Сингулярність
Рівняння сучасної космології дозволяють знайти закон розширення однорідного та ізотропного Всесвіту та описати зміну її фізичних параметрів у процесі розширення. Однак теорія, що однозначно визначає поведінку Всесвіту на початковій стадії, не вироблена.
У моделі ізотропного Всесвіту виділяється особливий початковий стан – сингулярність. Цей стан характеризується величезною щільністю матерії та кривизною простору. З сингулярності починається вибухове розширення, що сповільнюється з часом. У цьому стані порушуються класичні закони фізики, що змушує фізиків шукати несуперечливі моделі, про які буде сказано нижче.
Картина поблизу сингулярності така. У разі високої температури поблизу сингулярності було неможливо існувати як молекули і атоми, а й навіть атомні ядра; існувала лише рівноважна суміш різних елементарних частинок.
Квантова теорія гравітації
Як уже зазначалося вище, сингулярність є «каменем спотикання» для класичних законів механіки, термодинаміки та гравітації. Вони втрачають свій фізичний сенс у точці сингулярності. Особливе становище у зв'язку з цим займає квантова механіка. Як відомо, вона повністю абстрагована від таких понять як координата та швидкість і може успішно описувати поведінку об'єктів через енергетичні характеристики: масу та енергію. Тому багато вчених сподіваються отримати несуперечливий опис ранньої стадії еволюції Всесвіту за допомогою теорії квантової гравітації. «Наука поки не має повної і узгодженої теорії, що поєднує квантову механіку і гравітацію, - пише в одній зі своїх робіт Стівен Хокінг, - але можливість опису процесів тільки за допомогою квантової механіки призводить до революційних висновків»:
1. У зв'язку з тим, що стан Всесвіту описується тільки її квантово-механічними характеристиками, а воно має імовірнісний характер, то повністю відпадає така характеристика нашого буття, як час.
2. Для квантово-механічного стану характерно те, що минуле не є причиною сьогодення, а сьогодення не є причиною майбутнього у строгому значенні цього слова. Отже, можна сказати, що «навіть якби перед Великим вибухом відбувалися якісь події, з них не можна було б спрогнозувати майбутнє, т.к. у точці сингулярності детермінованість подій дорівнює нулю через квантово-механічні процеси».
Причина світу, як ми бачимо, як і раніше, є для науки питанням відкритим.
Альтернативні моделі Всесвіту
Стан сингулярності, з якого розпочиналася історія Всесвіту, може бути вагомим аргументом на користь творіння світу. Наука в даний час не здатна дати відповідь на питання про те, що було в момент великого вибуху, або трохи раніше. «Білі плями» у цій галузі теоретичної фізики змушують вчених розробляти різні моделі Всесвіту, в яких сингулярність не є перешкодою для класичних законів фізики. Нижче ми розглянемо найбільші з них.
Модель Германа Бонді та Томаса Голда
У 1948 р. Герман Бонді та Томас Голд запропонували модель стаціонарного Всесвіту. У її основі лежить ідеальний космологічний принцип: «не існує як привілейованого місця у Всесвіті, а й привілейованого моменту часу». Тому будь-коли у всіх точках простору усереднені температура і щільність Всесвіту матимуть одні й самі значення. Такий Всесвіт характеризується експоненційним розширенням, що компенсується перманентним народженням речовини. «Синхронність розширення Всесвіту та народження речовини підтримує сталість щільності матерії-енергії і тим самим призводить до уявлення вічного Всесвіту, що перебуває у стані безперервного народження речовини».
Модифікація теорії відносності справді «дозволяє» 1 км3 Всесвіту за 1 рік творити одну частинку. Це не суперечить експериментальним даним, але, як зауважує Хокінг, такої «продуктивності» катастрофічно мало для створення нових галактик. У зв'язку з тим, що між розширенням Всесвіту та народженням речовини відсутній «тонкий зв'язок», ця гіпотеза є спірною.
Модель Алана Гута
Пізніше американський фізик Алан Гут запропонував модель, в якій Всесвіт мав температуру нижче критичної для Великого вибуху без порушення симетрії сил. Цей стан можна порівняти з переохолодженою водою, коли вона при охолодженні певним чином не замерзає і при негативній температурі. Всесвіт у такому стані нестабільний і має додаткову енергію, антигравітаційна дія якої аналогічна дії л-члена в рівнянні стаціонарного Всесвіту. Згідно з цією моделлю, навіть у місцях, де Всесвіт був занадто щільним, взаємне тяжіння його частин було слабшим відштовхування, що вплинуло на характер розширення Всесвіту. Всі неоднорідності при цьому могли просто згладитися, як згладжуються зморшки при роздмухуванні гумової кульки. Гут дійшов такого висновку: «Нинішній гладкий однорідний стан міг розвинутися з великої кількості неоднорідностей». Стівен Хокінг не згоден із висновком Гута: «Всесвіт розширювався так швидко, що запропонована модель фазового переходу не змогла б існувати без порушення симетрії сил». Понад те, ізотропність реліктового фону свідчить у тому, що у «…минулому Всесвіт був ще однорідніша».
Модель Лінде
У 1983 р. відомий космолог Андрій Лінде запропонував хаотичну модель роздування. Відповідно до цієї моделі Всесвіт еволюціонував без фазового переходу та переохолодження, але під впливом безспинового поля. Квантові флуктуації цього поля в деяких областях раннього Всесвіту зростали, внаслідок чого частки почали розштовхуватися. Енергія поля почала повільно зменшуватися, поки роздування не перейшло в таке ж розширення, як у моделі «гарячого Всесвіту». «Одна з областей, - зазначає Лінде, - може перетворитися на Всесвіт, який ми спостерігаємо». Модель Лінде показала, що «сучасний стан Всесвіту міг виникнути з великої кількості початкових змін, але з будь-якого початкового стану міг виникнути такий Всесвіт як наш».
Модель роздмухування залишає питання про початкові умови виникнення Всесвіту відкритим.
Модель Хокінга
Стівен Хокінг стоїть особливо серед фізиків-теоретиків. Головним йому є знайти відповідну несуперечливу математичну модель світу. Тому він дуже захоплений запровадженням математичних змінних, функцій, які є відображенням дійсності, лише служать спрощення математичного апарату поставленої їм теорії. Для спрощення математичного апарату їм можуть бути використані перехід з однієї системи координат в іншу та непідкріплена ніякими реальними фізичними процесами заміна дійсного часу уявним.
Хокінг вважає, що сингулярність позбавляє модель Великого вибуху передбачуваної сили, т.к. у момент сингулярності порушуються закони фізики і «…з Великого вибуху могло виникнути будь-що». Оскільки квантова теорія стверджує, що «може статися все, що завгодно, якщо це не заборонено абсолютно», то Хокінг залучає у всій повноті математичний апарат і методи квантової теорії. Він запроваджує поняття хвильової функції Всесвіту. Необхідність інтегрування потребує запровадження особливих граничних умов. Хокінг їх вводить: «Гранична умова для Всесвіту в тому, що вона не має меж». У його моделі Всесвіт не має меж і замкнутий. Хокінг наводить наступний приклад: якщо ми підемо вздовж екватора, то повернемося в ту саму точку, не досягнувши краю (кордону) Землі, і ніхто не буде сперечатися, що Земля обмежена. Хокінг вважає, що «припущення про відсутність кордонів може пояснити всю структуру Всесвіту, включаючи маленькі неоднорідності на зразок нас самих».
Всесвіт Хокінга не відчуває жодних сингулярностей. Більше того, «становище про відсутність кордонів перетворює космологію на науку, оскільки дозволяє передбачити результат будь-якого експерименту». У цій моделі Всесвіт народжується з нічого буквально, і для цього не потрібно існування вакууму.
Хокінг зазначає, що навіть якщо "квантова теорія відновлює передбачуваність, втрачену класичною теорією, вона це робить не повністю". Для Хокінга важливо не те, що його теорія не відображає реальність, а те, що ця теорія має передбачувальну силу: «Я не вимагаю, щоб теорія відповідала реальності, оскільки я не знаю, як вона влаштована. Реальність не є величиною, яку можна перевірити за допомогою лакмусового папірця. Все це я пов'язую з тим, що теорія має прогнозувати результати вимірювань».
Однак сам Хокінг погоджується, що його квантова модель «не описує Всесвіт, в якому ми живемо, який заповнений матерією...», і для побудови більш «реалістичної моделі» опускає космологічний член, який раніше залучався для пояснення, і «включає» поля матерії: « …схоже, що потрібно мати у Всесвіті скалярне поле з потенціалом V()», яке лише за певних умов еквівалентне космологічному члену.
На наш погляд, модель Хокінга є відображенням світогляду автора. Щоб отримати спонтанне, хаотичне народження Всесвіту, Хокінг накладає на Всесвіт умову відсутності кордонів. Його Всесвіт не потребує Творця, не потребує зовнішньої причини, він існує тільки тому, що він не може не бути через власну необхідність.
Ілля Пригожин вважає, що введення Хокінгом уявного часу замість реального спотворює картину реальності: «Пропозиція Хокінга (про уявний час - В.Р.) виходить за рамки теорії відносності, але насправді є ще однією спробою заперечувати реальність часу, описуючи наш Всесвіт як статичну геометричну структуру ...».
Ми вважаємо, що бездоганне застосування математичного апарату може підтвердити будь-яку теорію і будь-яку модель, однак світ, наділений характеристиками вічного буття, не може відображати реальність, в якій ми живемо.
Космологічна модель Пригожина
Лауреат Нобелівської премії за досягнення у галузі нерівноважних процесів Ілля Пригожин запропонував своє розуміння походження Всесвіту. Він вважає, що Всесвіт виник із «квантового вакууму» внаслідок незворотного фазового переходу. Він стверджує, що Всесвіт почав у часі, тобто. час вічний, а світ, наш Всесвіт існує певний час. Модель створення світу «з нічого» названа ним «безкоштовним сніданком», і є неспроможною, оскільки «...вакуум вже наділений універсальними постійними». Тому в його моделі Всесвіт виникає, формується з чогось раніше існуючого. Творіння світу Пригожин називає актом, трансцендентним стосовно фізичної реальності.
Саме виникнення видимого світу Пригожин пов'язує ні з сингулярністю, і з нестійкістю квантового вакууму. "Великий вибух, - вважає він, - незворотний процес". Пригожин вважає, «що від Правселеної, яку ми називаємо квантовим вакуумом, мав статися фазовий перехід…».
На думку Пригожина, «Всесвіт виникає там, де амплітуди гравітаційного поля та поля матерії мають великі значення».
На закінчення короткого огляду концепцій вчених слід зазначити, що будь-яка міркування про фізичний стан Всесвіту є лише плід інтелекту. Тут наука підходить «...до краю позитивного знання у небезпечній близькості до наукової фантастики», оскільки неможливе експериментальне підтвердження теорії. Тому побудова вченим теоретичної моделі Всесвіту є відображенням його світогляду.
Сингулярний стан у минулому – дуже хороший стан з погляду фізики. У цьому вся стані значення фізичних величин або нуль, або нескінченність. Розміри – нуль, гравітаційні сили нескінченні, щільність нескінченна, температура нескінченна тощо. Дуже поганий стан - вся фізика зупиняється, вважати нічого. Залучення квантової теорії дозволило не доходити до цієї сингулярності, а зупинитися трохи вище. Макс Планк у 1900-му році, коли відкрив уже квант дії та ввів постійну величину, яка тепер називається постійною Планкою, вирішив спробувати скомбінувати три фундаментальні фізичні величини та подивитися, що хорошого це може дати. Постійна Планка, швидкість світла та гравітаційна постійна. Начебто фізик повинен серйозними справами займатися, а він вирішив покомбінувати - що вийде. Йому вдалося отримати всі вимірні основні фіз. Величини: відстань, яка тепер називається планковським, вийшла рівним 10-33 см, час вийшов рівним 10-43 секунди, енергія - 1019 ГеВ, щільність - 1094г/см3. Що це за величини? Зараз це основні величини які визначають фундаментальний рівень, на якому відбуватиметься все найцікавіше в фундаментальній фізиці: і об'єднання всіх взаємодій, і побудова єдиної теорії, і з'ясування, як виник Всесвіт і т.д. Можливо, це не істина в останній інстанції, проте. Зверніть увагу на густину. 1094г/см3. Це що? Це взагалі фізична величина? Для порівняння, щільність води 1 г/см3, щільність металів – 10 г/см3. Чи можна уявити собі матерію, реальність якої має таку щільність? 10 -33 см. Розмір атомного ядра хто пам'ятає? Найголовніше, на мій погляд, онтологічне питання: чи існують відстані менше від планківської довжини? Як розуміти квантованість у цьому випадку? Що таке квант? Питання, на яке ніхто не хоче відповідати та ніхто не хоче обговорювати. Що таке вантова механіка? Це що, гільберт аналіз? Це деякі правила квантування? Чи це теорія квантованих об'єктів, які мають дискретні та мінімальні значення фізичних величин? Як розуміти ці величини, скомбіновані з трьох фізичних констант? Більшість обговорює ці величини, як щось цілком реальне. Один великий космолог Лінде на одній з лекцій у ФІАН говорив так: «Планковський масштаб – це, звичайно, речі серйозні, але є розміри і менші від цього масштабу. Розміри-то є, але лінійки і годинник починають поводитися дуже погано на цих масштабах. Лінійки починають викривлятися, годинник відставати і т.д.». Якогось нового бачення цього рівня реальності поки що не існує. А на цьому рівні був весь наш Всесвіт! Планковський час, як пише один великий теоретик у деяких роботах з квантової космології та квантової гравітації, це свого роду деякий планківський тик. Це справді період часу. Це квант часу, а далі як захочете. Що таке квант часу? Для порівняння, навіть віртуальні частки – це часи близько 10-20 секунд. А тут -43 ступінь. Вважається, що на цьому рівні і простір і час та й матерія сама по собі стають квантованими за своєю природою. Простір розсипається на планківські осередки.
Щоб проводити експерименти з планківськими енергіями, необхідно побудувати прискорювач, розміри якого можна порівняти з розмірами галактики. Суперколлайдер - 27 км, але до планків масштабу далеко. Цей планківський масштаб свідчить, що простір, час і решта стає дискретним. Сонячна система теж дискретна, але вони стають квантовими. Який сенс вводити? Якщо, дотримуючись Лінде вважати, що є відстані і менше, то це концептуально не дає нічого цікавого, межа буде нуль, ми повинні припустити, що все повинно зменшуватися до нуля, до сингулярності. Але це погано, це вже не квантова теорія. Якихось нових ідей поки що не існує. Проте, з урахуванням цих уявлень нині намагаються побудувати принципово нову теорію. причому деякі вважають, що вона принципово нова, а деякі намагаються скомбінувати квантову механіку та ОТО. Намагаються будувати теорію квантової гравітації. Чому ця проблема цікава?
На сьогоднішній момент питання про те, що таке сингулярність, хвилює не лише людей, які цікавляться наукою, а й найкращих вчених світу. Цей термін зустрічається в математиці, фізиці, астрономії, космології та інших точних науках. Його трактування трохи варіюється, але принцип залишається тим самим. Тому зараз ми почергово розглянемо, що таке сингулярність із різних точок зору, і з'ясуємо, чим так цікаво для дослідників це загадкове явище.
Загальне трактування терміну
Перед тим, як ми почнемо заглиблюватися в таємниці Всесвіту, звернемося до історії світобудови. Найправильнішою на сьогодні версією виникнення світу є теорія Великого вибуху. У момент зародження всього того, що нас оточує, була лише одна-єдина точка сингулярності. Її розміри точно невідомі, але розуміння вчені часто порівнюють її з горошиною. При цьому не варто думати, що цю міні-кульку можна було б утримати в руці. Його маса дорівнювала масі всіх зірок і галактик, які сьогодні є у космосі. Більше того, температура цієї горошини просто зашкалювала, а сила гравітації в ній була вищою, ніж у чорних дірок, що нині існують. Іншими словами, точка сингулярності - це одиниця простору-часу, в якій полягала вся матерія, що наповнює наш Всесвіт.
Як виник час?
Обов'язково варто підкреслити, що під терміном «матерія» мається на увазі не тільки космічний простір, що складається з мільярдів астрономічних одиниць, а й усі часові відрізки. Так, уявити це складно, але щоб зрозуміти, що таке сингулярність, потрібно уявити собі час як просторовий вимір, в якому можна переміщатися як вперед, так і назад. Все це нерозривно пов'язане з кривизною простору, про яку ми поговоримо нижче. Вченим також невідомо, протягом якого часу за земними мірками існувала ця горошина. Парадоксально те, що в такому стислому стані в будь-якому вимірі нескінченність дорівнює нулю. Пізніше точка сингулярності почала зростати, температура в ній падала, частки відштовхувалися одна від одної. Так час відокремилося від інших вимірів і перестав бути просторової одиницею. Тому сьогодні воно може йти лише вперед.
Космологічні поняття
Як відомо, наука космологія займається вивченням еволюції Всесвіту. Тут розглядаються всі так звані епохи, які відбулися після Великого вибуху. Саме відповідно до цієї теорії вчені висунули гіпотезу про те, що Всесвіт виник з сингулярності. У цьому період існування останньої встановити неможливо. Виходячи з цього, досі ретельно опрацьовуються дві найбільш правдоподібні версії. Перша полягає у тому, що наш світ статичний. Великий вибух стався у певний момент, коли всі частинки, які перебувають у стані нескінченного стиску, різко відштовхнулися одна від одної. Крім того, сингулярність Всесвіту до моменту вибуху характеризувалася наявністю матерії та антиматерії. У наші дні вчені не виявили жодної античастинки. Друга версія будується на тому, що Великий вибух – це справжнє космосу. Встановлено, що галактики постійно віддаляються одна від одної, отже, процес розширення світу триває до сьогодні.
Сингулярність у космології
В еволюції космосу, як це не дивно, немає місця фізичним формулам і законам, що діють на Землі. Це явище наочно демонструє космологічна сингулярність. Звичайно ж, на практиці з'ясувати, в якому стані на момент зародження світу перебувала матерія, неможливо, але теоретично вчені вирахували парадоксальні закономірності. Перше - кривизна простору-часу. Це означає, що прокласти рівну геодезичну лінію чи кут у сфері сингулярності неможливо. Друге – це, як ми вже говорили, зовсім інший час. Тут можна потрапити до будь-якої точки на тимчасовому відрізку. Космологічна сингулярність, на думку вчених, – точка відліку, що називається Великим вибухом. У цей час щільність і температура речовини наближалися до нескінченним. Одночасно міра хаосу прагнула до нуля, помножуючи він дві попередні одиниці. З погляду земної фізики температура і щільність що неспроможні одночасно перебувати у нескінченному стані. І це лише один із безлічі парадоксів, які вчені так і не можуть розгадати.
Стара та нова теорія
Багато років тому Альберт Ейнштейн подарував світові знамениту теорію відносності, яку нині називають теорією гравітації. Завдяки їй ми сьогодні описуємо всі явища у просторі та часі, які нас оточують. Відповідно до теорії фізичні об'єкти не можуть мати сингулярність. Тобто практично ніяка речовина чи матерія що неспроможні мати масу, щільність чи температуру, рівну нескінченності. А ось математика має славу як теоретична наука, тому в ній є місце функцій з нескінченними значеннями. Накладаючи одну область знань на іншу, ми отримуємо приблизні розрахунки того, що могло відбуватися у момент Великого вибуху. Це, як говорилося, точки з нескінченними фізичними величинами. Таке явище отримало назву фізична чи космічна сингулярність. Але її закони непорівнянні з теорією відносності. Пояснити таке явище може нова теорія квантової гравітації. Це де вивчається поведінка світла, його властивості та значимість у Всесвіті. Самої теорії ще не існує, але є певні розрахунки та передумови, які можуть стати її основою.
Розгадуємо таємниці гравітації
В астрофізиці існує таке поняття, як швидкість втікання. Воно використовується для того, щоб визначити ступінь розгону, з яким певний об'єкт зможе чинити опір. Наприклад, ракета з урахуванням її маси повинна рухатися зі швидкістю близько 12 км/с, щоб залишити атмосферу Землі. Але якби наша планета мала діаметр не 12 742 кілометри, а один сантиметр, то для подолання поля тяжіння треба було б рухатися зі швидкістю більшою, ніж У такому разі Землю оточувала б не звична нам сила тяжіння, а гравітаційна сингулярність. Звичайно ж, все тому що якщо наша планета прийме подібні розміри, вона перетвориться на чорну дірку. Але такий досвід дає можливість зрозуміти, яке значення гравітації у Всесвіті.
Від чого залежить сила тяжіння?
Чим ближче атоми розташовуються один до одного, тим щільніше речовина. Якщо молекули взаємодіють між собою, то відбувається процес нагрівання, отже, температура цієї речовини підвищується. У земних умовах такі процеси відбуваються у певних рамках, тому ми давно винайшли формули, що дозволяють розрахувати поведінку будь-якого хімічного елемента. Усе тому, що сила земного тяжіння не дає часткам зближуватися менше, ніж певну відстань, і віддалятися більше, ніж конкретну величину. У відкритому космосі, де спостерігаються пустки між галактиками, простір особливо розряджений, це називається вакуумом. Тут гравітації немає в принципі, тому мала кількість матерії перебуває в хаосі. Біля дуже щільних об'єктів (гігантські блакитні зірки, квазари, а також чорні дірки) сила тяжіння піднімається до нереальних нам, землян, величин. Частинки тут розташовані настільки близько одна до одної, що утворюється явище, яке називається "гравітаційна сингулярність". Це та сама основа, що впливає на спотворення простору та ступінь кривизни.
Гравітація та поведінка матерії
В область сингулярності матерія не засмоктується. Туди притягується лише космічний вітер та мікроскопічні частинки. Але людина чисто теоретично може добровільно вирушити в такі області. Вони розташовуються в квазарах і чорних дірах і, на жаль, для живих істот є смертоносними з точки зору біології. Потрапляючи до області великої приливної сили, тіло почне розтягуватися як уздовж, і упоперек. В результаті обриси людини огорнуть сферу і будуть обертатися в ній. Теоретично, якщо очі ще будуть бачити і передавати сигнал одночасно зможе бачити всі свої частини тіла, включаючи обличчя, яке буде обертатися перед ним, перевищуючи швидкість світла. Зрозуміло, що в такому вигляді людське тіло існувати не може, але це стосується земної фізики. Однак подібний приклад дає нам можливість уявити, що таке сингулярність із практичної точки зору. Було б цікаво припустити, що ми, як біологічний вид, зможемо прийняти ці нові фізичні закони і існувати в таких формах, утворюючи нові світи для себе.
Плин часу
Про те, що таке час, можна сперечатися вічно. Сьогодні його визначають як процес проходження фізіологічних, фізичних та психічних процесів для живих організмів та матерії нашого світу. Але властивості часу, його приховані можливості не вивчені. Ми сприймаємо його як щось суб'єктивне, і це ретельно можна відстежити, згадуючи свої роки. Коли ми проживали перший рік життя, цей відрізок для нас дорівнював 100 відсоткам. Він був єдиним, що в нас є, усім життям та досвідом. На другий свій день народження один рік уже став 50 відсотками, на третій лише третю. До 80-річного віку один рік вже був лише 1/80 часткою життя і нічого практично не означав. Так було тому, що протягом першого року все, що ми бачили, було новим. Надалі нам траплялися вже дедалі більше звичні речі та явища. Тому й здавалося, що дитинство тягнеться неймовірно довго, а зрілі роки миттєво пролітають. Це наочний приклад того, як сприйняття однієї людини спотворює перебіг часу. А що ж буде, якщо глянути на цей термін з астрономічної точки зору?
Час на початку часів
Це був невеликий відступ, який дав змогу зрозуміти все те, що ми бачимо. Перебуваючи замкненими в рамках фізики і, більше того, свого власного сприйняття, нам важко уявити, що світ був і може бути зовсім іншим. Так от, сингулярність часу мала таке саме місце в космології, як і сингулярність простору. Зараз для подолання відрізка 1 кілометр зі швидкістю 5 км/год потрібно 0,2 години. Щоб дістатися від Землі до Сатурна, необхідно витратити кілька років. Але як бути з часом, якщо вся відстань, яка є у світі, дорівнює 1 сантиметру? Помножуючи такі нікчемні параметри на нескінченно більшу щільність і масу, ми отримуємо кривизну простору-часу. Це означає, що в момент, коли Всесвіт був сингулярним, могло відбуватися все те, що ми бачимо зараз. Події, можливо, перемішувалися, неймовірно перекручувалися та зіставлялися. Простіше кажучи, будь-який матеріальний об'єкт міг зазирнути як у минуле Землі чи іншої планети, і у її майбутнє.
Технології та вступ у нову еру
Існує і так звана теорія сингулярності, за якою наша планета скоро перетвориться на великий біотехнічний інтелект. На думку дослідників, до середини 21 століття буде створено комп'ютер, можливості якого перевершать можливості мозку. Штучний розум, природно, візьме гору над менш розвиненими істотами. Така назва була придумана тому, що невідомо, чим такий прогресивний стрибок у галузі науки закінчиться і чи вдасться вижити людству.
Червоточини
Сингулярність чорної дірки, з якої, власне, і складається цей космічний об'єкт, - одна із найбільших загадок світу. Сама кротова нора насправді виглядає не як яма з лійкою та вузьким тунелем, а як сфера, утворена гігантською силою гравітації. Про чорні діри ми вже говорили вище, визначаючи їх як смертоносні об'єкти у Всесвіті. Сила їхнього стиснення неймовірно велика, тому на горизонті подій викривляється простір і зупиняється час. Сингулярність чорної дірки можна порівняти з теорією Великого вибуху. Досконально не вивчено, але вважається, що сила стиску всередині червоточини така сама, як у момент зародження світу. Ось чому існує теорія про те, що чорні дірки - це еволюція нових Всесвітів, які існують паралельно з нашою.
Додаток, який пояснює частину теорії
У загальних рисах теорію та нескінченну щільність дає зрозуміти гра «Сингулярність». Проходження місії пов'язане з переміщенням у просторі та часі, де ці два поняття єдині. Герой пересувається між 1950 роком та 2010-м, виправляючи помилки радянських учених та рятуючи сучасних каторжників, ув'язнених на острові, оточеному радіацією. Якщо поринути у цей світ, то поступово можна зрозуміти, що означає час у просторовому вимірі.
Підбиття підсумків
Вивчення всіх таємниць космосу, що стосуються гравітації, дає змогу зрозуміти, що теорія відносності гранично обмежує нас. Звичайно ж, це неймовірна знахідка для земних умов, але якщо йдеться про вивчення інших просторів, варто відкинути всі стереотипи. Таке поняття, як "сингулярність", перевертає сприйняття звуку, світлових імпульсів, кривизни простору та тривалості часу. Але зустрічається воно поки що лише в математичній теорії, а у фізичній практиці не знаходить собі пояснення. Найбільш детально нині досліджується сингулярність чорної дірки, але вважається, що ця область хоч і стиснута до нескінченності, це не сколапсована точка Всесвіту.
Всі вищерозглянуті висновки випливають з теорії, доки не враховуються квантові явища, що протікають у чорній дірі. Припустимо, що спостерігач знаходиться на поверхні зірки, що зазнає гравітаційного колапсу. При наближенні до джерела сильного гравітаційного поля виникають приливні гравітаційні сили, які відчуває будь-яке тіло, що має кінцеві розміри. Це відбувається через те, що сильні поля тяжіння завжди неоднорідні за складом і тому різні точки таких тіл діють неоднакові сили тяжіння.
У процесі падіння протиборчі сили тиску речовини зірки вже не чинять жодного опору наростаючій силі тяжіння, тому поверхня зірки досягне гравітаційного радіусу, перетне його і нестримно продовжуватиме стискатися далі.
Оскільки процес стиснення зупинитися неспроможна, то короткий проміжок часу (по годинах лежить на поверхні зірки) зірка стиснеться в крапку, а щільність речовини стане нескінченної, тобто. зірка досягає сингулярногостану.
При наближенні до сингулярного стану приливні гравітаційні сили прагнуть нескінченності. Це означає, що будь-яке тіло буде розірвано силами. Якщо тіло знаходиться під горизонтом, уникнути сингулярності неможливо.
Для чорної діри, наприклад, з масою десять мас Сонця час падіння в сингулярність становить лише одну стотисячну частку секунди. Будь-які спроби вирватися із чорної діри призведуть до зменшення проміжку часу входження у сингулярний стан. Чим менша маса та розмір чорної діри, тим більші приливні сили на її горизонті.
Наприклад, для чорної діри з масою тисячу мас Сонця приливні сили відповідають тиску 100 атм. На околиці сингулярного стану величезні приливні сили призводять до зміни фізичних властивостей.
Якщо переходити із зовнішнього простору через поверхню горизонту всередину чорної діри, то у формулах, що описують чотиривимірний простір-час, координата часу замінюється радіальною просторовою координатою, тобто. час перетворюється на радіальну просторову відстань, а ця відстань і є час.
Відстань від горизонту до центру чорної дірки, звичайно, значить, і проміжок часу, протягом якого можуть існувати тіла всередині чорної дірки, кінець. Наприклад, для чорної дірки з масою в 10 мас Сонця він становить t» 10 – 4 с. Усередині чорної діри до сингулярності сходяться всі стріли часу, і будь-яке тіло буде зруйноване, а простір та час розпадаються на кванти.
Так, квант часу характеризується величиною t pl »10 – 44 с, а планківська довжина кванта pl »10 – 33 см.
Отже, безперервний потік часу в сингулярності складається з квантів часу, подібно до того, як потік води в струмені при її проходженні через сито розбивається на дрібні крапельки. У зв'язку з цим немає сенсу запитувати, що буде потім.
Поняття "раніше" і "пізніше" повністю втрачають сенс: квант часу розділити на менші частини принципово неможливо, як не можна, наприклад, розділити на частини фотон.
При переході до квантових процесів все більшою мірою проявляється зв'язок енергії та часу.
Однак надалі при описі процесів не обійтися без поняття фізичного вакууму та його квантових властивостей.
Згідно з сучасними уявленнями вакуум не є порожнечею, а є "морем" всіляких віртуальних частинок і античастинок, які не виявляються як реальні частинки.
Цей вакуум "кипить", безперервно породжуючи на короткий час пари віртуальних частинок та античастинок, які миттєво зникають. На реальні частинки та античастинки вони перетворитися не можуть.
Відповідно до співвідношення невизначеностей Гейзенберга, добуток часу життя Dt віртуальної пари частинок на їхню енергію DW порядку постійної Планка h.
Якщо ж фізичний вакуум накласти якесь сильне полі (наприклад, електричне, магнітне тощо.), то під впливом його енергії деякі віртуальні частки можуть бути реальними, тобто. у сильному полі відбувається народження реальних частинок із фізичного вакууму за рахунок енергії цього поля.
Наприклад, у сильному електричному полі з вакууму народжуються електрони та позитрони. При вивченні властивостей фізичного вакууму біля чорної діри, що обертається, теоретично доведено, що має відбуватися народження квантів випромінювання за рахунок енергії вихрового поля тяжіння.
Так як віртуальні частинки та античастинки народжуються у вакуумі на деякій відстані один від одного, то у разі наявності вихрового поля тяжіння чорної діри частка може народитися поза обрієм, а її античастка під горизонтом. Це означає, що частка може полетіти в космічний простір, античастка ж впаде в чорну дірку.
Отже, вони вже ніколи не можуть знову з'єднатися та анігілювати. Тому в просторі виникне потік частинок, випромінюваний чорною діркою, який забирає з собою частину її енергії. Це призведе до зменшення маси та розмірів чорної діри. Такий процес випромінювання подібний до того, коли поверхня тіла нагріта до певної температури.
Так, для чорної діри в 10 мас Сонця температура становить »10 - 8 К. Чим, більша маса чорної діри, тим менша її температура, і, навпаки, чим менша маса, тим вища температура. Так, чорна діра з масою m»10 12 кг і розміром в атомне ядро матиме потужність квантового випаровування»10 10 Вт протягом 10 10 років при температурі T»10 11 К. Коли маса чорної діри зменшиться до m»10 6 кг а температура досягне Т»10 15 К, процес випромінювання призведе до вибуху і за 0,1 с виділиться кількість енергії, порівнянної з вибухом 10 6 мегатонних водневих бомб.
Олександр Сергійович Суворов (Олександр Суворий)
СТВОРЕННЯ СВІТУ.
Частина 6. КОСМОЛОГІЧНА СИНГУЛЯРНІСТЬ.
Отже, що ми маємо на початку-початків по Біблії?
Бог, темрява над безоднею і Дух Божий, що гасав над водою. При цьому спочатку Бог створив небо та землю, яка була безвидна та порожня. (Автор для зручності написання тексту опускає численні лапки, наведені раніше у цитатах).
Однак ці дані свідчать про те, що було до того, як Бог почав творити світ довкола себе, до першого дня творіння…
Що ж було і відбувалося на початку-початок за існуючою на сьогодні науковою моделлю виникнення фізичного, тобто нашого сучасного матеріального Всесвіту?
До або в початковий момент "наукового" виникнення, народження або "Великого Вибуху Всесвіту" існував стан "космологічної сингулярності", тобто "стан нескінченної щільності та температури" якоїсь первісної речовини (матерії).
Такий «сингулярний» стан речовини (матерії) виходить із «загальної теорії відносності», яка описує «динаміку фізичного Всесвіту, що розширюється», яку «сучасна наука об'єктивно, експериментально і теоретично досліджує і вивчає всіма доступними людству способами».
Відповідно до загальної теорії відносності Всесвіт «виник у певний момент» і ця подія була. Вона виникла в одному місці, з одного місця, з однієї точки матеріального простору-часу-матерії.
Для того, щоб стався такий немислимо світовий Великий Вибух, цей матеріальний простір-час-матерія повинен був бути «нескінченно щільним і нескінченно гарячим» (з нескінченною температурою).
У існуючому матеріальному чи речовому Всесвіті не може одночасно існувати будь-яка речовина-матерія з нескінченною щільністю і температурою, тому що «при нескінченній щільності міра хаосу речовини-матерії прагне до нуля», до абсолютної твердості, масивності. При цьому нескінченна температура так розігріває речовину-матерію, що вона прагне нескінченного хаосу, тобто абсолютного зникнення – анігіляції.
Наприклад, найбільш тверда і щільна сталь або базальт при нагріванні стають рідкими, щільна речовина невеликих метеоритів повністю випаровується при вогненному проходженні через атмосферу Землі, надщільне начиння ядерних бомб миттєво майже анігілює при атомному вибуху, дроблячись на елементарні частини.
На сьогодні наука не може доказово пояснити існування «космологічної сингулярності» і заявляє: «Момент початку творіння, сингулярність, не підпорядковується жодному з відомих законів фізики».
Проте ми теоретично «знаємо», що було відразу після початку Великого Вибуху Всесвіту – гравітаційна сингулярність чи викривлення гравітаційного поля, чи перетворення матерії на енергію і одночасне перетворення енергії на матерію, чи перетворення антиматерії на матерію.
Фактично Анти- Всесвіт з антиматерії стрімко «схлопнувся», «стиснувся», «скукожився», знищився, «згорнувся», «колапсувався» в надщільну точку космологічної сингулярності і одночасно також стрімко «вибухнув», «розкрився», «відродився», « воскресла» у вигляді простору-часу-матерії нашого сучасного фізичного Всесвіту.
Алгоритми «переворотів» або «революцій», «зміни магнітних полюсів», виникнення надщільних «чорних дірок», що стрімко «усмоктують» жахливою гравітацією весь навколишній світ, весь найближчий простір-час, а також вибухів суперщільних наднових зірок існують і відносно часто здійснюються у нашому Всесвіті.
Практично всі елементарні частинки та атоми всіх речовин, з яких створені всі матеріальні тіла нашого Всесвіту, у тому числі наше Сонце, планети, Земля, атмосфера, геосфера, гідросфера, а також усі живі організми та наші людські тіла створені внаслідок таких одночасних колапсів. стиснень-схлопываний «чорних дірок» і вибухів наднових зірок.
Це вже доказові факти, підтверджені відповідними експериментами та об'єктивними науковими відкриттями, які не залежать ні від чиєїсь волі, навіть божественної.
«На початку створив Бог» гравітацію, гравітаційне поле, гравітаційну сингулярність, момент і точку гравітаційного поділу надщільного стану простору-часу-матерії та надактивного стану енергії, «верх» і «низ», «над» і «під», які виражені в символічні структури-образи-слова-поняття «небо» (верх, енергія) і «земля (низ, матерія).
Таким чином, у першій частині першого вірша першої книги Мойсея «Буття» Старого Завіту не просто представлена преамбула події «творення світу Богом», а точно виражена первинна подія та вказано поділ попереднього стану «первинної матерії» на гравітаційні складові – верх і низ, енергію і матерію, «небо» та «землю».
Ось чому в наступній строфі цього вірша зазначено, що «земля», тобто фізична матерія «створюваного світу», в момент і в точці гравітаційної чи космологічної сингулярності «була безвидна і порожня», тобто не випускала жодного кванта світла і не мала ще сучасного фізичного матеріального чи речового втілення.
Одночасно «темрява», тобто незліченна кількість темної матерії та темної енергії (це вираз символьної структури-образу-слова-поняття «темрява»), вже була «над безоднею», тобто зверху (навколо) безмежної, необмеженої, надщільної гравітаційної точки. або космологічної сингулярності, місця існування «первинної матерії», місця гравітаційного колапсу «антиматерії» – попереднього стану попереднього чи батьківського Анти-Всесвіту.
Примітно, що «темна матерія» є символічним жіночим або материнським втіленням попереднього або батьківського Анти- Всесвіту, а «темна енергія» - чоловічого чи батьківського. При цьому місце або точка гравітаційної чи космологічної сингулярності є місцем, точкою «зародження» нашого сучасного фізичного Всесвіту.
У момент і в місці-точці гравітаційної чи космологічної сингулярності «над водою», яка в даному випадку, ймовірно, є символічним виразом плинності, мінливості, прозорості та водночас наявності первинної матерії, «носився Дух Божий».
При цьому «Дух Божий» або енергія і образ Бога, тобто якогось суб'єкта, що «мешкає» у всіх системах міфологій народів світу, завжди «нагорі», гасав, метався, тремтів, скакав, хаотично рухався і т.д.
«Дух Божий» - це структура-образ-символ і втілення «первісної причини», «творчої сили», «енергії творення», «батьківського зародка», «генетичного батьківського зразка», за образом і подобою якого створюється навколишній світ - сучасна фізична Всесвіт.
«Дух Божий», «Святий Дух» або Руах ха-Кадеш – «дихання», «вітер», «невидима рушійна сила», «сила Бога», «животворна властивість Бога», «розум, честь, совість, розум, інтелект Бога», «творче мислення Бога», «особистісна свідомість Бога», «образ і подоба Бога», «іскра божа», «втілення Бога», «зародок Бога» – це третя іпостась єдиного Бога – «Святої Трійці».
Так закономірно влаштовано в будь-якому «житті» будь-якої структури-системи – всі і будь-які «батьки» повинні зникнути, розчинитися в навколишньому середовищі, породивши при цьому нове життя, що вмістило в себе батьківські гени, якості, параметри, образи, дух, пам'ять…
Навіть Бог Отець за допомогою свого Духа Божого і якоїсь просторово-часової матерії або навколишнього середовища проживання Бога Отця породжує свого Сина Бога.
Таким чином, порівняльний системний аналіз «створення світу» за Біблією та за загальноприйнятою космологічною теоретичною моделлю «Великого Вибуху» показує їхню ідентичність або цілісність, тотожність, системну єдність.
Чи є фізичні та теоретичні наукові докази цієї ідентичності чи тотожності біблійного та фізичного «створення світу»?
Рецензії
Шановний Олександре Сергійовичу!
За великим рахунком, Ви порушуєте питання, на які не можна однозначно відповісти.
Будувати фізичні моделі без математики на Прозі це несерйозно. Але я знімаю капелюх - ви серйозно попрацювали.
Пару помилок, що кидаються в очі. Цитую: "Наприклад, найтвердіша і щільніша сталь або базальт при нагріванні стають рідкими, щільна речовина невеликих метеоритів повністю випаровується при вогненному проходженні через атмосферу Землі, надщільна начинка ядерних бомб миттєво майже анігілює при атомному вибуху.
Немає чіткого взаємного зв'язку між щільністю та твердістю. Щільність сталей та чистого заліза близькі. Щільність ртуті 13,5 г/мл, сталей приблизно 7,86, а твердість сталі та ртуті можна не порівнювати, і так все ясно. Щільність алмазу 3,5, яке твердість перевищує твердість самої твердої загартованої сталі майже двоє. Температури плавлення з твердістю та щільністю також чіткого зв'язку не мають.
Тож слова про твердість, навіть вставлені для наочності, виглядають дивно.
Начинка ядерних бомб, зрозуміло, далеко не надщільна. Чути таке дивно. І анігіляції при вибуху звичайно ж не відбувається (немає антиречовини). В енергію перетворюється украй мала маса речовини (дефект мас).
Такі "наочності" лише завдають шкоди публікації.
