Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Образование Вселенной. Часть 7. 23 страница






Ученые в поисках новой теории. Но в каком направлении они ищут. Прислушались ли они к совету своих коллег, что было высказано ими выше. Ученые говорят, что первый существенный шаг на этом пути сделал американский физик Алан Гут. Он обратил внимание на то, что если Вселенная будет расширяться таким образом, что плотность её массы все время остается постоянной, то формулы теории относительности приводят к выводу: скорость расширения будет расти пропорционально размеру Вселенной. Чем больше Вселенная, тем быстрее она «распухает». Такой процесс происходит настолько быстро, что Вселенная почти мгновенно, раздувается от микроскопического зернышка до чудовищного пузыря с радиусом на много-много порядков больше видимой нами Вселенной. Можно представить арбуз, который мгновенно увеличивается до размеров Галактики. Раздувание «пузыря Вселенной» еще грандиознее!

Ученые предполагают, что подобно тому, как это происходит с расширяющимся газом, температура распухающей Вселенной резко упадет и из первичной материи начнут выделяться кварки, глюоны и другие частицы обычного вещества с известными свойствами. Расширение Вселенной замедлится, и в дальнейшая эволюция каждого её участка будет совершаться уже по стандартному сценарию Фридмана. Вселенная Гута оказывается практически бесконечной, а видимая часть пространства (то, что до сих пор считалось почти всей Вселенной) – лишь ничтожно малая её доля.

Здесь очень много непонятного. Вселенная рождается практически из ничего. Кто произвел гигантский Большой взрыв, ведь частиц не было – вообще же не было ничего, даже гравитации и энергии. Как из ничего появилась очень высокая температура (жар), свет? Куда всё начало распространяться? А что началось в первую очередь: образование гравитации, стремительное раздувание, или образование частиц? Раздувание само по себе не будет происходить – это не Бог, не чудотворная сила. Гравитация не буде раздувать, она будет только сжимать. (Так что гравитация должна была делать, когда она появилась в момент Большого взрыв? А как она вообще могла возникнуть в момент Большого взрыва, что именно привело к образованию гравитации? Разве взрыв может создать гравитацию?). Взрыв, раздувание и образование частиц – может ли этот процесс быть согласованным? Какие частицы должны возникать в первую очередь и из чего, если ничего не было? Если вначале возникли кварки глюоны, что они должны делать: раздувать Вселенную или объединяться в нейтроны и протоны? Сразу два процесса совершать невозможно - это противоположные процессы действия. А также здесь непонятно, если все же вдруг частицы начнут раздувать пузырь Вселенной, то они не смогут это делать быстрее, чем скорость света. И откуда частицы будут брать энергию, основная ушла на Большой взрыв? А им нужна энергия, чтобы образовывать нейтроны (но зачем образовывать нейтроны, если в кварковом супе, оно жить не могут, нейтроны существуют только в ядре, которые сами и образуют его. Кашу нейтроны не могут образовывать). Здесь еще возникает проблема. Пузырь нужно не только раздувать, но его нужно заполнять. Кварков нужно для все больше и больше. Откуда они будут браться? Или каша сама будет разрастаться, но с какой скоростью?

Ученые говорят, что «предложенный Гутом сценарий развития Вселенной, хотя и выглядит весьма «сумасшедшим» (разве может быть вещество, которое расширяясь, не уменьшает плотности?!), позволил однако, устранить почти все трудности теории Фридмана. В начале эры быстрого раздувания Вселенная могла быть такой маленькой, что во всем её объеме успело установиться равновесие – однородное распределение плотности, температуры и других свойств. Такого предположения нельзя сделать в теории Фридмана, где обратный пересчет от современных размеров Вселенной приводит к выводу, что её радиус всегда был слишком большим и взаимодействия не успевали передаваться с одного её края на другой – край отодвигался раньше, чем до него доходила волна взаимодействия. Другое дело в модели Гута. Ведь видимая нами часть Вселенной образуется там путем фридманского распухания крошечного участка уже раздувшейся Вселенной, и о ее начальных размерах можно делать различные предположения, в том числе считать их очень маленькими. Понятным становится и то, почему наш мир плоский. Он лишь исчезающее малая точка в масштабах Вселенной, а на малых расстояниях кривизна незаметна. Это подобно тому, как мы не ощущаем кривизну земного шара в нашей повседневной жизни. Магнитные частицы-монополи, рождения которых предсказывается теорией на очень ранних этапах развития Вселенной – значительно раньше рождения протонов, нейтронов и электронов, - разбросаны по огромному объему раздувшейся Вселенной, и вероятность найти их в видимой ее части неизмеримо мала. Космологическая картина мира заметно прояснилась. Если бы вот только не гипотеза о расширяющемся веществе с постоянной плотностью. Как совместить ее с законами физики? Ведь ничего подобного нигде и никогда не наблюдалось. Даже дерзким на выдумки писателям-фантастам не приходило в голову! Пожалуй, только пустое пространство - вакуум – обладает необходимым свойством. Помощь космологам пришла с противоположного полюса физической науки – из области элементарных частиц. В середине семидесятых годов группой теоретиков была разработана теория объединившая три типа сил – сильные ядерные, электромагнитные и слабые, ответственные за распады частиц и ядер. Теория предсказала существование нового класса частиц – так называемых хигтсонов (по имени английского физика И. Хигтса, который первым стал изучать их свойства). Как говорит теория, эти частицы обладают двумя значительными особенностями. Во-первых, они достаточно устойчивы только тогда, когда «сильная компонента» единого взаимодействия становится отличной от остальных: если же все три типа сил равноправны (это имеет место при очень высоких энергиях), хигтсонов практически нет – они распадаются, едва успев образоваться. Во-вторых, именно эти частицы, иначе говоря, поле, квантами которого они являются, в значительной степени определяют структуру поля приводит к такой перестройке вакуума, что энергия (нулевой уровень мира) понижается, а разность конечной и начальной энергией выделяется в виде массы и тепловой энергии элементарных частиц. Пустой мир заполняется веществом. Похоже на выпадение тумана или инея из прозрачного воздуха. Это весьма грубая картина того, что происходит в действительности, но она позволяет наглядно представить себе суть дела».

Обоснование этих соображений занималась большая группа физиков (например, Физический институт имени Лебедева Д. Киржниц, А. Линде). Расширение юной Вселенной сразу после её рождения привело к тому, что плотность массы в ней быстро упала почти до нуля. По оценкам Гута и Линде, это произошло где-то на уровне 1СГ35 секунды. Пустая Вселенная мгновенно начала раздуваться, увеличив свои размеры на десятки порядков. Температура ее быстро уменьшалась, и где-то ближе к середине эры раздувания она стала такой, что нарушилась симметрия взаимодействий и создались условия для интенсивного рождения хигтсонов. Это сопровождалось снижением энергии вакуума и соответственно выпадением (кристаллизацией) огромного числа протонов, нейтронов, частиц-гиперонов, различных типов мезонов. Вследствие изменения уровня вакуума средняя плотность свободной (плавающей в вакууме) массы подскочила на сотню порядков – увеличилась в 10100 раз! Из вещества, которое возникло буквально из пустоты в дальнейшем образовались все галактики, звезды, планеты. При этом в различных частях Вселенной мог образоваться различный вакуум. Соответственно, различными там будут и основные физические законы. Далее ученые говорят: «Если в единое взаимодействие включить еще и гравитационные силы, то тогда удается дотянуться до времен 11 порядка 10 43 секунды, когда Вселенная была квантовым объектом. К сожалению, теория «суперполя», которая реализовала бы давнюю мечту Эйнштейна о построении единой теории всех известных нам сил природы, находится пока еще в младенческом возрасте. Что было еще раньше, как произошло рождение Вселенной, - об этом можно лишь гадать. Это тайна тайн. Остается только утверждать, что материя заведомо не могла возникнуть «из ничего» и рождению нашего мира».

Появился еще один Бог, который должен решить некоторые конкретные проблемы ученых – это пустота, вакуум. Вещество возникло буквально из пустоты, т.е. пустота создала вещество. Пустое пространство – вакуум – обладает необычным необходимом свойством. Это свойство, как действие Бога - создавать материю, физические законы. Различный вакуум создает различные законы. Что он вздумает, то и сделает. В одном месте одно, в другим – другое. Ведь вакуум Бог.

Но не все ученые согласны с этим. Все же здравый смысл говорит, что материя не могла возникнуть из «ничего». Например, частицы хигтсоны определяют структуру и энергию вакуума. т.е. вещество; исходящая из них энергия создает пространство энергии – своим движением энергия и образует свое пространство. Массивные частицы не могут находиться просто так в пустоте, в вакууме, просто так его заполнять. Плотные, массивные частицы могут находиться, т.е. существовать только в ядре. Тогда они не будут так быстро распадаться, как в пространстве, когда их туда выбрасывает энергия. Но такие частицы, которые живут в пустоте (вакууме, пространстве энергии) должны каким-то образом появляться и появляться, чтобы производить расширение не уменьшая плотности. Чтобы расширить на такие огромные расстояния, нужно много вещества. Откуда они могут появиться – из пустоты? Но материя не возникает из «ничего». А пустое пространство может раздуваться? Как «Ничего» может произвести Большой взрыв, который должен расширять (раздувать) пустоту? Ничего должна разгонять Ничто. А что было до пустоты? Еще какая-то пустота. Если вещество заполняла и заполняет пустоту, значит, пустота уже была до момента самого заполнения. Значит, пустота (вакуум) была везде, она была бесконечной. Значит, везде появлялись вещества, сразу по всему пустому пространству. В таком случае не нужен Большой взрыв, само расширение. Какая связь возникает между Вселенной и пустотой? А может вообще пустота совершать какой-либо процесс, чтобы совершать взаимодействие? Пустота – это пустота? Или еще что-то подразумевается под ней?

Ученые говорят, что «пустое» пространство не может быть абсолютно пустым. Если бы вакуум был совершенно пуст, это означало бы, что все поля (электромагнитное, гравитационное и прочь.) в нем в точности равны нулю. Однако величина поля и скорость его изменения со временем аналогичны положению и скорости частицы. По этому поводу Стивен Хокинг пишет» «В пустом пространстве поле не может иметь постоянного нулевого значения, так как тогда имело бы и точное значение (нуль), и точную скорость изменения (тоже нуль). Должна существовать некоторая минимальная неопределенность в величине поля – квантовые флуктуации. Эти флуктуации можно представить как пары частиц света или гравитации, которые в какой-то момент времени вместе возникают, расходятся, а потом опять сближаются и аннигилируют друг с другом. Вещество во Вселенной образовано из положительной энергии. Но все вещество само себя притягивает под действием гравитации. Два близко расположенных куска вещества обладают меньшей энергией, чем те же два куска, находящиеся далеко друг от друга, потому что для равновесия их в стороны нужно затратить энергию на преодоление гравитационной силы, стремящихся их соединить. Следовательно, энергия гравитационного поля в каком-то смысле отрицательна. Можно показать, что в случае Вселенной, примерно однородной в пространстве, эта отрицательная гравитационная энергия в точности компенсирует положительную энергию, связанную с веществом. Поэтому полная энергия Вселенной равна нулю». Материя, наполняющая Вселенную (планеты, звезды и галактики, собранные из частиц), обладает положительной энергией, но в мире есть еще и гравитация, энергия которой отрицательна, поэтому суммарная энергия Вселенной равна нулю. Подобные соображения ученые применяют и к рождающейся из ничего Вселенной. Количество положительной энергии может удвоиться параллельно удвоению отрицательной, поскольку дважды нуль – все равно нуль. При стандартном расширении сие невозможно, поскольку по мере увеличения Вселенной плотность энергии падает. А вот в эпоху инфляции плотность энергии фальшивого вакуума остается постоянной, несмотря на увеличение размеров Вселенной. Поэтому при удвоении диаметра нашего мира вдвое вырастут и положительная энергия вещества, и отрицательная энергия гравитации, а суммарная энергия Вселенной будет по-прежнему равняться нулю. А поскольку в фазе раздувания размеры Вселенной увеличивается экспоненциально, на порядки порядков, то и общее количество, потребное для образования частиц, тоже чудовищно возрастает. Вот и ответ на вопрос, каким таким чудесным образом вся материя, заполняющая сегодня Вселенную, могла уместиться в крохотном объеме.

Пары частиц света, гравитации сближаются и аннигилируют друг с другом. Обычная энергия соединяется (точнее нужно соединить) с отрицательной энергией, они нейтрализуют друг друга и в результате получится Ничто. Положительная энергия – это обычная энергия – материя наполняющая Вселенную (планеты, звезды, галактики, состоящие из частиц, т.е. состоят из положительной энергии). Гравитация – это отрицательная энергия. (Здесь совершенно непонятно где гравитация должна находиться. Её нет в частицах, в планетах, в звездах, в галактиках. Но она там имеется и одновременно находится в другом месте. Разве это не абсурд. Прим. авт.). Вселенная начинает свою жизнь почти в абсолютном вакууме (пустоте), а потом перешагнув фазу максимальной плотности, вновь возвращается в состояние пустоты. Вселенная начинается с пустоты и кончается пустотой, а стадия космического яйца оказывается коротким промежуточным этапом на фоне необратимых полярных перемен. Вселенная периодически сжимается в точку, она вновь будет состоять из одного водорода. Такие высказывания ученых.

Энергия состоит не только из частиц света. Движение тел в космосе – это тоже энергия, и оно состоит не из частиц, это просто движение энергии. Гравитация вообще не скостит из частиц. Так что в этом плане они не соединятся, они не смогут нейтрализовать друг друга, чтобы превратиться в Ничто, в абсолютную пустоту. (Но аннигиляция частиц и античастиц не приводит к пустоте. Ученые почему-то считают, что электрон имеет положительную энергию, а его античастица – позитрон - обладает отрицательной энергией. Но позитрон, это совсем не гравитация. А также это пара совсем не участвовала в образовании планет, звезд, галактик. В этом процессе участвовал иной электрон, который получался при распаде нейтрона, и он соединен с протоном и этим они образуют системы атомов, мир атомов, которые в свою очередь создали мир молекул, мир планет. И здесь никакой аннигиляции – слава Богу. Мир не превращается в пустоту. И мы живем). Гравитация и энергия находятся постоянно в неразрывной связи друг с другом. Они никогда не будут нейтрализовать (аннигилировать) друг друга. Своим взаимодействием они определяют друг друга. Гравитация и энергия существуют друг через друга. Вместе они образуют частицы, материю – планеты, звезды, галактики (точнее ядра галактик, ядра квазар). Гравитация и энергия неразрывно находятся в веществе. Они своими определенными действиями образуют его. Эти две противоположные фундаментальные силы создают мир (тьма и свет, холод и тепло и т.д.). Гравитация (как и энергия) не может исчезнуть, превратиться в пустоту. Гравитация везде и повсюду царствует, т.е. находится всегда в постоянном действии (говорят, что когда космонавты на своем корабле, который вращается вокруг Земли, уже не ходят, а плавают и это происходит оттого, что нет гравитации, что она не царствует здесь; нет, царствует – гравитация удерживает космический корабль, и он находится на орбите, значит действует и на космонавтов, но, конечно не так как на Земле, гравитация также удерживает форму самого корабля, организма человека; если бы гравитация исчезла то всё мгновенно бы рассыпалось, рассыпалась энергия – материя, но благодаря тому, что гравитация находится в материи, она и является материей). Гравитация. создав плотность энергии, дала её новую жизнь. Вселенная развивалась поэтапно от большой плотности к меньшей – к той плотности, которая сейчас стала (она не может быть – не меньше и не больше). Первые частицы были очень массивные, очень плотные. В них было столько энергии, сколько сейчас в звезде (а может, даже и больше), а гравитации еще больше находилась, чем сегодня имеет звезда. Эти частицы существовали в гиперядре. Распад этих частиц давал колоссальную энергию. Выбросы тел были очень сильными. Плотность тел хоть и стала меньше, она была еще очень плотной. Поэтому произошел следующий распад, следующие выбросы, следующие движением систем. При распаде более плотных веществ (ядер веществ), при образовании новых уровневых космических систем устанавливались новые взаимодействия между энергией и гравитацией, появилась определенная плотность, определенная связь, определенное движение. Мы сейчас наблюдаем это определенное взаимодействие гравитации и энергии. Она происходит в звездах (ядрах галактик, квазар, но не происходит в пустом пространстве, здесь совершаются движение энергии, действие гравитации, удерживающие тела – они исходят из ядер тел – распад веществ и их движения). Гравитация удерживает звезду - удерживает энергию своим сильным присутствием (содержанием) в ядре звезды, а энергия тем постепенно выбрасывается и звезда горит. Это происходит оттого, что имеется стабильная (уравновешенная) связь между энергией и гравитацией. Если энергия начинает бурно выделяется, происходит взрыв. Если взрывается оболочка, она выбрасывается, остается ядро плотно соединенных нейтронов вокруг гиперонов. Если происходит взрыв всей звезды, то после неё остается черная дыра. Это место где в основном сосредоточена гравитация, которая начинает всасывать энергию, вещество и сжимать у себя, иногда частично выбрасывая энергию (энергия при определенных обстоятельствах, при определенных сжатиях гравитации будет выбрасываться). Эти наблюдения показывают, что гравитация никуда не девается, ни во что не превращается, как и энергия, которая будет постоянно поглощаться гравитацией. Гравитация создаст определенную плотность, от которой начнет движение энергия, которая будет выбрасывать свое движение, а гравитация его удерживать, т.е. будут образовываться системы.

Но у ученых другое мнение. В конце концов гравитация исчезнет (испарится) неизвестно куда, энергия тоже неизвестно куда рассеется и наступит время ничего (но хотя энергия и гравитация должны сразу аннигилировать и превратиться в пустоту, а это как бы уже что-то, потому что исчезнуть вообще абсолютно не должно и пустота является чем-то). Из пустоты потом они должны вновь появиться. Но каким образом должна появиться гравитация? Если она состоит из волн, частиц, то гравитация должна появиться в результате какого-то конкретно взаимодействия? Только какого – здесь совершенно не понятно. Есть мнение, что гравитация – это всего лишь ускорение. Когда тело ускоряется и происходит притяжение или, может точнее, происходит падение (кто или что находится на теле). Получается – притяжение образует энергия. Приводится такой пример. Подвешивается на веревке космический корабль, веревку перерезают, корабль стремительно опускается, человек приобретает невесомость, он бросает яблоко, оно не падает вниз, а летит прямо – гравитация исчезает; но когда корабль начнет стремительно подниматься вверх, яблоко и человек упадут вниз, потому что появилось ускорение, которое является как бы притяжением Гравитация здесь не исчезает, она уравновешивается движением. Скорость падения корабля полностью определено силой тяготения, которая возникает между Землей и кораблем (чем больше масса корабля тем быстрее он будет падать; а если он будет падать на другой объект, который по массе больше, чем Земля, то он тоже будет быстрее падать). Здесь всё зависит от сосредоточения гравитации. Когда из корабля начнет выбрасываться энергия из его сопел, он начнет движение в обратном направлении от основного более массивного объекта, который и притягивал. Здесь возникает иное взаимоотношение между гравитацией и энергией. Движение корабля определяет энергия, её выброс (чем сильнее выброс, тем быстрее будет двигаться выбрасываемый объект). И в первом и во втором случае имеется взаимосвязь между гравитацией и энергией. Чтобы корабль падал вниз к Земле, его нужно поднять, а это, значит нужно затратить определенное количество энергии, которая перейдет в скорость падения. Но движение это будет вызывать гравитация. Если бы не было бы гравитации, то не нужны были силы энергии, которые стали поднимать корабль. Энергия совершает действие, когда она отрывается от гравитации (а гравитация это и создает, создает эту способность энергии; но в свою очередь без энергии, гравитация так бы не действовала). Гравитация и энергия взаимно обуславливают друг друга. Они не могут исчезнуть, они постоянно формируют мир. Мир образован этими двумя движениями.

Имеется два движения, две противоположные по направлению действия силы. Противоположность определяет их конкретное индивидуальное действие. Направление их действий исходит от противоположности – противоположности направлений. Энергия прямо исходит от гравитации, и она уже будет противоположной силой. А гравитация действует в противоположность энергии. Мы знаем как выделяется энергия, мы используем её в своих нуждах (но еще нет полной ясности: где энергия хранится, кто её скапливает и хранит, каков конкретный механизм выделения энергии). А вот как конкретно действует гравитация – совершенно ничего не знаем.

Гравитация – это ускорение? Если бы ускорение вызывало бы гравитацию, то все тела были бы сплюснуты в одну сторону, они совершенно не были бы похожими на шары (а скорее всего они бы рассыпались от самого ускорения). Планеты, звезды имеют определенную форму шара. Они вращаются по кругу. Движение их ровное, не ускоренное. Форму шара, вращение определила гравитация (движение энергии направлено прямо, а гравитация это движение закруглила). Ровность гравитации связана с тем, что гравитация находится в веществе - в ядре, в каждой частице. Притом в центре ядра звезды (планеты) сосредоточены более массивные частицы с большей гравитацией и поэтому все удерживается. (Более плотные частицы оказались в центре ядра в результате выброса более плотных тел; плотное вещество распадалось на менее плотное, они окружали ядро, эта оболочка была менее плотная по той же причине – выбросе, расширения пространства тела). Ядра плотные оттого, что в них происходит сильное движение гравитации направленное в себя. Оно как бы все стягивает в точку (возможно что такое движение и вызывает силу притяжения). В ядро гравитация стягивает и энергию. Энергия здесь совершает очень плотное движение, поэтому её здесь много. Таким способом (своим стремительным движением во внутрь) образует ядро – начало всего. Именно из ядра вышла (и выходит до сих пор) энергия, прихватив часть гравитации и тем образовались системы. У энергии движение направлен прямо от гравитации, а гравитация её скручивает. Всё происходит в постоянном поле действия гравитации. Эта определяющая способность гравитации – в противоположность энергии, у которой постоянно силы убывают от большой к меньшей. Гравитация дает стабильность,, а у энергии постоянное изменчивые, т.е. они постоянно убывают На этом мир строится.

Ученые говорят, что у черных дыр, которые сталкиваются, большое ускорение. От большого ускорения исходят гравитационные волны. (но ускорение исходит от большей гравитации – большей черной дыры, которая и притягивает к себе меньшую черную дыру и тем вызывает её ускорение). Они вызывают рябь в пространстве. Также волны искривляют пространство и тем образуют саму гравитацию. Самое большое искривление вызвал Большой взрыв, точнее – инфляция. Инфляция породила гравитационные волны. Они разошлись рябью по всему пространству (в феврале 2014 года было заявлено, что обнаружены гравитационные волны, но вскоре это открытие было отменено). При столкновении черных дыр, при взрыве сверхновых, когда звезды превращаются в нейтронные, какие-то волны исходят. Но почему они (колебания) со временем угасают. Эти волны (колебания) распространяются по ровному полю гравитации. Именно ровность гравитации и выравнивает (погашает) колебания (волны). Что это за волны? Принадлежат ли они к гравитационным? Если они погашаются (постепенно нейтрализуются) основной гравитацией, которая находится повсюду, которая действует постоянно только в одном направлении (в противоположном от энергии, которая действует прямо и которая может распространяться волнами, колебаниями), то, может, эти странные гравитационные волны являются противоположностью основной гравитации и имеет движение (силу действия) в противоположном направлении её? Но это уже поле действие энергии. Гравитация занимает свое положение (основное) и действует специфически. Она не может менять своей сути. Многие теоретики считают, что в общей теории относительности мир как целое должен рассматриваться «не как замкнутая система, а как система, находящаяся в гравитационном поле; в связи с этим применение закона возрастания энтропии не приведет к выводу о необходимости статистического равновесия». Да, мир наш является целым. Он образуется двумя противоположными силами: гравитацией и энергией. Гравитация находится повсюду. Она замыкает действие энергии. Энергия живет тем, что постоянно теряет свои силы. В конце концов у неё должна была наступить смерть. Но этого не происходит. Гравитация своим сжатием, дает энергии новое начало, новые силы (плотность). Постоянно собирая энергию, газ, пыль, гравитация делает Вселенную прозрачной. Всё что имеет Вселенная, она имеет в гравитационном поле, т.е. находится в нем, среди него. Имеет то, что образовали энергия и гравитация. Другой третьей силы не наблюдается. Например, черные дыры – это определенные объекты Вселенной, это сосредоточение гравитации. Они получили движение, когда были выброшены энергией, и они в этот период были плотными телами. Энергия ушла, остались черные объекты гравитации, потому что в них стали происходить гравитационные действия не связанные с выделением энергии (в звезде основной процесс – это выделение энергии, поэтому звезда горит; в черной дыре происходят противоположные процессы – поглощение энергии, вещества, и иногда энергия выбрасывается). Мощный силы гравитации черных дыр при соединении всё стянут в себя. Как говорят ученые «Бах!» не произойдет, все поглотит гравитация. А вот движение энергии, которая была в черных дырах, частично может перейти в ударные волны. Но это уже будут не гравитационные волны. Вся гравитация осталась в черных дырах, в точках своего сосредоточения. Именно они всё и притягивают. Здесь силы притяжения находятся, отсюда всё они притягивают.

Тепловая смерть Вселенной. (Уильям Томсон экстраполировал принцип возрастания на крупномасштабные процессы, протекающие в природе. Клаузиус распространил этот принцип на Вселенную в целом, что привело его к гипотезе о тепловой смерти Вселенной). Все физические процессы протекают в направлении передачи тепла от более горячих тел к менее горячим; это означает, что медленно, но верно идет процесс выравнивания температуры во Вселенной. Следовательно, будущее вырисовывается перед нами в достаточно трагических тонах: исчезновение температурных различий и превращение всей мировой энергии в теплоту, равномерно распределенную во Вселенную. Отсюда Клаузиус делает вывод о том, что: «1. Энергия мира постоянна. 2. Энтропия мира стремится к максимуму». Экстраполяционный вывод о грядущей тепловой смерти Вселенной, означающий превращение каких-либо физических процессов вследствие перехода Вселенной в равновесное состояние с максимальной энтропией, на протяжении всего дальнейшего развития привлекает внимание ученых, так как затрагивает глубинные проблемы чисто научного характера, так и философско-мировоззренческие. С научной очки зрения возникают проблемы правомерности следующих экстраполяций, высказанных Клаузиусом: 1. Вселенная рассматривается как замкнутая система. 2. Эволюция мира может быть описана как смена его состояний. 3. Для мира как целого состояния с максимальной энтропией имеет смысл, как и для любой конечной системы.

Проблемы эти представляют несомненную трудность и для современной физической теории. Многие ученые считают, что решение их следует искать в общей теории относительности и развивающейся на её основе современной космологии, и рассматривать мир не как замкнутую систему, а как система, находящаяся в переменном гравитационном поле.

Проблему будущего развития Вселенной пытался разрешить Больцман, применивший к замкнутой Вселенной понятие флуктуации. Под флуктуацией физической величины понимается отклонение истинного значения величины от её среднего значения, обусловленное хаотическим тепловым движением частиц системы. Больцман принял ограничение Максвелла, согласно которому для небольшого числа частиц второго начало термодинамики не должно применяться, ибо в случае небольшого числа молекул нельзя говорить о состоянии равновесия системы. При этом он использует это ограничение для Вселенной, рассматривая видимую часть Вселенной как небольшую часть бесконечной Вселенной. Для такой небольшой области допустимы флуктуационные отклонения от равновесия, благодаря чему в целом исчезает необратимая эволюция Вселенной в направлении к хаосу. Идея эволюции, результатом которой явились бы самоорганизация материи, возникновение огромной палитры многообразных красок физической реальности, неотразимо влекла Больцмана. Больцман назвал 19 век, век величайших открытий в области физики, веком Дарвина, подчеркивая особое значение эволюционной теории Дарвина. Если эволюционная теория Дарвина – это путь от спонтанных флуктуаций видов, после чего наступает отбор и необратимая биологическая эволюция в сторону возникновения и возрастания сложности, то в физике, согласно Второму началу термодинамики, картина обратная: необратимость приводит к забыванию начальных условий и разрушению порядка. Со времен Дарвина идея эволюции и самоорганизации целиком относилась к живым организмам. Больцман поставил своей целью не просто описывать состояние равновесия, но и создать теорию эволюции системы к равновесию. При этом он пытался соединить Второе начало термодинамики с динамикой, вывести «необратимость» из динамики. Флуктуационная гипотеза Больцмана как раз является развитием этих его целеустремлений. Его мечтой было стать Дарвином эволюции материи. При формировании флуктуационной гипотезы Больцман исходил из допущения, что бесконечная Вселенная уже достигла состояния термодинамического равновесия. Но вследствие статистического характера принципа возрастания энтропии для небольших областей этой бесконечной Вселенной возможны макроскопические отклонения от состояния равновесия – флуктуации. «Имеется выбор между двумя представлениями, - пишет Больцман. – Можно предположить, что вся Вселенная сейчас находится в некотором весьма невероятном состоянии. Но можно мыслить эоны - промежутки времени, по истечении которых снова невероятные события, такими же крошечными по сравнению с продолжительностью существования Вселенной, как расстояние от Земли до Сириуса ничтожно по сравнению с её размерами. Тогда во Вселенной (которая в противном случае повсюду находилась бы в тепловом равновесии, т.е. была бы мертвой) имеются относительно небольшие участки (мы будем называть их отдельными мирами), которые в течение относительно небольших по сравнению с эоном промежутков времени значительно отклоняются от теплового равновесия, а именно: среди этих миров одинаково часто встречаются состояния, вероятности которых возрастают и уменьшаются. Таким образом, для Вселенной в целом два направления времени являются неразличимыми, так как в пространстве нет верха и низа. Но точно так же, как мы в некотором определенном месте земной поверхности называем «низом» направление к центру Земли, так и живое существо, которое находится в определенной временной фазе одного из таких миров, назовет направление времени, ведущее к более невероятным состояниям, по-другому, чем противоположное (первое – как направление к прошлому, к началу; последнее – к будущему, к концу), и вследствие этого названия будет обнаруживать начало для этих малых областей, выделенных из Вселенной, всегда в некотором невероятном состоянии. Этот метод представляется мне единственным, с помощью которого можно осмыслить второе начало, тепловую смерть каждого отдельного мира без того, чтобы предполагать односторонне изменение всей Вселенной от некоторого определенного начального состояния к некоторому итоговому конечному состоянию».






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.