Анатолий Никифорович БАРБАРАШ, к.т.н, с.н.с.
Кто из Читателей не слышал об архитектурной жемчужине Индии, усыпальнице Тадж-Махал?! Теперь вообразите, что ради объяснения её уникальной красоты, некий учёный-востоковед, наслышанный об индусских фокусниках, предположил, будто Тадж-Махал никто не строил. Просто, в 1652 году пришёл неизвестный босоногий факир, взмахнул палочкой, и за 10–35 секунды, на месте рощи, из Ничего возник 74-метровый беломраморный мавзолей с куполами, мозаикой из цветных камней, минаретами и чудесным садом.
Вероятно, ни один здравомыслящий человек не поддержал бы такого востоковеда. Но то, что невозможно для мраморных дворцов и других „малых форм”, почему-то оказалось возможным в космологии! Уже немало десятилетий в мировой науке господствует представление о Большом Взрыве, якобы создавшем из Ничего всю нашу Вселенную! Непонятное стремление убедить в этом человечество создало прочную (и порочную) тенденцию рассматривать любые экспериментальные данные только в свете гипотезы Большого Взрыва. Желание многих учёных демонстрировать преданность этой гипотезе перемешивается с чисто рекламным восхвалением каждого результата, чтобы налогоплательщик не усомнился в целесообразности понесённых затрат. Например, Интернет сообщил:
„Новая картина Вселенной получена благодаря первым данным, собранным зондом Wilkinson Microwave Anisotrophy Probe (WMAP) - маленьким спутником стоимостью 145 млн. долл., запущенным с помощью ракеты Delta-2 30 июня 2001 г. Зонд оборудован рядом инструментов для проведения предельно точных измерений космической микроволновой фоновой радиации, попросту говоря – того свечения, которое еще сохранилось после „большого взрыва”… Каждая цифра полностью вписывается в картину, опирающуюся на существующие теории, и точно совпадает с измерениями, полученными независимо, с помощью других инструментов, включая мощный космический телескоп Hubble.
– Поразительно, до какой степени все совпадает, – сказал Дэвид Шпергель, ученый из Принстона, также участвовавший в работе. – Очень похоже на то, когда сравниваешь отпечатки пальцев.
Средняя температура свечения – 4,9 градуса выше абсолютного нуля по Фаренгейту… Исследователи сравнивают карту неба, созданную благодаря WMAP, с разнообразными физическими моделями, основанными на конкурирующих гипотезах о природе Вселенной.”
Что и говорить, получение подробной карты микроволнового фонового излучения является важным экспериментом и заслуживает всякой похвалы. Особенно радуют слова о сравнении результатов с физическими моделями, основанными на конкурирующих гипотезах о природе Вселенной. Но радость улетучивается при дальнейшем чтении.
„Мы впервые в состоянии провести целенаправленный отбор специфических теорий инфляции”, – заявил Беннет. [Роб Стейн, The Washington Post, перевод Inopressa.Ru]
Другими словами, результаты измерений намечается сравнивать только с инфляционными вариантами гипотезы Большого Взрыва, но отнюдь не с другими концепциями! Как это напоминает яростную защиту церковью системы Птолемея во времена Николая Коперника, Джордано Бруно и Галилео Галилея!
Под давлением фактов гипотеза Большого Взрыва эволюционирует, и сегодня её название уже не соответствует новому содержанию, потому что выделение колоссальных количеств энергии – собственно взрыв – теперь не предусматривается. В ход пошли „инфляционные” (от inflation – раздувание) модели, предполагающие внезапное расширение пространства Вселенной, вместе с материей, за 10–35 секунды, от неощутимой планковской величины, практически, до современного состояния! Для перемещения даже грамма вещества со сверхсветовой скоростью нужна бесконечная энергия. Но инфляционные модели не считают расширение пространства движением материи и потому не предусматривают затрат энергии на разгон масс, как и гашения энергии при торможении. Остроумный выверт!
* * *
Легко заметить, что проблема Взрыва исчезает в случае вечной Вселенной. Но многим учёным трудно представить себе вечную Вселенную. Действительно, для нас понимание, как правило, означает отыскание подходящей аналогии, а найти в окружающем мире аналог вечности не удаётся.
Но ведь, тем более, нельзя вообразить Вселенную, возникающую из Ничего! Это противоречит законам сохранения – одним из главных завоеваний науки и человеческого опыта! Приверженцы Большого Взрыва обычно обходят эту проблему, переводя её на разговоры о „пульсирующей” Вселенной, многократно то расширяющейся, то сжимающейся до коллапса. Однако, пульсирующая Вселенная тоже бесконечна во времени, тоже вечна! Остаётся лишь сойтись на компромиссе, когда пульсации не доходят до коллапса и, скажем, не превышают единиц процентов.
Разговор о пульсациях расширения-сжатия в пределах единиц процентов, без коллапса и неограниченного разлёта галактик, приобретает смысл только в случае постоянного противоборства сил тяготения и отталкивания. С тяготением всё ясно, хотя, чтобы Исаак Ньютон заметил эту очевидную силу, Природе пришлось стукнуть его яблоком по голове.
Сложнее с отталкиванием. Ещё Альберт Эйнштейн понял, что без противоборства сил притяжения и отталкивания длительное существование Вселенной невозможно. Потом он взял свои слова обратно, но уже другие учёные принялись настаивать, что без отталкивания картину Вселенной, действительно, не объяснить.
Конечно, не объяснить! Вот только указать природу сил отталкивания никто не смог. Да и эксперименты не могли помочь, оттого что, по расчётам, сила отталкивания порядков на тридцать слабее земного притяжения.
Проблема сил отталкивания или, как её сейчас стали называть, проблема тёмной энергии Вселенной – не единственный нерешённый космологический вопрос. Например, наука стыдливо обходит загадку некомпенсированного роста энтропии и угрозы „тепловой смерти”, обрисовавшуюся ещё в 19-м веке в работах Рудольфа Клаузиуса.
С позиций автора, вся группа космологических загадок решается единой концепцией круговорота материи во Вселенной [1, 2, 3]. Суть её в следующем.
Галактическое и межгалактическое пространство заполнено разрежённым газом и пылью. В 1899 г. Пётр Николаевич Лебедев открыл давление света на твёрдые тела, а в 1907 г. – на газы. Поэтому можно полагать, что излучения, генерируемые галактиками, постепенно вытесняют газ и пыль за пределы галактических скоплений, создавая тем самым реактивные силы отталкивания.
В 1976 г., в Институте прикладной математики им. М. Келдыша было высказано предположение о существовании во Вселенной своеобразных „пустот” – областей, свободных от звёзд и галактик. Через год это подтвердили сотрудники Тартуской астрофизической обсерватории А. Саара, М. Йыэвээра и др. под руководством Я. Эйнасто. Дальнейшие исследования показали, что самые крупномасштабные неоднородности в распределении галактик носят „ячеистый” характер. В „стенках ячеек” много галактик и их скоплений, а внутри – пустота. Поперечник ячеек более 300 миллионов световых лет, толщина стенок 10–12 миллионов световых лет. Ориентировочный объём открытой учёными полости составил 1025 кубических световых лет. Так выяснилось, что скопления галактик образуют гигантские ячейки, напоминающие пчелиные соты.
По авторской концепции круговорота материи, газ и пыль, отталкиваемые излучениями галактик, в конце концов, попадают в огромные ячейки Вселенной, где они, при реальных скоростях полёта, могли бы путешествовать более миллиарда лет. Но в действительности, это путешествие оказывается менее продолжительным.
В мире элементарных частиц нет стабильности. Одни частицы спонтанно перерождаются в другие, а те – в третьи и т.д., причём события могут каждый раз хаотически выбирать один из нескольких возможных сценариев. Первым обнаружилось рождение пары электрон-позитрон из фотонов. Потом заметили и обратное превращение электронно-позитронной пары в фотоны. Но это было лишь началом. Обнаруживались другие превращения, и, наконец, сформировалось новое физическое мировоззрение, основанное на понятиях трансмутаций частиц.
В ряде случаев недолговечные частицы продлевают свою жизнь, объединившись с частицами других типов. Так, стабильный, казалось бы, нейтрон атомного ядра, если освободить его от внешних связей, распадается примерно через 16 минут, превращаясь в протон, электрон и антинейтрино. Есть и противоположные примеры. Например, протон, высокостабильный в свободном состоянии, может закономерно трансмутировать в нейтрон, позитрон и нейтрино, оказавшись в ядре атома, подверженного радиоактивному β+-распаду.
Одним из результатов, в широкой группе трансмутаций, является возникновение нейтрино. И они же часто оказываются в начале цепочек трансмутаций. Бывают электронные, мюонные и тау-нейтрино. После возникновения они, практически, ускользают от нас, как бы уходят в другой, недоступный нам мир. Огромные подземные и подводные сооружения, называемые детекторами нейтрино, регистрируя менее одного нейтрино из миллиарда миллиардов, лишь подтверждают реальность этого мира, но пока не позволяют разобраться в его подробностях.
В 1933 г. швейцарский астроном Фриц Цвикки при измерениях скоростей движения галактик одного из скоплений в направлении созвездия Волос Вероники, обнаружил существование какой-то скрытой массы. Галактики исследуемого скопления двигались со столь высокими скоростями, что для удержания их в скоплении, оно должно было обладать массой, примерно вдесятеро превышающей его видимую массу. Так „в поле зрения” учёных впервые попало невидимое вещество Вселенной. Дальнейшие исследования подтвердили, что невидимое или „тёмное” вещество Вселенной примерно в 10–20 раз превышает массу всего видимого мира.
Характерной особенностью невидимого вещества является то, что оно не тормозит, не ускоряет, не отклоняет движение небесных тел, и вообще, по-видимому, кроме тяготения, никак не взаимодействует с ними. Из известных элементарных частиц такими свойствами обладают только три типа нейтрино и соответствующие античастицы. Правда, учёные называют ещё несколько гипотетических частиц с подобными свойствами, но о них можно будет говорить, когда (и если) их существование подтвердится. Сегодня же нельзя не заметить, что свойства невидимого вещества Вселенной с предельной точностью совпадают со свойствами шести типов частиц – трёх нейтрино и трёх антинейтрино, отчего и сам невидимый мир логично назвать „нейтринным” миром.