Хван М.П. Неистовая Вселенная: От Большого взрыва до ускоренного расширения, от кварков до суперструн
Подождите немного. Документ загружается.
Я н ко С л ава (Б и бл и отека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru
Х ван М акси м П етро ви ч. Н еи стовая В сел ен н ая: О т Б о льш о го взры ва до ускор ен н ого
ра сш и рен и я , о т квар ков до суп ер стр ун . — М .: Л Е Н А Н Д , 2 0 0 6 . — 40 8 с.
361
361
И так, расш ирени е В селенн ой проходи т условн о три круп н ы х этапа образовани я
ее вещ ествен ной сф еры :
1) этап генезиса ф ун дам ен тальны х частиц и ан тичасти ц , нуклеосин теза и
реком бинац и и . С ам ы м важ н ы м обстоятельством н а этом этапе является «ги бель
ан ти вещ ества» и абсолю тн ое дом и н и рован и е вещ ества во В селен н ой : В селен н ая
наш а есть вещ ественная без ан ти вещ ества;
2) этап распространенн ости во В селенн ой водорода и гелия, без участи я которы х
соверш енно нем ы сли м о образован ие н е только звезд, н о и вообщ е
крупном асш табной структуры В селенн ой ;
3) этап образования и сущ ествован и я крупном асш табной структуры В селенной.
Н ам представляется более адекватны м реальн ом у расш ирен и ю В селенн ой и
ген етически правильн ы м делени е эволю ц и и В селен н ой на три круп н ы х пери ода:
1) н ачалом первого ген еалоги ческого периода является си н гулярн ость, которая
катастроф и чески взры вается Б ольш им взры вом . Затем вслед за образован и ем
класси ческого пространства-врем ени п рои сходи т в несколько секунд
инф ляционная стадия В селенной;
2) п осле Б ольш ого взры ва в первы е ж е секунды в соответствии с закон ом зарядового
соп ряж ен и я образовалось равное чи сло ф ундам ентальны х ф ерм и он ов и
ан ти ф ерм ионов. О дн ако в тотальной вселен ской аннигиляци и прои зош ло
«сам оуни чтож ени е» этих ф ундам ен тальн ы х ф ерм и онов и ан ти ф ерм и он ов, т. е. в
этом «косм и ческом котле» анниги ляции «сгорели» один аково м илли ард
ф ерм ионов (плю с 1 ф ерм ион ) и м и ллиард ан ти ф ерм ион ов. И з этого плю с одн ого
ф ерм ион а образовали сь «и збы точн ы е» кварки, которы е в п роцессе кон версии
бы ли захвачены п ротон ам и и н ейтрон ам и: образовали сь одн и п ротон ы без
ан ти п ротон ов и нейтрон ы без ан тин ейтронов;
3) трети й пери од н ачин ается через м илли он лет с реком би н ац и ей атом ов из
соеди н ения легких ядер и электронов: с атом а начи н ается настоящ ая, подлинная
эпоха вещ ества без ан ти вещ ества.
Т ак, образовалась адрон н ая асим м етри я из кварковой аси м м етри и : сначала в
косм ическом «котле» анн и ги ляц и и «сгорели » все кварки и анти кварки, кром е
«избы точн ы х» кварков, и з которы х бы ли образованы н уклон ы (бари он ы ) без
ан ти н уклон ов (без ан тибари он ов). Т очн о такая ж е си туаци я п рои зош ла с леп тон ам и:
образовалась леп тон н ая асим м етри я без ан тилеп тон ов.
Т аки м образом , результатом анн и ги ляционного процесса в косм и ческом «котле»
явилось образован и е:
1) кварковой асим м етри и без ан тикварков;
2) леп тон н ой асим м етри и без антилеп тон ов;
3) бари он н ой аси м м етри и без анти барион ов.
П оэтом у и м енн о в п роц ессе реком би н ац и и п рои сходи т атом арн ая аси м м етри я
без анти атом ов: и з атом ов без антиатом ов образую тся м олекулы без антим олекул, а
из м олекул (без анти м олекул) — хим ические элем ен ты без анти элем ен тов.
О дн и м словом , во В селенной пока не наблю дается сущ ествован и е анти звезд,
ан ти галакти к, анти скоп лен и й галакти к, анти сверхскоплен и й . И н ы м и словам и, м ы н е
наблю даем н али чи е антим иров, и х н е сущ ествует и н е м ож ет сущ ествовать в н аш ем
м и розда-
Я н ко С л ава (Б и бл и отека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru
Х ван М акси м П етро ви ч. Н еи стовая В сел ен н ая: О т Б о льш о го взры ва до ускор ен н ого
ра сш и рен и я , о т квар ков до суп ер стр ун . — М .: Л Е Н А Н Д , 2 0 0 6 . — 40 8 с.
362
362
нии В селен н ой , и бо ан ти м атерия вся «сгорела» в тотальном косм и ческом
ан н и ги ляц и он н ом «котле» в сам ую ран н ю ю эпоху п ервы х трех м и н ут рож дени я
наш ей В селенн ой .
Т аки м образом , си м м етри я м еж ду м атери ей и анти м атерией бы ла наруш ен а в
сам ую ран ню ю эпоху рож ден и я н аш ей В селен н ой п осле Б ольш ого взры ва и
инф ляционной В селенн ой : наш а В селенн ая как вещ ествен н ая — асим м етри чн ая
В селенная без анти м иров звездн ы х, галакти чески х и м етагалакти чески х.
И ж и зн ь в целом как состоящ ая и з вещ ества в осн овн ом без ан тиатом ов,
ан ти м олекул, ан ти п ротон ов, ан тиэлектронов и т. д. — ф еном ен вещ ествен н ы й без
ан ти вещ ества и потом у ф еном ен асим м етри чны й : Д Н К — асим м етри чная
двусп и ральная м олекулярн ая структура без антим олекул, хотя роза, как отм ечает Р .
П енроуз, сим м етри чн а в своем внеш н ем проявлени и .
А н ти гр ав и тац и я
С ам ы м и ф ун дам ен тальны м и откры ти ям и в соврем ен н ой ко см ологи и , на
которы х она осн овы вается, являю тся три вы даю щ ихся эксп ери м ен тальны х откры тия,
которы е бы ли теоретически п редсказаны :
1. Э ксперим ен тальное откры ти е Э двином Х абблом закона всеобщ его удален и я
галакти к друг от друга: чем дальш е от н ас находятся галак ти ки, тем он и бы стрее
удаляю тся. Э то вы даю щ ееся откры ти е Э . Х аббла окон чательн о п одтвердило
теорети ческое п редсказание А . А . Ф ридм ан а о н естаци он арн ости В селен н ой :
косм ологи ческое расш ирение В селен н ой , предсказанн ое теорети чески Ф ридм ан ом
в 1922 г., п одтверж ден о эксп ери м ентальны м и н аблю дени ям и Э .Х аббла о
всеобщ ем удален и и галакти к в 1929 г., т.е. через сем ь лет после ф ри дм ан овского
предсказани я и через четы ре года п осле см ерти А . А . Ф ри дм ан а.
2. В торы м ф ундам ентальн ы м экспери м ен тальн ы м откры ти ем в соврем ен н ой
косм ологи и является рели ктовое и злучени е, обнаруж енное двум я ам ери кан ским и
учены м и А рно П ензиасом и Р обертом В и лсон ом в 1965 г. (Н обелевские п рем ии им
бы ли вручены в 1978 г.) М и кроволн овое чернотельное ф оновое и злучение как
электром агн и тн ы е волн ы (т. е. ф отоны ), идущ ие к нам со всех сторон изотроп н о от
Б ольш ого взры ва как остаточное явлени е от н его, бы ло теоретически п редсказано
вы даю щ и м ся ам ери кан о-советским учены м Г еорги ем Г ам овы м в 40 -50-е гг.
прош лого века. С ледует здесь отм етить, что без построени я Г . Г ам овы м горячей
м одели В селенной, т. е. Б ольш ого взры ва, вряд ли возм ож но бы ло пон и м ан и е и
осознан и е м и кроволн ового ф он ового излучения как реликтового излучения
горячей В селен н ой Г ам ова?! (Г . Г ам ов так и н е бы л удостоен Н обелевской
прем и и .)
3. Т ретье ф ун дам ен тальное откры ти е бы ло сделан о двум я групп ам и ам ери канских
астрон ом ов в 1998-1999 гг.: это косм ический вакуум , которы й, вероятн ее всего,
изм ен и т н е только наш е косм ологи ческое и астроф и зи ческое п редставлени е о
м и ре н аш ей В селенн ой , н о и наш е ф и лософ ское м ир оп оним ани е о В селен н ой , ее
м атерии, пространстве и врем ени , об их эволю ци и и стати чн ости.
К ак и звестно, А . Э йнш тейн создал общ ую теорию относи тельн ости в 1915 г.;
через сем ь лет А . А . Ф ри дм ан , реш ая обобщ енн ы е уравн ени я гравитац и онного п оля,
наш ел свое реш ен и е о н естац и он арности н аш ей В селен н ой , т. е. о ее
косм ологи ческом расш ирен и и : стац и он арн ая В селенная Э йнш тейна станови тся у
Ф ри дм ан а н естаци он арн ой , т. е. расш иряю щ ейся и эволю ц и он и зи рую щ ей.
Я н ко С л ава (Б и бл и отека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru
Х ван М акси м П етро ви ч. Н еи стовая В сел ен н ая: О т Б о льш о го взры ва до ускор ен н ого
ра сш и рен и я , о т квар ков до суп ер стр ун . — М .: Л Е Н А Н Д , 2 0 0 6 . — 40 8 с.
363
363
С ам и по себе уравн ени я гравитац и онного поля общ ей теори и относи тельн ости
предп олагаю т возм ож ность сущ ествован и я как стати ческой В селенн ой , так и
нестаци он арной В селен н ой : А . Э й н ш тейн построи л статическую В селенную , а А . А .
Ф ри дм ан — нестационарную В селенную .
М ы ниж е эти две конц епц и и рассм атри ваем в ф и лософ ской интерп ретаци и и
поним ан и и : откры ти е косм ического вакуум а как анти тяготен и я, ан тигравитации
показы вает, что м ир н аш ей В селенной и статичен , и н естаци он арен.
Э волю ци он и зи рую щ ая В селенн ая Ф ридм ана— Х аббла в осн ове своей содерж ит в
качестве ф ундам ен та косм и чески й вакуум как статический м и р: дин ам ика и
статичность не взаим оисклю чаю т, а взаи м опредполагаю т.
П арадокс состои т в том , что Э йнш тейн как создатель общ ей теории
отн оси тельн ости п ри держ ивался м одели статической В селен н ой: В селенная
Э йнш тей н а стати чн а.
А . А . Ф ридм ан эту стати ческую В селенную Э й н ш тейн а превратил в
нестаци он арную В селенн ую как ди н ам ическую и эволю ци он и зи рую щ ую В селенн ую .
В ы даю щ аяся заслуга А . А . Ф ри дм ана состои т в том , что, во -п ервы х, он не только
нап олняет пустую В селенн ую м атериальны м содерж ан и ем , н о и обосн овы вает
структурирован и е этого м атери альн ого содерж ан и я в ти п ах геом етри и п ространства-
врем ени : м атери альное содерж ани е геом етризируется в п ространственной
структурной сам ооргани заци и .
Т еори я Ф ри дм ан а н е только динам ика расш и ряю щ ейся В селен н ой , но и она (эта
В селенная) геом етризи руется в простран ствен н ой структурной сам ооргани заци и .
В селенная н е п росто дин ам и чески расш иряется: сам о это дин ам ическое расш ирен и е
— геом етри ческая сам оорган и зац и я В селенн ой . Д и н ам ика оф орм ляется в геом етри ю ,
а геом етри я оп ределяется ди н ам икой : геом етри и н ет без динам ики и ди н ам ики н е
сущ ествует без геом етри и . В общ еф и лософ ском контексте теори я Ф ри дм ан а —
сам ооргани заци я ее в динам и ческой геом етри и .
В ы даю щ аяся заслуга Э . Х аббла состоит не просто в эксп ери м ен тальн ом
подтверж ден и и теори и Ф ри дм ан а о динам ическом и геом етри ческом расш ирен и и
В селенной с установлен и ем ф акта наблю даем ого всеобщ его удален и я галактик друг
от друга. Г лавное, что сделал Х аббл, заклю чается в раскры ти и количествен н ой
закон ом ерн ости расш ирен и я В сел ен н ой : динам ическое расш ирен и е подчиняется
точном у коли чественн ом у закону Х аббла: расш иряю щ аяся В селенн ая п одчи н ена
точном у ф и зи ческом у закону ли н ей н ой зави сим ости скорости удален и я галакти к
друг от друга от расстояни я их от нас: чем дальш е галакти ки наход ятся от нас, тем
они бы стрее разбегаю тся друг от друга.
С ледовательно, сам орасш иряю щ аяся В селен н ая Ф ри дм ана законом ерн а: он а
подчинен а точн ом у количествен н ом у закону лин ей н ой зависим ости скорости
разбеган и я галакти к друг от друга от расстоян и я и х от н ас. Ч ем дальш е от нас
находятся галакти ки , тем они бы стрее, т. е. с больш ей скоростью , разлетаю тся друг
от друга.
П оэтом у главн ая заслуга Х аббла заклю чается в и сследовани и и установлени и
наблю даем ой ф и зи ческой законом ерности расш иряю щ ейся В селен н ой Ф ри дм ана:
Фридм ан установи л п ри н ц и п ди н ам ической и геом етри ческой сам оорган и зац и и
В селенной, а Х аббл вскры л ф ун дам ен тальны й кон кретн ы й ф изи чески й закон,
управляю щ ий этой сам орасш и ряю щ ейся В селенн ой Ф ри дм ана. (М ы о други х
откры ти ях Х аббла н е п и ш ем сп ециально, чтобы не отвлечь вним ани е чи тателя от
сути главн ой заслуги Х аббла.)
Т аки м образом , Ф ридм ан стати ческую В селенн ую Э й н ш тейн а «растоп и л»,
«расп лави л» в динам и ческом и геом етри ческом расш ирен и и В селен н ой : стати ческая
В се-
Я н ко С л ава (Б и бл и отека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru
Х ван М акси м П етро ви ч. Н еи стовая В сел ен н ая: О т Б о льш о го взры ва до ускор ен н ого
ра сш и рен и я , о т квар ков до суп ер стр ун . — М .: Л Е Н А Н Д , 2 0 0 6 . — 40 8 с.
364
364
лен н ая Э йнш тейн а у Ф ридм ана п реврати лась в сам оорган и зую щ ую ся суп ерси стем у в
динам ической геом етри и В селен н ой .
А вели кая заслуга Х аббла состои т в раскры тии и установлени и
ф ун дам ен тальн ой и универсальн ой законом ерности , леж ащ ей в основе ди н ам и ки
В селенной Ф ри дм ана и уп равляю щ ей ею : расш ирение зако н ом ерн о и уп равляется
закон ом ли н ей н ой зави сим ости Х аббла.
И так, Э йн ш тейн в своей общ ей теории относительн ости сф орм ули ровал
уравнен и я грави таци он н ого п оля для опи сания сильн ы х п олей тяготени я: тяготение
— главн ое действую щ ее ли ц о в теории Э й н ш тейн а как ун иверсальны й ф ен ом ен,
прони зы ваю щ ий все вещ ество, излучен и е и структуру пространства-врем ен и .
В се ви ды вещ ества — тем ного и светлого — являю тся грави тирую щ и м и : они
обладаю т силой гравитационного п ритяж ен и я. Н е только вещ ество гравитирую щ ее,
но и такж е излучен и е (т. е. свет) подчи н яется в теори и тяготени я Э йнш тейна си ле
грави тационного притяж ен и я: он о (т. е. и злучение) и скривляется в сильном поле
тяготени я. М ало того, как м ы видели, в черны х ды рах при коллап се и з-под горизонта
собы ти й даж е свет н е м ож ет вы скочи ть наруж у.
К ак м ы п и сали, при коллап се в черн ы х ды рах пространство -врем я искривляется
и даж е ком пактиф и ц и руется, п ревращ аясь в си н гулярн ость вм есте с вещ еством и
излучени ем в бесконечность: в си н гулярности пространство -врем я теряет свой
реальны й ф и зи ческий статус (т. е. классически й ). К ак м ы уж е пи сали, при
сверхэкстрем альны х услови ях при н ц ипиального различия м еж ду вещ еством и
излучени ем н ет и н е м ож ет бы ть, п оэтом у п он яти е вещ ества охваты вает и излучен и е:
вещ ество в ф ундам ен тальн ой ф и зи ке части ц , астроф и зи ке и косм ологи и
рассм атри вается как сам ое ш ирокое и ун и версальное состояни е м атерии. О но
охваты вает весь сп ектр ф ундам ентальн ы х части ц и античасти ц — ф ерм ион ов:
кварков и ан ти кварков, лептон ов и анти леп тон ов; адронн ы х части ц — протон ов и
ней трон ов и други х; полей и и х квантов — глю онов и ф отонов, квантов слабы х
взаи м одействий — W
±
и Z
0
-бозон ов и грави тон ов, а такж е виртуальны х части ц и
ан ти части ц всех видов плазм ы и т. д.
Д о сам ого кон ц а прош лого (Х Х ) века н аш у В селен н ую п оэтом у рассм атри вали в
целом как сф еру вещ ествен н ую : как сф ера вещ ествен н ая, он а есть сф ера тяготен и я. В
ней дом инирует и господствует тяготен и е как си ла грави таци он н ого п ри тяж ения:
грави тации подверж ен о все вещ ество и пространство -врем я.
П очем у ж е тогда прои сходи т расш ирени е наш ей В селен н ой ? П о сущ еству ж е,
если в вещ ественн ой сф ере дом инирует и госп одствует тяготение, эта сф ера в
кон ечн ом счете долж на коллап сировать и превратиться в си н гулярн ость, чтобы
начать все сначала.
П оэтом у соверш енно н е случай н о, что Э й н ш тейн в своей теори и тяготен и я ввел
и сф орм улировал новую косм ологическую постоян н ую — Λ -член, которая долж н а
бы ла ком п енси ровать тяготени е: эта косм ологи ческая постоян н ая Э йнш тейна бы ла
задум ана и м как антигравитация, анти тяготение (точн ее, н овая косм ологи ческая
постоянная Λ является точн ы м м атем ати чески м оп и сан и ем ан ти тяготен и я,
ан ти грави тации).
С татическая В селенн ая, где п роисходит дом инирован и е и преобладан и е
тяготени я, гравитации, н е м ож ет долгое врем я находи ться в состоян и и стати чн ости,
неи зм енн ости и постоян ства: он а рано или поздно долж н а сж аться п од дей стви ем
тяготени я и коллап сировать в си н гулярность. П оэтом у чтобы этого н е случи лось,
Э йнш тей н в свои уравнен и я грави таци он н ого поля ввел вторую косм ологическую
постоянную — Λ -член н аряду
Я н ко С л ава (Б и бл и отека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru
Х ван М акси м П етро ви ч. Н еи стовая В сел ен н ая: О т Б о льш о го взры ва до ускор ен н ого
ра сш и рен и я , о т квар ков до суп ер стр ун . — М .: Л Е Н А Н Д , 2 0 0 6 . — 40 8 с.
365
365
с первой косм ологи ческой постоянн ой как ком би н аци ей нью тон овской
грави тационной п остоянн ой Q и с
2
— квадрата скорости света.
П оэтом у ф ридм ан овская концеп ц и я расш ирени я В селенн ой и хаббловски е
наблю дени я разбеган и я и удалени я галакти к друг от друга п оказали Э й н ш тейну
изли ш ни м введени е новой косм ологической постоян ной Λ как точного
м атем атического оп и сан и я ан ти тяготен и я, ан тигравитац и и . С ам ое п арадоксальн ое
заклю чается в том , что ни Ф ри дм ан , ни Х аббл как велики е м ы сли тели и учены е не
только н е обрати ли вним ан и я на введен и е Э й н ш тейн ом в свои уравнен ия
грави тационного поля второй косм ологической постоян н ой Λ , которая
м оди ф ицировала эти уравнени я, и з которы х исходи л Ф ридм ан о рож дени и
В селенной: они по сущ еству даж е н е ставили вопроса о том , п очем у ж е В селенная
расш иряется, в чем состои т причи н а этого расш и рени я и п очем у галакти ки
удаляю тся друг от друга, вм есто того чтобы притягиваться друг к другу.
Т аки м образом , Ф ри дм ан, исходя из м одиф и ц и рованн ы х (в 1917 г.) уравнени й
грави тационного поля Э й н ш тейн а, создал теори ю о расш ирен и и В селенн ой и
постулировал, что В селенная расш иряется, но он обош ел вопрос: п очем у он а
расш иряется? В елики й Х аббл, н аблю дая сам ы м соверш енны м телескопом 2,5 м в
обсерватории М аунт В и лсон разбеган и е галакти к и даж е установив
ф ун дам ен тальн ую законом ерность этого разлета галак ти к, такж е обош ел вопрос,
почем у они разбегаю тся и удаляю тся, вм есто того чтобы п ри ближ аться.
Т аков и зви листы й п уть н аучн ого п озн ан и я и сти н ы : сначала в абстрактн ом виде
что-то п редсказы ваем и п редп олагаем в ви де гипотезы , а затем и щ ем ф акты ,
соп оставим ы е с этой гип отезой: за ф актам и м ы и щ ем закон ом ерность и х
последовательной связи . Ф акты — ф ен ом ены , а закон — и х вн утренн яя структура
последовательной связи и и х зависим ости . У ж е п осле п озн ани я законом ерн ости
ставим вопрос: почем у?
И так, Э й н ш тейн свою общ ую теори ю отн оси тельн ости окончательно
сф орм улировал в 1915 г.: уравн ен и я грави тационного п оля общ ей теори и
отн оси тельн ости им сф орм ули рованы для описани я В селенн ой в целом . П оэтом у
естественн о то, что н а осн ове им создан н ой теори и тяготения воздви гн уто
м и роздан и е всей В селенной в целом . Т ак, и м воздвигн ута бы ла статическая
В селенная как вечн ая, неи зм енн ая во врем ен и и оди н аковая везде и всю ду в
простран стве: стати ческая В селен н ая Э йнш тейна, п оскольку он а однородн а и
изотропн а в п ространстве и одн ородна во врем ени , бы ла абсолю тн о си м м етри чн а.
Э то означает, что, во-п ервы х, в простран стве н ет вы делен н ы х ц ентров, все точки
в н ем равноп равны и одинаковы , а во -вторы х, в п ространстве н ет вы делен н ы х
нап равлени й , все н аправлен и я в нем оди н аковы и равн оп равн ы . Ч то касается
си м м етри и одн ородности врем ен и , то она заклю чается в том , что все м ом ен ты во
врем ени и дентичн ы и тож дествен н ы .
В се эти при н ц и п ы сим м етрии (одн ородности и и зотроп ности пространства и
однородн ости врем ени ) являю тся ф ундам ен тальн ы м и , из которы х вы водятся
фундам ентальн ы е законы сохранени я ф и зи ки (законы сохран ени я им п ульса и
м ом ента коли чества дви ж ен и я, а такж е закон сохран ени я энерги и ). П оэтом у, как
представляется н ам , абсолю тн о н е случай н о то обстоятельство, что Э й н ш тей н
построи л стати ческую (абсолю тн о си м м етри чн ую ) В селенн ую : он а бы ла нуж на ем у
для вы ведени я ф ун дам ен тальны х законов ф и зи ки . (М ы считаем , что Э й н ш тейн знал
и пон и м ал теорем у Э . Н етер до нее и н езависим о от н ее.)
Я н ко С л ава (Б и бл и отека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru
Х ван М акси м П етро ви ч. Н еи стовая В сел ен н ая: О т Б о льш о го взры ва до ускор ен н ого
ра сш и рен и я , о т квар ков до суп ер стр ун . — М .: Л Е Н А Н Д , 2 0 0 6 . — 40 8 с.
366
366
Е щ е раз отм ети м , что статичн ость и сим м етри чн ость В селен н ой Э й н ш тей н у
нуж ны бы ли для сам осохранени я в ф и зике ф ундам ен тальн ы х ее закон ов (м ы об этом
неодн ократно п и сали в н аш ей работе). Т олько отм етим , что рассм атри ваем ы е
принципы си м м етри и являю тся ф ундам ентальн ы м и свой ствам и п ространства и
врем ени , и з которы х вы водятся законы сохр ан ени я и м п ульса, м ом ен та коли чества
дви ж ени я и эн ергии, составляю щ ие сердцеви н у ф и зики вообщ е. Э то с одной
сторон ы .
А с другой стороны , Э й н ш тейн глубоко чувствовал и п он и м ал, что стати чность
В селенной н е м ож ет бы ть сохранена в дли тельн ом косм ологи ческом вр ем ен н ом
интервале, если эта статичность соп ряж ен а только и только с одной -еди н ствен н ой
си лой тяготен и я, си лой господства и дом инирован и я грави таци он н ого притяж ен и я.
(Н а соврем ен н ом язы ке и уровне зн ачени я госп одство одн ой гравитаци и в кон ечном
счете неи збеж но п ри ведет к сж ати ю стати ческой В селен н ой и к коллапсу ее в
си н гулярность.)
И так, стати ческая В селен н ая не м ож ет сохран ять свою статичность при
госп одстве одного тяготени я: он а н еи збеж но будет коллапсирована и превращ ена в
си н гулярность. Э того, безусловн о, Э й н ш тейн не хотел и не м ог допусти ть. И м ен н о
поэтом у он счи тал необходи м ы м м оди ф и ц и ровать свои уравн ени я гравитационн ого
поля и обобщ ить, введя вторую новую косм ологи ческую п остоянную Λ , точнее,
м атем атическое оп и сани е ан ти тяготен и я, антигравитаци и : анти тяготени е как си ла
грави тационного отталкиван и я долж но ком пен сировать тяготени е. Е сли силы
тяготени я, дей ствую щ и е на части ц ы , ком пен сирую тся п роти воп олож ны м и си лам и
ан ти тяготен и я, то частиц ы эти будут н аходиться в состоянии покоя. П оэтом у
Э йнш тей н счи тал, что введен и е и м новой косм ологи ческой п остоянной Λ связан о с
необходим остью квазистати ческого распределени я м атери и в вечной, один аковой в
простран стве и н еизм енн ой во врем ени В селен н ой : бы тие статической В селен н ой
долж но п оддерж иваться противоборством тяготен и я и ан ти тяготени я, си л
грави тационного п ри тяж ени я и гравитационн ого отталкиван и я. (М ы только сейчас
начи н аем п он и м ать всю м ощ ь и вели чи е ин теллекта и ин туи ц и и А . Э й н ш тей н а как
м ы сли теля и величай ш его ф и зика всех врем ен.)
С ам ое порази тельн ое и п арадоксальн ое заклю чается в том , что Э й н ш тей н ,
страстн ы й грави тационист, предстает во всем своем вели чи и — как
ан ти грави тациони ст. В этом весь ф и лософ ский см ы сл построен и я стати ческой
В селенной и анти грави тац и они зм а Э йнш тейн а: и м ен н о он является
ан ти грави тациони стом № 1. П очем у? П отом у что ф актически он в ф и лософ ском
ракурсе п ервы м указал на ан ти грави таци ю как ф изическую п ри чи н у ф ридм ановского
и хаббловского расш ирен и я В селенн ой с ускорен и ем : эй н ш тейн овская и дея
ан ти тяготен и я, ан ти гравитации пробрела кон кретн ы й ф и зи чески й реальны й см ы сл
только в сам ом кон ц е п рош лого века, т. е. в 1998 -1999 гг., когда двум я группам и
ам ерикан ских астроном ов бы л откры т и обн аруж ен косм и чески й вакуум с
ан ти тяготен и ем , антигравитацией как ф и зи чески м и сточн и ком и п ричин ой
ускоренн ого расш ирени я В селенн ой : В селенн ая расш и ряется с ускорени ем .
А н ти тяготен и е — при чина расш ирен и я В селенн ой , косм ически й вакуум с
ан ти грави тацией является н овой косм и ческой сф ерой, вы ступ аю щ ей при чи н ой
ускоренн ого расш ирени я В селенн ой .
Т ворчество А . А . Ф ридм ан а такж е м ож ет бы ть (в ф и лософ ском и зм ерени и )
рассм отрен о как расщ еп лен н ое вн утрен н е н а две плоскости: одна п лоскость —
ф и лософ ское м иропон и м ан и е и м и роустрой ство, а другая — научн ая картина м и ра.
Е сли у Э й н ш тейн а ф и лософ ское м и роустрой ство — статическая В селенн ая, то у
Ф ри дм ан а
Я н ко С л ава (Б и бл и отека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru
Х ван М акси м П етро ви ч. Н еи стовая В сел ен н ая: О т Б о льш о го взры ва до ускор ен н ого
ра сш и рен и я , о т квар ков до суп ер стр ун . — М .: Л Е Н А Н Д , 2 0 0 6 . — 40 8 с.
367
367
оно глубоко ди н ам и ческая В селенн ая: стати чн ость В селенн ой у Ф ридм ан а
«растворяется» в ее ди н ам ическом расш и рен и и . В селен н ая у Ф ридм ан а расш иряется
изотропн о во всех нап равлени ях и одн ородно во всех точках пространства. Е сли у
Э йнш тейн а стати ческая В селен н ая си м м етри чн а, т. е. она статична, потом у что она
остается всегда во все врем ена неи зм енн ой , п остоянн ой , оди н аковой в п ространстве,
то у Ф ри дм ан а ди н ам ически разви ваю щ аяся В селенн ая си м м етри чн а, т. е.
изм ен яю щ аяся и расш и ряю щ аяся В селен н ая в своем развити и сохран яет сам у себя в
ф ун дам ен тальн ы х свойствах простран ства и врем ен и — и зотроп и и и одн ородн ости
простран ства и одн ородности врем ени , с которы м и глубоко и вн утренн е связан ы
закон ы сохран ени я ф и зи ки: им п ульса, м ом ен та коли чества дви ж ени я и эн ергии.
С разу ж е здесь отм етим , что вели кая заслуга Э дви н а Х аббла состои т не только в
эксперим ен тально-н аблю дательном п одтверж ден и и ф ридм ановской концеп ц и и
расш ирен и я В селен н ой , н о и в том , что Х аббл подводит м ощ н ую теорети ческую базу
свои м закон ом всеобщ его разбеган и я галакти к в ди н ам и ку расш ирен и я В селенн ой
Ф ри дм ан а. Д инам ическое расш ирен и е В селен н ой законом ерно, и он о подчи н яется
всеобщ ем у ф и зическом у закону ли н ейн ой зави сим ости скорости убеган и я галакти к
от расстоян и я их от нас: чем дальш е о т нас находятся галакти ки, тем он и бы стрее
разбегаю тся от нас.
Закон всеобщ его разбеган и я галакти к Х аббла является, как отм ечаю т авторы
зам ечательной книги «В селенная, ж и зн ь, черн ы е ды ры », — следстви ем и зотропи и и
однородн ости п ространства и одн ородн ости врем ен и В селен н ой Ф ри дм ан а: таково
взаи м н ое теоретическое оплодотворен и е сим м етри и В селен н ой Ф ридм ана и закон а
лин ейн ой зависи м ости Х аббла. П оэтом у м ож но см ело утверж дать, что ф и лософ ское
м и ропони м ан и е и м и роустрой ство ф ри дм ан овской си м м етри чн ой В селенн ой
находи т свое п олное теоретическое и опы тн о -н аблю дательное п одтверж ден и е в
зам ечательны х результатах творчества вели кого ам ери канского астрон ом а Э . Х аббла:
1) астрон ом и ческие н аблю дени я разбеган и я галакти к (как отм ечает в свои х трудах
известн ы й теоретик — астроф и зи к и косм олог, член -корреспон дент Р А Н И . Д .
Н ови ков, Х аббл сделал за все врем я исследовани я звездного и галакти ческого
м и ра более 6000 ф отограф и й );
2) закон ли н ей н ой зависим ости Х аббла;
3) постоянная Х аббла.
Э то — одн а сторона творчества великого русского ученого А лександра
А лександровича Ф ри дм ан а. А вторая сторона — чисто н аучн ая картина м и ра, где А .
А . Ф ридм ан рассм атри вает в более конкретн ом и детали зи рованн ом виде проблем у
соотн ош ения динам и ки и геом етри и п ространства В селенн ой . (Д ля более п одробного
изучени я дан н ой п роблем ы реком ен дуем вы ш еназванн ую кни гу и звестн ы х
сп еци али стов — члена-корресп он дента А Н Р Ф А . М . Ч ерепащ ука, директора Г А И Ш
М Г У , и ведущ его специ али ста-астроф и зика, доктора ф и зи ко-м атем ати чески х наук А .
Д . Ч ерн и н а: «В селенн ая, ж изн ь, черны е ды ры » (М ., 2004).)
П ри рассм отрен и и соотн ош ени я ди н ам ики расш ирен и я В селен н ой и геом етри и
ее п ространства н ас интересует ф и лософ ское зн ачени е и см ы сл реш ени я Ф ридм ан ом
этой слож н ой и трудн ой проблем ы .
Д инам ическое расш и рен и е В селен н ой Ф ридм ан «обволакивает» в
геом етри чески е ф орм ы п ространства: если силы ди н ам ики расш и рени я вели ки, а
тяготени е недостаточно, чтобы воспрепятствовать дин ам ике расш и рен и я, то
неи збеж н о бескон ечн ое и бесп редельное расш ирени е (такое расш ирен и е связан о с
отсутстви ем кос-
Я н ко С л ава (Б и бл и отека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru
Х ван М акси м П етро ви ч. Н еи стовая В сел ен н ая: О т Б о льш о го взры ва до ускор ен н ого
ра сш и рен и я , о т квар ков до суп ер стр ун . — М .: Л Е Н А Н Д , 2 0 0 6 . — 40 8 с.
368
368
м и ческого вакуум а с ан тигравитацией : п ри дом инирован и и и госп одстве
ан ти тяготен и я, анти грави таци и н ад тяготен и ем , грави таци ей реализуется
бесконечн ое и беспредельное ускорен ное расш ирен и е В селен н ой ).
В ф и лософ ском отн ош ени и м и ропоним ан и я в ц елом пози ц и и Э йнш тейн а и
Ф ри дм ан а — п ри н ц и п и ально отли чаю тся: у Э й нш тейна стати ческая В селенная, а у
Ф ри дм ан а — ди н ам и чески расш и ряю щ аяся В селенн ая. А если п о сущ еству, то и х
научно-ф илософ ски е п озици и совп адаю т, так как новая косм ологическая постоян н ая
Л , введенн ая Э й н ш тейн ом в свои уравн ени я гравитаци он н ого поля О Т О , ф акти чески
означает ин туи ти вное при знан и е анти тяготения для ком пен сации тяготени я в своей
статической м одели В селен н ой : антитяготение как анти грави тац и он н ая сила
отталкивания вы ступ ает в своей сущ ностной п ри роде р азруш ителем статичн ости
В селенной. А н ти грави тация не сближ ает тела во В селенн ой , а и х разъеди н яет и
удаляет друг от друга и тем сам ы м увеличивает ради ус м и роздан и я. Т еп ерь
соверш енно стал очеви дн ы м вопрос о том , что в м и ре В селен н ой дом инирует:
грави тация или антигравитация. П ри абсолю тном дом инирован ии ан титяготени я,
ан ти грави тации над тяготением , гравитацией В селен н ая будет расш иряться и будет
расш иряться бескон ечн о и бесп редельн о. П оэтом у, как отм ечаю т авторы
зам ечательной книги «В селен н ая, ж и зн ь, черн ы е ды ры » А . М . Ч ерепащ ук и А . Д .
Ч ерн и н , бесконечное и бесп редельное расш ирен и е В селен н ой будет п роисходить
независим о от того, какой из трех вариан тов простран ствен н ой геом етрии будет
ф и зи чески реали зован в м и ре В селенн ой , в том числе зам кн уты й м ир с п остоя н н ой
полож ительной криви зн ой пространствен н ой неевкли довой геом етри и . В этом
ф и лософ ском ракурсе косм ологическая постоянная Л им еет далеко и дущ ие
ф и лософ ские и научн о -ф изические последствия: постоян н ая Л является не только
причин ой расш ирен и я В селенн ой , но и источн и ком ускоренного расш ирен и я
В селенной.
П осле эксп ери м ен тальн ого п одтверж ден и я Х абблом (в 1929 г.) всеобщ его
удален и я галакти к друг от друга Э йнш тейн (в 1932 г.) счи тал, что необходим ость
введения косм ологической п остоян н ой Л отпадает: В селен н ая дей стви тельно
расш иряется, поэтом у нет н еобходи м ости ком пен сации тяготен и я ан титяготением .
Н о вопрос: п очем у она расш иряется — остается и оставался ещ е долго до сам ого
кон ц а Х Х века, когда бы ла откры та в н аш ем вселенском м и роздан и и н овая
косм ическая сф ера — сф ера косм ического вакуум а с ан тигравитацией : до этого
откры ти я косм и ческого вакуум а с анти гравитацией В селенная п редставляла собой
вещ ественн ую сф еру, где поэтом у абсолю тно господствует тяготени е. В селен н ая —
царство тяготения: ц арство тяготени я н еизбеж н о и неодоли м о долж но
коллап сировать и вся В селенн ая в конечном счете долж н а бы ла п одвергнуться
Б ольш ом у краху и п реврати ться в н овую сингулярн ость-2 (ри с. 3.5).
Ф ун дам ен тальн ая ф и лософ ская зн ачи м ость откры тия ам ери кан ским и
астрон ом ам и в сам ом конц е п рош лого (Х Х ) столети я новой сф еры косм и ческого
вакуум а с антигравитац и ей как ф и зической причин ы ускоренн ого и бескон ечн ого
расш ирен и я В селен н ой заклю чается в разры ве этого п орочного круга гиперсф еры —
«си н гулярн ость-1 и си н гулярн ость-2»: косм и ческий вакуум с ан ти гравитац и ей как
причин ой ускоренн ого и бескон ечного расш ирени я окончательно разруш и л
кон ц епц и ю исклю чи тельн ого дом ин и ровани я и господства в м и ре В селенной
тяготени я как един ствен н ой силы гравитационн ого притяж ен и я: во В селен н ой ,
теп ерь м ы знаем , н аряду с тяготен и ем , гравитац и ей реальн о, ф изически сущ ествует
ан ти тяготен и е как си ла ан тигравитационн ого отталкиван и я.
Я н ко С л ава (Б и бл и отека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru
Х ван М акси м П етро ви ч. Н еи стовая В сел ен н ая: О т Б о льш о го взры ва до ускор ен н ого
ра сш и рен и я , о т квар ков до суп ер стр ун . — М .: Л Е Н А Н Д , 2 0 0 6 . — 40 8 с.
369
369
Р и с. 3.5
М ало того, через 6-8 м илли ардов лет после «сотворени я» В селен н ой и з «ничего»
ан ти грави тация стала во В селенн ой дом инирую щ ей и господствую щ ей силой
ан ти грави тационн ого отталкиван и я: отны не и н авсегда во В селен н ой будет
дом и н ировать ан ти тяготение, анти гравитаци я.
В своей ф ун дам ен тальн ой кни ге «К осм ология и тяготение» лауреат Н обелевской
прем и и С ти вен В айнберг такж е п ри держ ивается кон ц еп ц и и «син гулярность-1 и
си н гулярность-2»: расш иряю щ аяся В селенная сам а будет сам озам ы каться в
коллап сирую щ ем сж атии. Р асш и рен и е В селен н ой , отм ечает С . В ай н берг, будет
продолж аться около 50 м и ллиардов лет, а затем расш и рен и е см ени тся сж ати ем ,
которое такж е продолж и тся в течен и е 50 м и ллиардов лет: м еж ду расш и рени ем и
сж ати ем долж на сущ ествовать врем енн ая сим м етри я. П о сущ еству такая кон ц епц и я
«си н гулярн ость-1 и син гулярность-2» является реали зац и ей ф ри дм ан овской теори и
«расш ирен и я с точки и сж ати я в точку», чтобы н ачать все снова, и вечное повторен и е
«расш ирен и я и сж атия в точку»: расш ирен и е сж и м ается в точку, из которой снова
появляется В селенн ая.
А вторы теори и «си н гулярн ости -1 и 2» убеж ден ы , во-первы х, что наш а
В селенная сущ ествует во всем м ироздани и в одн о м -еди н ствен н ом экзем п ляре: н ет
других вселенн ы х, с которы м и м ож н о сравн и ть наш у В селенн ую . В о -вторы х, н аш а
В селенная будет сущ ествовать вечно, п реобразуясь и з одн ой си н гулярности -1 в
другую син гулярность-2: п ри всех взры вах и крахах, расш ирени ях и сж атиях,
коллап сах и реколлапсах В селенная как суп ерсистем а долж на сущ ествовать вечн о,
изм ен яясь лиш ь в структурн ой орган и заци и . В -третьих, п оэтом у так важ н а
си н гулярность как точка бесконечн ого сам осохран ени я три ады м атери и и
простран ства-врем ен и : все и счезает, н о эта три ада в си н гулярности долж на н авсегда
сам осохраняться.
Ф актически н а позиц и и концеп ц и и «син гулярн ости -1 и 2» стоят таки е известн ы е
учены е, как С . Х оки н г и Р . П енроуз: В селен н ая в результате Б ольш ого взры ва
появляется и расш иряется, а затем прои сходи т сж ати е, которое закан чи вается
Б ольш им крахом как гранди озн ы м коллапсом , превращ аю щ и м всю В селен н ую в
новую си н гулярн ость-2: син гулярность-1 Б ольш и м взры вом взры вается и рож дается
В селенная, которая сж им ается коллапсом в н овую си н гулярн ость-2 (рис. 3.6).
Я н ко С л ава (Б и бл и отека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru
Х ван М акси м П етро ви ч. Н еи стовая В сел ен н ая: О т Б о льш о го взры ва до ускор ен н ого
ра сш и рен и я , о т квар ков до суп ер стр ун . — М .: Л Е Н А Н Д , 2 0 0 6 . — 40 8 с.
370
370
Р и с. 3.6
К ак и звестн о, у Ф ри дм ан а бы ли два вари ан та пространствен н ой геом етрии
расш ирен и я В селенн ой : в откры том м ире геом етри и простран ства Л обачевского
расш ирен и е В селен н ой будет п родолж аться бесконечн о и беспредельно, так как
ки н ети ческая эн ерги я расш и рени я будет дом инировать над ее п отенциальной
энерги ей. (В о врем ен а Ф ри дм ан а п од потенц и альн ой эн ерги ей пон и м али энерги ю
види м ого вещ ества и и злучения; п ри этом видим ое вещ ество в основн ом
представляло электром агн и тны е явлен и я и гравитацию . Ч то касается тем ного
вещ ества, п рирода которого нам п ока неи звестн а и которое содерж ится в корон ах
галакти к, оно стало известн о значи тельн о позж е, в начале 1930 -х гг., когда Ф ри ц
Ц ви ки — тогда австрийский астрон ом — предполож и л н али чи е тем н ого вещ ества
(скры ты е м ассы ) в галакти ках. К ак м ы отм ети ли , откры тие косм и ческого вакуум а с
ан ти грави тацией п рои зош ло только в сам ом кон ц е п рош лого (Х Х ) столети я (в 1998 -
1999 гг.). С ей час в п отенц и альную эн ергию вклю чаю т всю сум м у п лотн остей
энерги й косм и ческого вакуум а, тем ного вещ ества, види м ого вещ ества и излучения:
плотность энергии косм и ческого вакуум а составляет 67 % всей м и ровой энерги и
В селенной; п лотн ость эн ерги и тем ного вещ ества — 30 % ; плотн ость эн ергии
види м ого вещ ества — только 3 % , а плотн ость энерги и и злучени я — в 100 раз
м ен ьш е эн ерги и ви ди м ого вещ ества.)
Значит, плотн ость эн ергии косм ического вакуум а составляет п очти 67 % всей
м и ровой эн ергии В селен н ой , а п лотн ость эн ерги и тем н ого вещ ества более чем в 2
раза м еньш е плотности эн ергии косм ического вакуум а: вакуум , м о ж но сказать,
осн овн ой н оси тель плотн ости эн ергии во В селенн ой . А это означает, что
ан ти грави тация, анти тяготен и е сильнее и м ощ нее по си ле гравитации, тяготен и я.
О дн ако, как отм ечаю т авторы кн и ги «В селен н ая, ж и знь, черн ы е ды ры » А . М .
Ч ерепащ ук и А . Д . Ч ерн и н , не всегда во В селенн ой дом и н и ровала п лотн ость энерги и
косм ического вакуум а: п осле Б ольш ого взры ва п ериод до 6 -8 м илли ардов лет бы л
пери одом дом инирован и я вещ ества и , следовательно, тяготен и я, грави тации, а затем
пери од дом и н и ровани я п лотности эн ергии вещ ества см ен яется пери одом
дом и н ирован и я плотн ости эн ерги и косм ического вакуум а: соврем енн ая эпоха,
возраст м ира которой составляет (по сам ы м п оследним , свеж им данн ы м 2003 г.) 13 -
15 м илли ардов лет, — п олное и абсолю тн ое госп одство антитяготени я,
ан ти грави тац и и над тяготен и ем , гравитаци ей, полн ое и абсолю тн ое дом и н и рован и е
косм ического вакуум а над вещ еством . С ледовательно, соврем ен н ое состояние
В селенной — п олное и абсолю тн ое дом и н и ровани е вакуум ной косм и ческой сф еры
над вещ ествен н ой косм ической сф ерой : плотн ость эн ергии всех видов вещ ественн ой
косм ической сф еры более чем в 2 раза м еньш е плотности энерги и вакуум а, и,
следовательно, ан титяготени е, анти грави тация сильн ее в м ире более чем в 2 раза
си лы тяготени я, грави тац и и . И м енн о поэтом у анти тяготени е, анти грав и тация
являю тся при чи н ой и источн и ком ускорен ного и бесконечн ого расш и рени я
В селенной н езави сим о от того, какой из трех типов простран ствен н ой геом етрии
(п олож и тельной кри ви зны п ространства, нулевой криви зн ы или отри ц ательной
кри ви зн ы п ространства Л обачевского) реализуется в дей стви тельн ой ди н ам ике
расш ире-