5. Теория Большого Взрыва, теория относительности, теория суперструн, квантовая механика – клубок взаимоисключающих противоречий.
*****
Язык истины прост.
Сенека
*****
Вводная.
Для начала обобщу все вышеперечисленные теории, для общего их понимания во взаимосвязи.
До Эйнштейна физики представляли себе Вселенную как безграничное эвклидово пространство, заполненное эфиром, в котором распространяются световые волны и беспрепятственно перемещаются материальные тела. А также, что положение и перемещение тел можно описать в абсолютной системе связанных с неподвижным эфиром пространственных координат и независимого от них времени.
Но, на рубеже XIX-XX веков в физике наступил кризис из-за противоречивых результатов, полученных в опытах по распространению света. Для их математического описания в одних опытах приходилось считать эфир неподвижным, в других – увлекающимся движущимися телами.
Эйнштейн устранил указанное противоречие, построив математическую модель, исключающую эфир, а также пространство и время, с которыми можно было связать единую абсолютную систему координат.
Вскоре Фридман показал, что математическая модель Эйнштейна не позволяет получить стационарное решение во времени. Пространство Вселенной с содержимым должно либо расширяться, либо стягиваться в точку. Физики предпочли представление о расширяющейся Вселенной либо до бесконечности, либо до определённого предела, после которого, возможно, произойдёт её очередное стягивание в точку. Модель расширяющейся Вселенной предполагает предшествующий взрыв ничтожного объёма (меньше атома) в котором первоначально была заключена вся Вселенная в виде энергии.
Сам Эйнштейн представлял Вселенную безграничной и существующей вечно. Он долгое время противился принятию решения Фридмана, несмотря на его логическую и математическую безукоризненность. Дело в том, что вывод о взрыве Вселенной, существовавшей вначале в ничтожном объёме, не вписывался в законы ни специальной, ни общей теории относительности (ОТО), и вызывало сомнения в положениях ОТО об относительности пространства и времени и невозможности существования абсолютной системы координат. Ведь систему координат, с нулевой точкой отсчета расстояний от эпицентра Большого взрыва и началом отсчета времни с момента Большого взрыва, можно было бы принять за абсолютных систему независимых пространственных и временных координат.
Конец сомнениям положило обнаруженное Хаблом красное смещение спектров удаленных галактик. Его объяснили эффектом Доплера, обусловленным разлётом галактик после взрыва. Физическая модель Вселенной с принятием Теории Большого взрыва (ТБВ) оказалась шарообразной формы ограниченной величины. Таким представлением о ней без смущения пользуются все физики, в том числе апологеты ОТО (вычисляют её размеры и время существования). С указанным противоречием Эйнштейн и его последователи молча смирились.
Но тем дело не кончилось, в 1998 было обнаружено еще одно явление не вписывающееся в ОТО. Теоретически разлёт галактик со временем должен бы замедляться под действием сил гравитации (искривлённого пространства). Однако, более тонкий анализ доплеровского смещения привёл астрофизиков к выводу, что разлёт галактик со временем ускоряется. Пришлось на элегантный фрак ОТО накладывать еще одну «заплату» из другого материала, но уже с другой стороны. Прореху закрыли гипотетической «тёмной энергией» расталкивающей вещества, обладающей удивительно-необъяснимым никак свойством: её концентрация в пространстве, несмотря на его расширение, остаётся практически неизменной. Для объяснения этого её свойства потребуется немалая изворотливость физиков-теоретиков. Ведь, если не сделать относительной саму логику здравого смысла, то следует либо признать ОТО и отвергнуть ТБВ (что не позволяет математическая модель), либо принять ТБВ и отвергнуть ОТО. Третьего варианта нет...
Однако и это еще не всё. Известный физик Брайн Грин в книге «Элегантная вселенная (суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории)» пишет: «За последние полвека физики столкнулись с другим теоретическим противоречием, не уступающим противоречию между специальной теорией относительности и ньютоновской гравитацией. Выяснилось, что ОТО, по видимому, на фундаментальном уровне несовместима с другой чрезвычайно тщательно проверенной теорией – квантовой механикой… При объединении уравнений этих теорий правильно поставленные физические задачи дают совершенно бессмысленные ответы. Бессмыслица часто принимает форму прогноза, что квантово-механическая вероятность некоторых процессов равно не 20, 73 или 91 %, а бесконечности. Но что может означать вероятность, превышающая единицу, не говоря уже о бесконечности? Мы вынуждены заключить, что здесь какой-то порок».
К сожалению, второй столп современной физики, квантовая механика, описывающая свойства микромира, тоже представляет собой математическую модель, физического смысла которой, по утверждению физика Фейнмана, не понимает НИКТО.
Так, например, в квантовой механике все силы взаимодействий, - гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое внутриатомное, приписывают частицам, его переносчикам (гравитонам, фотонам, глюонам, калибровочным бозонам). Можно представить, как частицы производят отталкивание, но как они могут вызывать притяжение?..
Материалисты-физики предлагают объяснение, на которое бы не отважились бы самые отчаянные мистики. Вот как описываются электромагнитные и ядерные взаимодействия в современной физике, он же Брайян Грин: «Электромагнитное поле состоит из полчищ фотонов; взаимодействие между двумя заряженными частицами на самом деле является результатом взаимного «обстрела» фотонами… Это выглядит так, как если бы фотон был переносчиком не взаимодействия как такового, а скорей послания о том, как получатель должен реагировать на соответствующее взаимодействие. Частицам, несущий одноименный заряд, фотон передает сообщение «отдаляйтесь», а частицам с разноименным зарядом – «сближайтесь». По этой причине фотон иногда называют частицей-посланником электромагнитного взаимодействия. Аналогичным образом глюоны и слабые калибровочные бозоны являются частицами-посланниками сильного и слабого атомного взаимодействия».
Физики пришли к выводу, что причиной несовместимости ОТО с квантовой механикой является представление последней о частицах как бестелесных (имеющих нулевую протяженность). Для преодоления несоответствия было предложено рассматривать частицы как протяженные образования – одномерные струны.
Естественно, что этого оказалось недостаточно. Пришлось модели частиц усложнять. На смену теории струн пришла теория суперструн, или теория М, в которой частицы представляют в виде некоего плетения из одномерных струн. Однако, и при этом их свойства (масса, размер, заряд, механический и магнитный момент итд) не стали реальными понятиями и остались абстрактными, всего лишь модами колебания струн в различных пространственных и временных измерениях, которых 11. И не следует думать, разъясняет Браян Грин, что частица имеет, например, реальный механический момент.
Теперь о том, что собой представляют и откуда взялись 11 измерений...
Физики-теоретики были очарованы тем, что гравитационное взаимодействие Эйнштейну удалось описать не силами притяжения между телами, а искривлением пространства.
Таким образом, теоретики решили геометризировать и прочие взаимодействия. Но поскольку известное нам трехмерное пространство было уже занято гравитацией то, для других видов взаимодействия пришлось выдумывать новые измерения пространства. Почему же мы их не наблюдаем непосредственно? – возник естественный вопрос у скептиков. Потому, что эти пространства представляют собой микромиры, в которых пребывают только атомные частицы, - ответили теоретики.
Введение многомерного пространства сделало теорию суперструн еще более абстрактной, чем исходная квантовая механика. Теория суперструн стала чисто математической и настолько сложной, что разработчики способны решать уравнения лишь приближенно. Брайян Грин сам признался: «Могут пройти десятилетия или даже столетия, прежде чем теория струн будет полностью разработана и осознана».
Очевидно, созданные теоретиками физические образцы элементарных частиц далеки от действительности и это приводит к сложности математического описания их свойств и взаимодействий. Примером тому была созданная Птоломеем геоцентрическая модель Солнечной системы. Она не соответствовала действительности и потому требовала сложного математического аппарата и нелепых физических предположений. Коперник, принявший соответствующую действительности гелиоцентрическую модель, описал движение планет с помощью элементарной математики, доступной каждому школьнику.
По мнению Луи де Бройля, теория должна давать образное представление каждого физического явления. Поэтому сложность математического описания явлений и искусственность их объяснений, введение множества новых понятий и специальных терминов, скорее всего, свидетельствует о неверности теории.
Все отмеченные недостатки присущи теории суперструн. Казалось бы, её невероятная сложность должна настораживать здравомыслящих людей. Но физиков-теоретиков и математиков, которые сегодня почти неотличимы она напротив – вдохновляет. Они полны энтузиазма. Их привлекает возможность поупражняться и посостязаться в решении сложных математических задач, которая в теории суперструн неисчерпаема. Эта теория не дает однозначных решений и позволяет выбрать те, которые дают ответы более близкие к экспериментально полученным результатам.
Однако, плоха та теория, которая на имеет достаточной предсказательной силы. Именно это демонстрируют как теория суперструн, так и ОТО. Последние открытия, которые не вписываются в рамки ОТО (ускоренное расширение Вселенной, недостаточность масс галактик для их стабильности, однородность реликтового излучения и.д.), её апологеты объясняют пост-фактум, дополняя эти теории новыми положениями и делая их настолько громоздкими, что кажется: они вот – вот рухнут.
Оно бы и к лучшему…
Исходя из всего вышеперечисленного следовало бы признать, что на рубеже XX-XXI веков (из которого не вышла до сих пор) физика зашла в явный тупик и заняться пересмотром её оснований, поставив во главу угла не математические (абстрактные), а физические (реально понимаемые и ощущаемые) модели, которые бы не входили в противоречие со здравым смыслом и интуицией человека.
Ждём, однако…
А теперь, далее, подробней о тупиковых Столпах современной физики...