Главная Новости Карта сайта
Реклама

Меню
Тайны Вселенной / Почему расширяется Вселенная

Почему расширяется Вселенная

Почему Вселенная расширяется Cовременная астрофизика базируется на предсказаниях релятивизма, относительности и квантовой теории.

Каждая из перечисленных выше теорий ввела в современное естествознание свою фундаментальную постоянную:
- скорость света в вакууме (с),
- постоянную тяготения (G)
- и постоянную Планка (h).

Причем, если первые две естественным образом присутствуют в Общей теории относительности, характеризуя общие свойства гравитации и материи, то квантовая физика, базируясь на принципиально иной по сравнению с ОТО аксиоматикой, стоит как бы особняком. В этой аксиоматике заключен глубокий смысл - для квантовой физики существование классического детерминированого (а не вероятностного) описания свойств пространственно-временного континуума необходимо в той же степени, как и существование классического наблюдателя, состояние которого описывается детерминистически, а не вероятностно.

История развития науки изобилует примерами того, что "новое - это хорошо забытое старое". Почти три века тому назад сэр Исаак Ньютон был первым, кто попытался ответить на вопрос, что же такое пространтсво и время. По Ньютону, пространство и время представляли собой определенный способ упорядочивания событий, происходящих с различными формами материи не зависящий от них. Своеобразная сцена, на которой разыгрывался спектакль, поставленный природой.

В начале ХХ-го века Альберт Эйнштейн подверг сомнению неизменность свойств пространства и времени, показав, что геометрия четырехмерного пространства-времени определяется энергией материи, а гравитация есть не что иное, как отражение факта его кривизны. Однако и ньютоновская теория тяготения, и ее обобщение - ОТО не подвергали сомнению классичность (детерминистичность) свойств пространства и времени. Более того, сам создатель ОТО Альберт Эйнштейн был одним из наиболее последовательных критиков квантовой теории, стимулируя при этом развитие и углубление ее представлений.

По-видимому, первым, кто предпринял попытку соединить квантовую физику и гравитацию, был П.А.М. Дирак, обративший внимание на замечательный факт, что из фундаментальных констант h,c,G естественным образом конструируются величины размерности длины, времени и плотности, получивших название планковских параметров. Значения этих величин экстраординарны - современная физика лишь только-только приближается к исследованию процессов, происходящих на субатомном уровне строения материи, а планковская единица длины меньше характерного размера атома почти на 25 порядков. Нигде на Земле мы не можем воспроизвести и зафиксировать процессы, которые характеризовались бы временными интервалами, на 43 порядка ниже одной секунды. Наконец, нигде в космосе мы не сталкиваемся с выделениями энергии или иными формами материи, которые почти на 93 порядка плотнее обычной воды. Но мы не встречаем нигде в обычных условиях и проявление квантовых свойств пространства- времени, типичных для приведенных выше планковских условий!

На масштабах превышающих планковские параметры для пространственных и временных интервалов, само пространство время обладает классическими свойствами и работает аппарат ОТО. По мере приближения к планковским параметрам детерминистический способ описания пространственно-временного континуума становится неприменим - пространство и время становятся существенно квантовыми объектами, свойства которых так еще до конца и не ясны.

Что является источником расширения Вселенной

Впечатляет и уровень плотности энергии, заключенной в материи и гравитации в экстремальном состоянии, характеризуемом планковскими единицами энергии - (десять в степени 130 эрг в кубическом сантиметре!). Не здесь ли заключен источник расширения Вселенной? Ведь не случайно хаббловский разлет галактик так напоминает разлет продуктов взрыва атомной бомбы! Невольно напрашивается аналогия с ситуацией в физике атомного ядра, сложившейся в к концу 30-х- началу 40-х годов нашего столетия. Ведь уже тогда физики понимали, какая гигантская энергия состредоточена в атомном ядре. Казалось, что эта энергия надежно скрыта от нас мощным панцирем ядерных сил. Однако для некоторых ядер, например - урана, этот панцирь, образно говоря, имел незначительные "дефекты", проявляющиеся в форме спонтанной радиоактивности. Но не прошло, однако, и десяти лет с момента ее открытия, как человечество познало весь ужас Хиросимы и Нагасаки! Пользуясь этой аналогией, правомерно поставить вопрос, не сталкиваемся ли мы при выяснении причин расширения Вселенной с проявлением "спонтанной радиоактивности" материи и гравитации на экстремально малых пространственных масштабах?

Заметим, что ответ на этот вопрос лежит вне рамок "классической" физики. Мы в полной мере вступаем в мир неизвестного - область, где пока можно говорить лишь о гипотезах, нежели о законченных научных теориях. Однако, как знать, не ожидает ли нас в самом ближайшем будущеми повторение ситуации с атомным ядром, когда самые пессимистические прогнозы были опровергнуты действительностью.

Начало расширения Вселенной

Далее мы подробно остановимся на обсуждении одной из наиболее привлекательных рабочих гипотез современной космологии, в рамках которой проблема "Большого взрыва" - проблема начала расширения Вселенной приобретает вполне законченные контуры. "Безумность" идеи, сформулированной в работах выдающихся физиков нашего столетия - Д. Уиллера, С. Хоукинга, Я.Б. Зельдовича, А.Д. Сахарова, А.Д. Линде, А.А. Старобинского и др., заключается в том, что наша Вселенная - это гигантская флуктуация топологии более общего суперпространства, связанного с вакуумным состоянием физических полей.

Свойства этого состояния должны радикально отличаться от свойств обычного пространства-времени. Во первых, его размерность не обязательно должна равняться 4 (три пространственные и одна временная координаты). Более того, вакуум, как основное состояние материи, характеризуется нулевыми физическими зарядами - следовательно, не существует и классического прибора, способного зафиксировать какую-то упорядоченность событий, а, значит - не существует и самих понятий пространства и времени, как впрочем и причинности. И, наконец, будучи сугубо квантовым объектом, вакуум физических полей флуктуирует, порождая топологические аномалии - "пузырьки", которые рождаются и гибнут. Внутри каждого такого пузырька можно ввести понятие собственного времени, направление которого фиксирует эволюцию материи внутри от момента рождения и до момента "схлопывания". Подавляющая доля таких "пузырьков" имеет время жизни, сравнимое с планковским временем и внешне проявляют себя, как замкнутые мини- Вселенные. Такое своего рода "кипение" вакуума - рождение и гибель виртуальных Вселенных является обобщением на гравитацию хорошо известного в квантовой физике эффекта поляризации вакуума - рождения и гибели виртуальных пар частиц - античастиц. В атомной физике этот эффект приводит к так называемому Лембовскому сдвигу уровней энергии в атоме водорода.

Однако, применительно к нашей Вселенной планковское время, типичное для виртуальных мини-Вселенных, оказывается почти на 60 порядков меньше современного возраста галактик. Что же задержало наш "пузырек" от практически мгновенного схлопывания? Очевидно, что Вселенные типа нашей являются ярко выраженными аномалиями. Первично устойчивое состояние вакуума в результате флуктуации топологии (образования "пузырька") стало неустойчивым по отношению к нашей Вселенной. Эта неустойчивость приводит к тому, что внутри "пузырька" вакуум начинает изменять свои своийства, стремясь к новому устойчивому пределу. Этот процесс перестройки вакуума сопровождается гигантским выделением энергии, в результате чего "пузырек"- Вселенная начинает расширяться с колоссальной скоростью. Этот процесс можно интерпретировать, как своеобразный взрыв вакуума - взрыв "пустоты"!

Естественно, что грандиозность масштаба такого взрыва, его обусловленность квантово-гравитационными свойствами пространства-времени, лежащщими за пределами современной "классической физики", могут вызвать определенный скепсис по отношению к обсуждаемой гипотезе. Однако исторический опыт науки, особенно последних десятилетий, показывает плодотворность подобных "безумных" попыток заглянуть за границу известного. В принципе - вопрос поставлен и ответ на него ждет своего исследователя.


Неупокоенные души
К сообщениям о проявлениях потусторонних сил можно относиться по-разному. Но практически все, кому довелось столкнуться с подобным феноменом, воспринимали его не иначе как доказательство существования жизни после смерти...
Загадки Библии
Все время существования Библии не прекращаются поиски скрытого в ней тайного смысла. Многие ученые и исследователи пытались разгадать загадку Книги книг, но безрезультатно. Лишь в XXI веке появились новые возможности для этого. Компьютерные исследования говорят о том, что в Библии не только зашифрована вся история человечества, но и предсказано его будущее...
Звездные врата
В нашем мире происходит что-то странное. Вдруг возникают огненные вспышки прямо в центре городов, в небесах разворачиваются загадочные спирали, раздаются непонятные звуки… Происходит что-то, чего не могут толком объяснить ученые, какими бы науками они ни занимались...
Загадки современности
Идея эксперимента состояла в том, что очень сильное электромагнитное поле вокруг корабля будет служить экраном для лучей радара. Во время испытания корабль к изумлению военных не просто исчез с радаров, но просто в буквальном смысле пропал из поля зрения...
Что привело к гибели Титаника
Прошло более ста лет со дня со дня крушения знаменитого океанского лайнера «Титаник», во время которого погибли более 1500 человек. За минувшее столетие высказывалось множество версий причин этого страшного события: от очевидных до самых невероятных. Мы решили рассмотреть наиболее известные из них...
Китайские пирамиды
По внешнему виду китайские пирамиды очень напоминают пирамиды Центральной Америки. Сходство просто поразительное. Может быть, и американские пирамиды были построены " сыновьями неба"?...
Тайны интуиции
Традиционно различают телесную, чувственную, интеллектуальную и социальную интуиции. Телесная (или физическая) интуиция. По большому счету интуиция- это способность использовать для решения задачи «нетрадиционные» источники информации, конкретно - собственные телесные ощущения...
Магия растений
Говоря, что магия растений существует, следует отметить одну ее разновидность совершенно иного рода, которой, как мы можем видеть, пользуется друид при розысках королевы, похищенной обитателем сидов, одним из тех божеств Другого Мира...
Седьмое чувство
О каком седьмом чувстве идет речь, скажете вы, если во всех учебниках написано, что у нас с вами по пять чувств: зрение, слух, вкус, нюх, осязание. Меньше — бывает, больше — нет, хотя очень даже хотелось бы. А если человек что-то чувствует, предвидит, волнуется и не может понять причину своего беспокойства, то обычно в таких случаях говорят: «Я ощутил что-то каким-то шестым чувством»...
Подводный город Йонагуни
Впервые подводный город Йонагуни был обнаружен в 1986 году. Наблюдая за акулами-молотами у японского острова Йонагуни, ныряльщик Кихатиро заметил ряд морских образований, лежащих в 5 метрах под водой
Тайны Земли 2016