Хаос, гравитация, время

Геннадий Москвин
      
       Самой сложной проблемой биологии является проблема возникновения и происхождения жизни. Есть две точки зрения на этот счет. Одна из них состоит в том, что жизнь основана на особых свойствах двойной спирали ДНК. Большинство ученых считает, что жизнь возникла из первичных морей миллионы лет тому назад. Когда на базисные химические элементы, содержащиеся в морях и океанах, воздействовали мощные электрические разряды молний, появились благоприятные условия для возникновения новых хаотических комбинаций ряда химических соединений, которые стали "строительным материалом" для всего живого.

        Как оказалось, живые организмы умеют собирать и преобразовывать солнечную, геотермальную или другие виды энергии. С молекулярной точки зрения это означает, что для возникновении жизни решающее значение имеет способность переносить электроны. Большая часть биологической активности осуществляется белками связывающими металлы. Сравнив все существующие белковые структуры, были установлены общие признаки белков, связывающих металлы. Все они оказались подобными, независимо от типа металла, с которым они были связаны. Так что основой жизни сегодня могут считаться электроны.

       Теория антихаоса предполагает, что все "случайные" процессы происходят вовсе не случайно. В исследовании сложных систем имитации хорошо помогают хорошо известные типовые модели. Например, динамическая система, состоящая из многих компонентов, хорошо вписывается в модель "песочная горка". При высыпании песчинок песка на поверхность стола, сначала холм будет плоский, отдельные песчинки песка находятся друг около друга и не взаимодействуют между собой.

      Но поскольку горка становится выше и становится более крутой, холмик песка приходит в движение. Это означает, это отдельные части системы начали взаимодействовать. Частицы приходят в движение, песчинки песка становятся все более и более активными - пока высота горки не достигнет критической величины (H cr, см.рис).

       В дальнейшем песчинки двигаются в любых возможных направлениях. Таким образом, взаимодействие системы приобретает глобальный характер. То, что происходит с одной стороны холма, влияет на то, что происходит на другой его стороне. У нас больше нет отдельных песчинок песка, но имеется только один холм, представляющий собой одну большую динамическую систему. С такими системами мы сталкиваемся постоянно. Например, при анализе биологических систем и процессов, критических погодных условий или при исследовании причин массового исчезновения отдельных видов животных на земле.

       Фактически это означает, что наш современный материальный и духовный мир является той же самой критической областью, таким холмом песка, который сегодня находится в таком состоянии, что дальше совершенствоваться (расти) просто не может. Это радикально новое понимание мира отличается от традиционного, обычного изображения мира и явлений, окружающих нас. Мы думаем, что находимся в равновесии, но в действительности мы слишком далеки от этого в реальном мире.

        Это означает, что мы живем вовсе не в устойчивом, равномерно развивающемся, а значит и прогнозируемом мире, как думали до сих пор, но являемся частью глобальной системы, балансирующей на грани между хрупким порядком и тотальным хаосом, между надеждой на выживание и угрозой глобальной катастрофы.

        Вечному хаосу природы вещей и беспорядку повседневных явлений противостоит великий антихаос во Вселенной, который «жаждет» порядка и это является его главной особенностью. Понимание правил хаоса и антихаоса может, в конечном счете, привести нас к ясной точке зрения о сложности и многообразии, тонкости и хрупкости, вечности и уязвимости, беспредельности и конечности, о формах жизни, о гармонии разума, души и тела, конечности вселенской материи и бесконечности (бессмертии) духовной среды, в которой все мы живем и созидаем.

        Такое понимание вселенской сущности мироздания приведет нас к созданию принципиально новых подходов для создания принципиально новых типов техники и технологий. И не только компьютерных. Это нечто принципиально новое в мировоззрении и в технике обязательно вскоре появится. Техническая и технологическая сторона этой проблемы побудит нас пересмотреть взаимоотношения природы, техники и человека.

        В результате это приведет не только к новым понятиям и концепциям в технологии, но также и к новым социальным типам людей. Ожидается, что основная роль в формировании таких систем в ближайшем будущем будут играть достижения нанотехнологии и все еще во многом загадочный искусственный интеллект.

        Очень заманчиво провести аналогию математического образования с простой формулой «живой элемент — вся природа». Но ведь именно так природа создает свои сложные организмы! И в этом есть определенное сходство: оба процесса идут по одной схеме. Задается лишь некоторая инструкция, правило, алгоритм, а не точное описание конечного объекта — флоры или фауны. Сходство и различие флоры и фауны бесконечно, точно так же как бесконечно разнообразие природного мира. Мы видим в этом разнообразии сложное подобие образов.

       Существует явная связь между математическими множествами и творениями природы. Истоки этого открытия, вероятно, исходят от французского математика Гастонa Маурисa Джулия (Gaston Maurice Julia), который в 1917 году в Париже опубликовал работы, связанные с представлением комплексных чисел. Но впервые, по-видимому, мнимые величины появились в известном труде «Великое искусство, или об алгебраических правилах» Дж. Кардано (G.Cardano, 1545), который, впрочем, счел их абсолютно бесполезными и непригодными к употреблению.

       Даже для многих крупных ученых 17-го века алгебраическая и геометрическая сущность мнимых величин представлялась неясной и даже загадочной и мистической. Известно, например, что И. Ньютон не включал мнимые величины в понятие числа, а Г. Лейбницу (G.Leibnitz) принадлежит знаменитая фраза : «Мнимые числа — это прекрасное и чудесное убежище божественного духа, почти что амфибия бытия с небытием». Геометрическое истолкование комплексных чисел впервые появилось в работах К. Весселя ( C. Wessel, 1799), а представление – в виде «диаграммы Аргана» — вошло в обиход после опубликования работ Ж.Р. Аргана (J.R. Argand) в 1806-1814 годах.

      Самое главное заключается в том, что из очень простых формул получаются очень сложные результаты. Это — фундаментальная основа любой серьезной научной теории. Ведь что такое наука? Вокруг нас весь этот хаос, все кажется непознаваемым. А затем рано или поздно, легче или труднее, но, так или иначе, мы постепенно открываем простые законы, простые формулы. Взять хотя бы формулу закона Ньютона, в которой всего лишь несколько символов. Тяжкие труды предшествовали ей, но зато теперь мы можем объяснить движение планет вокруг Солнца и многие другие полезные вещи.

       Что касается соотношения науки и религии, то они соотносятся так же, как информация и знание, число и символ, возможность и действительность, часть и целое, случайность и закономерность, материальное и духовное. Причем это соотношение носит характер устойчивого равновесия. И в этом их Вселенский смысл и глобальное предназначение.

      Однако реальная Вселенная имеет свои пределы. Если мы станем углубляться в микромир, то мы найдем там молекулы, атомы, нейтроны, протоны, электроны и, наконец, следы кварков. Но идет ли этот процесс деления до бесконечности? Или, в отличие от математических множеств, этому есть предел? Современная наука считает, что у Вселенной есть предел: он определяется длиной элементарной волны, которая в миллиарды раз меньше сантиметра. Это значит, что существует предел тому, насколько сложно в принципе может быть устроена Вселенная.

      Это означает также, что Вселенная может быть описана теорией, которая в принципе может быть очень проста. По крайней мере, достаточно проста для нашего понимания. Но эта фундаментальная единица размеров "длина Планка" — крохотная «песчинка» Вселенной, меньше которой ничего нет! Так что наша Вселенная, возможно, заканчивается на уровне самой маленькой величины. Но мы этого пока не знаем. Что такое "длина Планка"?

      В 1899 году немецкий физик Макс Планк ввел в рассмотрение длину Планка или "планковскую длину". Это - фундаментальная единица длины в планковской системе единиц, равная в системе СИ примерно 1,6 x 10 в минус 35-й степени метров. Планковская длина — естественная единица длины, поскольку в неё входят только фундаментальные константы: скорость света, постоянная Планка и гравитационная постоянная. Но в настоящее время эта величина считается недостижимым для современных экспериментов масштабом.

      Длина Планка равна: Lp = 1,616199(97)·10 в минус 35-й степени метров. Две последние цифры в скобках означают неопределённость (стандартное отклонение) последних двух разрядов. В системе единиц СИ примерный радиус наблюдаемой Вселенной (1.3 x 10 в 26 степени метров или 13 миллиардов световых лет) равен 4.6 x 10 в 61-й степени планковских длин.

       Простой анализ размерностей показывает, что измерение положения физических объектов с точностью до планковской длины проблематично. Действительно, проведём следующий мысленный эксперимент. Допустим, мы хотим определить положение объекта и посылаем на него поток электромагнитного излучения, то есть фотоны. Чем больше энергия фотонов, тем короче их длина волны и тем более точным будет измерение.

        Если бы фотон имел энергию, достаточную для измерения объектов размером с планковскую длину, он бы сколлапсировал в микроскопическую чёрную дыру и провести измерение было бы невозможно, таким образом, планковская длина накладывает фундаментальные ограничения на точность измерения длины.

        Этот мысленный эксперимент использует как общую теорию относительности, так и принцип неопределённости квантовой механики. Обе теории предсказывают, что невозможно измерение с точностью, которая превосходит планковскую длину. Таким образом, в любой теории квантовой гравитации, комбинирующей общую теорию относительности и квантовую механику, традиционное представление о пространстве и времени неприменимо на расстояниях меньше планковской длины или для промежутков времени меньше, чем планковское время,(Klimets A.P. FIZIKA B (Zagreb) 9 (2000) 1, 23-42). Согласно сомнительной теории струн дополнительные 6 (или 7) измерений свёрнуты до размеров планковской длины, и поэтому экспериментально не могут быть обнаружены.

       Крах современной фундаментальной науки, зациклившейся на внедрении бредовых идей, обслуживающих индустрию бизнеса, становится все более очевидным. За дело спасения науки от кучки прохвостов, управляющих с помощью Нобелевского комитета и других "всемирных комитетов", стимулирующих развитие исключительно денежно— емких технологий, взялись любители и просто народные умельцы, среди которых все чаще попадаются бывшие профессионалы, разочаровавшиеся в официальной, "заказной" науке.

        Так появилась на свет новая, революционная, "теория всего" от Энтони Гаррета Лиси. Энтони Гаррет Лиси (англ. Antony Garrett Lisi, родился 24 января 1968 года), американский физик — теоретик, официально не работающий ни в одном институте. Он предложил 6 ноября 2007 года «Исключительно простую теорию всего» (англ. An Exceptionally Simple Theory of Everything, каламбур, использующий термины «простая группа Ли» и «исключительная группа Ли»),см. http://www.proza.ru/2010/07/01/655. Теория основана на группе Ли типа E8 и интересна своей элегантностью, но требует серьезной проверки. В ней нет свободных параметров. Нет никакой подгонки теории под эксперимент.

      Разумеется, что все это звучит очень красиво, но какое практическое значение это имеет? Когда М. Фарадею премьер-министр задал такой же вопрос по поводу его проволочек и магнитов, то он ответил: «А зачем может понадобиться новорожденное дитя? По крайней мере, придет день и Вы, сэр, сможете обложить его налогами!»

       Точно так же теория антихаоса имеет огромную практическую ценность. Нет больше необходимости напрямую связывать полученные данные со строгими научными выводами. Теперь мы можем связать их через самосознание и, используя новые знания, мы можем получить новые результаты. Таким образом, применение теории антихаоса обосновано возможностью более ёмкого , многомерного понимания и описания физического мира.

       Это не только новая область науки, но и источник получения духовно — материального знания на пути самоусовершенствования человека. Феномен огромной беспорядочности весьма распространен в природе, обществе и во Вселенной. Но несмотря на эту сложность, новое знание расширяет наши возможности и дает в руки ученым, исследующим антихаос, тончайший инструмент для познания и описания устройства мира.

       Самодостаточность нового знания о природе вещей, достигнутая методами теории антихаоса, равно как и самодостаточность математических множеств, представленных "призраками" комплексных чисел, может показаться претензией на выход теории антихаоса за пределы понятий пространства и времени, где нет ничего, кроме галлюцинаций. Но вне пространства нет структуры. Галлюцинации — это категория бесконечного, а значит и бессознательного. Вселенная — конечна и поэтому осознаваема, реальна.

       Опасность увлечения запредельными категориями заключается в том, что современный исследователь может легко оказаться в плену чарующей, но дурманящей красоты фантомных образов. И в результате получит инструмент для заблуждения, а не для познания и преобразования будущего. Поэтому выход теории антихаоса за пределы сознания, структуры, пространства и времени недопустим.

       Как и всякая новая фундаментальная наука, теория антихаоса ещё должна завоевать своё право на жизнь в умах и сердцах людей, она требует серьезной проверки и теоретического обоснования со стороны различных областей знаний, включая астрономов, биологов, генетиков и даже теологов, поскольку много неясностей с дарвиновской теорией, с происхождением Вселенной и самой жизни на Земле. Иначе все мы можем оказаться заложниками вселенской метафизики, где нет места пространству, мышлению, разуму и сознанию, но достаточно места мистике и вне структурному понятию времени, а значит и фатализму – этому главному вершителю трагедий в судьбах человечества.

       В современном представлении пространство-время (пространственно-временной континуум) — это физическая модель, дополняющая пространство равноправным временным измерением и таким образом создающая теоретико-физическую конструкцию, которая называется пространственно-временным континуумом.Пространство-время непрерывно и с математической точки зрения представляет собой многообразие с "лоренцевой метрикой".

       В нерелятивистской классической механике использование вместо пространства-времени Евклидова пространства, которое не зависит от одномерного времени, вполне уместно, так как время рассматривается как всеобщее и неизменное, будучи независимым от состояния движения наблюдателя. В случае релятивистских моделей время не может быть отделено от трёх измерений пространства, потому что наблюдаемая скорость, с которой течёт время для объекта, зависит от его скорости относительно наблюдателя, а также от силы гравитационного поля, которое может замедлить течение времени.

       В космологии и релятивистской физике концепция пространства-времени объединяет пространство и время в одну абстрактную Вселенную. Математически она является многообразием, состоящим из «событий», описанных системой координат. Обычно требуется три пространственных измерения (длина, ширина, высота) и одно временное измерение (время).

       При этом в понятии "измерения" подразумеваются независимые составляющие координатной сетки, необходимые для локализации точки в некотором ограниченном «пространстве». Например, на Земле широта и долгота — это две независимые координаты, которые вместе однозначно определяют положение. В пространстве-времени координатная сетка, которая простирается в 3+1 измерениях, локализует события (вместо просто точки в пространстве), то есть время добавляется как ещё одно измерение в координатной сетке.

       Таким образом, координаты определяют где и когда происходят события. Однако единая природа пространства-времени и его независимость от выбора координат позволяют предположить, что для того, чтобы выразить временную координату в одной системе координат, необходимы как временная, так и пространственная координаты в другой системе координат. В отличие от обычных пространственных координат, в пространстве-времени возникает понятие светового конуса, накладывающее ограничения на допустимые координаты, если одна из них везде должна быть временной. Эти ограничения жёстко связаны с особой математической моделью, которая отличается от Евклидова пространства с его очевидной симметрией.

       В соответствии с теорией относительности, Вселенная имеет три пространственных измерения и одно временное измерение, и все четыре измерения органически связаны в единое целое, являясь почти равноправными и в определенных рамках способными переходить друг в друга при смене наблюдателем системы отсчёта.

       В рамках общей теории относительности пространство-время имеет и единую динамическую природу, а его взаимодействие со всеми остальными физическими объектами (телами, полями) и есть гравитация. Таким образом, теория гравитации в рамках ОТО и других метрических теорий гравитации есть теория пространства-времени, полагаемого не плоским, а способным динамически менять свою кривизну.

       До начала двадцатого века время полагалось независимым от состояния движения, протекающим с постоянной скоростью во всех системах отсчёта. Однако затем эксперименты показали, что время замедляется при больших скоростях одной системы отсчёта относительно другой. Это замедление, названное релятивистским замедлением времени, объясняется в специальной теории относительности. Замедление времени подтвердили многие эксперименты, такие как релятивистское замедление распада мюонов в потоке космических лучей и замедление атомных часов на борту космического челнока, ракеты и даже самолётов относительно установленных на Земле часов. Длительность времени поэтому может меняться в зависимости от событий и системы отсчёта.

       Термин пространство-время получил широкое распространение далеко за пределами трактовки пространства-времени с нормальными 3+1 измерениями. Это действительно соединение пространства и времени. Другие предложенные теории пространства-времени включают дополнительные измерения, обычно пространственные, но существуют некоторые умозрительные теории, включающие дополнительные временные измерения, и даже такие, которые включают измерения, не являющиеся ни временными, ни пространственными (например, суперпространство).

       Сколько измерений необходимо для описания Вселенной — этот вопрос до сих пор открыт. Умозрительные теории, такие как теория струн, предсказывают 10 или 26 измерений (с М-теорией, предсказывающей 11 измерений: 10 пространственных и 1 временное), но существование более четырёх измерений имело бы значение только на субатомном уровне.

      Нам хочется знать, сможем ли мы научиться управлять временем и создать ту самую «машину времени»? И что может нам помочь в решении этого вопроса? Теория антихаоса? А может гравитация? Сейчас всерьез говорят о квантованности гравитационного поля, то есть, в принципе, возможен квант гравитации, где мельчайшая частица — гравитон. Если мы заставим время остановиться, то станет принципиально возможен и антигравитон. Прибор, построенный на принципе антигравитации, на антигравитонах, даст возможность «воскресить» любой момент времени, если мы окажемся в данной точке пространства.

       Таким образом мы сможем проследить свое прошлое, каким бы отдаленным оно не было. Но это не будет «машина времени» Г.Уэлса, которая сможет нас переносить в прошлое. Но показать нам картины прошлого эта «машина» сможет. Для этого нам надо представить масштабы этой сцены, где происходит это действие. Эти цифры трудно запомнить. Лучше их сравнить с известными расстояниями.

       Но сначала напомним предысторию. 1665 год, 23 – летний бакалавр Исаак Ньютон однажды вечером вышел погулять в сад. Спустя год копилка великих открытий человечества пополнилась очередным гениальным прозрением. Почему яблоко всегда падает отвесно,  а не в сторону? Должна существовать материальная сила  в центре Земли, притягивающая яблоко. Земля так притягивает яблоко как и яблоко Землю (закон пропорциональности силы гравитации). Значит должна существовать сила тяжести материального тела.

        Но всякое открытие должно иметь свое практическое подтверждение. В 1680 году, через 15 лет после открытия закона всемирного тяготения Ньютон начертил и построил орбиту кометы. Она двигалась по параболе соответственно силе притяжения, порожденной Солнцем. Это подтверждало теорию тяготения. В XX веке во время солнечного затмения было обнаружено отклонение луча света гравитацией Солнца.

        Итак, чтобы показать картины прошлого нам надо представить масштабы этой сцены, где происходит это действие. Вся трудность  заключается в том, что создать источник гравитационного излучения в лабораторных условиях невозможно. Представить себе, чтобы было возможно раскрутить 10 тонное ядро со скоростью света сейчас очень трудно. Да и то, в этом случае, мы получили бы мощность гравитационного излучения, мощность которого была бы на 30 порядков  ниже мощности свечения  обыкновенной электрической лампочки. Таким образом, о гравитационных волнах забыли на 30 лет.

       В 1948 году выдающийся советский физик-теоретик Владимир Александрович Фок (1898-1974) обратил внимание на то, что можно воспользоваться даром природы — мощными источниками гравитационного излучения, порожденными  астрофизическими явлениями, возможно, катастрофами. Он оценил, например,  что Юпитер (самая большая планета солнечной системы) излучает в виде гравитационных волн около 400 Вт. Это слишком малая величина, чтобы зарегистрировать ее на Земле. Нужны были более мощные источники. И через 10 лет они были обнаружены. Тут и пригодились идеи А.В.Фока.

       Если ввести понятие двух таких небесных объектов, которые можно было бы наблюдать с Земли, то это для нас было бы практически невозможно. Первое тело — нейтронная звезда (пульсар) и второе — черная дыра. Причем пульсар совсем недавно смогли зарегистрировать на очень чувствительных приборах. О существовании черной дыры мы можем пока только догадываться.

       Что такое «нейтронная звезда»? Это такой объект, плотность вещества которого достигает невероятных размеров. Трудно представить себе, например, наперсток количества вещества нейтронной звезды, который будет весить 10 млн. тонн! Что касается черной дыры, то у нее параметры еще невероятней. Практически на очень малых расстояниях это можно представить  как очень сильное искажение пространства и времени.

      Черную дыру можно представить себе как мембрану, из которой не выходит никакая информация. Слияние черных дыр приводит к разным явлениям, например, к суперпозиции, когда происходит слияние меньших масс с  большей и к образованию результирующей черной дыры. Причем масса конечной  массы может быть и не равна сумме отдельных масс черных дыр. Так происходит непрерывный процесс глобального слияния, непрерывных катастроф, непрерывного хаоса во Вселенной.

       В отдаленной галактике  на расстоянии 100 млн. световых лет от нас сталкиваются между собой  две необычные звезды  (либо нейтронные звезды, либо черные дыры), у которых  масса порядка Солнца или даже намного больше. Предполагается (С.Хокинг), что для образования черной дыры необходимо взаимодействие масс, превышающих солнечную не меньше, чем в три раза. Один процент от этой массы, согласно расчету, может превратиться в гравитационное излучение, т.е. в новую сущность, в новое качество материи. Получается огромная величина.

     Это количество излучения могли бы произвести 1 млрд. чернобыльских атомных электростанций за десять в 20-той степени лет! Поэтому, несмотря на большое расстояние до Земли, излучения до нас доходит достаточно много. Облегчается задача обнаружить это излучение. Поэтому такую задачу сейчас поставили несколько лабораторий, которые создают специальные антенны. Но что такое «много» и «мало» в отношении этого гравитационного излучения?

      Если бы такая катастрофа  случилась в пределах нашей Галактики, даже на расстоянии десяток тысяч световых лет, на Землю обрушилась бы гигантская волна, в десятки раз большая, чем  та, что присылает нам Солнце. Такое, возможно, когда-то уже случалось. Вспомните о катастрофе динозавров. Но мы получаем отзвуки событий, происшедших на краю Вселенной. И чтобы зарегистрировать  их, нужно построить прибор с маятниками, размещенными далеко друг от друга.

      В США проект «LIGO»  (1992, центр управления находится в Хэнфорде, США) имеет базу прибора 4 км, в России, в Баксанском ущелье Кабардино — Балкарии  проект «Линграм»  имеет базу несколько сот метров. Только так можно зафиксировать приход сигналов гравитационной волны на Землю. Только так мы можем зарегистрировать изменение линейных размеров тел, изменение геометрии пространства. Проект LIGO — это система из двух одинаковых детекторов, тщательно настроенных для детектирования невероятно малых смещений от прохождения гравитационных волн. Детекторы расположены на расстоянии трех тысяч километров друг от друга в Ливингстоне, штат Луизиана, и Хэнфорде, штат Вашингтон.

      Исследования в LIGO осуществляются в рамках научной коллаборации LIGO (LSC — LIGO Scientific Collaboration) коллективом из более чем тысячи ученых из университетов в 15 странах. Россия представлена двумя научными коллективами: группой физического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова и группой Института прикладной физики РАН (Нижний Новгород). Предполагается серия улучшений обсерватории. Например, проект LISA (Laser Interferometer Space Antenna - это космическая антенна, которая использует принцип лазерного интерферометра) — совместный проект НАСА и ЕКА, который планируется объединить с LIGO в исследовании гравитационных волн. Обсерватории будут воспринимать гравитационные волны на разных частотах (частота волн, воспринимаемых LISA, на четыре — пять порядков ниже, чем у LIGO), поэтому полученные данные будут взаимодополняться.

      Гравитационная волна – это процесс, распространяющийся  в пространстве и представляющий собой неоднородные ускорения — переменные во времени и «летящие» со скоростью, равной скорости света. Ускорения, как известно, производят силу. Сила производит смещение. В 1962 году Вячеслав Пустовойт  и Михаил Финкельштейн предложили поставить на пути распространения гравитационной волны два зеркала и наблюдать  колебания зеркал. Они должны воспринять  колебания  вследствие  того, что действуют переменные ускорения, (т.к. на зеркала действует переменная сила) которые должны вызвать колебания.

      Казалось, просто было определить амплитуду колебаний. Но вся сложность  в том, что приходится измерять чрезвычайно  малые отклонения, которые  еще никто не измерил. Длина плеча антенны — 4 км. Под воздействием гравитационной волны зеркало колеблется на величину в 1000 раз меньшую, чем диаметр протона, который, в свою очередь, в 1000 раз меньше, чем диаметр атома. Вот здесь  и пригодился маятник, о котором говорилось  выше. Луч лазера 1000 раз пробегает между подвешенными зеркалами  и волна вызывает изменение  так называемой интерференционной картины.

      Если все это будет сделано так, как и планируется, то будет получен реальный нетривиальный результат фиксирования наличия и распространения гравитационных волн во Вселенной — факт науки не только для любопытных физиков, экспериментаторов  и теоретиков, но и для всего человечества. Мы узнаем, как много имеется плотных звезд, которые сталкиваются в Галактиках. Может быть получен первый простой ответ на вопрос: как часто это бывает?

       По форме «всплеска»  сигнала гравитационной волны можно будет узнать многое о свойствах  материи сталкивающихся  звезд и что особенно интересно, справедливы ли расчеты по поводу формы «всплеска» для черных дыр. «Черных дыр»  пока еще никто непосредственно не наблюдал. Есть  еще более амбициозные  планы. Эта антенна, если она достигает необходимой чувствительности, может быть использована для фиксирования не только «всплесков» амплитуд, но и для фиксации уровня фона гравитационного излучения, которое возникло тогда, когда возникала наша Вселенная.

       Тогда мы сможем узнать, что было до этого большого взрыва, когда возникла наша Галактика. Может быть тогда мы узнаем нечто качественно новое о том, что же это такое – понятие «время». Согласно теории Большого взрыва, мы ничего не можем сказать про вселенную в начальный момент времени, хотя предполагается, что в ней присутствуют все фундаментальные взаимодействия, а также все виды материи и энергии.

       Пространство-время начинает расширяться из одной точки. Спустя одно планковское время после этого события, согласно современной теоретической физике, гравитационные силы отделяются от остальных сил. Время, прошедшее с момента Большого взрыва (4,3·10 в 17 степени секунд), примерно равняется 8·10 в 60 степени планковским временам.

       На сегодняшний день самый маленький экспериментально наблюдаемый промежуток времени составляет порядка аттосекунды (10 в минус 18 степени секунд), что соответствует 10 в 26-й степени планковским временам.

       Время — это свойство пространства и материи, которое мы хорошо знаем, но почему оно такое, а не другое и всегда ли оно было таким — на эти вопросы может быть удастся получить ответ. И, наконец, человечество станет мудрее и поэтому — могущественнее.

       А как будет выглядеть небо в гравитационных волнах? Оно не будет похоже на то, что мы видим сейчас. Никакая звездная карта не отражает того, что будет видно в гравитационных волнах. Гравитация нам сулит открытие совершенно неизвестных объектов, которые мы не можем себе вообразить. Представьте себе человека, который живет под землей и теоретически все знает об электромагнитном излучении, но никогда не был на поверхности Земли.

       Когда он выходит на поверхность, он видит Солнце, видит звезды, видит столько всего, что не мог себе это вообразить, представляя себе все это только в виде формул. Мы сейчас находимся в такой же ситуации. Мы знаем, как рождаются гравитационные волны и представляем себе, как они будут фиксироваться. А это значит, что рано или поздно мы сможем видеть всю Вселенную насквозь. 



Иллюстрация:
© Copyright: G.Moskvin - Knowledge paradigm. World Congress on Artificial Intelligence. Tokyo, Makuhari, Japan.