"Время началось с Момента Творения. Оно существовало не всегда.
Поэтому вопрос "Что было ДО? " некорректен.
Наука исследует первые секунды Большого Взрыва постепенно приближаясь к Начальному Моменту".
Стивен Хокинг "Краткая история Времени".
Данная гипотеза О ТОМ, ЧТО БЫЛО ДО, базируется на достаточно известных фундаментальных данных современной науки и на аксиомах логики, не в пример более абсолютных, чем пресловутые 10 Заповедей.
Эти аксиомы гласят:
1. всё имеет своё начало - следствие без причины немыслимо;
2. ничто не возникает из ничего.
3. имеющее начало – имеет и завершение: рождение -> смерть;
4. ничто не вечно;
5. завершение, смерть –> начало, рождение нового...
Первоначальный вариант гипотезы обсуждался на научном семинаре в Московском энергетическом институте (1963 г.) и опубликован в виде краткой аннотации в Трудах МЭИ.
Возражения тогда заключались в том, что гипотеза «слишком логична», «недостаточно безумна».
Упоминался Аристотель – его определение человека: «Двуногое без перьев».
Я счёл это комплиментом. Определение безукоризненное; разумеется, чрезвычайно неполное.
Но знаем ли мы сегодня Вселенную достовернее, чем Аристотель некогда – человека?..
При поддержке (письмом из США) Джорджа (Георгия Антоновича) Гамова, автора теории «горячей Вселенной» («Большого взрыва»), первоначальный вариант моей гипотезы (незавершённой) был опубликован в журнале «Смена» (Москва, № 19, 1968 г., стр. 24-26; вступление д.т.н. известного математика-дискретника Д.А. Поспелова).
Изложение гипотезы в предлагаемом виде - в моём докладе 20 марта 2006 г. на заседании Мюнхенского научного общества (Германия).
Гипотеза не претендует на завершённость и непогрешимость.
Добросовестная критика приветствуется.
Предлагается краткое общедоступное изложение гипотезы.
"Как жутко в этом мире! Сам не свой
Стою, затерян в бездне мировой.
А звезды в буйном головокруженьи,
Несутся мимо - в вечность, по кривой..."
Омар Хайям.
I.
Вещество и энергия — лишь две ипостаси одной и той же материи: М = Е/C;. Квадрат скорости света — огромная величина, "из озера энергии возникнет разве что атом вещества", - но такое же соотношение и наличествует во Вселенной: 1 (один) атом водорода на 4 (четыре)кубических метра пространства в океане энергии...
„Чёрная дыра» - гигантский спресованный гравитацией сгусток энергии. Неизбежное в бесконечном времени слияние «чёрных дыр» - очередная фаза Мироздания в непрерывной смене её состояний.
Обо всём этом - ниже:
Если НАША Вселенная возникла в результате «большого взрыва» ок. 13 млрд. лет назад (разные данные с некоторыми расхождениями) и если скорость света (ок. 300 тыс. км/сек) – предельная, максимальная из возможных, то радиус Вселенной не может превышать всё тех же 13 млрд. световых лет.
Иначе говоря, даже фотоны света, не говоря уже о вещественных частицах, не могли разлететься на расстояние большее, чем 10 тысяч млрд км (примерное расстояние, которое свет проходит за год) помноженные на, примерно же, 13 млрд лет, прошедшие с момента «первовзрыва.
(Есть и другие соображения о размерах Вселенной, требующие лишь численных уточнений, но не относящиеся к сути дела).
Значит, как бы ни была грандиозна Вселенная (расширяющаяся – о чём дальше), она обладает ограниченным (увеличивающимся – о чём дальше) объёмом и – ограниченной (сколь бы ни грандиозной) массой.
II.
Лучи света искривляются вблизи больших масс (вблизи всяких! – неощутимо для наших измерений).
Этот эффект, само давление света - «солнечный ветер», способный наполнять гигантские, с поверхностью в квадратные километры, паруса будущих космических кораблей, - свидетельство того, что энергия сама по себе обладает массой и, значит, подчинена законам гравитации.
Бесспорно (хоть и неощутимо для наших приборов) гравитационное (!) взаимодействие электромагнитных полей.
Вследствие гравитации никакая траектория во Вселенной не может быть прямолинейной.
В завершённом виде это вращательное движение вокруг центров гравитации: спутников вокруг планет, планет - вокруг звезды; вращаются и галактики, и группы галактик (ассоциации)...
Примерно, 8 км/сек – скорость, при которой объект, запускаемый с поверхности Земли, становится её искуственным спутником; достигнув второй космической скорости – несколько более 11 км/сек, объект выходит на околосолнечную орбиту; скорость свыше 16,6 км/сек позволяет ему, преодолев притяжение массы Солнца, уйти в межзвёздное пространство...
Максимальная масса – это суммарная масса Вселенной, максимальная скорость – скорость света.
Световые лучи, огибающие Вселенную, создают её специфичную оболочку. Световая сфера, «кокон», – такой мог бы видеть нашу Вселенную «внешний наблюдатель» – абсолютно гипотетический, потому что для того, чтобы выйти за её пределы, ему надо было бы двигаться со скоростью, превышающей световую.
(Эта световая сфера непрерывно расширяется со световой же скоростью. Но, принимая во внимание масштабы Вселенной, этим расширением можно в наших рассуждениях пока пренебречь).
Небосвод Южного полушария Земли богаче светилами, чем Северного, так как обращен к центру нашей галактики. Гипотетические обитатели «края Вселенной», могли бы догадаться об этом: в одном направлении их космос будет изобиловать светилами, в другом – пуст или почти пуст.
III.
Если наша Вселенная образовалась в результате некоего взрыва, то, вроде бы, незачем удивляться её непрерывному расширению: всё дальше разлетаются осколки взрыва.
Однако есть, чему удивляться: «осколки взрыва» (галактики и ассоциации галактик) разлетаются со всё большей скоростью от земного наблюдателя. Тогда как, скорость осколков взрыва уменьшается по мере потери ими кинетической энергии.
Известно, чем дальше от нас расположен наблюдаемый объект, тем с большей скоростью он он нас удаляется. Скорость наиболее далёких объектов, вблизи предполагаемых нами пределов Вселенной, приближается к световой.
Для краткости и простоты я не останавливаюсь здесь ни на эффекте Доплера - красном смещении в спектре удаляющегося светящегося объекта, ни на Постоянной Хаббла, фиксирующей соотношение скорости объекта с расстоянием от наблюдателя...
Опираясь на уже известные науке выводы, попытаюсь сделать следующий шаг.
Понятно, что ни местоположение нашей галактики, как и нашей солнечной системе в самой галактике, не позволяет предполагать, что мы, наблюдая разбегание объектов во всех точках Вселенной, находимся в её центре. Мы понимаем, что абсолютно тот же эффект могли бы наблюдать гипотетические обитатели всех прочих миров.
Космологи предлагают следующие варианты: Вселенная раширяется, как надувной шарик (и точки, нанесённые на его поверхность расходятся); другое уподобление - всходящему в печи тесту, где от каждой из вкрапленных в него изюминок другие отодвигаются во все стороны...
Каков же механизм расширения? Некоторые космологи предполагают, что атомы водорода беспрерывно образуются из «ничего» – из вакуума.
Я предлагаю другое объяснение, связанное с распространённейшим движением во Вселенной – вращательным и связанной с ним центробежной силой.
Обычная машина, разбрасывающая в гололёд песок, оснащена вращающимся диском. Песчинки, попадающие на диск, под действием центробежной силы движутся от центра вращения к краю диска по расходящимся радиусам....
Для простоты рассмотрим ситуацию всего с тремя песчинками. Та, что попала на диск первой, уже, набрав скорость, находится на краю. У последней, третьей, в центре диска, разбег минимальный. И песчинка между этими двумя «видит» ту же картину, что и земной наблюдатель галактик: Первая песчинка удаляется со всё возрастающей скоростью, третья же – всё более отстает.
При наличии на диске многих песчинок, каждая окажется в уже знакомой нам ситуации: чем далее удалён от неё объект наблюдения, тем большая у него скорость удаления. Потому что расстояние от песчинки, ещё не успевшей набрать скорость также увеличивается...
Следует при этом иметь в виду не вращение Вселенной как целостного тела (с одной плоскостью вращения), но - каждого из объектов (суммы объектов) по собственной орбите.
IV.
Если Вселенная возникла, а скорость конечна, то пространство и масса Вселенной конечны.
Всё, имеющее начало, принципиально ограничено не только пространственно, но и во времени.
Очень давно я задался вопросом, который многим казался бессмысленным:
Равна ли масса незаряженного аккумулятора ему же – заряженному?
Вот один из характерных ответов: «Бессмысленно искать изменение величины, измеряемой, скажем, 10 в минус 20 степени - бесконечно малой.В любом вопросе есть разумный предел детализации рассмотрения. И при гораздо меньшей точности измерения пришлось бы учитывать влияние лунного притяжения, положение Солнца на небе, расположение точки измерения по географической широте, по высоте над уровнем моря т.п. Вопрос не имеет смысла».
Выяснилась интересная история этого «не имеющего смысла» вопроса. 27 сентября 1905, года редакция журнала «Annalen der Physik» получила рукопись статьи некоего служащего Патентного бюро (Швейцария, Берн) Альберта Эйнштейна "Ist die Tr;gheit eines K;rpers von seinem Energieinhalt abh;nig?" Русский перевод: "Зависит ли инерция тела (масса – мера инерции-гравитации. – М.Т.) от его энергетического содержания?"».
Иначе говоря, обладает ли массой энергия как таковая?
Луч света, летящий в межзвёздном пространстве после того как светило, его породившее, давно погасло, демонстрирует: энергия, порождённая веществом, обладает и автономным существованием.
Энергию и массу связывает известнейшая формула: Е = МхСхС.
Закон сохранения массы (Ломоносова-Лавуазье): масса веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции.
Зaкoн – приближенный: не учитывает исчезновения (!) мaссы, сoпряженнoм с прoтекaнием какой бы то ни было химическoй реaкции.
И уж, конечно, ядерной.
При атомном взрыве исчезает, примерно, 1/1000 массы U-235.
В обычных химических реакциях - менее одной десятимиллиардной.
Закон переформулируется как - Закон сохранения ВЕЩЕСТВА/ЭНЕРГИИ.
Но если Е = МхСхС, то М = Е / СхС: энергия обладает массой эквивалентной (примерно) одной стомиллиардной в сравнении с массой материи, затраченной на её возникновение.
На эту долю (действительно, ничтожную по нашим меркам) заряженный аккумулятор по массе больше незаряженного!
В ядерной реакции (и любой другой) масса уменьшается не потому, что продукты реакции частично растворяются в окружающей среде (можно бы организовать замкнутую систему), но потому, что выделяется энергия, обладающая собственной массой.
В этом суть взрыва ядерной бомбы.
V.
Потери вещества при взрыве ядерной бомбы ничтожны. Но грандиозны сходные по типу внутризвёздные процессы. По мере выгорания ядерного горючего изменяется светимость звезды, её объём и масса.
Исчерпав своё ядерное горючее звезда (при определённых физических значениях) теряет свою механическую устойчивость и начинает со всё увеличивающейся скоростью сжиматься. Это может сопровождаться выбросом оболочки и наблюдаться в виде грандиозной вспышки (пример - Крабовидная туманность).
Если радиус звезды уменьшился до т.н. гравитационного (ничтожного даже по нашим земным меркам), при котором сила тяготения, создаваемая её массой, стремится к бесконечности, ничто уже не может воспрепятствовать её предельному сжатию – превращению в чёрную дыру.
Вещество в «чёрной дыре», сосредоточенное «в точке, не имеющей размеров» (согласно некоторым утверждениям), но с бесконечной плотностью – не суть ли это «комок энергии»?
Можно предположить, что в «дырах» происходит уже окончательное (а не частичное) преобразование вещества в энергию – и масса «дыры» и есть максимально сконцентрированная энергетическая масса.
Вещество, притягиваемое «дырой», разгоняется и всасывается в неё уже со световой скоростью.
«Дыра» как бы овладевает окружающим её пространством. Непрерывно расширяется сфера, лишённая вещества,.
В бесчисленных точках нашей Вселенной образуются «дыры»; исчезновение вещества происходит повсюду.
Итак, от химических реакций (с минимальным переходом вещества в энергию) - к ядерному распаду и окончательному - в чёрных дырах, – такова непрерывная и необратимая эволюция нашей Вселенной.
Неизбежное слияние дыр – лишь вопрос времени...
С большой долей вероятности можно рассчитать сроки исчезновения «нашей» вещественной Вселенной, превращения её в новую ипостась – в Мироздание, заполненное гигантским объёмом энергии, сжимающимся под действием гравитации в чудовищно плотный комок – первоатом, в некую абсолютную «массу энергии» с её инертными и гравитационными свойствами.
Вещество - концентрат энергии, энергия - результат распада вещества.
ВЕЩЕСТВО и ЭНЕРГИЯ – лишь разные ипостаси МАТЕРИИ (как мировоззренческого понятия).
VI.
Бесконечность времени - обречённость вещественной Вселенной?
Нет, этот фундаментальный процесс не может быть однонаправленным – иначе необъяснимо само её существование.
Если неизбежно исчезновение вещества во временных пределах, отпущенных нашей Вселенной, должен существовать и обратный процесс – возникновение вещества из энергии, превращение «концентрата энергии» в вещество. М = Е / СхС.
Наблюдаемое нами рассеивание энергии в пространстве – лишь как бы оболочка несравненно более грандиозного и значимого процесса – концентрации энергии, в конечном счёте, в некий сингулярный объект (лат. singularis– отдельный, особый) – в некий «первоатом», подобный тому, взрыв которого примерно 13 млрд лет назад породил нашу Вселенную.
Космологи полагают, что размеры «первоатома» «исчезающе малы». Логичнее предположить, что объём его был вполне реальным. И будет – через десятки млрд лет - примерно таким же. Если попытаться высчитать – при огромнейшихдопущениях – объём комка энергии, в который превратится наша Вселенная, величина окажется вполне обозримой: диаметр порядка 100-200 км (!).
Разумеется, для «обитателя» такой Вселенной, находящегося внутри, её пространство окажется таким же бесконечным, как для нас – наше. Чтобы «выглянуть» за её скромные пределы ему пришлось бы опять-таки превысить максимально возможную скорость.
Вероятно, таковым «извне» был размер «первоатома», комка энергии, взрыв которого привёл к внезапному овеществлению всей массы энергии исчезнувшей «предыдущей Вселенной».
Итак, «первоатом»» - крупица пространства, до максимума насыщенная энергией... Заложена ли здесь информация, «память», подобная «памяти» генома? Является ли эта частица «геномом» очередной Вселенной, повторяющей в деталях (или хотя бы в общих чертах) предшествующую.
Повторимся ли МЫ?
VII.
Закон Всемирного тяготения неизбежно предполагает концентрацию вещества, его сгустки, в итоге – энергетические черные дыры, поглощающие окрестное вещество, слияние этих «дыр» с нарастанием в их недрах неведомого нам напряжения, могущего обернуться «первовзрывом».
Взрывающийся комок энергии... Но КУДА он взрывается? Для взрыва, как и для любой эволюции вовне, необходим перепад состояний внутри объекта и снаружи.
Но если вовне нет собственно самого пространства, то расширяться (взрываться) просто некуда. «Вещь в себе» = в самом буквальном и совершенном виде. Взрыв в этом случае мог бы быть направлен только вовнутрь.
Или необходимо взаимодействие масс.
Возможность для нашей Вселенной пребывать в разных состояниях подводит нас к мысли о том, что есть нечто, обнимающее её во времени и пространстве – некое абсолютное МИРОЗДАНИЕ. И если в НЁМ существуют и другие эволюционирующие вселенные, да ещё и «разнофазовые» в каждый момент времени, тогда всё то же гравитационное взаимодействие между ними образует некую среду – мегапространство, образуемое силовыми полями гравитации – в котором эволюция вселенных просто неизбежна.
Но для этого нам здесь пришлось слегка погрешить против строгой логики - прибегнуть к умозрительному допущению...
Впрочем, уже есть намёки на множественность миров. Появляются научные сообщения, что наша Вселенная подобна поверхности «футбольного мяча» (состоит из секторов), что галактические ассоциации (даже сгустки ассоциаций) располагаются в углах этих необъятных треугольников-секторов, т.п. Похоже, что здесь-то и наблюдается (ещё не осознаётся) вдвигание иных пространств, пустующие секторы между ними...
VIII.
Факты, казалось бы, свидетельствуют о – пока что – не о концентрации, но о расширении Вселенной.
И всё же, так ли это?
Рассмотрим более заурядные события, чем рождение и гибель нашей Вселенной.
Вот пылевое облако, вращаясь, сплющивается в диск; во вращающемся диске постепенно вычленяются концентрические кольца...
Модель – кольца Сатурна.
Из-за скопления вещества внутри облака образуется центральное ядро. При достаточности её массы силы сжатия приводят к разогреву до температур, когда центральное ядро начинает светится. (Масса Сатурна недостаточна).
В кольцах же из-за хаотичности движения разнокалиберных частиц они сталкиваются, «слипаются» всё активнее за счёт сил тяготения, образуя планеты.
Модель – наша Солнечная и другие звёздные системы...
Но статистически вероятнее как бы незавершённая система: ядро, недостаточно массивное для разогрева, или попросту отсутствие такого ядра. Миллиарды и миллиарды раскалённых и светящихся звёзд с их вероятными спутниками-планетами, надо думать, вовсе не правило, но исключение во Вселенной. Незримых для нас «незавершённых конструкций» должно быть несравненно больше. Они-то в сумме (плюс отдельные блуждающие сгустки, плюс пылевые облака, где лишь возникают описанные процессы) и должны составлять бОльшую часть общей массы Вселенной...
Кстати, буквально только что /lenta.ru 6.06.06/ сообщение:
«Астрономы открыли планеты без звезд
Телескопы чилийской Южно-Европейской обсерватории впервые сфотографировали семейство аномальных планет, существующих обособленно от каких бы то ни было звезд. Так называемые "планемо", найденные в 450 световых годах от Солнца, тяжелее Юпитера и окружены газово-пылевыми дисками».
Но при общей массе вещества, на порядки большей «регистрируемой», следует говорить уже не о РАСШИРЯЮЩЕЙСЯ, но о СЖИМАЮЩЕЙСЯ Вселенной. При сжатии и всё большем взаимодействии ВЕЩЕСТВА Вселенной её очередная её фаза - ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ куда ближе, чем предполагалось в первой части этой гипотезы.
Вещество во Вселенной В МАССЕ концентрируется силами гравитации, а не распыляется. Итог концентрации, как уже говорилось,черные дыры, также стремящиеся к слиянию.
Сроки здесь (разумеется, гипотетические) уже, скажем, не сотни, а «всего лишь» десяток-другой миллиардов лет. Ясно лишь, что при нашем допущении сроки сокращаются не в разы, а на порядки.
Если взрыв, образовавший нашу вещественную Вселенную, случился (как утверждает современная космология) примерно 13 млрд лет, то схлопывание в прежнюю фазу произойдёт в срок, сравнимый с этой величиной.
Если суммарная масса Вселенной на порядки больше наблюдаемой (предполагаемой), то траектории лучей от наблюдаемых отдалённых светил для нас сегодня совершенно непостижимы. И эти искривления траекторий (их удлинение при этом), быть может, и являются причиной увеличения длин волн - красного смещения.
Эффект этот наблюдается не только при удалении источника излучения, но и когда источник находится в сильном гравитационном поле (т.н. гравитационное красное смещение).
Вспомним также, что лучи света в силу гравитации «всасывают» по пути мельчайшие пылинки; иначе говоря, являются нам достаточно «запылёнными». Это можно назвать «старением лучей»...
Как бы то ни было, смещение в красную сторону спектра светящегося объекта, быть может, вовсе НЕ свидетельствует о его удалении – о расширении Вселенной.
И мы – ВОЗМОЖНО – обитаем во Вселенной, уже сжимающейся.
«Когда я размышляю о мимолетности моего существования, погруженного в вечность, которая была до меня и пребудет после, и о ничтожности пространства, ни только занимаемого, но и видимого мной, пространства растворенного в безмерной бесконечности пространств, мне неведомых и не ведающих обо мне, - я трепещу от страха и спрашиваю себя, - почему я здесь, а не там, нет причины быть сейчас, а не потом или прежде. Чей приказ, чей промысел предназначил мне это время и место? Memoria hospitis unius diei... Меня ужасает вечное безмолвие этих пространств».
Блез ПАСКАЛЬ.
*************