Существующий сценарий возникновения

Начало

ЧАСТЬ 1. КОНЦЕПЦИЯ СОТВОРЕНИЯ ВСЕЛЕННОЙ. МАТЕРИЯ, РАЗУМ, БОГ

Глава 1. Проблема возникновения Вселенной

Все звезды, которые видны ночью на небе, принадлежат галактике Млечный Путь. До 1920- х годов эта галактика считалась единственной. Впоследствии в результате наблюдений с помощью мощных телескопов выяснилось, что это совсем не так. В нашей вселенной, по меньшей мере, 50 млрд. галактик и каждая галактика насчитывает 100 млрд. звезд. Но научное мировоззрение того времени потрясло до основания даже не ошеломляющее количество огромных галактик. Оказалось, что эти галактики движутся, эффект красного смещения свидетельствует о том, что галактики с большой скоростью удаляются от Земли. Чем галактика дальше от Земли, тем быстрее она удаляется. Из этого следует, что Вселенная в целом расширяется. Честь открытия расширения Вселенной принадлежит У. Слейферу (1917 год) и Э. Хаблу (1929 год). В 1922 году А. Фридман на основании теоретических расчетов показал, что Вселенная не может быть стационарной и неизменной, она непременно должна расширятся, причем речь идет о расширении всего пространства [37]. Вселенная Фридмана – раздувающийся мыльный пузырь, у которого радиус и площадь поверхности непрерывно увеличиваются. Не надо, конечно, думать, что Земля- это такое место Мироздания, от которого все галактики стремятся улететь. Наблюдаемое разбегание галактик есть следствие расширения всего пространства замкнутой конечной Вселенной. При таком расширении пространства все расстояние во Вселенной увеличиваются подобно тому, как растут расстояния между пылинками раздувающегося мыльного пузыря.

Дальнейшее развитие гипотеза расширения Вселенной получила в последние годы. Уточнены величины, характеризующие скорость расширения, рассмотрены различные модели Вселенной в зависимости от средней плотности вещества в мировом пространстве, обнаружено «реликтовое» излучение, достаточно подробно намечен ход эволюции Вселенной от момента ее расширения.

Если радиус Вселенной непрерывно увеличивается, то есть все основания полагать, что в прошлом он был меньше, чем сегодня, и что когда-то в отдаленную эпоху был близок к нулю. То отдаленное время и принимают за начало расширения Вселенной, а период времени, прошедший с той поры до наших дней, условно именуют возрастом Вселенной.

Вывод о начале возникновения Вселенной независимым путем можно сделать на основании второго закона термодинамики, открытого У. Томсоном и
Р. Клаузиусом. Сущность второго закона термодинамики состоится в том, что при всех превращениях различные виды энергии, в конечном счете, переходят в тепло, которое, будучи представлено само себе, рассеивается в мировое пространство. Процесс рассеивания тепла необратим, следовательно, все активные процессы во Вселенной со временем должны прекратиться. В ходе рассуждений Р. Клаузиус ввел некоторую математическую величину, названную энтропией. В буквальном смысле слово энтропия в переводе с древнегреческого означает «замыкание в себе», «не использование». По утверждению Р. Клаузиуса, энтропия, являясь мерой беспорядка и хаоса в какой-либо системе, в конечном счете, не убывает. Мир неуклонимо стремится к полному беспорядку, а его энтропия стремится к максимуму.

Второй закон термодинамики произвел ошеломляющее впечатление на ученых Европы. Во-первых, появилась возможность уверенно заявить, что во Вселенной нет всеобщего круговорота энергии, что она все дальше и дальше меняет свое состояние в определенном направлении и приближается, таким образом, к известному пределу, этот предел можно назвать «смертью». Во- вторых, встав на позицию Р. Клаузиуса, с необходимостью надо признать, что Вселенная имело когда- то начало. Это логический вывод; действительно, если бы в прошлом Вселенная существовала бы вечно, то в ней давно бы наступила смерть; а так как этого нет, у Вселенной сравнительно недавно было сотворение - начало. На опровержение второго закона термодинамики были брошены силы всех материалистически мыслящих крупных ученых. В итоге появилась вероятностно- статистическая трактовка второго закона термодинамики, большего достичь не удалось. Второй закон термодинамики сохранил свои позиции и все значимые следствия.

Третий независимый путь объяснения и доказательства, имеющий место сотворения Вселенной, предложил Ф. Хойл в книге «The Nature of the Universe». Вот его объяснения. Чтобы избежать вопроса о начале, необходимо, чтобы вся материя во Вселенной была бесконечно старой. А этого не может быть по той простой причине, что Вселенная практически полностью состоит из водорода. Водород постоянно преобразуется в гелий и другие химические элементы в ходе функционирования, эволюции Вселенной. Если бы материя была бесконечно стара, то водорода вообще могло бы не остаться, либо его количество было малым по сравнению с начальным состоянием [164]. Итак, логично заключить, что то, в каком состоянии существует Вселенная, не позволяет отмахнуться от вопроса Сотворения.

Сценарий возникновения соответствует общепринятой модели возникновения Вселенной - модели «Большого Взрыва», предложенной Г. Гамовым [13]. Около 15 миллиардов лет назад вся Вселенная со всем своим веществом и излучением была сжата в объеме, радиус которого составлял всего R=10^-13см, то есть Вселенная тогда была сравнима с протоном. Плотность ее соответственно была чудовищной - r=10⁹³ г/см ³, а температура равной T=10³² K. Это соответствует 10 ^-43 с от начала. Для самого начала плотность и температура Вселенной обращаются в бесконечность, а уравнения современной физики теряют смысл. Спустя 10^-7с плотность Вселенной снизилась до 10¹⁴ г/см ³, а температура упала до нескольких биллионов градусов Т»10¹² K.Основная масса Вселенной составляет излучение, однако появляются первые элементарные частицы вещества. Это электроны и позитроны, рождающиеся при столкновении особенно энергичных квантов. Столкновение электронов и позитронов между собой в свою очередь порождали новые частицы вещества- нейтрино и антинейтрино. К исходу 10^-5 с после начала Вселенная состояла из смеси разных элементарных частиц и квантов света.

Растущее «море» нейтрино изолировало друг от друга наиболее долгоживущие частицы-протоны и нейтроны. Оно же обусловило превращение протонов и нейтронов друг в друга и образование электронов и позитронов. Неясным остается последующее преобладание частиц над античастицами. Когда возраст Вселенной достиг 0,33с, ее плотность снизилась до 10⁷ г/см ³, а температура – до 30×10⁹ К.
К исходу 1с Вселенная увеличилась до размеров, в 100 раз превышающих размеры Солнечной Системы. Плотность вещества составляет 10⁶ г/см ³,а температура 10×10⁹ К. Протонов и нейтронов поровну, но в дальнейшем более тяжелые нейтроны распадаются на протоны, электроны и антинейтрино. Число протонов росло, а число нейтронов уменьшалось.

Возраст Вселенной - три с половиной минуты. Теоретические расчеты фиксируют температуру T=10⁹ K, плотность- 10^-2 г/см³, размеры Вселенной R=40 световых лет (для расширения пространства скорость света не является предельной).

Создались условия, при которых протоны и нейтроны стали объединятся в ядра водорода и гелия, и к концу четвертой минуты от начала Вселенная состояла из 90% водорода и 10% гелия. Более тяжелые элементы возникли позже в результате тех процессов, которые совершаются в звездах.

Дальнейшая история Вселенной протекала более спокойно, чем ее бурное начало. Темп расширения постоянно замедлялся, температура, как и средняя плотность, постоянно снижались. Когда возраст Вселенной стал 10⁶ лет, ее температура Т=3500 К, ее плотность r=10^-20 г/см³, протоны и ядра атомов гелия уже могли захватывать свободные электроны и превращаться в нейтральные атомы. С этого момента начинается современный этап эволюции Вселенной. Возникают галактики, звезды, планеты. В конечном счете, через миллиарды лет Вселенная стала такой, какой в настоящее время предстает перед нами.

Гипотеза «Большого Взрыва» подтверждается многими современными данными о Космосе. В 1965 году Р.Уилсон и А.Пензиас, сотрудники лаборатории телефонной компании Белла, обнаружили радиоизлучение на волне 7,35 см, оказалось, что антенна принимает внеземное излучение с температурой 2,7 К. Излучение было обнаружено и на волнах 20,7; 3,2 и 0,26 см. Во всех случаях температура была равной 2,7 К. Одинаковая температура и должна получаться для всех волн, если излучение действительно тепловое. Так было открыто «реликтовое» излучение Вселенной, остаток ее первичного невообразимого жара. После открытия реликтового излучения «горячая» модель Вселенной получила экспериментальное подтверждение [9].

Итак, не исключено, что Вселенная родилась в результате мощнейшего взрыва. Из ничтожно малого по объему, но сверхплотного, сверх горячего сгустка вещества и излучения за несколько миллиардов лет образовалось то, что ныне именуется Космосом.

Однако данная модель возникновения Вселенной страдает рядом неисправимых недостатков, а именно:

1) Большой Взрыв породил хаотическое распределение излучения и вещества. В наше время во Вселенной наблюдаются структурные образования – спиральные и эллиптические галактики, звезды, планеты, другими словами - мера беспорядка в течение 15 миллиардов лет не нарастала, как диктует второй закон термодинамики, а убывала. Более того, галактики не рассеяны в космическом пространстве как попало. Они, как правило, расположены в определенных группах, так называемых скоплениях, как ягоды в виноградной кисти. Скопления насчитывают от нескольких десятков до нескольких сотен галактик. Сами скопления расположены в сверхскоплениях как кисти на виноградной лозе.

2) теория «Большого Взрыва» не объясняет и не может объяснить возникновения всеобщего вращения: все объекты и системы Вселенной имеют вращение (вращательные моменты, орбитальные и собственные). Попытка объяснить осевое вращение предпринята Я. Зельдовичем [35]. По его мнению, если в первоначальной плазме частицы двигались с некоторой скоростью, то при сгущении плазмы возникают плоские сгущения, напоминающие блины. Вихревые явления, появляющиеся впервые еще в «блинах», в конечном счете привели к осевому вращению галактик и звезд. Вихревое движение имеет тенденцию распадаться на хаотичное движение, а не преобразовываться в упорядоченное вращательное движение. Примером в определенном смысле могут служить атмосферные вихри.

3) при огромной первоначальной плотности вещества и совершенно ничтожном его объеме согласно теории «Большого Взрыва», Вселенная должна была представлять из себя «черную дыру». Теория, описывающая эволюцию «черных дыр», указывает на возможность весьма медленного испарения «черной дыры», но никак не на возможность взрыва.

4) объединение протонов, одноименно заряженных частиц в ядра атомов, образование ядер атомов различных элементов трудно объяснить. Ядро атома образуется нейтронами (частицами, не имеющими заряда) и протонами (частицами, имеющими положительный заряд). Объединить протоны в ядра – это значит преодолеть мощные силы отталкивания одноименных заряженных частиц до критического расстояния, когда начинают действовать силы ядерного взаимодействия. Ясного и четкого механизма объединения протонов в ядре теория «Большого Взрыва» дать не может. Ядро и электроны, окружающие это ядро, образуют атомы. Вся Материя сложена из атомов как строительных кирпичиков. Одно вещество (элемент) отличается от другого количеством протонов и нейтронов в ядре, а также количеством и расположением вокруг ядра электронов. В строении атомов прослеживается идеальный порядок.

Еще раз обращаем внимание на то, что хаотический «Большой Взрыв» в конечном счете породил стройный порядок вопреки второму закону термодинамики. Изложенные недостатки теории «Большого Взрыва» указывают на то, что она является несовершенной, требующей доработки, модификации, другими словами одной из возможных теорий, объясняющих возникновение Вселенной.

Дата добавления: 2015-07-13