Космос - «мир, вселенная и мироздание» (др. греческий), первоначальное значение - «порядок, гармония, красота».
Впервые термин Космос для обозначения Вселенной был применён Пифагором...









Интересные сайты:




Феномен человека на фоне универсальной эволюции

Глава VI Космическая эволюция

Эволюция Вселенной

6.10. Эволюция Вселенной

До начала XX в., когда зародилась космология, представления об эволюции Вселенной практически не развивались. Этому способствовали как отсутствие наблюдательных данных о реальной космической эволюции, так и крайняя медленность космической эволюции по сравнению с органической и социальной. Во второй половине XIX в. существовал вполне умозрительный миф об эволюции Вселенной к хаосу и неизбежности ее тепловой смерти (см. разд. 3.1 и 3.2.1-3.2.2), питавшийся трактовкой энтропии реальных систем как меры беспорядка и «размытым» прочтением закона возрастания энтропии, который, как мы доказываем в разд. 3., вовсе не препятствует некомпенсированному превращению тепла (хаотического движения частиц) в другие формы энергии.

Фридмановская космология и расширение нашей Метагалактики, отождествленное с расширением всей Вселенной, были сочтены эволюционной антитезой Стационарной Вселенной. Эта точка зрения сохраняется по сию пору. На наш взгляд, однако, ни фридмановская космология, ни само по себе расширение нашей Метагалактики не могут быть отождествлены с эволюцией Вселенной. Во-первых, потому что наша расширяющаяся Метагалактика — это не вся бесконечная Вселенная. Во-вторых, симметричные по времени уравнения ОТО, будучи непригодными для описания необратимой по своей природе эволюции, могут породить только картину однородной и изотропной Вселенной, которая не согласуется с наблюдаемой фрактальностыо (фракталоподобностью) космических структур. Более уместные здесь теория самоорганизации (см. разд. 5.2.2) и синергетика только начинают внедряться в космологию [Панченко, 1989; Розгачева, 1993; Ровинский, 2002], делаются только первые шаги по моделированию реальных космических структур [Baryshev et al., 1994; Потапов, 2002, гл. 10], однако ожидать быстрых успехов в этом направлении не приходится (см. прил. 4).

Необратимость вносится в космологию моделью горячей Вселенной (точнее, нашей Метагалактики), которая вынужденно носит (полу)феноменологический характер. С созданием этой модели сама собой стала очевидной несостоятельность мифа о тепловой смерти Вселенной. С момента Большого взрыва наша Метагалактика, поначалу представлявшая собой чрезвычайно горячий и плотный сгусток вещества, вот уже около 15 млрд лет расширяется, остывая с превращением тепла в другие формы энергии (см. разд. 6.5.3). Этот миф потихоньку умер, оставив после себя легкое недоумение в виде термодинамического парадокса астрономии: если Вселенная существует вечно, то состояние тепловой смерти должно было бы уже давно наступить [Генкин, 1994].

Сегодня, однако, в космологии набирает силу второй миф, в известной мере противоположный первому. Если в первом речь шла о необратимом рассеянии тепловой энергии, то во втором говорится о необратимой гравитационной концентрации вещества. Многие космологи предсказывают Вселенной, если она замкнута, коллапс. Между тем равенство нулю «бесконечной» плотности Вселенной делает всю ее в целом гравитационно устойчивой (см. разд. 6.3). Это означает, что в ходе эволюции Вселенной не происходит ни одновременного сжатия всех ее фрагментов, ни их одновременного расширения. Сжиматься и расширяться могут лишь конечные ее фрагменты, как это происходит, к примеру, с нашей Метагалактикой. Совершенно определенно всей бесконечной Вселенной коллапс не грозит.

Однако гравитационный коллапс может грозить отдельным космическим объектам. И если верить некоторым космологам, то эта опасность опять же носит для Вселенной глобальный характер: все сгинет в черных дырах.

Этот «чернодырный кошмар» закрепляется вторым законом черных дыр, разработанным С. Хокингом в 1971 г. и совпадающим по форме со вторым началом термодинамики: «При падении чего угодно в черную дыру, при столкновении и слиянии или при столкновении и рассеянии нескольких черных дыр, а также при любом другом процессе, в котором так или иначе фигурируют черные дыры, сумма площадей поверхности участвующих в процессе черных дыр... никогда не может уменьшаться... В этом состоит второй закон динамики черных дыр» [Мизнер и др., 1977. Т. 3. С. 98].

Хокинг называет свой закон теоремой, т.е. доказываемым (доказанным) утверждением. На наш взгляд, он ошибается. О чем говорит этот закон? О необратимости поведения черных дыр, которые склонны все поглощать, ничего не выпуская. Этого, однако, в принципе нельзя доказать, оставаясь в рамках ОТО, в которой все обратимо. Любое массивное космическое тело, скажем Земля, тоже увеличивает свою массу за счет малых космических тел, которые отлавливаются ее полем притяжения, однако это происходит исключительно из-за необратимости (неупругости) столкновений. Будь они упругими, малые тела отскакивали бы от Земли, как мячики.

Если бы коллапс черной дыры был полностью подведомствен ОТО, т. е. обратимым, он непременно сменился бы ее «зеркальным» расширением с выходом ее содержимого за пределы сферы Шварцшильда. Реальный коллапс черных дыр (если, конечно, сами эти объекты реальны — см. разд. 6.6), разумеется, необратим. Однако для доказательства теоремы Хокинга у нас нет теоретических средств, как их нет для доказательства закона возрастания энтропии, аналогом которого является эта теорема. Подобно этому закону, теорему Хокинга следует рассматривать как феноменологическое утверждение, доказываемое данными наблюдения. Однако никаких таких данных для черных дыр, о реальности которых до сих пор идут дискуссии, не существует.

Все прогнозы насчет печального «чернордырного» будущего Вселенной представляются несостоятельными, а закон Хокинга — таким же преувеличением феномена концентрации гравитационной энергии, каким остается преувеличение феномена рассеяния тепловой. Скорее всего, черные дыры не осуждены быть таковыми вечно. Судя по всему, достаточно большие черные дыры после сжатия и некоторого периода расширения рано или поздно раскрываются подобно тому как сегодня, кажется, раскрывается наша Метагалактика (см. разд. 6.7). Квантовое испарение, существенное для черных дыр малой массы, играет здесь, по-видимому, относительно небольшую роль.

Как уже не раз говорилось, практически вся Вселенная находится за пределами горизонта видимости, и поэтому у нас на Земле нет и в принципе не может быть данных, которые позволяли бы конкретизировать представления об ее (Вселенной) эволюции. В рамках авторской эволюционной концепции достаточно уверенно можно говорить лишь о том, что Вселенная эволюционирует с ростом энтропии в сторону (мини)максимально быстрой интенсификации всевозможных метаболизмов, с образованием все новых структурных «этажей», ростом связанности «всего со всем» и разнообразия возникающих форм.

Разные формы взаимодействий приписаны к структурам разных типов и уровней, поэтому фрактальность Вселенной, означающая существование в ней структур самых разных форм, типов и уровней, обеспечивает существование великого разнообразия форм взаимодействий (см. разд. 4.5.7). Однородная Вселенная свела бы разнообразие форм взаимодействий к минимуму. Но чем больше имеется разных форм взаимодействий, тем более разнообразными и интенсивными могут быть процессы превращения разных форм взаимодействий друг в друга. Поскольку, таким образом, более фрактальные структуры эволюционируют более интенсивно, постольку вектор эволюции Вселенной направлен в сторону уменьшения ее фрактальной размерности, все дальше уводя ее от равновесного состояния, в котором собственная (фрактальная) размерность Вселенной совпадала бы с топологической, равной трем.

Подчеркнем, что Вселенная эволюционирует (в сторону уменьшения фрактальной размерности) именно потому, что ее конечные фрагменты не фрак-тальны в строгом смысле слова, но только фракталоподобны, из-за чего эти конечные фрагменты имеют ненулевую плотность, что делает их гравитационно неустойчивыми. Именно гравитация заставляет космическое вещество стягиваться во фрактальные структуры — метагалактики и скопления метагалактик, галактики и скопления галактик, звезды и скопления звезд.





Назад     Содержание     Далее















Друзья сайта: