Хван М.П. Неистовая Вселенная: От Большого взрыва до ускоренного расширения, от кварков до суперструн

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.

381

м ен н е м ог возн и кнуть из вещ ественн ого н ачала, а, н аоборот, сам о вещ ество

появляется и образуется из косм и ческого вакуум а с анти тяготени ем ,

ан ти грави тацией . П ока н ам неи звестн а при рода косм ического вакуум а, п оэтом у н е

следует отож дествлять его с ви ртуальны м кван товы м вакуум ом .

Д ости ж ен и я и п р обл ем ы

I. 1. В области ф и зи ки частиц , как м ы и сследовали в первом разделе н аш ей работы ,

осн овн ы м и дости ж ен и ям и следует п ри зн ать следую щ ие м ом енты : первое — это

создан и е еди н ой теори и электрослабы х взаи м одействий ; второе — это ф орм и ровани е

квантовой хром одинам и ки; третье — это Б ольш ое объедин ени е как теорети чески й

си н тез теори и электрослабы х взаим одействи й и К Х Д .

2. В стороне от этого объеди н и тельн ого п роц есса все ещ е остается грави таци я.

П оэтом у сам ой п ервоочередн ой задачей в ф изи ке части ц в первы е десяти лети я

XXI в. является построен и е квантовой грави тац и и и создани е еди н ой теории

«всего сущ его», т. е. всех четы рех ти п ов взаим одей стви й — С В , Э М В , С Л В и Г В .

С ам ой популярной еди н ой теори ей «всего» пока остается теори я суперструн: все

элем ентарн ы е части ц ы в н ей рассм атри ваю тся как возбуж ден н ы е состоян и я

вибрац и й струн , у которы х отсутствует толщ ин а, а протяж ен н ость и склю чительн о

м ала — 10

-33

см .

3. В ф ун дам ен тальной ф и зике части ц Б ольш ое объеди н ени е как син тез К Х Д и

электрослабой м одели п редполагает нестабильность п ротон а. Э та п роблем а

нестабильн ости (т. е. распада) протон а особенн о важ н а и сущ ественна с точки

зрен и я ф и лософ и и .

Т аки м образом , зам ечательны е достиж ен и я в ф ундам ентальной ф и зике частиц

— это н еум оли м ое и н епреры вн ое дви ж ен и е к первоначалу всего наш его

м и роздан и я, т. е. к еди н ом у изначальн ом у состояни ю Б ольш ого взры ва, в результате

которого рож дается и возникает наш а В селенн ая.

II. 1. В области астроф и зи ки (теоретической и экспери м ентальн о -н аблю дательной)

такж е достигнуты во второй п олови н е Х Х в. внуш ительны е и зам ечательн ы е успехи ,

откры ти я, с которы м и такж е связан ы н ереш енн ы е важ н ы е проблем ы . К

зам ечательны м достиж ени ям следует п реж де всего отн ести конкретн ое и детальное

астроф изическое изучени е и и сследование п роблем ы эволю ц и и звезд, особен н о на ее

ф и н альн ой стадии, белы х карли ков, ней трон н ы х звезд и черны х ды р (звездны х и

сверхм ассивны х в ядрах акти вн ы х галакти к): м и р звезд — это неспокой н ы й м и р,

м и р, н ап олн ен н ы й бурн ы м и , н еистовы м и и яростны м и процессам и рож ден и я, драм ы

и трагеди и этого звездного м ира, которы й в ночн ом небосводе, когда м ы созерцаем

его, каж ется вечн ы м м иром спокой ствия и ти ш ин ы , неи зм енн ости и п остоянства. М ы

лучш е и ощ ути м ее п редставляем наш у ф и лософ ию устой чи вости и неустойчивости ,

биф уркац и и и катастроф ы , хаоса и случай н ости, ф луктуаци и и турбулентности,

аттрактора и странн ого аттрактора и т. д., осм ы слени е и осознан и е которы х н ам даю т

новое ф и лософ ское ви ден и е м и ра: м и р н е только аполлон и зм , н о и ди он и сизм хаоса

и турбулен тн ости . Р азви тие его катастроф ично : он и зм еняется и дви ж ется через

катастроф у. Т аков закон бы ти я звездного м ира (и не только).

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.

382

2. И все ж е в астроф и зике остается м н ож ество нереш енн ы х п ринципиальны х

проблем . Д о си х п ор окончательн о (эксп ери м ен тально и н аблю дательно) н е

откры ты черн ы е ды р ы : никто из сп ециалистов не сом н евается в реальн ом и

объекти вном сущ ествовани и их. О б и х сущ ествовани и м ы зн аем и п олучаем

инф орм аци ю косвен н о, и зучая и исследуя двой н ы е звездны е си стем ы , в которы х

неви ди м ая черная ды ра сосущ ествует со своим ком пан ьоном — обы чн ой звездой.

Т ак, м ы знаем м ассу черн ой ды ры , ее ради ус и разм ер, нен аблю даем ую

поверхность черн ы х ды р. О дн ако пока не удается п рям ое и н епосредственн ое

наблю дени е, чтобы подтверди ть достоверность их реальн ости и объекти вн ого

бы тия.

3. Н ереш енн ой п роблем о й в астроф и зи ке все ещ е остается п ои ск и раскры тие

ф и зи ческой природы тем н ого вещ ества в коронах галакти к, скоплени й их и

сверхскоплений: рассм атри ваю тся в качестве ф и зи чески х части ц тем ного

вещ ества («скры ты х м асс») тяж елы е, слабовзаим одей ствую щ ие частицы (без

электри ческого заряда) с м ассой , равной 1 000 m

Т аки м образом , астроф и зика такж е долж н а обращ аться в п ои сках частиц

тем ного вещ ества в сам ую ранню ю эпоху рож дения наш ей В селен н ой, чтобы н айти и

откры ть эти тяж елы е слабовзаим одействую щ ие части ц ы (ил и и н ы е) тем ного

вещ ества.

III. В торая половин а прош лого (Х Х ) века для косм ологи и как науки о В селен н ой в

целом бы ла особенн ой : он а становится п одлинной н аукой о В селенн ой в

целом и превращ ается в соврем ен н ую косм ологи ю благодаря следую щ им

ф ун дам ен тальн ы м откры тиям :

1. Э то Б ольш ой взры в горячей В селенн ой Г ам ова: он п одтверж ден

эксперим ен тально рели ктовы м излучением (т. е. м икроволновы м ф оновы м

излучени ем ) и расп ростран енн остью атом ов водорода и гели я.

2. Э то, н есом нен н о, вы даю щ ееся откры тие ам ериканским и астроном ам и

косм ического вакуум а с его ан титяготением , ан тигравитаци ей буквальн о н акануне

нового ты сячелетия (1998-1999 гг.): откры тие антитяготени я и вакуум а н астолько

ф ун дам ен тальн о и носи т п ри н ц и п и альны й характер, что при ходи тся

ради кальнейш им образом и зм ени ть и пересм отреть не только тради ц и он н ы е

научны е (т. е. астроф изически е и косм ологи ческие) взгляды н а эволю ц и ю

В селенной, н о и м н оги е п остулаты ф и лософ и и м иропон и м ания и

м и роосм ы слен и я. Е стествен н о, пока косм и чески й вакуум с его ан титяготени ем

нам и восп ри ним ается как ф еном енологическая косм и ческая сф ера без п он и м ани я

и осозн ани я ее ноум ен ологической сущ ности. П оэтом у п роблем а раскры тия и

познани я ф и зи ческой п ри роды вакуум а и анти тяготен и я представляет собой

наи важ ней ш ую задачу в соврем ен н ой косм ологи и : за ф еном енам и долж ны бы ть

раскры ты и позн аны н оум ены как глубинны е сущ ности , скры ваю щ и еся за

явлени ям и -ф ен ом енам и. О п ять ж е и косм ологи я долж на в содруж естве с ф и зикой

части ц и астроф и зи кой обратиться к п роблем е и значального начала рож дени я

В селенной: для п ои ска и п озн ани я ф и зической п ри роды вакуум а с его

ан ти тяготен и ем необходим о обрати ться к п ервы м м инутам стан овлен и я

В селенной после Б ольш ого взры ва.

3. А кти вн ая разработка в разли чн ы х ин ф ляци он н ы х м оделях и н ф ляци он н ой стадии

становлени я В селенной. Н аиболее активн ы м и и сследователям и и н ф ляци он н ы х

м оделей являю тся А . А . С тароби н ский, А . Г ут, А . Д . Л и н де, П . С тейн -

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.

383

хард (м ы в наш ей работе уж е неоднократно пи сали об инф ляции, п оэтом у здесь

очен ь кратко останови м ся на хаотической ин ф ляци он н ой м одели рож дени я

м н ож ества вселен н ы х).

И н ф ляци он н ы е м одели в осн овном и х авторам и разрабаты вали сь и

разрабаты ваю тся н а и дее о вакуум е с его ан титяготени ем : п ервон ачалом «всего

сущ его» является н е вещ ество с его тяготени ем , а вакуум с его ан титяготением .

И значально в н ачале всех н ачал бы ло не сверхп лотное вещ ество с его тяготени ем , а

вакуум со сверхэкстрем альной п лотностью энерги и , сравним ой с планковской

плотностью 10

г/см

. Э ту дерзкую вакуум ную м одель рож ден и я В селенн ой у нас

активн о и успеш но разрабаты вал в 60-е гг. п рош лого века Э . Б . Г линер: вакуум Э . Б .

Г ли н ера н е тот косм и чески й вакуум , н ам и реальн о н аблю даем ы й , а и н ой ,

изначальны й, п ерви чн ы й вакуум со сверхэкстрем альн ой п лотн остью эн ергии в 10

122

порядка вели чи н ы больш е, чем реальн о н аблю даем ы й косм и ческий вакуум

плотностью эн ергии 10

-30

г/см

В акуум порож дает вещ ественн ы й м ир звезд, галакти к, и х скоплен и й и

сверхскоплений: ин ф ляци он н ое п оле, и м и тирую щ ее вакуум , в результате кван товы х

ф луктуаци й , которы е абсолю тн о неустрани м ы и н еизбеж н ы в лю бы х ф и зи ческих

полях, создает п ервон ачальны е сгущ ени я п ротогалакти ческого вещ ества: и з этих

первон ачальны х протогалакти ческих н еодн ородностей ф орм и рую тся и образую тся

тяготени ем как си лой гравитационного п ри тяж ени я галакти ки, их скоплен и я и

сверхскопления.

С ледовательно, и зн ачально в сам ом н ачале всех начал сущ ествовал вакуум со

сверхги п ерплотн ой эн ергией , сам опорож даю щ им анти тяготени ем , ан тигравитац и ей:

эта чудови щ ная си ла отриц ательного давлени я как ан ти тяготен и я, анти грави тац и и ,

являясь источн и ком и причи н ой , катастроф и чески взры вает сверхги п ерплотн ы й

вакуум .

В результате анти тяготен и я Б ольш ого взры ва и ан тигравитации и н ф ляци и

рож дается В селенн ая, состоящ ая из двух косм и чески х сф ер — вещ ествен н ой с ее

тяготени ем и вакуум ной с ее ан титяготением : и з вакуум а с его

сверхги п ерплотн остью энергии возн и кает в результате и н ф ляци и вещ ественны й

состав наш ей В селенн ой (элем ен тарн ы е части ц ы , бари он ы — ρ и п , и з которы х

состоят легкие ядра водорода и гели я, и т. д.).

Т аки м образом , сущ ествую т разн ы е м одели н ачала рож дения наш ей В селен н ой .

П ервая м одель горячей В селенн ой Г ам ова, согласно которой сн ачала

сущ ествовала одн а части ц а — η (нейтрон ), которая распалась н а

А затем происходи т сли п ани е ρ + n

, и образуется дей тери й , п осле чего два

образовавш ихся дейтери я образую т три ти й , и, н аконец, трити й стал кивается с

дей терием и образуется гели й -4.

В ообщ е, как отм ечает С . В айн берг в своей и звестной кн и ге «П ервы е три

м и н уты » (М .: Э н ергоиздат, 1981), в сам ом н ачале бы ла не одна части ц а — n

, а две—

ρ и n

, для образовани я легких ядер водорода и гели 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.

384

Н ам п редставляется, н е столь сущ ественно, что в сам ом начале бы ло: одна

части ц а — n

и ли две частицы — ρ и n

, ибо сейчас известно, что барионы состоят из

кварков и глю онов. Зн ачи т, п ервы м и частицам и вещ ества бы ли н е п ротон ы и

ней трон ы , а кварки , которы е взаи м одействую т. С ейчас даж е кварки не

рассм атри ваю тся как изн ачальн о п ервичны е части ц ы . П оскольку в настоящ ее врем я

сп еци али сты ф изики части ц п редполагаю т сущ ествован и е двух ти п ов

ф ун дам ен тальн ы х ф ерм ион ов — кварков и лептон ов, то, возм ож н о, долж н ы

сущ ествовать леп токварки как перви чны е ф ун дам ен тальн ы е части ц ы , из которы х

возни каю т кварки и леп тон ы :

П ока сущ ествует полная си м м етри я м еж ду кваркам и -6 и леп тон ам и -6: при рода

дей ствительно си м м етри чн а, и этот ф ундам ентальны й ее закон вы п олняется в н ей н а

каж дом этапе и уровне стадии ее познани я.

Н о сам ое странн ое состои т в том , что н аш а вещ ественная В селенн ая составлена

исклю чи тельн о и з четы рех частиц — двух кварков (и и d) и двух лептон ов (е~ и μ~),

а о сущ ествовани и остальны х 8 частиц кварков-4 и леп тон ов-4 н е совсем ясн о, для

чего и зачем они сущ ествую т. П оэтом у учен ы е-специ али сты , как это обы чн о делаю т

ам ерикан ц ы — посети тели китай ски х ресторанов, — задаю т воп рос: кто и х

(«лиш н и е» кварки и леп тон ы ) заказал и зачем ?

В торая м одель и значального состояни я рож ден и я наш ей В селен н ой —

косм ологи ческая син гулярн ость как возм ож ность сам опорож ден и я анти тяготен и я,

ан ти грави тации: без этого сам оп орож даю щ его ан титяготения, анти гравитац и и

соверш енно невозм ож н о представи ть осущ ествлен и е Б ольш ого взры ва и ин ф ляции.

Э то означает, что в сам ом начале всех начал бы ли не вещ ественны е частиц ы , а

вакуум с его ан ти тяготен и ем , анти грави таци ей: скорее всего, из кип ящ его вакуум а,

не и м ею щ его ни н ачала, ни кон ц а, творится вещ ество, а не н аоборот: и з вещ ества —

вакуум .

Р и с. 3.7

С ледовательно, сначала бы ло анти тяготени е, анти грави тация, которая бы ла

причин ой катастроф и ческого Б ольш ого взры ва и ин ф ляции, в результате которы х

возни каю т и образую тся частиц ы вещ ества, в том числе части ц ы тем н ого вещ ества,

грави тон ы и грави тин о, а такж е (если он и реальн о сущ ествую т) суперсим м етри чн ы е

партн еры всех н ам и звестны х элем ен тарн ы х части ц . Э то — п ервое. А второе — это

то, что в результате Б ольш ого взры ва и инф ляц и и ф орм ируется класси ческое

простран ство-врем я: расш ирен и е В селенной есть одноврем енное расш ирен и е

вещ ества В селенн ой и пространства-врем ен и .

Н аглядн ы й прим ер. Н а раздуваю щ ем ся ш аре три точки образую т треугольни ки:

точки остаю тся на м естах, сам ы й м ален ьки й треугольни к (N

) п ревращ ается в

треугольни к (N

), a N

— в N

П оэтом у расш ирени е В селенн о й — закон расш ирения пространства-врем ен и и

закон рас-

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.

385

ш и рени я вещ ественн ого состава В селенн ой (п ока м ы не рассм атри ваем вакуум как

источн и к и п ричину ускорен н ого расш ирен и я).

В этой связи очен ь кратко рассм отри м и н тересн ую хаоти ческую и н ф ляционн ую

м одель А . Д . Л и н де (в 1980 г. уехал в Ш вей ц арию , а затем оттуда — в С Ш А , где

ж и вет в н астоящ ее врем я).

В инф ляц и он н ой м одели А . Д . Л и н де распределен и е п лотн ости эн ерги и в разн ы х

точках п ространства случай н о, хаоти чески н еоднородно: в одн их точках

простран ства п лотность велика, а в других — м ала. Т ам , где п лотн ость вели ка,

начи н ается ин ф ляци я, т. е. образован и е вселенн ы х, а там , где плотн ость м ала, вовсе

не начи н ается ин ф ляци я, т. е. не начи н ается образован и е вселенн ы х. Т ак возникает

м н ож ество вселенн ы х как «острова в океане хаоса». Значи т, хаотическая

инф ляционная м одель В селенн ой п редполагает рож дени е н е одн ой вселен н ой , а

м н ож ества хаотически х возн и каю щ их вселен н ы х: он и все возн и каю т в результате

катастроф ических взры вов (Б ольш и х и не очень больш и х).

К ак отм ечаю т член -корреспон дент Р А Н , директор Г А И Ш М Г У А . М .

Ч ерепащ ук и доктор ф изико-м атем ати чески х н аук, проф ессор А . Д . Ч ерн и н в своей

кн и ге «В селен н ая, ж и зн ь, черны е ды ры » (М ., 2004), сам ое уди ви тельн ое и

воодуш евляю щ ее в и н ф ляци он н ой м одели — идея о м нож естве вселенны х, которая

является ещ е одн и м важ н ы м ш агом освобож ден и я от антроп оц ен три зм а. К ак

К оп ерн и к геоантроп оц ентри зм зам ен и л гели оц ентри зм ом , так и хаотическая

инф ляционная м одель А . Д . Л и н де — м одель м нож ества вселен н ы х, среди которы х

ничем н е вы деляю щ аяся наш а В селенн ая как косм и ческая н аш а обитель.

С ледовательно, и в други х вселенн ы х возм ож н ы ж изн ь, ци ви лизац и я, разум .

§4. У ск ор ен н ое р асш и р ен и е В сел ен н ой

П осле стати ческой В селенн ой Э й н ш тей н а, построен н ой им в 1917 г., учени е

Ф ри дм ан а о расш ирен и и наш ей В селен н ой яви лось п одлинны м револю ционны м

проры вом в косм ологи и : соврем ен н ая косм ология начи н ается с Ф ри дм ан а как н аука

о расш иряю щ ейся В селенн ой в ц елом . Т еорети ческую осн ову учен и я о

расш иряю щ ей ся В селен н ой составляет общ ая теори я отн осительн ости Э йн ш тей н а,

сф орм улирован н ая и м в 1915 г. П арадокс состои т в том , что н а основе общ ей теори и

отн оси тельн ости бы ли построен ы две м одели В селен н ой : у Э й н ш тейн а стати ческая

м одель В селенн ой , а у Ф ри дм ан а ди н ам ическая (т. е. расш иряю щ аяся) м одель

В селенной. К ак всегда, в таком случае реш аю щ ее слово при н адлеж и т эксп ери м ен ту и

наблю дени ю . П оэтом у экспери м ен тальн ы е н аблю дени я Э . Х абблом всеобщ его

разбеган и я галакти к друг от друга в соответстви и с законом ли н ейн ой зависим ости

скорости разбеган и я галакти к от расстояния их до н ас окон чательн о и бесповоротн о

подтверди ли сп раведливость ф ри дм ановской концеп ц и и расш и рени я В селенной.

О дн ако вопрос об источн и ке и ф изической причине ди н ам ики расш иряю щ ейся

В селенной так и остался нереш ен н ы м до сам ого кон ц а Х Х в. Т олько п осле откр ы тия

в 1998-1999 гг. ам ери кан ски м и астроном ам и соверш ен н о н ового ф ен ом ена в

косм ической сф ере В селенной — косм ического вакуум а с его ан ти тяготен и ем ,

ан ти грави тацией — стало ясн о, что динам икой расш ирени я наш ей В селен н ой

управляет н е вещ ество с его тяготени ем , гравитацией , а косм и ческий вакуум с его

ан ти тяготен и ем , ан ти гравитаци ей.

М ало того, сам ы м п арадоксальны м является то, что наш а В селен н ая не просто

расш иряется, а расш и ряется с ускорен и ем . П ри этом дин ам икой ускоряю щ егося рас-

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.

386

ш и рени я н аш ей В селен ной управляет косм и чески й вакуум с п остоян ной и

неи зм енн ой плотностью эн ергии, превосходящ ей в три раза все невакуум ны е виды

косм ического вещ ества, т. е. невидим ого («скры ты е м ассы »), ви ди м ого

(«светящ егося») вещ ества и излучени я.

И з этого следует, что отн ы н е и н авсегда в н аш ей В селенной н ет ф и зи чески х си л

взаи м одействий м еж ду части ц ам и всего косм и ческого вещ ества (грави тационного,

си льного (ядерн ого и кварк-глю он н ого), электром агнитн ого и слабого

взаи м одействий ), которы е м огли бы п роти водействовать и воспр епятствовать

динам ике ускоренного расш ирени я н аш ей В селенной, уп равляем ой косм ически м

вакуум ом с п лотн остью его эн ерги и 10

-30

г/см

: в соврем ен н ую эп оху н аш ей

В селенной ан титяготение абсолю тно превосходи т тяготен и е, антигравитация

абсолю тн о дом и н и рует над гравитацией. М ож но сказать, в соврем ен н ую эп оху

наш ей В селенн ой есть абсолю тное господство анти тяготения н ад тяготен и ем ,

ан ти грави тации н ад гравитацией : в косм ической сф ере н аш ей В селенн ой

госп одствует и дом инирует косм и ческий вакуум , оп ределяю щ ий и управл яю щ ий

динам икой расш и рени я В селенн ой : все косм ическое вещ ество (тем ное, ви дим ое и

излучени е) с его тяготен и ем , грави таци ей п редставляет собой силу притяж ен и я,

сж ати я и коллапса. Т яготен и е как грави тационная си ла п ри тяж ени я (сж атия,

коллап са) вы п олняет две ф ун дам ен тальны е ф ункц и и — сози дательн ую и

разруш и тельную : он о созидает структурны е образован и я — галакти ки, скоп лен и я

галакти к и сверхскоплени я их, сохраняет и удерж и вает и х в и х структурной

целостности до определен н ого м ом ен та врем ен и .

Р азруш ительная си ла тяготен и я, как м ы видели , проявляется в дезорган и зац и и

структурны х образовани й в п роцессе грави таци он н ого при тяж ен и я, сж атия и

коллап са в эволю ц и и звездно-галакти ческого м ира (белы е карли ки , ней трон н ы е

звезды , черн ы е ды ры (звездн ы е и сверхм асси вны е в ядрах акти вн ы х галакти к,

составляю щ и х 10 % от общ его числа галакти к в м етагалакти ке, содерж ащ ей 10

галакти к). Р азруш ительн ая сила тяготени я, как м ы видели , такж е вклю чает

канн и бали зм галакти к, когда больш ая эллипти ческая галактика при столкн овени и с

более м еньш ей п роглаты вает ее ц ели ком , увели чи вая таким образом свой разм ер,

объем и м ассу.

С реди галакти к сущ ествую т такж е галакти ки -сам оубий ц ы , в ядрах которы х

образую тся сверхм асси вн ы е черн ы е ды ры с м ассой, равной м иллионам и

м и ллиардам м асс С олн ц а — M

⊙

Д аж е благонравн ы е галакти ки , нап ри м ер, н аш а галакти ка М лечны й П уть и н аш а

соседка — галакти ка А н дром еда, — н е удаляю тся друг от друга, а А ндром еда

приближ ается к наш ем у М лечн ом у П ути со скоростью более 100 км /с, а расстоян и е

м еж ду н и м и более 2 м лн световы х лет, п оэтом у через 5-6 м лрд лет они столкн утся и ,

види м о, образуется новая галакти ка, по м ассе и разм еру больш ая.

Т аки м образом , звездн о-галакти чески й м и р только при созерц ан и и н очн ого

небосвода нам представляется м и ром сп окойствия, ти ш ин ы , а на сам ом деле, если

рассм атри вать его в косм и ческом врем ен н ом и н тервале м илли он ов и ли м илли ардов

лет, то п еред н аш и м удивленн ы м взором встает п ои стин е гиган тски й м ир буйн ы х,

неи стовы х, яростны х проц ессов би ф уркац и и и катастроф , в ходе которы х рож даю тся

и ги бн ут м ассивн ы е, сверхм ассивн ы е, сверхгиперм асси вн ы е структуры с м ассой, в

м и ллиарды м илли ардов м и ллиардов раз больш е м ассы н аш его С олнц а: на ф он е эти х

катастроф н аш е родн ое С олнце с его девяти п лан етной систем ой вы гляди т бум аж ны м

корабли ком ребен ка, пущ ен н ы м и м в пучину ок еанских ц ун ам и.

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.

387

О дн ако, н есм отря н а яростн ы е и драм ати чески е катастроф ы , происходящ и е в

звездн о-галакти ческом м ире, круп н ом асш табн ая структура, содерж ащ ая 10

звезд x

галакти к = 10

звезд, в целом сущ ествует как устой чи вая суп ерсистем а со

свои м и внутрен н и м и законом ерн остям и и п ри н ц и п ам и разви ти я, и эта гигантская

м етагалакти ка, оп ределяем ая и уп равляем ая тяготен и ем как си лой грави тационного

притяж ен и я (сж ати я, коллап са), сущ ествует как устой чи вая сам оразви ваю щ аяся

суп ерсистем а. В м есте с тем , эта ги гантская м етагалакти ческая сам осохран яю щ аяся

суп ерсистем а ускорен н о расш иряется ан титяготением , ан ти грави таци ей

косм ического вакуум а с плотн остью энерги и , п остоянной во всех точках

простран ства и н еи зм ен н ой во врем ени . С оздается впечатлени е, что стати ч ески й м и р

вакуум а с его антитяготени ем , ан тигравитаци ей оп ределяет и уп равляет глобальны м

потоком ускоренн ого косм ологи ческого расш ирен и я В селенн ой .

В есь п арадокс состои т в том , что н ерасторж и м ая еди н ая н аш а В селен н ая

расщ еп ляется н а три ф ундам ентальн ы е п л оскости:

1) м етагалактика как вещ ествен н ая часть наш ей В селенн ой , определяем ая и

управляем ая тяготен и ем как силой гравитац ионн ого притяж ен и я (сж ати я,

коллап са), представляет собой устой чи вую сам осохран яю щ ую ся систем у;

2) в осн овани и этой гиган тской вещ ествен н ой м етагалакти ческой суп ерси стем ы

пребы вает статически й вакуум н ы й м ир (без части ц и полей ) с п лотн остью эн ергии

-30

г/см

;

3) сам ое странн ое заклю чается в том , что этот статический (плотность энерги и во

всех точках п ространства остается постоян н ой и неи зм енной во врем ен и )

вакуум ны й м ир с его анти тяготением , ан тигравитацией определяет и уп равляет

глобальны м п отоком ускорен н ого косм ологического расш и рени я н аш ей

В селенной (ф и зи ческая при рода косм ического вакуум а с его антитяготением ещ е

нам не и звестна, п оэтом у м ы п и ш ем «вакуум без части ц и полей»). Ч то касается

квантового вакуум а, то в н ем «ки ш м я киш ат» ви ртуальны е части ц ы и

ан ти части ц ы , которы е м огут при определен н ы х услови ях стать реальны м и,

готовы м и.

П оэтом у вопрос о том , является ли п ри рода косм и ческого вакуум а кван товой (?),

остается пока откры ты м : п реж деврем ен н а пока и ден ти ф и кац и я косм и ческого

вакуум а с кван товы м вакуум ом .

И з рассм отренн ого н ам и вы ш е следует соверш енно важ н ы й и очеви дн ы й вы вод

о том , что ди н ам ика глобального п отока косм ологи ческого расш и рен и я с ускорени ем

определяется и управляется ан титяготением , анти гравитацией косм ического вакуум а

с п лотн остью эн ерги и , п ревосходящ ей в три раза п лотн ость энерги и всех

«невакуум н ы х» ви дов вещ ества (тем ного, видим ого и излучени я): соврем ен н ая эпоха

(т. е. эп оха через 6-8 м лрд лет п осле Б ольш ого взры ва) В селенн ой — полное

дом и н ирован и е и госп одство вакуум а (косм и ческого) над вещ еством , антитяготени я

над тяготени ем , анти гравитаци и н ад гравитаци ей.

П о сам ы м свеж им (2003 г.) соврем енн ы м данн ы м , возраст н аш ей В селен н ой

составляет 12,7 или 15 м лрд лет: и з н и х первая п оловин а бы ла эп охой

дом и н ирован и я вещ ества н ад вакуум ом и потом у — тяготен и я н ад анти тяготен и ем .

Ч ерез 6— 8 м лрд лет, в связи с расш и рени ем В селенной, прои сходи т ум еньш ени е и

падени е си лы тяготен и я, а сила ан титяготени я возрастает, п роисходи т см ена

дом и н ирован и я вещ ества с его тяготени ем дом и н и рован и ем вакуум а с его

ан ти тяготен и ем . О тн ы не и навсегда во

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.

388

В селенной будет дом инировать косм ически й вакуум с его ан титяготением ,

ан ти грави тацией , и п отом у будет прои сходи ть бесконечн ое и безгран и чн ое

ускорени е расш и рени я н аш ей В селенн ой .

1. Б ол ь ш ой в зр ы в : п редп олагается, что Б ольш ой взры в — взры в бесконечной

плотности эн ерги и вакуум а (и ли п ланковской плотности м ассы 10

г/см

плотность вакуум а сам а п орож дает анти гравитац и ю как отри ц ательное давлен и е

(т. е. отрицательн ая м асса).

2. И н ф л я ц и я : он а есть катастроф и ческое расш ирен и е В селенн ой и образован и е

м н ож ества вселен н ы х из хаоса плотн остей: вселен н ы е — «острова в хаосе».

3. М н ож ество в сел ен н ы х: одн а и з м н оги х — наш а В селенная. С начала в н ей

дом и н ирует вещ ество, а затем через 6 -8 м лрд лет п роисходи т см ена

дом и н ирован и я вещ ества дом и н и рован и ем вакуум а.

4. С этого врем ени н ачи н ается ускорен ное расш и рен и е наш ей В селен н ой.

5. В связи с ускорен н ы м расш и рен и ем происходи т п адение и ум еньш ени е силы

тяготени я всей м ассы м етагалактики.

6. Д и н ам ика глобального потока косм ологи ческого расш и рени я В селен н ой

определяется и управляется и склю чительн о косм и чески м вакуум ом с его

ан ти тяготен и ем , ан ти гравитаци ей.

Р и с. 3.8. С хем а Б ол ь ш ого в зр ы в а, р асш и р ен и я и уск ор ен н ого

р асш и р ен и я В сел ен н ой

§5. Д и н ам и к а р асш и р ен и я В сел ен н ой

И так, стало ясно, что с вещ еством м етагалактики с его тяготен и ем , гравитацией

не связан а ди н ам и ка глобального п отока косм ологи ческого расш ирени я с

ускорени ем н аш ей В селен н ой : он а о п ределяется и управляется ц ели ком и полностью

косм иче-

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.

389

ским вакуум ом с его анти тяготени ем , ан ти грави таци ей. Э то соверш енно новое,

ф ун дам ен тальн ое н аучн о -теорети ческое п олож ени е, основан н ое н а откры ти и

косм ического вакуум а с его анти тяготени ем , антигр авитац и ей накан уне н ового

ты сячелети я, требует углублен н ого осм ы слени я сам ого этого н аучн ого ф ен ом ена и

серьезн ого ф и лософ ского раздум ья и разм ы ш лени я, чтобы пон ять и осознать всю

ф и лософ ско-м и ровоззренческую значи м ость и см ы сл.

С тои т здесь отм ети ть и особ енн о подчеркнуть, что ф и лософ и я в целом на всем

протяж ении своей истори и всегда и везде оп ерировала в осн овн ом пон яти ем

вещ ества для построени я н аш его м ироздан и я, косм оса, В селенн ой , разли чны х

вари антов м и ра: вещ ество в сам ы х разнообразны х м одиф и кац и ях в к ачестве м атери и

бы ло и оставалось ц ен тральной осью ф илософ ского м ироустрой ства. А теп ерь нам

становится ясн ы м , что наш а В селенн ая — не только и н е столько вещ ествен н ая по

своем у строени ю и структурной орган и заци и , а является вакуум ной: вакуум

определяет и управляет сущ ностны м разви тием и эволю ц и ей наш ей В селен н ой — ее

ускоренн ы м расш ирени ем . Зн ачит, наш а В селенная состоит из двух нерасторж и м ы х

косм ически х сф ер — вещ ествен н ой и вакуум ной. П ри этом вещ ественн ая

представляет собой м атери ал для сооруж ения вели ч ественн ого здани я наш ей

В селенной, и одноврем енн о она (т. е. вещ ествен н ая сф ера) вы ступ ает кон структором

этого сооруж ен и я в качестве тяготен и я, гравитации: вещ ество есть одн оврем ен н о и

м атериал для сооруж ени я, и кон структор этого сооруж ен и я.

С уть В селен н ой заклю чается не только в сооруж ени и м и кровселенной и

м акровселенн ой (т. е. м етагалактики ), н о и в том , чтобы наш а В селенн ая бы ла н е

статической, т. е. безж и зн енн ой , засты вш ей , н еизм ен н ой , а ди н ам ической, т. е.

разви ваю щ ей ся, эволю цион и зи рую щ ей, расш иряю щ ей ся: она долж на бы ть

вселенн ой , п остоян но и неп реры вн о и зм ен яю щ ейся и обновляю щ ей свое собственн ое

бы тие. Б ы ть — зн ачи т и зм ен ять и обновлять: вн е и зм ен ени я, развити я и обн овлен и я

нет и н е м ож ет бы ть бы ти я В селен н ой .

П оэтом у в ш и роком ф и лософ ском и зм ерени и суть п роблем ы — не столько стать

и сущ ествовать, а в том , чтобы бы ло п остоян н ое становление В селенн ой как

сам ообновляю щ ейся суперсистем ы . В этом суть косм и ческой сф еры вакуум а с его

ан ти тяготен и ем как силой анти грави таци он н ого отталки вани я (расш и рен и я,

удален и я, растягиван и я, разлетан и я, расп уты вани я).

О бразован и е круп н ом асш табны х м етагалакти чески х структур сам о п о себе есть

результат и следстви е расш ирени я В селен н ой и ее п охолодан и я: только в услови ях

расш ирен и я и п охолодани я возм ож н о образован и е м и крострук тур (части ц ы , атом ы ,

м олекулы , элем ен ты ), н о и в особенн ости круп н ом асш табн ы х м етагалакти чески х

структур (звезды , галакти ки , и х скоплен и я и сверхскоплени я).

П оэтом у расш ирени е В селен н ой нельзя п он и м ать как одностороннее

растяги вани е п ространствен н о -врем ен н ого каркаса без «растяги вани я вещ ества»:

расш ирен и е В селенной обладает, как отм ечаю т А . М . Ч ерепащ ук и А . Д . Ч ерн и н в

нам и вы ш еназван н ой кн и ге «В селенн ая, ж и зн ь, черны е ды ры », двум я законам и —

закон ом расш ирен и я вещ ества (т. е. образовани я м икро - и м акроструктур) и закон ом

расш ирен и я пространства-врем ени (т. е. их растяги вани я и удлинен и я).

К ак м ы уж е отм етили, В селен н ая в своем косм ологическом расш и рен и и п рош ла

в ц елом и проходи т два этапа: п ервы й этап — это Б ольш ой взры в и до 6 — 8 м лрд лет

после н его, а второй этап — это п осле 6-8 м лрд лет, соврем ен н ая эп оха расш ирен и я.

П ервы й этап — это эп оха дом и н и рования вещ ества, т. е. эпоха ф орм ирован и я и обра-

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.

390

зован и я как м и кро-, так и м акроструктур, т. е. м етагалакти чески х структур. И м ен н о

поэтом у эта п ервая п о ловина расш ирен и я В селен н ой п осле Б ольш ого взры ва —

эпоха дом и н и рован и я крупном асш табны х м етагалакти чески х структур и п отом у

госп одства тяготения, гравитации над ан титяготением , антиграви тацией вакуум а:

госп одство тяготения, грави тации вещ ественной косм и ческой сф еры над

ан ти тяготен и ем , анти грави таци ей косм и ческого вакуум а обуслови ло зам едлен и е

расш ирен и я В селенн ой .

В торой этап расш ирен и я В селен н ой — эпоха дом и н и рован и я анти тяготен и я,

ан ти грави тации как си лы отталкивания (удален и я, разлетан и я, разбегани я) п р обны х

части ц (т. е. галакти к и и х скоплени й ): сила анти тяготени я вакуум а, н аходящ аяся в

простран стве м еж ду двум я п робн ы м и части ц ам и, нам ного п ревосходи т си лу

грави тационного п ритяж ени я м еж ду эти м и частиц ам и. П оэтом у ан ти тяготен и е н е

только и сточн и к и п ри чи н а расш и рен и я В селенной, н о и ускоренного расш и рен и я

В селенной с увеличиваю щ и м ися скоростям и : в п ервую п оловину В селенной п осле

Б ольш ого взры ва п роисходит зам едлени е ее расш ирен и я, а во вторую — ее

ускоренн ое расш и рен и е, определяем ое дом и н и рован и ем косм ического вакуум а над

вещ еством .

А теперь рассм отри м более конкретн о ди н ам ику косм ологического расш и рен и я

В селенной на осн ове соотнош ени я вакуум а и вещ ества во В селенной.

О бщ ий вы вод таков: динам ика расш и рен и я В селенной, определяем ая и

управляем ая косм и ческим вакуум ом с постоян н ой и неи зм енн ой плотностью

энерги и , н е зависит от сущ ествовани я м и кро - и крупном асш табны х вещ ественны х

структур, т. е. от их тяготею щ их м асс.

Э то — проблем а одн ородности и и зотропн ости В селен н ой (об этом м ы в н аш ей

работе пи сали, поэтом у здесь только отм ети м оди н аспект данн ой проблем ы ).

Н аблю дени я показы ваю т, что п ространствен н ое распределен и е галакти к

В селенной в пределах до 300 м лн световы х лет весьм а н еодн ородно: одн ородность

В селенной наблю дается и присутствует в м асш табах 300 м лн световы х лет (т. е. 300

М П к) и более. (И нтересно здесь нап ом н и ть вы сказы ван и е академ ика Я . Б .

Зельдови ча о том , что в области пространства 1 000 М П к В селен н ая бесструктурн а,

ам орф н а, абсолю тно однородн а: в ней н ет н и каки х ком ков, бугров, горок в виде

галакти к, их скоп лени й и сверхскоплен и й .)

П оэтом у п роблем а одн ородности (или н еодн ородн ости ) простран ства В селенн ой

все ещ е остается глубоко в ф илософ ском п лане и н тересн ой и и н три гую щ ей н аш

интеллект и разум . Н ельзя счи тать, что эта проблем а раз и навсегда реш ен а: в ней

остается ещ е м н ого неп он ятн ого и неп онятого.

Н есм отря н а п ространственную н еоднородн ость расп ределен и я галакти к и их

скоплени й в м асш табе до 300 М П к, динам и ка локальн ого потока расш и рен и я

ближ ай ш ей окрестн ости наш ей В селен н ой остается один аковой с ди н ам икой

глобального п отока расш и рени я В селен н ой в больш и х м асш табах 300 М П к и более:

локальны й поток иденти чен , тож дественен с глобальн ы м потоком . Д и н ам ика

локального и глобального потоков косм ологического расш ирен и я В селенн ой

остается одн ородной н а всем п ротяж ени и расш ирени я до гори зонта м ира, которого

свет дости гает в течени е 10 м лрд лет п осле Б ольш ого взры ва: гори зонт м ира —

абсолю тн ы й предел человеческого познани я. В се, что находится в пределах

горизон та м ира, м ож ет познать так и ли иначе человек, его интеллект, разум и

интуиция. О дн ако все, что н аходи тся за п ределам и горизон та м ира, н и когда не

пости ж им о: он о абсолю тн о недоступ н о н и каким ф орм ам , сп особам , м етодам и

средствам исследовани я и п озн ан и я.

Хван М.П. Неистовая Вселенная: От Большого взрыва до ускоренного расширения, от кварков до суперструн

Подождите немного. Документ загружается.