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.
321
321
М ы счи таем , что этот горизон т ви ди м ости не является и не м ож ет являться
гран и ц ей В селенной и ли ее кон ц ом , т. е. у В селенн ой не м ож ет бы ть н и гран и ц ы , н и
кон ц а: он а м ож ет и , действительно, обладает двум я свойствам и — и ли она м ож ет
бесконечн о расш иряться, или он а н ачнет сж им аться и коллап си ровать, п ревращ аясь в
си н гулярную точку. Н о коллапсирован н ая син гуляр н ость не есть конец
сущ ествовани я ф илософ ской м атерии и ее бескон ечно искривлен н ого и
коллап сирован н ого простран ства-врем ени : она есть конец ф изической В селен н ой, в
м аленьком уголке которой разм естилась н аш а родная С олнечная систем а, где м ы ,
лю ди, обитаем на м алю сенькой н аш ей родн ой Зем ле. К оллап сирован ная в
си н гулярность, н аш а В селенная вн овь возроди тся в другом бы ти йном облике, м ож ет
бы ть, с совсем други м и ф и зи чески м и законам и , при н ц и п ам и и м и ровы м и
постоянны м и. О дно абсолю тн о ф и лософ ски несом н енн о: ф и лософ ская м атерия и ее
простран ство-врем я в другом облике снова п ородят новую В селен н ую и , м ож ет бы ть,
когда-нибудь и где-нибудь свой вы сш ий цвет — человечески й разум (Ф . Э н гельс).
Н о верн ем ся к сверхскоп лен и ю . С верхскоп лени е как скоплени е скоплен и й
скоплени й (С . В ай н берг) представляет собой, как галакти ки и скоплен и я, их строго
упорядочен н ую суп ерси стем н ую структуру, в ц ентре которой н аходи тся «точка
В ели кого п ри тяж ени я»: эта «точка В ели кого при тяж ения» п редставляет собой точку
огром ной и колоссальной кон ц ен траци и «тем ной» м атерии , вокруг которой
вращ аю тся по своим орби там скопления галакти к. П ри этом чем ближ е он и
находятся к «точке В ели кого п ри тяж ения», тем с больш ей скоростью он и (т. е.
скоплени я) дви ж утся и бы стрее при бли ж аю тся к н ей .
Т аки м образом , с одно й сторон ы , установлен ф ундам ентальны й закон о
всеобщ ем удалени и галактик друг от друга, а с другой сторон ы , сущ ествует
ф ун дам ен тальн ы й ф акт о «точке В ели кого притяж ен и я» как вели кой точке
притяж ен и я скоплени й скоплен и й галакти к к этой «точке В еликого п ри тя ж ен и я».
П арадокс состои т в том , что это п ри тяж ени е скоплен и й скоплен и й галакти к к «точке
В ели кого п ритяж ен и я» оп ределяется м естны м , локальн ы м грави таци он н ы м полем :
скорость движ ен и я (и вращ ен и я) скоплен и й н азы вается пекулярной скоростью ,
которая определяется м естны м , локальны м гравитационн ы м п олем .
С ледовательно, м ы ви дим , с одной сторон ы , разбеган и е на больш их
косм ологи ческих расстояниях галакти к, а с другой стороны , н а бли зки х
косм ологи ческих расстоян и ях галакти ки и и х скопления м огут сближ аться и ,
дей стви тельно, сближ аю тся.
В стает ф ундам ен тальн ы й воп рос: м огут ли он и , сближ аясь на близки х
расстояни ях, сли п аться? Е сли он и м огут слипаться, то н еизбеж н о их
коллап сирован и е?! Е сли скоп лени я скоп лен и й м огут коллапсировать, то неи збеж но
ли коллап сировани е сверхскоп лен и я?!
А что станет с сверхскоп лен и ем , содерж ащ им в своей структуре 10
11
галакти к x
10
10
звезд = 10
21
звезд?! А если сверхскоп лен и е как скоплен и е скоплени й скоплен и й
начн ет сж им аться и коллап сировать, то станет ли В селен н ая сж и м аться и
коллап сировать?! Б езусловно. П оэтом у нам представляется, что нельзя и склю чи ть
такую реальную возм ож н ость коллап си ровани я как сверхскоп лени я, так и В селен н ой
как суп ерси стем ы : все сущ ее бы ти е врем енн о, изм енчиво и неп остоян н о. В се сущ ее
подверж ено врем ен н ом у потоку, течен и ю и его ходу от п рош лого к н астоящ ем у и
будущ ем у как конц у бы ти я: врем я — это ф еном ен, которы й пож и рает всех свои х
детей (Ф ридри х Н и цш е), в том числе ф илософ скую В селенн ую .
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.
322
322
В селенная врем ен н а: она роди лась, ж и вет и н астан ет ден ь, когда она и счезнет в
си н гулярности , если ф и зи чески реальн ая п лотн ость м атерии во В селен н ой п ревы си т
кри ти ческое зн ачени е для сверты ван и я В селенной, т. е. сж ати я и коллапса.
Т аково бы ло п олож ен и е дел о судьбе наш ей В селенн ой до сам ого кон ц а
уш едш его века: она рож дается и з сингулярности в результате Б ольш ого взры ва и
заканчи вает свою ж изн ь вселенски м сж атием и ги ган тски м Б ольш им крахом ,
превращ аю щ и м ее в новую си н гулярн ость-2, чтобы все н ачин ать снова.
Т акова бы ла ф и лософ ская си туац и я (и н аучн ая) до откры ти я в сам ом кон ц е
прош лого века косм ического вакуум а как при чи н ы ускоренного и бесконечного
расш ирен и я В селенн ой .
Р и с. 3.2. С хем а «от си н гул я р н ости -1 к си н гул я р н ости -2»
Т акую п озици ю , т. е. «от си н гулярн ости -1 к син гулярн ости -2», зани м али и
обосн овы вали преж де всего вы даю щ иеся учены е: С тивен В айн берг, С ти вен Х окинг,
Р одж ер П ен роуз и м ноги е другие — до откры ти я двум я группам и ам ери канских
астрон ом ов в сам ом кон ц е п рош лого века (т. е. в 1998 -1999 гг.) косм и ческого
вакуум а с его ан титяготени ем , ан ти грави таци ей как ф и зи ческой п ри чи н ой
ускоренн ого, бесконечн ого расш ирени я наш ей В селен н ой : расш ирен и е наш ей
В селенной не будет остановлен о, и она не будет коллап сирован а в новую
си н гулярность-2, наоборот, она бесконечн о с ускорен и ем будет расш и ряться, ибо
энерги я косм и ческого вакуум а с его ан титяготением составляет п очти 68 % всей
м и ровой эн ерги и , тогда как эн ергия «тем н ой м атерии » — 30 % , а энергия «ви ди м ой »
м атерии — лиш ь 2 % . (Н а этом воп росе более п одробно останови м ся в последую щ ей
сп еци альной главе.)
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.
323
323
§4. О тк р ы ти е к р уп н ом асш табн ой стр ук тур ы В сел ен н ой и
св ер хск оп л ен и я
В ели кая заслуга А . А . Ф ри дм ана заклю чается в ф изико -м атем ати ческом
утверж ден и и и и столкован и и ф ундам ентальн ого м ировоззрен ческого п он и м ани я
косм ического м асш табного ф актора — R(t), и граю щ его определяю щ ую роль в
эволю ц и онном развити и н аш ей В селен н ой и ее эволю ц и онной судьбе:
косм ологи ческий м асш табны й ф актор — R(t) есть ц елостн ая пространственно-
врем енн ая ди н ам ическая структура н аш ей В селенн ой . В оп рос о том , когда этот
косм ологи ческий м асш табн ы й ф актор растет (расш иряется, увеличивается) и ли
ум ен ьш ается (укорачи вается, сверты вается), зави си т от отнош ения реально
наблю даем ой п лотн ости косм и ческой м атери и во В селенн ой к ее критическом у
значен и ю .
У равн ен и я Э йнш тейн а требую т, чтобы средняя п лотность м атерии (эн ергии)
составляла 2•10
-29
г/см
3
. О днако реальн о н аблю даем ая п лотн ость косм и ческой
м атерии (эн ерги и ) в 7 раз м еньш е, чем требую т уравнени я Э й н ш тейн а 2 •10
-29
г/см
3
(и м ен н о об этом пиш ет С . В айн берг в своей кн и ге «Г равитация и косм ология», с.
501-543).
П роблем а п лотности косм ической м атери и есть п роблем а эволю ц и и В селенн ой ,
т. е. какова эволю ционная судьба наш ей В селен н ой : будет ли он а бесконечн о и
безграни чн о расш иряться или расш ирен и е когда-н и будь будет зам едляться,
останови тся и В селенн ая н ачнет сж им аться. И сходя и з требо вани й уравнени й
Э йнш тей н а, м ы долж н ы в реальном пространстве-врем ени В селен н ой искать
«недостаю щ ую м атерию », и бо сум м а плотности м асс всех галакти к, п о соврем енн ы м
дан н ы м астроф и зи чески х наблю ден и й , как об этом пи ш ет С . В айн берг, как раз в 7
раз м ен ьш е того, чего требую т уравн ени я Э йнш тейн а. П оэтом у проблем а поиска
«недостаю щ ей м атерии » стала не только проблем ой косм ологии и астроф изи ки
элем ентарн ы х части ц , н о и ф ундам ентальн ой проблем ой ф и лософ ского
м и ропони м ан и я.
К ак отм ечает С . В ай н берг в своей кн и ге, п о иск «н едостаю щ ей м атерии»
происходи т в следую щ их направлени ях:
1. В н утри скоп лен и й галакти к, т. е. в м еж галакти ческом п ространстве скоплен и й
их: м ы знаем п лотн ость м асс сам их галакти к, но м ы н е знаем то, что н аходи тся в
простран стве м еж ду галактикам и скоп лен и й.
2. В торое направлени е н ацелено н а п ои ск «н едостаю щ ей м атерии» — это вн е
скоплени й , т. е. в простран стве м еж ду сам им и скоплениям и , расстоян и я м еж ду
которы м и и счи сляю тся от нескольки х сотен ты сяч до десятков, сотен м и ллионов
парсеков. Э то гигантское п ростран ство м еж ду скоплен и ям и , безусловн о, зап олн ен о
ионизированн ы м и ней тральны м газом и з водорода.
3. Н ам представляется, что сверхскоплен и я как гигантски е скоп лен и я скоп лени й
скоплени й , как п и ш ет С . В айнберг в своей кн и ге, — соверш енн о м алои зучен н ы е и
м алои сследованн ы е объекты , в п ростран стве которы х долж н о н аходи ться н ем ало
«экзотической м атери и в ви де газа и п ы ли».
4. Е щ е одно н аправлени е — это ультрареляти ви стски е частиц ы -ф отоны ,
ней три н о и гравитон , которы е движ утся в п устом простран стве со скоростью света и
очен ь слабо взаим одействую т с вещ еством (за и склю чен и ем ф отонов — γ). П роблем а
ней три н о — это ф ун дам ентальная п роблем а плотности косм ической м атери и : во -
первы х, как отм ечает академ ик Я . Б . Зельдович, нейтри н о долж но вн ести основн ой
вклад в реальн о н 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.
324
324
блю даем ую плотн ость косм и ческой м атери и во В селен н ой . М ало того, академ ик Я .
Б . Зельдович счи тает, что н ейтри н о как основн ой ком пон ент вещ ества в н аш ей
В селенной долж но оп ределять м атериальную структуру ее: н аш а В селен н ая —
ней три н н ая В селенн ая. П арадокс заклю чается в том , что все эксп ери м ен тальн ы е
попы тки по обнаруж ени ю м ассы у н ейтри н о, как отм ечаю т Г . В . К лай дор -
К лай н гротхаус и К . Ц ю бер в кн и ге «А строф и зи ка элем ен тарны х частиц», п ока н е
увен чали сь усп ехом : все экспери м ен тальн ы е исследован и я п о обн аруж ени ю м ассы у
ней три н о соверш енн о безрезультатн ы . И все-таки во м н оги х лаборатори ях м и ра
продолж аю тся эти эксперим енты , и бо п роблем а м ассы у ней три н о — это проблем а
наш его ф и лософ ского м ироп он и м ан и я.
В ообщ е, в ф илософ ском плане стоит ещ е раз отм етить, что «пусты ня», о которой
м ы писали , — н е абсолю тная «пусты н я» (таковой не сущ ествует и н е м ож ет
сущ ествовать): если в «н ей» обн аруж ится суперсим м етри я, т. е. суперп артнеры всех
нам и звестн ы х элем ен тарны х частиц — скварки, слеп тон ы , сн ейтри н о, ф оти н о, зин о,
вино, гравити н о и т. д., то это есть п ознан и е н ам и соверш ен н о н ового м ира «тем ной
м атерии», части ц ам и которой м огут оказаться н екоторы е из суп ерп артнеров. О ни
долж ны вн ести сущ ествен н ы й вклад в п роблем у п лотности косм ической м атери и (об
этой «тем н ой м атери и » речь п ой дет ни ж е).
5. С ледую щ им н аправлен и ем п ои сков «н едостаю щ ей м атерии» долж но бы ть
косм ическое и зотропное м и кроволн овое и злучение, откры тое А рн о П ен зиасом и
Р обертом В и лсон ом в 1965 г.: «и зотроп ное м и кроволновое ф он овое и злучени е» как
излучени е косм ического прои схож дени я долж н о вн ести оп ределенн ы й вклад в
средн ю ю п лотность косм ической м атери и во В селен ной.
6. Значительн ы й ф и лософ ский ин терес в п ои сках «н едостаю щ ей м атерии » —
сверхскопления как скоп лени я скоп лен и й скоп лени й , как п и ш ет С . В ай н берг.
С верхскопления, как и скоп лен и я галакти к, особенн о в ф илософ ском отн ош ен и и
интересн ы п о следую щ им соображ ени ям : и зучен и е сверхскоп лени й п оказы вает то,
что он и , несм отря на разбросанн ость их на огром н ейш ие пространствен н ы е
расстояни я, исчисляем ы е сотням и и ты сячам и М п с (т. е. м и ллионы п арсеков),
обладаю т оп ределен н ой структурн ой организац и ей . В цен тре и х структурн ой
орган и зац и и скон ц ен три рован о ядро, где сосредоточена «тем н ая м атери я»
чудовищ ной п лотн ости: это ц ен тральное ядро сверхскоплени й н азы вается точкой
В ели кого п ритяж ения, вокруг которой вращ аю тся и движ утся ги ган тски е скоплен и я
галакти к. П ри этом чем ближ е он и находятся, движ утся и вращ аю тся, тем они с
больш ей скоростью дви ж утся и приближ аю тся к точке В ели кого при тяж ен и я (т. е.
В ели кого аттрактора).
Э та точка В ели кого аттрактора п редставляет собой «сгусток» конц ентраци и
чудовищ но тяготею щ и х м асс и , следовательн о, «м естн ого» (т. е. локального)
грави тационного поля. П оэтом у ф и лософ ский см ы сл ее заклю чается в
ан ти н ом ичности круп н ом асш табной структуры В селенной: с одной сто роны ,
происходи т расш ирен и е В селенн ой , т. е. удален и е и разбеган и е галактик друг от
друга со скоростью , п риближ аю щ ей ся даж е к скорости света, а с другой сторон ы ,
«стяги вани е», сж атие и при бли ж ени е ги гантски х скоплени й к точке В ели кого
аттрактора. К ак отм ечает С . В айн берг, в этой анти н ом ичности проявляется реш ен и е
сп ора м еж ду Н ью тоном и М ахом : Н ью тон тяготение рассм атри вал и склю чительн о
как продукт локального грави тационн ого п оля, а М ах счи тал результатом всей
совокуп н ой (в том чи сле и дальней ) м ассы во В сел енн ой.
(П роблем а «тем ной м атерии» пока н ам и рассм атри вается без эн ерги и
косм ического вакуум а как анти гравитац и и , откры того только в сам ом кон ц е
прош лого (Х Х ) века.)
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.
325
325
«Т ем ная м атери я» составляет, п о м нен и ю ф изиков-специ али стов, 80 % всей
косм ической м атери и , и только 20 % м атери и в барионн ой ф орм е, т. е. вещ ественн ой .
Б ари он н ая ф орм а косм и ческой м атери и — это м атери я в ви де вещ ества излучени й ,
которы е н ам и звестн ы как элем ентарн ы е части ц ы , ядра, атом ы , м олекулы , звезды ,
галакти ки и т. д. А «тем ная м атери я» есть н ебарионн ая м атери я: он а, сокры тая в
осн ован и и н и ж него этаж а бари он н ой м атерии , — грави таци он н ая м атерия.
О сновн ы м , до си х пор единственны м и н дикатором познани я м атерии
косм ической (звезды , галакти ки) бы л свет как н оситель инф орм ац и и о тех
глубинн ы х, вн утренн и х процессах, п ротекаю щ их в недрах звезд, галактик и т. д.
К и зучен и ю и исследован ию скоплен и й и сверхскоп лени й , природы их строен и я
и структуры н е всегда п ри м ен и м «световой м етод» как ин дикатор п ознани я, даю щ ий
нам и счерпы ваю щ ую инф орм ац и ю о круп н ом асш табн ы х косм ических объектах.
Т ак, н апри м ер, в сверхскоп лени ях объекты , как м ы п одчеркивали,
«стяги ваю тся» и «приж и м аю тся» к цен тру как точке В еликого п ри тяж ени я: от эти х
объектов как цен трострем ительн ы х н е испускаю тся ни каки е излучен и я. П оэтом у -то
м ы их н азы ваем «тем н ой м атерией».
Ф изи ки — н арод и зощ ренн ы й : он и все-таки наш ли второй инди катор п озн ан и я
косм ической м атерии — «тем ной м атерии». Э ти м и н ди катором м етода п ознан и я
«тем н ой м атерии » стала пекулярная скорость дви ж ения и вращ ен и я объектов в
скоп лен и ях и особенн о в сверхскоплени ях. О п ять м ы наталки ваем ся н а ан ти н ом и ю
при попы тке п ознан и я круп н ом асш табны х структур во В селенн ой : пекулярная
скорость движ ени я и вращ ен и я объектов — скорость и х, вы зван н ая локальны м
грави тационны м п олем .
Н а чем осн ован а уверенн ость ф и зи ков и косм ологов в реальн ом сущ ествован и и
«тем н ой м атерии » как скры той , н евиди м ой? О н а основана н а изучен и и и
исследован и и крупн ом асш табн ы х, крупнозерн и сты х структурн ы х объектов во
В селенной, преж де всего, скоплен и й галакти к и сверхскоплен и й как скоплен и й
скоплени й скоплен и й : им енн о п ри и зучен и и и и сследовани и поведен и я эти х
крупном асш табны х структур прои сходи т «невидим ое» и скры тое проявлен и е
неи звестн ой нам «тем ной м атерии »: «неви дим ое» озн ачает просто непри м ени м ость
света как и н дикатора позн ан и я природы и свой ств «тем н ой м атери и ».
С верхскопления, как обладаю щ и е определен н ы м внутренн и м строени ем и
структурной органи зац и ей, н е есть какая-то стати ческая систем а, а есть ц елостн о -
упорядочен н ая си стем а, находящ аяся во врем енн ом и зм енени и , движ ен и и и
вращ ен и и : сверхскоплен и я как ц елостны е си стем ы обязаны своей объекти вн остью , т.
е. сущ ествован и ем , «тем н ой м атери и » и вы зы ваю тся локальны м грави тационн ы м
полем .
П ока м ы под «тем ной м атери ей» п он и м аем гравитацию как «неви ди м ую »
м атерию : нам н еизвестн ы н и грави тационн ы е волны , которы е долж ны излучать
«грави таци он н ы й свет», ни гравитац и он н ы е части ц ы — гравитон ы и их
суп ерп артн еры — гравитин о. (А м ож ет бы ть, грави тац ия — м атерия без точечн ы х
части ц , суп ерструн н ая?!)
С коп лени я галактик и сверхскоплени я по казы ваю т неоднородность
простран ства В селенн ой как ги ган тскую п лотн ость суп ерконцен траци и м ассы и
энерги и (т. е. м атери и ) в отдельны х локальны х участках В селенн ой . Т ак, напри м ер,
м асса сверхскоплени и составляет 5•10
16
M
⊙
(M
⊙
— м асса наш его С олнца). Т акая
гиган тская п лотн ость суперконц ентраци и м асс в локальном , «м естн ом » участке
В селенной как неодн ородность н еслучайн а, а является сущ ествен н ой ф и зи ческой
необходим остью сам ооргани заци и , сам осохран ен и я и сам отворен и я м атери и в
эволю ц и и В селенн ой . С ущ ест-
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.
326
326
вован и е скоп лен и й галакти к и особен н о сверхскоплени й показы вает, что н аряду с
изотропн ой В селенн ой во всех н аправлен и ях сущ ествует ан и зотропи я в отдельн ы х
нап равлени ях, локальны х участках В селен н ой, связан н ая и оп ределяем ая локальны м
грави тационны м п олем : и н дикатором анизотропи и является п екулярная скорость как
индиви дуальная скорость дви ж ен и я и вращ ен и я отдельны х ц ентрострем ительн ы х
объектов (скоплени й ), н аправленн ая линей н о к точке В ели кого аттрактора:
пекулярная скорость, как вы делен н ая нап равленн ость, асим м етри чн а, т. е.
ан и зотропна.
И так, неодн ородность и ани зотроп и я как локальны е явлени я, вы зы ваем ы е
грави тационной «тем н ой м атери ей», вступаю т в проти воречи е с осн овн ы м
косм ологи ческим п ри н ц и п ом однородности и и зотропн ости простран ства В селенн ой
во всех точках и н аправлениях: одн ородность и изотропность глубоко и
диалекти чески связан ы с неодн ородностью и ан и зотроп и ей проявлени я «тем н ой
м атерии», т. е. н евиди м ой гравитации.
Во-первы х, если рассм атри вать крупном асш табн ы е и крупн озерн и сты е
структуры во В селен н ой , то со всей очевидн остью наблю дается оди н интересн ы й
ф акт: все эти структурн ы е образован и я обладаю т в ц ентре ядром . В се галакти ки
(эллипти чески е, спи ральны е, линзообразны е и т. д.) без и склю чения и м ею т в ц ентре
ядро как п лотность кон ц ентраци и м атери и , т. е. гравитирую щ их м асс и ,
следовательно, эн ергий. П ри этом плотность гравитирую щ ей м ассы ядра всегда
значительн о п ревосходи т п лотн ость м ассы остальн ой части галакти ки. П роблем а
ядра в кон тексте м атерии вообщ е (как н еж и вой , так и ж ивой) п редставляет со бой н е
только ф ундам ентальн ую п роблем у в контексте сам ооргани заци и м атерии, но и
всеобщ ую , универсальн ую п роблем у сам осохран ени я и сам оразви ти я м атери и : в
клетке всех ж и вы х орган и зм ов им еется ядро как Д Н К ; в атом е такж е им еется ядро,
состоящ ее и з п ротон а — ρ и н ейтрон а — n
0
; в центре звезды н аходи тся ядро, где
происходи т терм оядерн ы й си н тез превращ ения водорода в гелий ; у всех галакти к в
их центре н аходи тся ядро как особая п лотность кон ц ен трации грави ти рую щ их м асс;
в скоп лени ях галакти к такж е им еется цен тральн ое ядро как сверхплотность м ассы . В
цен тре как ядре галакти к находятся квазары .
Т аки м образом , п роблем а ядра есть в ф и лософ ском ракурсе п роблем а
сам ооргани заци и м атерии как сам осохран ен и я, сам отворен и я и сам оразви ти я ее:
ядро — это центр структурообразован и я и ц елостности си стем ы . В ц ентре акти вн ы х
галакти к находятся сверхм асси вн ы е черн ы е ды ры с м ассой в м и ллион ы и м и ллиарды
М
⊙
.
С верхскопления окруж ен ы В ели кой стеной , отделяю щ ей и х от «пустот»:
осн овн ая м асса сверхскоплени й сосредоточена в точке В ели ко го аттрактора как
притяж ен и я и вблизи этой точки в скоплен и ях, которы е вращ аю тся и дви ж утся к этой
точке В ели кого притяж ени я. С ум м а м ассы сверхскоплен и й внутри В ели кой стены
составляет, как м ы уж е пи сали, 5 · 10
16
М
⊙
. Э то гиган тская концен траци я
грави тирую щ ей м ассы н а относительно н ебольш ом пространствен н о -врем ен н ом
объем е: расстояни е внутри В ели кой стены оп ределяется от 5 М пс до 100 М п с и
дальш е (М п с — м и ллион парсеков, а 1 парсек = 2,4 световы х года).
Т аки м образом , в галакти ках плотность м ассы п ревы ш ает в 5 раз, а в скоп лен и ях
и сверхскоплени ях в 3 раза средню ю плотность косм ической м атерии В селен н ой : в
галакти ках, скоплени ях и сверхскоплени ях п лотн ость расп ределения грави тирую щ и х
м асс н е более чем в 7-8 раз п ревы ш ает средню ю п лотность м ассы во В селен н ой .
О чем этот ф ундам ен тальн ы й ф акт нам говорит? В о -п ервы х, как м ы уж е писали ,
об однородн ости и н еодн ородности расп ределен и я м ассы во В селенн ой ; во -вторы х,
об изотроп и и и ани зотропии в п ространстве В селенной; в-третьи х, здесь встает,
естественн о,
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.
327
327
сам ы й и н тересны й и интри гую щ ий нас воп рос: как отн осится такая гиган тская
плотность конц ентраци и м асс к расш ирен и ю В селенн ой вообщ е? И ны м и словам и ,
влияет ли такая ги гантская плотн ость м атерии , конц ентри рован н ая и спрессованн ая в
гиган тски х скоплениях и сверхскоплени ях, на ход скорости всеобщ его расш ирен и я
В селенной?
Т о есть м ож ет ли эта гиган тская п лотн ость кон ц ентраци и м ассы в
крупном асш табны х и круп н озерн и сты х структурах торм ози ть (заторм озить) скорость
всеобщ его расш ирени я В селенн ой ?
П оэтом у воп рос о галактиках, их скоплен и ях и сверхскоп лен и ях, об их ядре как
структурообразую щ ем цен тре — н е п раздн ы й или п росто лю бопы тны й научн ы й
вопрос, а глубоко ф и лософ ский, затрагиваю щ и й н аш е м ироп он и м ани е и
м и ровоззрен и е об эволю ционной судьбе наш ей В селенн ой , где м ы ж ивем н а
неви ди м ой бы лин ке, н азы ваем ой Зем ля. П равда, С тивен Х оки н г считает, что нам ,
лю дям , н е стоит особен но бесп окоиться о см ене расш ирени я сж ати ем В селенн ой , ибо
значительн о раньш е м ы упадем в н ебы ти е с ли ка Зем ли , а Зем ля упадет н а С олнц е и
вм есте с н ею через м и ллиарды лет и счезнет и наш е С олн ц е.
И все ж е м ы как лю ди, какова бы не бы ла нам уготованн ая свы ш е судьба, всегда
будем воп рош ать: откуда м ы , кто м ы и куда и дем ? (И . К ан т.)
В се, о чем м ы п и сали вы ш е, — это ведь отн осится к «видим ой м атерии»,
плотность которой в 7-8 раз м еньш е средн ей плотн ости м атерии во В селен н ой , как
требовани е уравн ени й Э йнш тей н а — 10
-29
г/см
3
. В о В селенной, п о сам ы м
соврем ен н ы м п редставлени ям астроф и зических наблю ден и й , кром е «ви ди м ой» н ам
бари он н ой ф орм ы м атерии , есть «неви ди м ая» , «тем ная м атери я», при этом
«видим ая», бари он н ая ф орм а м атери и составляет всего 20 % всей сущ ей м атерии
В селенной, а остальны е 80 % — «неви ди м ая», небари он н ая, «тем н ая м атери я»,
которую м ы только н ачали , делая первы е ш аги , и зучать, исследовать и познавать
только верхню ю ее м ан тию , индикатором п ознан и я которой является пекулярн ая
скорость как и н ди ви дуальная скорость, вы зы ваем ая локальны м гравитационн ы м
полем .
П ри чем движ ени я косм и чески х объектов с пекулярны м и скоростям и ,
вы званн ы м и локальны м гравитационн ы м п олем , представляю т собой гиган тское
общ ее дви ж ени е круп н ом асш табн ы х и круп н озерн и сты х структур,
противодей ствую щ ее и проти востоящ ее косм и ческой скорости однородного и
изотропн ого расш ирени я В селенн ой .
П екулярн ая скорость — индикатор п озн ани я гравитационн о й , «тем ной
м атерии»: он а как и н ди катор сделала, как отм ечаю т Г . В . К лай дор -К лайм гротхаус и
К . Ц ю бер в кн и ге «А строф и зи ка элем ен тарн ы х части ц », грави таци ю п розаи чн ой.
И так,
1) В ели кий аттрактор есть точка ги п ерплотн ого притяж ени я гиган тской
кон ц ентраци и грави тирую щ их м асс: сам а п о себе точка В ели кого притяж ен и я
делает в локальн ом участке В селен н ой простран ство ан и зотроп н ы м ;
2) к этой точке В ели кого аттрактора направлены (т. е. анизотроп н о), устрем лен ы и
дви ж утся скопления галакти к, определяем ы е пекулярны м и скоростям и ,
вы званн ы м и локальны м грави таци он н ы м п олем «тем ной м атери и »: п екулярн ая
скорость является п рекрасн ы м и н ди катором познани я нам и ани зотропии
проявлени я «тем н ой грави таци он н ой м атерии »;
3) сверхскопления окруж ены В ели кой (китайской) стеной , которая отделяет
сверхскопления от «пустот»: сверхскоплен и я ан и зотропны к «п устотам », где н ам
пока н еизвестн о присутствие каких -то косм и чески х объектов.
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.
328
328
В аж н ы м собы ти ем , составляю щ и м ф ун дам ен т соврем ен н ой косм ологи и ,
является откры ти е в конц е п рош лого (Х Х ) века круп н ом асш табной структуры
В селенной; до этого откры ти я бы ли известны :
1) галакти ки , в состав каж дой из которы х входи т от 100 до 200 м илли ардов звезд;
2) скоп лен и я галакти к, каж дое и з которы х содерж ит от 500 до 1000 галакти к;
3) сверхскоплени я, состоящ ие и з 10
10
звезд 10
11
галактик = 10
21
звезд.
О ткры ти е крупн ом асш табной структуры В селен н ой , состоящ ей и з
сверхскоплений, содерж ащ и х каж дое п о сотне, ты сяче, м илли ону и более галакти к,
бы ло даж е для сам их учен ы х п олной н еож иданностью и з-за н еобы чн ы х ф орм
сверхскоплений и и х структурн ой конф игурац и и . В п ервы е теорию
крупном асш табной структуры В селен н ой задолго до ее откры ти я создал н аш
зам ечательны й астроф изик, академ ик Я . Б . Зельдови ч: он назвал свою теори ю
сверхскоплений теори ей «блин ов». Э ксперим ен тальн ы е астроф изически е
наблю дени я полностью доказали и подтвердили теорети ческое п редсказан и е
академ ика Я . Б . Зельдовича о том , что сверхскоплени я по своей ф орм е и
простран ствен н ой кон ф и гурац и и п одобн ы бли н ам : от блинов сверхскоп лен и я
отличаю тся своей н евообрази м о гранди озн ой , м асш табной разм ерн остью . О н и
отличаю тся от бли н ов ещ е и тем , что сверхскоплен и я обладаю т н еправильны м
поперечн ы м разм ером : цен тральн ая часть их им еет ф орм у некоторого утолщ ени я,
подобную ди ску.
Н о сам ое поразительн ое заклю чается в том , что м еж ду сверхскоп лен и ям и ,
составляю щ и м и крупн ом асш табную структуру В селен н ой , п ролегаю т соверш ен н о
тем ны е п ространствен н ы е пустоты : и м ен н о эти тем ны е п устоты являю тся сам ы м и
загадочн ы м и и и н три гую щ им и воображ ени е учены х ф еном ен ам и. К аковы роль и
м есто эти х п устот как в общ ем балансе круп н ом асш табной структуры В селенн ой , так
и в отнош ени и связи и зависим ости сверхскоплений м еж ду собой ? П оэтом у тем ны е
пустоты , п ролегаю щ и е в п ространстве м еж ду сверхскоп лени ям и -блинам и, и их
разгадка являю тся архиваж н ы м и и архисущ ественны м и проблем ам и в глубоком
поним ан и и и и зучен и и круп н ом асш табн ой структуры В селенной и сверхскоп лен и й
как ее (т. е. структурн ы х) ком п он ентов.
О дн о несом нен н о: и сти н а всегда скры та в своем глубоком тайнике. О н а н и когда
не приходит к нам в своем обнаж енн ом виде. О н а м н оголика, м ногогран н а и
м н огосп ектральна. П оэтом у он а, т. е. эта м н оголикая, м ногогран н ая и
м н огосп ектральная и стина, закодированная в своем тай н и ке, является, как баядерка,
нам н е сразу, а со врем енем , в длительном п роц ессе совм естн ой деятельности разум а
и и н туи ц и и , чувства и и н теллекта, воли и дей ствия. Т ем ны е п устоты м еж ду
сверхскоплениям и -блин ам и как и стина — м ир н аш ноум енальны й , а н е кантовский,
поэтом у он в конце конц ов яви тся н ам в своем ф еном енальн ом п роявлени и в н аш и х
астроф изических исследовани ях и эксп ери м ен тальн ы х наблю дениях: ф еном ен ы
являю тся всегда в эксп ери м енте, а ноум ен ы как и стина — п родукт человеческого
ген и я, его разум а и и н туи ц и и , чувства и интеллекта, воли и действия.
С п раш ивается, каки е ещ е ф и лософ ские вы воды следую т и з откры ти я
крупн ом асш табной структуры В селенной?
П реж де всего следует отм ети ть, что он о расш ирило диап азон гори зонта
види м ости (т. е. п озн аваем ости ) В селенн ой . П ри этом п рои сходи т н е только
значительн ое, но и неи м оверн ое расш и рени е ди апазон а гори зонта видим ости
В селенной.
К ак м ы уж е отм ети ли , сверхскоплени я п о своей ф орм е и п ространственной
кон ф и гурац и и очен ь п охож и н а «блин ы »: сам ой характерн ой особен н остью эти х
«бли -
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.
329
329
нов»-скоп лени й являю тся и х тон ки е стен ы . В ообщ е учены е (п роф . М . В . С аж и н и
др.) счи таю т, что эти б ли н ы -скоплен и я являю тся переходн ой ф орм ой для
образован и я новы х структур в расш иряю щ ем ся ф оне В селен н ой .
К ром е зн ачи тельн ого расш ирени я ди апазон а горизон та види м ости (т. е.
познаваем ости ) В селенной и сп ециф ических особен н остей бли н н ой структуры
сверхскоплен и й , откры ти е крупн ом асш табной структуры В селенн ой зн ам ен ует ещ е и
то, что проблем а н еодн ородности В селенн ой п олучает новое, расш иренн ое
углублен и е и осм ы слени е: гран и ц а неоднородн ости В селенн ой расш иряется и
углубляется.
Во-первы х, как бы ло отм ечен о, В селен н ая одн ородна в среднем , т. е. в больш и х
косм ологи ческих м асш табах 200 М пс, если все вещ ество (точн ее, м атери ю )
В селенной разм азать равн ом ерн о п о всем у косм и ческом у пространству. П оэтом у
однородн ость простран ства как оди н аковость всех точек простран ства В селен н ой, т.
е. равн ом ерн ое распределен и е м атерии в п ространстве В селенн ой , — зн ачи тельн ая
идеали заци я, н уж н ая и н еобходи м ая для ф орм ирован и я законов ф и зики, в том числе
и преж де всего ф ун дам ентального закона сохран ени я им пульса. Э то абсолю тн о
правом ерн ая идеализац и я для н ауки и н аучн ого познани я: он а неоспори м а.
Н о наш а задача — ф и лософ ское осм ы слен и е реальной ф и зи ческой
неодн ородности пространства В селенн ой , т. е. осм ы слени е действи тельн ой
неодн ородности п ространства такой , какой он а на сам ом деле сущ ествует во
В селенной: ф и лософ ское п он и м ани е пространства В селен н ой есть диалекти ческое
еди н ство одн ородности и неодн ородности . Э то ф и лософ ское определен и е
простран ствен н ой расп ределенн ости м атерии ни в какой степени не проти воречи т и
не м ож ет проти воречи ть н аучном у поним ани ю п ространства как неоднородн ости ,
ибо одн ородность — сторона неоднородности , точно такж е и н еодн ородн ость —
сторон а однородн ости: одн ородности вообщ е нет и не м ож ет бы ть без
неодн ородности и , наоборот, неодн ородности нет и не м ож ет бы ть без однородности .
О дн ородность и н еоднородность, как сиам ские близнец ы , н ерасторж и м ы : он и
взаи м озависим ы и взаи м оопределяем ы .
Ф ун дам ен тальн ы м сви детельством этой глубин н ой ди алекти ки одн ородности и
неодн ородности п ри роды простран ства В селенн ой является ф акт
эксперим ен тального обн аруж ен и я круп н ом асш табной структуры В селенной, которая
раздви гает гран и ц ы н еоднородн ости пространства В селен н ой все дальш е за п ределы
200 М пс: сей час эта грани ц а н еодн ородн ости устанавли вается в п ределах 250 М п с, т.
е. за эти м п ределом н ачи н ается терри тори я идеализированн ой однородн ости.
А сам ы й главны й ф и лософ ский аргум ен т в п ользу еди н ства однородности и
неодн ородности состои т в том , что учены е и сп ец и алисты верят и глубоко убеж ден ы ,
что круп н ом асш табн ая структура В селенной н еисчерп аем а тем и сверхскоп лени ям и ,
которы е в дан н ы й м ом ен т откры ты и эксп ери м ен тальн о обн аруж ен ы : уж е готовятся
новы е, более м ощ ны е астроф и зические при боры -ап п араты для обн аруж ени я
сверхскоплений, содерж ащ и х в своем строении и структуре ты сячи и м илли он ы
галакти к.
К ром е того, м ы абсолю тн о уверены , что крупн ом асш табн ой структурой
В селенная н е кончается и не м ож ет кончаться н аш е п ости ж ен и е В селенн ой : он о как
вечн ое дви ж ени е будет двигаться к ещ е н еизвестной нам ф орм е структурной
орган и зац и и .
П оэтом у откры ти е круп н ом асш табн ой структуры В селен н ой не является и не
м ож ет являться пределом наш его постиж ени я простран ства В селен н ой , его
неодн ородно-однородн ой при роды : ф илософ и я так ж е им еет право на п ророчество,
как и лю бая н аука, без которого нет и н е м ож ет бы ть движ ени я всякой человеческой
м ы сли .
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.
330
330
М ы за пророчество н е м исти ческое и н е м и ф ологи ческое, а реальн ое пророчество,
осн ован н ое на общ их ф и лософ ских и научны х соображ ен и ях: пророчество — это
осущ естви м ость м ечты , добра и цели человеческого бы ти я, это вера и установ ка
пости ж им ости м и ра, сознани е и убеж денн ость откры тости м ира человеческом у
разум у, ин туи ц и и , чувству и и н теллекту, воле и действи ю .
А разве н е бы ли пророкам и Л ао -Ц зы и К онф уц и й , Б удда и Х ри стос, м ноги е
крупны е ф и лософ ы -м ы сли тели и учены е — П латон, Н ью тон , Э йнш тейн, К ан т,
Г егель и т. д.?
К аким и бы м ы ум н ы м и н и стали и ни стан ем , все м ы , лю ди м ы слящ и е, стои м н а
их п ророческих п лечах: исти н н ая м ы сль, как блеск и зум руда, прорастает и з родни ка
пророчеств м ногих и м ногих п околен и й лю дей .
М ы верим , что за крупн ом асш табной структурой В селен н ой при рода скры вает
ещ е бескон ечн ое м н ож ество н овы х, более м елких и более крупн ы х структур в
простран стве В селенн ой : бескон ечн ость В селен н ой заклю чается и в бескон ечности
структуры ее п ространства.
§ 5. «Т ем н ая м атер и я »
Д ля реш ен и я каких косм ологи чески х проблем возникает настоятельная
необходим ость введения «тем ной м атери и »?
1. Э то проблем а си н гулярности как н ачала Б ольш ого взры ва: в какой ф орм е и
состоянии м атерия находи лась в си н гулярн ости как н ачале рож дени я В селенн ой ?
Б ари он н ая м атерия возникает после Б ольш ого взры ва, поэтом у он а, т. е. м атери я в
бари он н ой ф орм е, и склю чается (ее нали чи е) в сингулярн ости. П оэтом у без
«тем н ой м атери и » почти н евозм ож н о реш ен и е проблем ы си н гулярности .
2. В торая проблем а — сам а п роблем а Б ольш ого взры ва: сразу ж е исклю чается сила
бари он н ой м атерии как причин а Б ольш ого взры ва. Д а и по сущ еству сила
бари он н ой м атери и «бессильна» взры вать катастроф ически син гулярн ость как
бесконечн ую ги п ерплотн ость м атери и и искривленн ость пространства-врем ени . А
грави тационн ая си ла слиш ком слаба в м икром ире, чтобы взорвать син гулярн ость
как н ачало рож ден и я В селенн ой : требуется суп ерсила (а м ож ет бы ть,
суп ерструнн ая) как причи н а Б ольш ого взры ва: расщ епленн ы м и си лам и этой
(суп ерструнн ой ) суперсилы являю тся ф ундам ен тальн ы е взаи м одей стви я —
си льны е ц ветны е, электром агн и тн ы е, слабы е и гравитационны е взаи м одей стви я.
3. Т ретья проблем а — п роблем а звезд, в н едрах которы х происходят терм оядерн ы е
процессы , вы зы ваю щ ие терм оядерн ы й син тез элем ен тов. П роблем а заклю чается в
том , куда девается м асса всех этих «ум ерш их звезд» — белы х карликов, пульсаров
и черн ы х ды р? Н е составляет ли м асса эти х «ум ерш их» звезд в результате
грави тационного коллап са «тем н ую м атери ю »?!
4. Ч етвертая п роблем а — проблем а галактик, их скоп лени й и сверхскоп лен и й ,
особен н о:
индикатором п озн ани я н аходящ и хся от н ас н а расстояниях в десятки и сотни
м и ллион ов п арсеков (1 п арсек = 2,3 световы х лет) галакти к является исследован и е
света, т. е. свети м ости , излучаем ой сам им и галактикам и: эти исследования
(м ногократн ы е ф отограф и чески е изображ ен и я объекта, находящ егося на пути м еж ду
галакти кой и н аблю дателем , — эф ф ект грави тационн ой лин зы ) п оказы ваю т, что
индикато-