Еще раз о Мироустройстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

Еще раз о Мироустройстве

1. Теория струн

«Будьте осторожны с желаниями, они могут сбыться». Конфуций

Эволюция знаний о космосе, о Вселенной, как авангард научного знания в самом широком смысле зависит от уровня развития фундаментального знания, которое объединяет использование теорий, парадигм и совершенных технологических решений. Особенно значимыми становятся расчетные и наблюдательные эксперименты.

С древнейших времен человечество интересовалось вопросами происхождения и строения Вселенной.

«Космология - учение о бесконечной Вселенной как о связанном едином целом и обо всей охваченной наблюдениями области Мира как о части Вселенной. Это учение всегда составляло неотъемлемую часть астрономии и в последние десятилетия в самостоятельный ее раздел, связанный с физикой. При рассмотрении изменений, происходящих во Вселенной, космология близко соприкасается с космогонией, изучающей происхождение и строение космических тел и их систем - звезд, звездных скоплений, галактик, туманностей». - В.А. Ацуковский.

Желание человека построить цельную и максимально достоверную модель Мироздания требует привлечения самых современных и совершенных фундаментальных знаний о строении Мира, основываясь на единой физической, математической модели. При этом совершенно очевидно, что в рамках традиционных теорий разработка такой модели не представляется возможным. В этой связи в современном учении о Миропонимании неизбежно появление принципиально новых парадигм.

Когда впервые появилась Теория Струн, то оказалось, что ее прогрессивное начало было не только принято в штыки, но однозначно отрицалось подавляющим большинством научной общественности. Однако, ее основные создатели утверждают, что теория струн является основополагающей теорией, дающей полное описание устройства Мира.

Согласно этой теории все вещество и все пространство состоят их малых супер струн, размерность которых в привычных физических понятиях лежит в пределах 10^-22 мм. Частицы вещества по теории струн представляют собой систему колебаний сверх тонких струн, и с этой точки зрения, данное представление согласуется с утверждением первичности энергии и вторичности материи. Это значит, что Мир полностью описывается через волновые процессы, представленные волновыми уравнениями, разработанными в квантовой механике.

Интересно, что, если принять в качестве теории, объясняющей зарождение Мира и зарождение Вселенной (нашей Вселенной, как единственной в этом Мире) теорию Большого Взрыва, то возникает целый ряд парадоксов, которые не позволяют выстроить стройную картину Мира, основанную на теории струн.

Во-первых, не ясно, каким образом производить интерполяцию во времени в сторону прошлых событий. Не понятно, что было за 10^-35 сек. до взрыва, и какова стала структура Мира через 10^-35 сек. после него. Чему, вообще, равна протяженность взрыва во времени.

Во-вторых, остается неопределенным, что явилось причиной Большого Взрыва, и как происходило преобразование причины в следствие

Поскольку теория струн не дает описания, не формализует момент зарождения Вселенной, отрицая это эволюционное событие, то, очевидно, что все фундаментальные законы мироздания рушатся в момент большого взрыва, когда происходит явление сингулярности, которое характеризуется неравномерностью пространства и время, стремящейся к бесконечности.

Причем существует всего пять различных постулатов теории струн.

Если говорить о размерности Мироустройства, то в этом смысле теория струн близка к теории «супер гравитации», разработанной Майклом Дафаром. Согласно такому представлению общая структура имеет трех мерную размерность пространства (X,Y,Z), далее добавляется вектор времени (t) и т.д. По теории струн всего существует 10 измерений, то есть наша сущность имеет 10-мерное пространство, из них 10 измерений пространственных 1-но временное. Вибрация супер струн это 10-ое измерение.

2. Теория мембран

«Физика прочтет мысль Бога». - Альберт Хоккинг.

«Ключевой проблемой глобальных решений сегодня является не дефицит знаний как таковых, а дефицит мудрости».

Всякий раз, когда возникает новая теория или парадигма, особенно, если она «фундаментальная», то ее основоположники начинают с полного отрицания всех предыдущих теорий. Возможно, они в чем-то правы, однако не совсем ясно, куда в таком случае девается преемственность научного знания, без которого не может существовать эволюция науки.

Безусловно, теория струн, может быть в силу своей незавершенности, содержит некоторые парадоксы, требующие дальнейшего разрешения, и поэтому она не является «теорией всего». Однако ученые астрофизики, предлагающие новую парадигму, названную «Теорией Мембран», пользуются фундаментальными константами, разработанными в теории струн и отражающими понятия тонких структур.

Авторы новой «теории мембран» утверждают, что теория струн есть теория «ничего», а свою теорию называют теорией «всего» или «Теорией Параллельных Миров». В этом смысле их парадигма перекликается с представлениями о Мироустройстве, разработанными М. Каценбергом и представленными в работе «Моделирование эволюции Мира», в которой говорится о множественности Вселенных. Правда в данном случае имеет место замена одновременности на параллельность.

Отрицая теорию супер струн, авторы М-теории (теории Мембран), выводят ее из объединения размерностей пространства по теории суперструн и по теории супергравитации. К 10-ому измерению, определяемому из теории струн как вибрации супер тонких струн размерностью 10^-22 мм, добавляется 11-ое измерение из теории супергравитации. Из 11-ого измерения 10-ти мерное пространство струн смотрится извне, подобно тому, как видится двухмерная плоскость из третьего измерения. С 11-ым измерением теория струн приобретает новый смысл, и рождается теория Мембран. Теория струн приобретает новый строительный блок в 11-ом измерении, который может растягиваться и сжиматься, формируя мембрану, как след поступательного или вращательного движения совокупности струн.

М-теория описывает плоскую мембрану, если струна имеем поступательное движение, и объемную мембрану любой конфигурации при вращательном движении струны. Поскольку в природе не существует чисто поступательного движения, то плоская мембрана является просто вырожденным вариантом, проекцией, временным срезом объемной мембраны. 11-ое измерение, которое формирует из струны мембрану, имеет размерность, равную 10^-22 мм, что, как говорилось ранее, соответствует размерности тонкой структуры.

Согласно М-теории наша Вселенная «плавает» в этом гиперпространстве. На расстоянии в один шаг от нашей Вселенной плавают мембраны других Вселенных.

С помощью М-теории объясняется тот факт, что из всех известных сил взаимодействия гравитация является самым слабым, даже магнитное взаимодействие слабее гравитационного. Парадигма, которая представлена новой М-теорией, говорит о том, что гравитационное взаимодействие утекает через 11-ое измерение в «пустое» пространство или втекает в мембрану из других мембран. В других мембранах гравитационная сила может быть очень мощной, но ослабевает, достигая нашей Вселенной через 11-ое измерение.

По М-теории мембраны могут быть трех мерные, как наша Вселенная, но могут быть и плоскими, как пленки, как бы не развернувшимися в объем. В тоже время каждая из мембран может быть «Вселенной».

Возникновению сингулярности, которая бы привела к Большому Взрыву, мешает то, что мембран, Вселенных множество, они находятся в непрерывном движении, которое, кроме того, сопровождается постоянными изменениями их конфигураций. В данном случае основой большого взрыва может стать многомерность, когда происходит схлопывание или аннигиляция вселенных при их столкновении в одном измерении и нарождение новых вселенных в другом измерении. В высших измерениях происходит преобразование и взаимный переход волновых процессов. Началу зарождения Вселенной предшествует столкновение волн, которое формирует условия сингулярности, ведущие к Большому Взрыву. То есть, на пути к зарождению Вселенной процесс должен пробиться через сингулярность.

Идея же Берга заключается в том, что Большой Взрыв есть гипотеза, рожденная воображением и не имеющая доказательств. Хотя в настоящее время ученые вплотную приближаются к возможности физического, масштабного моделирования подобных процессов на современных ускорителях.

Основная идея М-теории заключается в том, что при столкновении двух параллельных Вселенных (параллельных в смысле пространственной размерности) происходи Большой Взрыв, из которого рождается материя новой Вселенной.

Мембраны-Вселенные не могут иметь гладкую однородную структуру, они имеют волны плотности, они движутся в 11-ом измерении, представляя собой энергию, способную формировать вещество.

М-теория позволяет устранить парадоксы, присущие теории Супер Струн.

Во-первых, время из прошлого в будущее может проходить через точку сингулярности, поскольку в ней происходит преобразование, а не нарушение основных физических законов.

Во-вторых, в математических преобразованиях, описывающих подобные взаимодействия на уровне тонких структур, исчезает неопределенность.

М-теория может стать теорией «Начало Всего», которое искал Эйнштейн и которое он не сумел найти. «Мульти-вселенная» состоит их бесконечного числа Вселенных-Мембран, которые плавают в 11-ом измерении, взаимодействуя и сталкиваясь друг с другом. Еще раз следует отметить, что данная парадигма во многом идентична той теории, что построил М. Каценберг.

В процессе рождения новая Вселенная сама создает себе пространство, как свойство вновь создаваемой материи, она не занимает «чужого» пространства.

3. Ядерные процессы, Квазары, Черные Дыры

«Одна из основных задач современного астрофизического знания заключается в поиске и исследовании Активных Ядер Галактики». - В.А. Амбарцумян

Безусловно, все самые особенно значимые процессы, протекающие в пространстве нашей Вселенной, связаны с некоторым возбуждением, отклонением от состояния равновесия огромного количества энергетических Ядер. В роли таких ядер могут выступать Туманности, Квазары, Черные Дыры и т.д.

Если говорить, о Квазарах, то следует отметить, то под этим названием у современных исследователей астрофизиков встречается несколько вариантов космических объектов. Одни под ними понимают двойные или тройные коллапсирующие звезды, в основном, далеких от нас галактик. Подробнее об этом говорится в другой книге. Под этим же именем встречаются в литературе и мощное возгорающееся звездное образование. Скорее всего, такое разнообразие обусловлено отсутствием полной определенности, как в методах, так и в результатах исследований звездных космических образований, заполняющих нашу Вселенную.

После того, как были построены мощные радио и оптические телескопы на Земле, а так же оснащен в около земном космическом пространстве телескоп Хаббл, после того как стали известны методы и доступны современные средства автоматизированного сбора и обработки информации, использующие уникальные вычислительные средства, астрофизики получили возможность проводить обширный наблюдательный эксперимент в ближнем и дальнем космосе. Особое значение приобрел тот факт, что все основные результаты и снимки, полученные с помощью телескопов, немедленно публикуются в открытой печати, и, особенно в Интернет. Ученые всех стран получили возможность объединить свои усилия в изучении физических процессов, протекающих во Вселенной. Переоценить важность таких возможностей нельзя, поскольку теперь мы вправе ждать существенного прорыва в эволюции нашего познания в устройстве Мира.

Не так давно в США был отснят прекрасный фильм, посвященный Активным Галактикам. В нем дается изложение попытки американских ученых построить модель, позволяющую выработать некоторое представление о том, как происходит образование Галактик. В целом, одной из основных задач космологии является понимание того, как формировалась Вселенная, как создавались галактики. Изучению этого вопроса посещают работы многие ученые астрофизики, а вот какой вариант предлагает американская школа космологии.

Основная часть звезд, которая имеется во Вселенной, входит в состав галактик. То есть, Вселенная состоит из отдельных сгустков звезд, объединенных в различного типа галактики, которые разделены между собой огромными космическими пространствами. Звезды же производят кислород, углерод, формируют планеты.

Нашу галактику, которую называют Млечный Путь, мы видим на небе как пояс, состоящий из звезд. На самом деле, это гигантский вращающийся диск, имеющий в ширину около 200 тыс. световых лет. Он состоит их 200 млрд. звезд, подобных нашему Солнцу, медленно вращающихся вокруг некоторого цента. Однако наша Галактика является одной из 125(?) млрд. галактик, находящихся в непрерывном вращательном движении в пространстве Вселенной.

Пока ученые не смогли однозначно объяснить, как сформировались эти звездные образования, каков механизм возникновения Галактик. На самом деле, это очень сложный процесс. В нем задействованы гравитация, столкновение огромных газовых шаров, участвует динамика звезд, химия смешивающихся газов. Полагают, что когда Вселенная была молодой, не было звезд и планет, а существовало множество газовых облаков, состоящих из водорода. Тайна заключается в механизме превращения каждого облака в комплекс галактик, который мы наблюдаем сегодня. Как этот процесс происходил? Как, за счет чего возникли галактики из растекшегося ионизированного газа, который заполнял Вселенную?

Вопрос механизма возникновения Галактик десятилетиями терзал астрономов и физиков. Но теперь, кажется, ученые нашли доказательство, которое представляет довольно таки необычный ответ. Это совершила группа Буккера известных во всем Мире американских астрономов. Правда, эти ученые не являются специалистами по галактикам, они занимаются вопросами, которые посвящены самой разрушительной известной науке силе во Вселенной Сверх Массивным Черным Дырам.

До недавних пор, эти самые Сверх Массивные Черные Дыры были известны лишь в теории. Эти гигантские ЧД имеют апокалиптические размеры, они во много миллионов раз превышают по размерам «обычные» Черные Дыры, которые во множестве наблюдаются во вселенной. Сверх Массивные Черные Дыры это взбесившееся тяготение, это объект с таким плотным веществом, что его тяготение ненасытно. Ничто не может их нее вырваться, даже свет. Все, что к ней приближается: газ, звезды, целые звездные системы, все засасывается в небытие, туда, где материя полностью трансформируется в энергию. Черная Дыра такой мощности разрушает даже сам механизм Вселенной.

Если представить Вселенную как пространственно временную сеть, то тяготение обычных звезд и планет создает как бы гравитационную решетку. Но тяготение Сверх Массивных Черных Дыр так велико, так разрушительно, что искривляет пространство время за пределы прочности. В центре Сверх массивной Черной Дыры находится одно из самых таинственных явлений в Мире, это сингулярность, где пространство, время и все законы физики разваливаются. Что происходит в центре сингулярности, для ученых остается тайной. Пока об этом ничего неизвестно даже в теории. Возможно, оказавшись в точке сингулярности и пройдя ее можно попасть в совершенно другое пространство.

Сверх Массивные Черные Дыры понятие столь странное, что до недавнего времени многие ученые сомневались в их существовании. Были попытки объяснить их присутствием резких типов Галактик, так называемых активных Галактик. Это один из самых ярких объектов во Вселенной. У этих галактик яркое светящееся ядро с обширным выбросом энергии из центра. Мощное ядро горячей яркой массы назвали Квазаром. Ученые считают, что вращающаяся масса может обуславливаться мощной гигантской Черной Дырой.

Идея о том, что Квазар, светящийся столь ярко - это не сверх мощная Черная Дыра, это газовое облако, которое вот-вот будет поглощено мощной ЧД. Оно вращается вокруг нее, ярко светясь перед тем, как исчезнуть в ЧД.

/Согласно другой гипотезе, о которой подробно говорится в разделе, посвященном Квазарам, Квазар представляет собой двойную звезду. Эти две звезды вращаются вокруг друг друга и общего центра, имеют большие гравитационные массы, представляют собой газовые облака, которые способны сколлапсировать./

У гигантской ЧД столь мощное гравитационное поле, что она швыряет вокруг себя газы и звезды почти со скоростью света. Газ разогревается до температуры свыше миллиона градусов. Трение внутри разогретого газа велико, и разогретый газ светится очень ярко. Хотя сам Квазар светится очень ярко, ЧД внутри его увидеть невозможно, поскольку ЧД невидима из-за поглощения ею света.

Пока ни у кого нет уверенности, что массивные ЧД, в самом деле, существуют в ядре этих странных активных Галактик. Двадцать лет потратила научная группа Буккера на поиски этих ускользающих чудовищ. Сначала надо было доказать существование сверх массивных Черных Дыр, надо было открыть столь странное космическое явление, что даже представить себе трудно. В 1983 году Аллан начал вести наблюдения с целью обнаружения сверх массивных Черных Дыр. Напрямую ее обнаружить нельзя, поскольку она «черная», ничего не излучает.

Ее ищут по вторичному гравитационному эффекту, по тому, как она притягивает космическое вещество. Ее мощное гравитационное поле заставляет окрестные звезды двигаться вокруг себя по спиральной сокращающейся орбите со скоростью порядка 500 км/час. Измерив скорость движения этих звезд, которая существенно превышает обычные космические скорости, он смог доказать существование ЧД в центре активных Галактик. Для наблюдений была выбрана ближайшая к нам активная Галактика, которая могла бы иметь в своем центре массивную ЧД.

Для доказательства факта существования активного ускоренного движения звезд в центре Галактики IJ-1068, необходимо было сравнить это движение со звездами в нормальной, пассивной Галактике, без ЧД в ее центре. Звезды, кружащиеся вблизи центра притяжения должны двигаться с половинной скоростью, поэтому для сравнения ученые выбрали соседнюю с нами Галактику «Туманность Андромеды», которая, как и наша собственная Галактика «Млечный Путь», не имеет активного центра.

Для измерения скорости звезд в этих, весьма различающихся галактиках Брауде использовал спектральный метод исследования сигналов, получаемых с помощью телескопа, работающего в видимом диапазоне частот. Проводились измерения спектрограмм светимости звезд, вращающихся вблизи ядра галактики. При этом спектроскоп показывает спектр звезды в виде белой полосы, а движение звезды вокруг ядра отслеживает темной вертикальной линией. Если звезды в галактическом центре кружатся медленно, то темная линия не должна показывать никаких изменений. Если же звезда движется с большой скоростью, резко смещаясь к нам или от нас, то темная линия покажет резкое смещение по отношению к центру галактики.

Если имеется сильное смещение спектральной линии, то это означает большое изменение скорости движения звезд от одного края галактики к другому. Последнее означает, что звезды расположенные ближе к центру галактики движутся с существенно большими скоростями, чем те звезды, которые находятся на ее периферии, что, в свою очередь, говорить о наличии в центре большой гравитационной массы (сверх массивной ЧД).

Длительное время проводились измерения скоростей звезд в центре галактики IJ1068 и «Туманности Андромеды». Когда были получены результаты обработки соответствующих спектров и их сравнительный анализ, то получили совершенно неожиданные результаты. Спектр от галактики, в которой искали массивную ЧД, был плохо различим из-за большой удаленности IJ1068, спектр имел не достаточно яркое изображение. Сюрприз же преподнесла галактика «Туманность Андромеды» нормальная, спокойная галактика, наша ближайшая соседка. Смещение темной спектральной линии показало, что в ее центре звезды движутся от нас очень быстро, со скоростью 150 тыс. км/час и имеют линейную скорость порядка 500 тыс. км/час.

Исследователи предположили, что у такого явления может быть лишь одно объяснение, лишь одна причина. В центре этой галактики имеется сверх массивная ЧД. Аналогичные результаты получили и другие ученые, использовавшие сведения от телескопа Хаббл. Так были обнаружены доказательства существования самой ужасной силы природы. Такая массивная Черная Дыра оказалась в обычной, спокойной, соседней с нами галактике. Похоже, причиной, того, что ранее не была там обнаружена массивная Черная Дыра, является факт отсутствия в центре галактики интенсивного свечения типа Квазара. Последнее положение вещей может быть объяснено отсутствием в центре галактики поглощения материи Черной Дырой, поскольку, вероятно, такой материи нет в районе действия ее гравитационного поля. Возможно, что данная Черная Дыра находится в спящей фазе.

Некоторые теоретики еще раньше предсказывали, что сверх массивные Черные Дыры могут существовать в двух состояниях. При поглощении материи Черная Дыра создает вокруг себя сияющий газовый диск, затем, очевидно, поглощение прекращается, оставляя темное смертельно опасное для любой материи ядро.

Многие ученые отнеслись с недоверием к тому, что массивная ЧД была обнаружена так «близко» от нас. Они считали, что для такой экстремальной идеи доказательств недостаточно. Даже сама научная группа ученых, совершившая это открытие, стала сомневаться.

Всегда есть опасность, что вместо ЧД окажется плотное скопление темного вещества, и, возможно была допущена элементарная ошибка. Чтобы убедить скептиков, необходимо было найти как можно больше массивных Черных Дыр, во множестве других Галактик. Для этого необходимо глубже заглянуть в пространство Вселенной. Поэтому к исследованиям был подключен телескоп Хаббл. С 1994 года с помощью этого телескопа началось систематическое наблюдение за центрами удаленных галактик с целью поиска признаков наличия звезд, быстро вращающихся вокруг центра мощных Черных Дыр.

Астрофизики начали наблюдения с активной галактики М87. Как и ожидалось, в ней была обнаружена гигантская поглощающая ЧД с огромным выбросом энергии в галактическое пространство. Но, когда стали наблюдать и неактивные галактики, случилось невероятное. В каждой из наблюдаемых галактик ученые обнаруживали присутствие сверх массивных Черных Дыр. На сегодняшний день обнаружено уже около 30 Черных дыр. Раньше считалось, что ЧД встречаются очень редко, но телескоп Хаббл обнаруживал их везде. В активных галактиках это поглощающие, а в обычных галактиках - тихо таящиеся. Практически всем исследователям становилось ясно, что в каждой галактике есть сверх массивная Черная Дыра.

Это было весьма удивительно. Если это не редкий каприз природы, следовательно, надо пересматривать наше представление о том, что такое Галактика, каково ее устройство. Возникает беспокойство по поводу того, что где-то и в нашей галактике «Млечный Путь» может таиться массивная Черная Дыра. Андреа Герц уже 5 лет работает на Гавайских островах на мощнейшем телескопе, регистрирующем сигналы в видимом диапазоне частот, пытаясь выяснить, есть ли массивная Черная Дыра в середине Млечного Пути. Ранее считалось, что наша галактика вращается вокруг массивного центра, состоящего из звезд, газа и пыли. Ученые работают на самом мощном оптическом телескопе на Земле, расположенном на высоте 4500 м над уровнем моря. Его 10-ти метровое зеркало состоит из 36 сегментов полированного, аллюминизированного стекла. Это уникальное сооружение, которое позволяет видеть очень далекие объекты и различать мелкие детали.

Четыре раза в год Герц наводит телескоп на самый центр Млечного Пути. Ученые ищут следы высоких скоростей движения звездной материи, что могло бы указать на присутствие массивной Черной Дыры. Цент Млечного Пути так «близко», а телескоп столь мощный, что можно видеть центр нашей галактики, четче, чем когда-либо ранее. Снимки представляют собой совокупность светлых пятен (это звезды), которые размыты из-за земной атмосферы. Обработав и сравнив множество снимков, компьютер может скомпенсировать атмосферную дисперсию и представить детальную картину центра Галактики.

Если увеличить масштаб, то можно рассмотреть в центре галактики скопление звезд, которые исключительно важны. Обработка последовательно выполненных снимков позволило обнаружить вращение звезд вокруг слабо светящегося центра. Центр нашей галактики еще требует дальнейшего тщательного исследования.

Как же соотносятся функции Черных Дыр и самих Галактик? Что же делают, какую роль играют Черные Дыры в формировании и жизни Галактик? Какова их функциональная связь? Влияют ли Черные Дыры на состояние Галактик? Или, наоборот, Галактики влияют на свойства Черных Дыр? Пока удалось выяснить, что существует связь между размером Галактики и размером Черной Дыры, расположенной в ее центре. Обнаружили, что есть зависимость между массой ЧД и массой окружающей ее Галактики.

В маленьких Галактиках в центре расположены малые ЧД, имеющие массы, равные миллионам масс нашего Солнца (Солнце - звезда средней величины). Большие галактики содержат ЧД массой порядка млрд. масс Солнца. Соотношение их масс везде оказывается одинаковым. (М_чд/М_г = const). Масса ЧД всегда составляет 0,5% от массы галактики. Возник естественный вопрос, почему, чем объясняется такая связь? Никто не ожидал, что масса ЧД и Галактики связаны. После трехлетнего периода изучения этого вопроса тайна была разгадана. Первый прорыв случился, когда к космическому радиотелескопу добавили новое технологическое оборудование, что позволило изучить большое число ЧД и предоставило ученым материал для исследований.

Статистический материал накапливался, и то, что было открыто в этом году, полностью перевернуло мир космологического знания. Были обнаружены Черные Дыры в таком количестве, которое раньше не предполагалось. Американские ученые стремились обнаружить зависимость между ЧД и связанными с ними галактиками. Рассматривались различные галактические характеристики и выискивались новые связи. Но лишь тогда, когда было рассмотрено свойство под названием «сигма», удалось подобрать ключ к тайне. - это скорость, с которой движутся во вращательном движении звезды во внешней области галактики.

Звезды во внешней части галактики столь удалены от центра, от центральной ЧД, что ее гравитационное поле непосредственным образом совершенно не действует. Эти звезды не чувствуют Черной Дыры, они ощущают взаимное влияние других звезд. Именно поэтому до некоторого времени достаточно точными казались расчеты в области небесной механики, выполняемые на основе законов Всемирного Тяготения. Если убрать ЧД из центра Галактики, скорости этих периферийных звезд и характер их движения никак не изменятся.

Это привело ученых к выводу, что вроде бы между размерами ЧД и скоростями звезд в галактике нет никакой связи. Итак, ученые едва не сделали поспешный и неверный вывод. Когда исследователи получили все результаты измерений, вычислили массы ЧД и свели все данные в единый график, то пришли к иным выводам.

На графике введены следующие обозначения:

_вр - скорость вращения периферийных звезд галактики;

М_чд - масса Черной Дыры.

Результаты позволили установить вид зависимости массы Черной Дыры и скорости вращения звезд галактики на ее периферии. Эти пара метры космической системы оказались строго связанными. Чем больше масса Черной Дыры, тем выше скорость вращения звезд на краю галактики. То есть ЧД выбрасывает в пространство вихри раскаленных газов и выкидывает их на периферию, при чем, энергия, заключенная в этих выбросах зависит от массы ЧД.

Когда Черная Дыра при действующем горячем пылевом Квазаре поглотит все вещество в зоне действия ее гравитационного поля, она прекращает поглощать материю и энергию и становится невидимой в центре галактики, проявляя себя лишь в области гравитационных сил. Ученые вычислили, что инерционный момент, когда ЧД отбрасывает прочь внутреннюю часть окружающей ее галактики, зависит от того с какой скоростью движутся звезды во внешней части галактики. Чем быстрее движутся эти звезды, тем больше их инерционная масса и тем тяжелее их оттолкнуть, и тем больше ЧД потребуется энергии, чтобы воздействовать на движение вращающихся звезд.

Из этого авторы делают вывод, что размер Черной Дыры, в конечном счете, зависит от того, насколько быстро движутся вокруг нее звезды вновь образовавшейся галактики. Однако, авторы, по всей видимости, поменяли местами причину и следствие, поскольку правильнее говорить, что скорость вращения звезд в галактике зависит от Черной Дыры, расположенной в ее центре, что в абсолютной степени подтверждается и дальнейшими логическими построениями авторов.

Если эта теория верна, то должна быть простая корреляция между массой центральной ЧД и скоростью звезд во вновь возникшей окружающей ее галактике. Именно это и демонстрирует график на предыдущем рисунке. Это означает, что если предложенная теория верна, и Черные Дыры позволяют запустить механизм образования звезд, то Черные Дыры и Галактики связаны друг с другом с момента зарождения галактик. То есть, источником образования галактик является процесс формирования сверх массивных Черных Дыр в их ядрах. Следовательно, от чего бы ни зависело образование галактик и от чего бы ни зависело формирование Черных Дыр, это, практически, один связанный процесс, это одно общее явление.

Это открытие вызвало сенсацию. Сверх массивные Черные Дыры большой новостью в космологии. Еще несколько лет назад Черные Дыры рассматривались как редкость, как нечто удивительное, но оказалось, что они являются фундаментальной основой Галактик, и их следует принимать во внимание. Таким образом, теория и наблюдательный эксперимент приводят ученых к новому видению процесса образования галактик. Пока это еще только гипотеза, и предстоит выяснить и уточнить детали. Но, если это верно, то все могло начинаться так при зарождении во Вселенной космических объектов.

В ранний период формирования Мира любое пылевое или газовое облако могло стать современной Вселенной при одном лишь условии - это образование всепоглощающей Черной Дыры. Черная Дыра немедленно начинала втягивать в себя окружающую материю. Это вызывало гигантскую вспышку образования звезд, и зарождались Галактика. Вселенная была наполнена такими процессами. В конце концов, ЧД и ее Квазар отталкивали остаток Галактики. После излучения Квазара, оставшись без материи, которую она может поглощать, ЧД замирала в центре Галактики, молчаливая и невидимая.

Так что сверхмассивная Черная Дыра, эта ужасная разрушающая сила могла быть основой создания и нашей галактики «Млечный Путь». Тем не менее, ее скрытую разрушительную мощь нельзя недооценивать.

Ученые, работающие на мощном оптическом телескопе на Гавайских островах, обнаружили новый яркий источник света в центре млечного пути. Возможно, наша сверхмассивная Черная Дыра вновь начала поглощать материю. Ранее уже говорилось об эксперименте, проводимом Герц. Она считает этот источник света удивительным и опасным. Спокойная с виду Черная Дыра в любой момент может начать поглощение, и возникнет свечение. Свет должен исходить от горячего газа, затягиваемого ЧД в ее гравитационное поле. Если бы обнаруженный свет исходил от звезды, то это световое пятно должно было бы вращаться со всеми остальными звездами. Если же это косвенное свидетельство присутствия Черной Дыры и ее поглощения, то обнаруженный источник света должен оставаться неподвижным.

Для выяснения этого обстоятельства были сделаны два снимка (май 2005 года и июль 2005 года). Оказалось, что звезды вокруг сместились, а этот источник света не изменил своего положения относительно центра Галактики. Андре считает, что обнаруженный ею свет приходит от вихрей раскаленных газов, затягиваемых ЧД.

Если наша Черная Дыра снова начала поглощать, может ли это как-то затронуть Землю, хотя мы и находимся на расстоянии 24 тыс. световых лет от центра галактики. У нас, вероятно, совершенно не должно быть опасений быть уничтоженными ЧД даже, если она начала поглощать. По сравнению с другими галактиками наша ЧД спокойная, и выбросы от нее незначительны. Она угасла очень давно, и зажечь ее снова может только огромная космическая катастрофа, которая сдвинула бы с места звезды с края галактики в сторону смертельного ядра. И такая катастрофа однажды может произойти. По крайней мере, вероятность такого события не равна нулю.

В июне 2005 года М. Дубинский вычислил конечную судьбу нашей галактики Млечный Путь и ее ближайшей соседки Туманность Андромеды. В настоящее время, Туманность Андромеды движется в сторону галактики по имени Млечный Путь, а, следовательно, в будущем они подойдут очень близко друг к другу. (А как же быть со всеобщим разбеганием Галактик в настоящее время, согласно теории Большого Взрыва?) Автор утверждает, что сейчас Туманность Андромеды приближается к нам с относительной скоростью 430 км/час. Ученые считают, что однажды она в нас врежется. Дубинский решил рассчитать, что произойдет с нами через 3 млрд. лет, когда начнет происходить столкновение двух мощных галактик. (Столько не просуществует наше Солнце, оно к тому времени уже успеет погаснуть, исчерпав свою энергию.)

У автора получилась детальная картина о представлении конца Млечного Пути. Когда наши галактики врежутся друг в друга со скоростью около тысячи км/час, возникнут сильнейшие ударные волны, которые разогреют газ до высоких температур. Газ начнет поглощаться в две гравитирующие Черные Дыры. Возникнет двойное поглощающее безумие. Две чудовищные спирали вопьются друг в друга. (Описание глобальной космической катастрофы с участием огромных коллапсирующих гравитационных масс приводится в другой книге.) В итоге две ЧД начнут двигаться по спирали, описывая сложную траекторию в общем гравитационном поле, сольются в колоссальном взрыве и образуют новую сверх массивную ЧД создавая вокруг себя новую Галактику. Дубинский вычислил, что это сильнейшее столкновение сорвет Землю и всю Солнечную Систему с их орбиты.

При этом возможно, в предельном случае, два крайних варианта. Если мы окажемся на стороне галактики, противоположной от места столкновения, то Солнечную Систему выкинет в свободное космическое пространство, и это, в определенном смысле, может оказаться удачей. Другая возможность, если мы окажемся в той части галактики, которая будет непосредственно участвовать в столкновении. Тогда нас отбросит прямо в центр хаоса. Поглощающая система двух ЧД запустит механизм звездных взрывов и формирования сверх новых звезд. Взрывная волна сверх новой звезды поглотит атмосферу и мгновенно ее испарит, испарит океаны и превратит Землю в неорганический остаток.

Но как уже говорилось выше, во-первых, в настоящее время, вероятно, мы живем во времена расширяющейся Вселенной, и, во-вторых, время жизни нашего Солнца намного короче, чем тот промежуток, который отведен Миру до описанного выше апокалипсиса.

4. Живая материя. Торсионные поля. Варианты вопросов Мироустройства, как его представляет сегодня наш Разум

Рассмотрению подобных сложнейших вопросов уже посвящено в этих книгах множество разделов. Они, безусловно, относятся к фундаментальному знанию, без четкого понимания которого решение всех остальных вопросов представляет собой жалкие попытки ученых всех профилей науки создавать «стройные» теории. Далее после короткого лирического отступления приведен лишь короткий перечень вопросов, остро поставленных и далеких даже от своего промежуточного решения.

«Для наглядного понимания проблем, связанных с конструированием Вселенной, стоит привести один пример. В звездах углерод образуется в две ступени. Сначала сливаются две альфа-частицы, образуя нестабильный изотоп бериллия-8. Затем к бериллию прибавляется еще одна, третья альфа-частица, и появляется ядро углерода. Ядра атомов, будучи квантовыми системами, не могут иметь произвольную энергию в возбужденном состоянии, но имеют строго определенный набор уровней, свой для каждого вида ядра. Один из энергетических уровней ядра углерода таков, что вероятность реакции резко повышается, и это позволяет в конечном итоге образоваться углероду. Знаменитый энергетический уровень, равный 7,65 МэВ, замечателен тем, что суммарная энергия возбужденного состояния ядра углерода всего на 0,3 МэВ выше суммарной массы альфа-частицы и ядра бериллия. Эта добавка компенсируется кинетической энергией сталкивающихся частиц, резонансно увеличивая эффективность реакции, что было теоретически предсказано Фредом Хойлом в 1953 году. Эксперимент подтвердил правильность предсказания энергии этого уровня. Природа как будто знала о будущей необходимости этого уровня. В работе Л.Б. Окуня «Фундаментальные константы физики» есть слова: «Когда смотришь на диаграмму энергетических уровней ядра ¹²С и видишь первые три уровня 4,43 МэВ, 7,65 МэВ и 9,64 МэВ, то охватывает чувство глубокой благодарности к уровню 7,65 МэВ за то, что он не спустился на 0,5 МэВ ниже. Какой малый запас прочности и устойчивости у всего, что нам так дорого».

Антропный принцип. Вместилище Миров. Реконструкция Вселенной. Случайная закономерность. Круговорот вещества во Вселенной. Звездные фабрики. Комфортное существование живой материи. Жизнь цивилизаций. Единая теория поля. Соотношение сил в космологическом сценарии. Небелковые формы жизни. Каким должен быть Мир, чтобы Разум жил вечно. Заселение Галактик.

Именно этим вопросам посвящены публикации в журнале «Вокруг Света» профессора, доктора физико-математических наук С. Рубина.

«Порой нам кажется, что окружающий Мир агрессивен и стремится уничтожить слабого и беспомощного человека. А на самом деле наша Вселенная, похоже, специально сконструирована именно такой, какой мы ее видим, чтобы в ней могли зародиться жизнь и появиться люди. Это тем более отрадно, что, как оказывается, даже минимальные изменения в мировых константах и законах приводит к таким колоссальным изменениям в свойствах Вселенной, что ни о какой форме жизни и разума в слегка модифицированном Мире не может быть и речи. Всегда считалось, что наука должна стремится к выяснению законов природы. Но такая постановка вопросов уже не удовлетворяет ученых. Можно ли объяснить все законы природы? Почему выполняются именно эти, а не другие? И, наконец, почему вообще законы выполняются? Подобные вопросы стали уместны после того, как произошли значительные изменения в наших знаниях об устройстве Вселенной, и мы поняли, что вселенные могут быть разными и их может быть много».

«Возможно, вселенных много, в каждой из них своя масса покоя электрона и свои разумные существа. Эта любопытная идея давно обсуждается учеными. Где эти вселенные расположены, почему у них разные свойства, можно ли их достичь в будущем - вот не полный перечень вопросов к сторонникам подобной идеи. Кроме того, если все возможно, то зачем изучать конкретную Вселенную? Не будем ли в таком случае напоминать червячков, живущих в одном из яблок и с увлечением обсуждающих генезис, цвет, топологию и размеры яблока-вселенной?»

По итогам работ на телескопе Хаббл: «Возможно, в данной горячей туманности сейчас формируется планета, которая через миллиарды лет станет такой же, как наша Земля».

«Как знать, быть может, Земля лишь один из полигонов, на котором Сверхразум проводит свои научные эксперименты».

«Мы не знаем, какую форму изберет для себя Разум в далеком будущем, но почти наверняка он будет локален в пространстве и сможет взаимодействовать с окружающим его Миром».

«Люди с древних времен размышляют об устройстве Мира и взаимосвязи его частей».

«Хочется верить, что космические корабли будущего смогут преодолеть не только пространство, но и время».

До Эйнштейна Вселенную представляли в виде пространства, внутри которого перемещаются и взаимодействуют различные материальные объекты. Общая теория относительности внесла серьезные коррективы в эти представления. Стало понятно, что свойства пространства неразрывно связаны со свойствами самой материи, и что свойства самого пространства могут меняться под воздействием материи и энергии. Вселенная, ее размеры, скорость ее расширения, а так же ее эволюция полностью определяются свойствами образующей эту Вселенную материи. Структура и свойства нашего Мира взаимосвязаны и очень чувствительны к малейшим изменениям фундаментальных констант и законов, которым подчинена сущность Вселенной. И, возможно, только в таком Мире смогла появиться «живая» материя. Так называемый антропный принцип утверждает, что мир создан подобным образом для того, чтобы в нем мог появиться человек.

В книге Б. Картера «Совпадение больших чисел и антропологический принцип в космологии» сказано: «То, что мы ожидаем наблюдать, должно быть ограничено условиями, необходимыми для нашего существования как наблюдателя. Вселенная должна быть такой, чтобы в ней на некотором этапе эволюции допускалось существование наблюдателей». При других параметрах нашего Мира не возможны были бы сложные структуры и существование разумных наблюдателей. Эта гипотеза не лишена, с одной стороны, оригинальности и, с другой стороны, серьезной логической натяжки. Действительно, во-первых, наблюдателей всегда является активным элементом процесса. Во-вторых, всякое случайное распределение функций для физической достоверности и устойчивости процесса требует нормального распределения основных параметров.

Как уже подробно говорилось в других разделах, многие современные ученые допускают существование вселенных с отличными от наших наборами параметров и фундаментальных законов, в которых существует жизнь, не похожая на нашу. В этом смысле, даже можно предположить, что некоторая вселенная может быть лишь проекцией или параметрическим срезом некоторой другой вселенной. Тогда вся бесконечная система вселенных может быть организована в единую упорядоченную структуру.

С. Вайнберг, Нобелевский лауреат и один из создателей единой теории электрослабых взаимодействий, в своей книге «Мечты об окончательной теории» пишет: «Возможно, существуют различные логически допустимые вселенные, причем, каждая со своим набором фундаментальных законов».

В толковании антропного принципа пока нет единого мнения, как и в научном диспуте о существовании других вселенных. Голоса при этом разделяются на категории. Во-первых, полное отрицание, как не научного подхода; во-вторых, полное равнодушье, поскольку изучают конкретные физические процессы; в-третьих, восторженное, о возможных взаимосвязях бесконечного множества вселенных.

В научных статьях, посвященных рождению и развитию различного рода вселенных, обычно не обсуждается вопрос о том, где все эти вселенные находятся, как они сосуществуют и могут ли взаимодействовать между собой. Авторы многих научных работ основное внимание уделяют допустимым свойствам гипотетических Миров. Возможно, вселенные расположены на колоссальных расстояниях друг от друга, которые многократно превышают размеры видимой нами части нашей Вселенной. Весь Мир, скорее всего, существенно превышает размеры, регистрируемые с помощью телескопов. Это расстояние составляет всего 10²⁸ см, тогда как вся вселенная к настоящему моменту составляет величину порядка 10^{1 000 000 000 000} см., которую она приобрела благодаря Большому Взрыву и затем последующему инфляционному расширению. Это то минимальное расстояние, на котором могут находиться соседние, в смысле геометрии, вселенные.

Такой подход к мироустройству соответствует научным взглядам А. Линде, который посвятил свои работы хаотической инфляции. Но существует и иной взгляд на устройство нашего Мира, который согласуется с Общей Теорией Относительности А. Эйнштейна. Согласно с этой парадигмой различные вселенные находятся как бы внутри друг друга, и наша Вселенная входит в состав других, объемлющих ее, вселенных. Кроме того, вполне возможно, что наша Вселенная представляет собой лишь краткую вспышку и небольшую квантовую флуктуацию в какой то другой вселенной. По теории относительности Эйнштейна почти все относительно, и, то, что для нас длится миллиарды лет, для другого наблюдателя может закончиться за микросекунды. Хотя в данной ситуации непонятно даже то, как сравнить секунды и метры разных миров. Ведь если в нашем Мире есть атомы и колебания электронов, то в том, где наша жизнь одно мгновение, может быть все по другому. И в нем нет ни атомов, ни электронов, ни протонов.

Есть парадигма, предложенная в 1983 году В.А. Рубаковым и М.Е. Шапошниковым, по которой наш четырехмерный Мир включен в мир большего числа измерений в виде четырехмерной поверхности, и которая разрабатывается и сейчас в виде модели «Мира на броне». Следует отметить, что современная наука не может ответить на вопросы: где находятся все эти смоделированные вселенные, что было до того, когда благодаря квантовой флуктуации возник наш Мир.

Сложно ли создать вселенную с условиями, достаточными для зарождения белковой жизни? Для возникновения такой жизни необходимо как минимум звезды, планеты, атомы. Интересно отметить, что другой конструкции мира мы не можем даже вообразить, поскольку подобное познается подобным, и это как замкнутая система ограничивает наш творческий замысел. Для нашего мира природа выбрала трехмерное пространство. И, хотя физики говорят, что наше пространство одиннадцати мерное, но большая часть этих измерений свернута в компактную структуру, тогда как система, в которой возможно движение, трехмерная.

Если пространство имеет всего два измерения или только одно, то в нем, по современным представлениям, нельзя обеспечить жизнеспособность сложных структур, и, соответственно, жизнь в нем не возможна. Трехмерное пространство обеспечивает устойчивость орбитам планет, звезд в галактиках, а так же галактик в метагалактиках. Если число измерений больше трех, то, как показал физик Пауль Эренфест в начале прошлого столетия, планеты не смогут удержаться возле звезд. Даже малое возмущение орбиты планеты приведет к неустойчивости движения. Аналогичная ситуация будет и в атомной структуре, что определит всеобщую неустойчивость такого Мира. Таким образом, трех мерность пространства есть необходимое условие для возникновения нашего устойчивого эволюционирующего белкового Мира. Но эволюция любой системы требует так же четвертой координаты, называемой временем, как свойства материи.

Согласно современным представлениям одной из парадигм, пространство и время возникают вместе с материей в процессе сверх быстрого, так называемого, инфляционного расширения и Большого Взрыва, что представляет собой довольно стройную стандартную космологическую модель. Однако, хорошо представляя развитие событий в космических масштабах, ученые не могут объяснить, какие процессы протекают на микро уровне. Особая неясность возникает при рассмотрении вопросов, связанных с антиматерией, с аннигиляцией.

Однако есть версия, по которой античастицы представляют собой обычную физическую сущность, которая отличается от обычных частиц величиной энергетического барьера. И, как подробно сказано в разделе (2-7), частицы возникли на самом раннем этапе формирования Вселенной, когда ее температура равнялась 10¹²К, возраст - 10^-5 секунды. Хотя в других источниках указанные цифры существенно отличаются от этих, что связано, видимо, с большими различиями в используемых при расчетах моделях. Ведь все они носят чисто гипотетический характер.

Для жизни белковых существ нужны тяжелые элементы типа углерода, который содержит 12 протонов в ядре. Однако, протоны, имея одинаковый положительный заряд, отталкиваются, такое ядро моментально распадется. Для обеспечения стабильности ядер нужны сильные взаимодействия и нейтроны. Но нейтрон распадается на протон, электрон и нейтрино. Получается, что все нейтроны, рожденные в тот момент, когда Вселенная была горячей, должны в дальнейшем распасться. Но нейтроны нужны для образования ядер гелия еще до появления первых звезд. Дело в том, что ядерные реакции в звездах чувствительны к начальному составу вещества, и, если гелий будет отсутствовать в момент рождения звезд, то темп термоядерных процессов в звездах изменится. В таком случае углерода, водорода и других элементов окажется слишком мало.

Благодаря сильному взаимодействию при столкновении протон и нейтрон объединяются, образуя дейтерий, внутри которого нейтрон может существовать сколь угодно долго. Но, когда Вселенная была горячей с температурой 1010К, имелось много высокоэнергетических фотонов, которые разрушали ядра дейтерия, освобождая при этом нейтроны, что способствовало дальнейшему строительству элементов. Время жизни нейтрона составляет 15 минут. Этого времени оказалось достаточно, чтобы понизилась температура Вселенной, и средняя энергия фотона стала достаточной для разрушения ядер дейтерия.

Вероятно, именно в результате нуклеинового синтеза появляется стабильный гелий. Ядерные реакции могли бы и далее постепенно увеличивать массы ядер, но утяжеление ядер прерывается по нескольким причинам. Во-первых, уменьшается вероятность столкновения частиц, поскольку Вселенная продолжает расширяться, и увеличивается эффективное расстояние между частицами. Во-вторых, уменьшается энергия частиц, что затрудняет их слияние.

Скорость расширения Вселенной - это очень серьезный фактор, который влияет не только на содержание химических элементов в нашем мире. Вселенная должна расширяться не слишком быстро, чтобы успели образоваться галактики, но и не очень медленно, чтобы не допустить высокой плотности вещества в ней, когда благодаря гравитационной энергии все обратиться в черные дыры.

Звезды призваны выполнять две функции. Формирования тяжелых элементов и обогрев планет с белковыми сущностями. В цепочке ядерных преобразований переход водорода в гелий происходит очень редко. В условиях Солнца время такой реакции составляет 6 млрд. лет. Однако, протонов в недрах Солнца очень много (10⁵⁷ частиц). Тепловая энергия нашего светила составляет 3,88*10²⁶ Вт.

Известно, что массивные звезды живут не очень долго и взрываются в конце своего жизненного цикла. Образовавшиеся в звездах углерод и другие тяжелые элементы попадают в окружающий космос вместе с несгоревшим водородом, образуя газовые облака и создавая основу для последующего формирования новых звезд. Так происходит непрерывное умирание старых и нарождение новых космических объектов.

Что же касается появления белковой жизни и разумных существ, то такой процесс требует очень четкого и точного соблюдения физических параметров среды обитания. При возникновении бесконечного числа космических объектов и разнообразных вселенных, вероятность появления цивилизаций отлична от нуля. Допустим, условия для возникновения разумной жизни созданы и возник Разум, не всеобъемлющий мировой Разум, а рожденный белковой формой жизни. Каковы дальнейшие перспективы цивилизации, каков путь ее эволюции?