Закінчення. Початок тут...
Книга "В глибини невичерпного" М.Васильєва та К.Станюковича побачила світ у видавництві "Атомиздат" у 1975 році. У перекладі на українську (переклад Л.А.Яворівської) вона побачила світ у 1978 році у видавництві "Техніка" (м. Київ). Автори - відомі радянські астрономи, популяризатори науки обрали темою своєї книги - електрон. Останній розділ цієї книги присвячено життю у космосі. Повторимо, що книга була написана у 1975 році і викладені думки сьогодні корисно порівняти з домінуючими.
Невичерпність матерії та її розвиток
Наші уявлення про величезний світ, в якому ми живемо, ґрунтуються на певному але загалом дуже незначному досвіді, здоровому розумі, здатності людства аналізувати й узагальнювати цей досвід з допомогою фундаментальних положень діалектичного матеріалізму про безконечність, матеріальність Всесвіту й безконечний час його існування, а також про невичерпність матерії.
Ми вже знаємо, що матерія структурна і є необмежені можливості для існування її різних «форм», «видів» і взаємодій між ними. Спробуймо спочатку простими й переконливими засобами показати вічне існування цих різних невичерпних форм матерії.
Припустімо, що існує не тільки безконечний «запас» матерії в безконечному Всесвіті, але що ця матерія теж безконечно різноманітна. Насамперед треба відкинути начисто застарілі уявлення про коловий розвиток матерії. Ще недавно наївно вважали (а деякі вчені вважають і зараз), що з газо-пилових туманностей утворюються зірки, потім ці зірки остигають, розсіяна енергія десь концентрується, зірки зштовхуються, перетворюються в газо-пилову матерію, і все починається спочатку. Але тепер уже можна з певністю сказати, що коли такий кругообіг матерії частково і здійснюється, то не він є головним і визначальним у долі розвитку матерії в масштабах усього Всесвіту.
Як ми вже говорили, основними є процеси вибухового переходу густої матерії в більш розріджену. Розвиток Всесвіту відбувається по спіралі, і вона ніколи не повертається абсолютно точно в якийсь минулий стан.
А втім, існує «теорія» неспірального розвитку Всесвіту-так звана гіпотеза теплової смерті Всесвіту. Візьмімо два балони з газом. В одному газ холодний, в другому-нагрітий до високої температури. Змішаймо гази. Суміш не буде ні гарячою, ні холодною, а якоїсь проміжної температури. Це очевидно. Очевидно також і те, що поділити знову газ так, щоб один об'єм його мав високу температуру, а другий був холодним, практично неможливо, так само як неможливо придумати самочинний процес, який забезпечив би в одному боці кімнати високу температуру, а в другому-низьку. Таких процесів немає в природі. Температура завжди вирівнюється.
Коли це було встановлено й сформульовано у вигляді одного із законів термодинаміки, постало питання, яке схвилювало фізиків і філософів.
Якщо всі процеси йдуть однобічно, то всі температури рано чи пізно вирівнюються. Чому ж є зірки з високою температурою і є холодні космічні тіла? Чому температура у Всесвіті не скрізь однакова? Чи справді якийсь час тому було дано перший поштовх, у Всесвіт були введені гігантські джерела концентрованої енергії, а тепер іде процес вирівнювання? Якщо це так, то коли-небудь температури вирівняються. Ну, а якщо Всесвіт безконечний і безконечно довго існує, то чому ж за безконечний час це вирівнювання ще не настало?
Першим спробував дати відповідь на це запитання великий німецький фізик Людвіг Больцман. Він займався кінетичною теорією газів і сформулював основні положення газової динаміки й газової кінетики. Больцман знав, що швидкості молекул, з яких складається газ, різні. Величезна більшість молекул має більш або менш однакові швидкості, які визначають температуру газу. Однак якась кількість молекул у кожну мить має значно менші швидкості, якась кількість-значно більші.
Уявіть собі, що наш газ складається тільки з десяти молекул: у п'яти з них більші швидкості, у п'яти - менші, ніж середня. Якщо молекул мало, може статися, що в якийсь момент швидкі молекули опиняться в одному боці кімнати, повільні - в другому. Імовірність такого розміщення не дуже велика, та все ж вона існує. Це значить, що рух у газі може йти не тільки з вирівнюванням температури, а й з розділенням. Процеси розділення температур, обернені вирівнюванню, називають флуктуаціями. Немає сумніву, що всередині газу весь час виникають мікрофлуктуації, тобто завжди є ділянки, групи молекул, які мають температуру вищу за середню.
Больцман припустив, що і наша Метагалактика-це якась грандіозна флуктуація всередині гігантського Всесвіту, який у цілому є на грані теплової смерті, що Метагалактика і є та «група молекул», температура яких у даний момент вища за середню.
Позиція Больцмана була прогресивною, але його гіпотеза мало кого переконала. Багато було поламано списів, але сперечальники забували про одну важливу обставину: роботи спеціалістів у галузі газової кінетики стосувалися тільки мікросвіту молекул газів. Але не все у Всесвіті перебуває в газоподібному стані, існують і інші форми речойини: рідка, тверда, надгуста.
Чи можна висновок, зроблений при вивченні властивостей газів, поширити на весь Всесвіт? Звичайно, не можна. Тому і концепції Больцмана, і висновки його захисників неправильні.
Якби весь безконечний Всесвіт був створений конечний час тому, то теплова рівновага ще не встигла б настати. Але такий висновок для безконечного Всесвіту абсурдний. Коли ж припустити, що справедлива безконечність його існування в часі, то рівновага вже настала б, і тоді треба вважати, що ми живемо всередині якоїсь величезної енергетичної флуктуації, що теж досить безглуздо. В чому ж справа? (далі ми викладаємо теорію одного з авторів цієї книжки - К. П. Станюковича, опубліковану в 1949 р.)
Ми вже зазначали, що Всесвіт неоднорідний за своїм складом і містить нескінченну кількість нескінченно малих частинок. В ньому є і міжзоряний газ, який, очевидно, являє собою іонізовані атоми водню з додатком атомів інших елементів, і куски речовини порівняно невеликого розміру, типу астероїдів, і більш значні утворення типу планет, і гігантські плазмові кулі - зірки й зоряні системи - галактики, і області, подібні до Метагалактики, описуваної узагальненими формулами нової теорії. Кожне з наступних перелічених утворень складається з величезної більшості попередніх: астероїд - з молекул різних речовин, метагалактики - з галактик.
Для того щоб вирівнялась енергія всієї величезної кількості одиниць, які складають Всесвіт,- і кожного з іонізованих атомів міжзоряного газу, і галактик, вони повинні вступити у взаємодію, що супроводиться обміном енергіями. Але один з висновків так званої теорії множин говорить, що всі ці нескінченні взаємодії не можуть відбутися в якийсь, навіть безконечний період часу, оскільки безконечність, що характеризує можливість взаємодії, потужніша за ту, що характеризує процеси, які реально відбуваються у Всесвіті.
А втім, це легше зрозуміти з простішого фізичного міркування. Прийти у стан теплової рівноваги міг би тільки Всесвіт, що складається з однорідних частинок на зразок газу або киселю. Всесвіт, у якому поряд з крихітними частинками є гігантські утворення, що здатні силою тяжіння притягати до себе дрібніші частинки, ніколи не прийде до теплової рівноваги. Адже речовина-це теж концентрат енергії. І хоч як розпорошувалася б вона у вигляді електромагнітного і гравітаційного полів, можливе і зворотне перетворення гравітонів і фотонів в електрони та інші елементарні частинки речовини, що й означає концентрацію енергії. З того моменту, як це було встановлено, гіпотеза про теплову смерть Всесвіту втратила сенс.
Дозволимо собі трохи пофантазувати. Адже фантазія є неодмінною умовою прогресу кожної науки, як це не раз відзначав В. І. Ленін.
Припустімо, що речовина Метагалактики утворилася при зіткненні двох різнозаряджених частинок. Ми спостерігаємо розвиток цієї речовини, а точніше, всієї матерії нашої Метагалактики. Але можна собі уявити випадок, коли в початковий момент часу будуть взаємодіяти не дві, а кілька різнозаряджених частинок, що мають різні магнітні моменти. Це може потягнути за собою утворення зовсім інших елементарних частинок, атомів і молекул, ще складніше побудованих. Зміна фізичних «констант» у кожному Всесвіті завжди призводить до еволюції цих частинок.
Тут же корисно зауважити, що коли ми говоримо про можливість старіння нуклонів та інших елементарних частинок у нашому Всесвіті, то це не суперечить діалектичному матеріалізму. Навпаки, уявлення про сталі, вічно існуючі і вічно незмінні частинки метафізичне і суперечить законові розвитку матерії.
Вважатимемо тепер, що планкеони - це елементарні кванти тяжіння, важкі гравітони. Без гравітації вони не могли б існувати: колапс матерії можливий тільки при наявності гравітаційного поля. Звідси випливає висновок, що без гравітаційного поля не могли б існувати і самі елементарні частинки-спостережувана частина планкеонів. І взагалі матерія немислима без породженого нею гравітаційного поля, яке, в свою чергу будучи матеріальним і взаємодіючи з іншими видами матерії, породжує все нові й нові сколапсовані надгусті утворення - планкеони різних типів. Саме цей процес і забезпечує нетривіальний розвиток матерії.
Є певний сенс назвати всю можливу ієрархію планкеонів у різних всесвітах - метагалактиках, які самі є планкеонами, загальним терміном ейнштейніони на честь Ейнштейна, чия теорія дала змогу припустити існування ієрархії подібних частинок з властивостями замкнутих стаціонарних або нестаціонарних всесвітів.
Уже з ньютонівської теорії гравітації можна зробити висновок, що в гравітаційному полі Всесвіт весь час змінюється і тому ніколи не може прийти у стан остаточної рівноваги. Для Всесвіту не існує, як ми вже говорили, абсолютно найімовірнішого стану. Для нього і його частин у процесі розширення найбільш імовірним є досяжний стан, а таких станів може бути безліч. Отже, стан абсолютної рівноваги недосяжний. Загальна теорія відносності Ейнштейна робить цей висновок ще більш обґрунтованим і математично елегантнішим.
|
