, звезды и галактики так никогда бы и не появились.

2. Характер расширения Вселенной после Большого Взрыва критическим образом зависел от ее полной массы и энергии, а также от значения гравитационной постоянной. Невероятно точная согласованность этих физических величин удивляет многих экспертов. Хокинг по этому поводу пишет: «Почему Вселенная начала расширяться со скоростью столь близкой к критической, которая разделяет модели с вечным расширением и модели с повторным сжатием так, что даже сейчас, через десять тысяч миллионов лет, Вселенная продолжает расширяться со скоростью примерно равной критической?

Если бы через секунду после Большого Взрыва скорость расширения оказалась хоть на одну сто-тысяча-миллион-миллионную (1/10) меньше, то произошло бы повторное сжатие Вселенной и она никогда бы не достигла своего современного состояния.»

С другой стороны, будь скорость расширения лишь на миллионную долю выше, не смогли бы сформироваться звезды и планеты…

3. Сказанное относится и к формированию относительно тяжелых элементов. Если бы сильное взаимодействие, удерживающее вместе протоны и нейтроны, было хоть немного слабее, образовались бы только атомы водорода. А будь оно слегка сильнее, в гелий на ранней стадии превратилось бы не 25 процентов водорода, как произошло в действительности, а весь водород, и звезды не загорелись бы, так как не смогла бы начаться термоядерная реакция.

Кроме того, величина сильного взаимодействия очень точно «подобрана» для углерода, одного из важнейших элементов для жизни на Земле. При чуть большем значении весь углерод превратился бы в кислород.

В общей сложности насчитывается пятнадцать физических констант, значения которых современные теории не в состоянии предсказать. Они даны нам: их значения просто таковы, каковы есть. Список этих констант включает скорость света, величину слабого и сильного взаимодействия, различные параметры электромагнитного взаимодействия, а также гравитационную постоянную.

Шансы на то, чтобы полтора десятка констант приняли совершенно определенные значения, необходимые для возникновения стабильной вселенной со сложными формами жизни, почти нулевые. И все же наблюдаемые значения именно таковы.

Короче говоря, факт нашего существования невероятен.»

Вот оказывается между какими Сциллами и Харибдами проскочило наше возникновение.

Но если Большой Взрыв оказался таким чудесно удачным, то, оглядываясь на нашу практику, возможно сначала были Взрывы катастрофические, и Вселенная много раз капризно «схлопывалась» пока, наконец, не стала благополучно расширяться?

«Запустив» Вселенную, Большой Взрыв обеспечил вечной работой ученых всей земли.

В начале XVII века усилиями Николая Коперника, Галилея, Иоганна Кеплера и их единомышленников утвердилась гелиоцентрическая система мира. Земля, считавшаяся центром мироздания, заняла свое скромное место среди планет солнечной системы. А необъятные просторы Вселенной стали полем научных поисков и открытий.

В конце XVII века Исаак Ньютон опубликовал свои эпохальные «Начала», сформулировал основные законы и понятия механики и открыл закон всемирного тяготения.

Наступил красивый, мечтательный XVIII век. Окружающий мир был научно обоснован, в нем было уютно жить и учить детей законам, отлитым в бронзе, по одному вечному учебнику.

Землю окружало огромное небо. Тепло. Свет. Кружились мистические планеты и мерцали звезды.

Умственный потенциал человечества исподволь готовился к следующему научному броску.

А пока пышно расцвела философия. Родились гении музыки, живописи, поэзии и великой литературы.

В середине XIX века Джеймс Масквелл открыл новый тип фундаментальных законов, определяющих поведение магнитного поля и не сводимых с законами Ньютона.

А в самом начале ХХ века Альберт Эйнштейн опубликовал «Теорию Относительности», в которой поэтические слова «пространство», «время» стали физическими понятиями.

Знаменитое уравнение Эйнштейна: Е = mc2, связало между собой энергию (Е), массу (m) и скорость света (с) и оказалось, что при скорости, близкой к световой, незыблемая масса увеличивается вдвое. И со временем происходят всякие чудеса: мы на Земле стареем, а человек, слетавший к звездам, должен вернуться таким же молодым.

Скорость света обозначила предел любого движения, за которым энергия и масса теоретически становились бесконечными.

Через десять лет Эйнштейн обосновал «Общую теорию относительности», основанную на революционном предположении, что гравитация не обычная сила, а следствие того, что пространство – время не является плоским, а изогнуто или искривлено помещенными в него массой и энергией.

В 1900 году Макс Планк предположил, что видимый свет, рентгеновские лучи и другие электромагнитные волны могут испускаться только как бы порциями, которые он назвал«квантами».

Эта идея оказалась настолько плодотворной, что привела к развитию целого ряда теорий, в том числе к «квантовой механике», «квантовой теории поля» и, наконец, к открытию Вернером Гейзенбергом принципа неопределенности.

Гейзенберг доказал, что в квантовом мире нельзя одновременно точно измерить и положение, и скорость частицы. Исследователь никак не может удержать равновесие, чем точнее он определяет положение частицы, тем менее точно способен измерить ее скорость – и наоборот.

Из этого следовали разные, далеко идущие выводы: например, то, что мы в некой степени беспомощны в описании Вселенной, поскольку не можем точно определить ее начальную конфигурацию.

Осмысление того, что следует из квантовой теории для понимания Вселенной продолжается до сих пор. А тогда даже Эйнштейн, сам же сыгравший важную роль в становлении квантовой механики, не сразу принял идеи неопределенности, того, что Вселенной как бы управляет случай. Заметив, что «Бог не играет в кости».

Новые теории подвинули механику Ньютона, оставив ее для повседневного, домашнего обихода.

Но в итоге родилось вопросов больше, чем ответов.

Общая теория относительности буксует перед самым началом Большого Взрыва, определяя своими расчетами наличие невозможных понятий: бесконечной температуры, бесконечной плотности и кривизны.

Возможно квантовая механика, специализирующаяся на явлениях микроскопических масштабов, более подходит для объяснений точечного состояния Вселенной.