Pentru conceptul corect al naturii mediului nostru de vid, conceptul de origine a substanței mediului de vid matrice și natura gravitației în mediul de vid, este necesar să ne oprim în detaliu, desigur, relativ, asupra evoluția Universului nostru. Ceea ce va fi descris în acest capitol a fost parțial publicat în reviste științifice și populare. Acest material din reviste științifice a fost sistematizat. Și ceea ce nu este cunoscut științei până acum este completat din punctul de vedere al acestei teorii. Universul nostru se află în prezent într-o fază de expansiune. În această teorie, este acceptat doar Universul în expansiune și contractare, adică. nestaționare. Un univers care este doar în expansiune sau staționar este respins în această teorie. Pentru acest tip de Universuri exclude orice dezvoltare, duce la stagnare, i.e. la singurul univers.

Desigur, poate apărea o întrebare. De ce această descriere a evoluției Universului Einstein-Friedmann în această teorie? Acesta descrie un model probabil al unei particule de mediu de primul fel de niveluri diferite. Acolo unde se oferă o interpretare logică despre procesele apariției lor, ciclul lor de existență în spațiu și timp, despre modelele volumelor și maselor lor pentru fiecare mediu al nivelului corespunzător. Particulele de mediu de primul fel au volume variabile, adică trece printr-un ciclu de expansiune și contracție în timp. Dar mediile înseși de primul fel sunt eterne în timp și infinite în volume, potrivindu-se unele în altele, creând structura structurii materiei în mișcare veșnic, eternă în timp și infinită în volum. În acest caz, devine necesar să descriem evoluția Universului nostru, de la așa-numitul „Big Bang” până în prezent. Când vom descrie evoluția Universului, vom folosi ceea ce se cunoaște în prezent în lumea științifică și vom continua ipotetic dezvoltarea sa în spațiu și timp până când va fi complet comprimat, adică. înainte de următorul big bang.

Această teorie presupune că Universul nostru nu este singurul din natură, ci este o particulă a mediului de alt nivel, adică. mediu de prim fel, care este tot etern în timp și infinit în volum. Conform celor mai recente date din astrofizică, Universul nostru a depășit stadiul de dezvoltare în cincisprezece miliarde de ani. Există încă mulți oameni de știință din lumea științifică care se îndoiesc că Universul se extinde sau nu se extinde, alții cred că Universul nu se extinde și că nu a existat un „Big Bang”. Alții cred că Universul nu se extinde sau nu se contractă, ci a fost întotdeauna constant și unic în natură. Prin urmare, este necesar să se demonstreze indirect în această teorie că „Big Bang” a fost, după toate probabilitățile. Și că universul se extinde în prezent și apoi se va contracta și că nu este singurul din natură. Acum Universul continuă să se extindă cu accelerație. După „Big Bang”, materia elementară emergentă a mediului matriceal de vid a dobândit o viteză inițială de expansiune comparabilă cu viteza luminii, adică. egal cu 1/9 din viteza luminii, 33.333 km/s.

Orez. 9.1. Universul se află în faza de formare a quasarului: 1 – mediu de vid matrice; 2 - mediu de particule elementare de materie; 3 - punct singular; 4 - quasari; 5 - direcția de împrăștiere a materiei din Univers

În prezent, oamenii de știință care folosesc radiotelescoape au reușit să pătrundă în adâncurile universului timp de 15 miliarde de ani lumină. Și este interesant de observat că, pe măsură ce pătrundem mai adânc în abisul Universului, viteza materiei în retragere crește. Oamenii de știință au văzut obiecte de dimensiuni gigantice, care aveau o viteză de retragere comparabilă cu viteza luminii. Ce este acest fenomen? Cum trebuie înțeles acest fenomen? După toate probabilitățile, oamenii de știință au văzut ziua de ieri a Universului, adică ziua tânărului Univers. Și aceste obiecte gigantice, așa-numitele quasari, erau galaxii tinere aflate în stadiul inițial al dezvoltării lor (Fig. 9.1). Oamenii de știință au văzut momentul în care universul a dat naștere substanței vidului matricei sub formă de particule elementare de materie. Toate acestea sugerează că așa-numitul „Big Bang” după toate probabilitățile a fost.

Pentru a continua ipotetic o descriere ulterioară a dezvoltării Universului nostru, trebuie să ne uităm la ceea ce ne înconjoară în prezent. Soarele nostru cu planetele sale este o stea obișnuită. Această stea este situată într-unul dintre brațele spiralate ale Galaxiei, la marginea ei. Există multe galaxii ca a noastră în Univers. Nu vorbește despre un set infinit, deoarece Universul nostru este o particulă a mediului de alt nivel. Formele și tipurile de galaxii care umplu Universul nostru sunt foarte diverse. Această diversitate depinde de multe cauze la momentul apariției lor într-un stadiu incipient al dezvoltării lor. Principalele motive sunt masele și cuplurile inițiale dobândite de aceste obiecte. Odată cu apariția substanței elementare a mediului de vid matrice și a densității neuniforme a acesteia în volumul pe care îl ocupă, în mediul de vid solicitat apar numeroase centre de greutate. Spre aceste centre de greutate, mediul de vid trage materia elementară. Încep să se formeze obiecte uriașe primordiale, așa-numitele quasari.

Astfel, apariția quasarului este un fenomen natural în natură. Cum, deci, de la quasarii originali, Universul a dobândit în prezent o asemenea varietate de forme și mișcări pe parcursul a 15 miliarde de ani de dezvoltare. Quasarurile primordiale, care au apărut în mod natural ca urmare a inconsecvenței mediului de vid matrice, au început să fie treptat comprimate de acest mediu. Și odată cu compresia, volumele lor au început să scadă. Odată cu scăderea volumului, densitatea unei substanțe elementare crește și ea, iar temperatura crește. Apar condiții pentru formarea de particule mai complexe din particule de materie elementară. Se formează particule cu masa unui electron, iar din aceste mase se formează neutroni. Volumele de masă ale electronilor și neutronilor sunt determinate de elasticitatea mediului de vid al matricei. Neutronii nou formați au dobândit o structură foarte puternică. În această perioadă de timp, neutronii sunt în proces de mișcare oscilativă.

Sub atacul infinit tot mai mare al mediului de vid, substanța neutronică a quasarului se condensează și se încălzește treptat. Razele quasarelor scad, de asemenea, treptat. Și, ca urmare, viteza de rotație în jurul axelor imaginare ale quasarului crește. Dar, în ciuda radiațiilor provenite de la quasari, care contracarează într-o oarecare măsură compresia, procesul de comprimare a acestor obiecte crește inexorabil. Mediul unui quasar se deplasează rapid spre raza sa gravitațională. Conform teoriei gravitației, raza gravitațională este raza sferei pe care tinde spre infinit forța gravitațională creată de masa de materie aflată în interiorul acestei sfere. Și această forță a gravitației nu poate fi depășită, nu numai de orice particule, ci chiar de fotoni. Astfel de obiecte sunt adesea numite sfere Schwarzschild sau același lucru, așa-numitele „găuri negre”.

În 1916, astronomul german Karl Schwarzschild a rezolvat exact una dintre ecuațiile lui Albert Einstein. Și ca urmare a acestei decizii, s-a determinat raza gravitațională egală cu 2 MG/Cu 2, unde M este masa substanței, G este constanta gravitațională, c este viteza luminii. Prin urmare, sfera Schwarzschild a apărut în lumea științifică. Potrivit acestei teorii, această sferă Schwarzschild, sau aceeași „găură neagră”, constă dintr-un mediu de materie neutronică de densitate maximă. În interiorul acestei sfere, domină o forță de gravitație infinit de mare, o densitate extrem de mare și o temperatură ridicată. În prezent, în anumite cercuri ale lumii științifice, încă predomină opinia că în natură, pe lângă spațiu, există și antispațiu. Și că așa-numitele „Găuri negre”, unde materia corpurilor masive ale Universului este trasă împreună de gravitație, sunt asociate cu antispațiul.

Aceasta este o tendință falsă idealistă în știință. În natură, există un spațiu, infinit în volum, etern în timp, plin dens cu materie veșnic în mișcare. Acum este necesar să ne amintim momentul apariției quasarelor și cele mai importante proprietăți dobândite de aceștia, adică. masele și cuplurile inițiale. Masele acestor obiecte și-au făcut treaba, au condus materia neutronică a quasarului în sfera Schwarzschild. Quasarii care nu au dobândit cupluri din anumite motive sau cupluri insuficiente, după ce au intrat în sfera Schwarzschild, și-au oprit temporar dezvoltarea. S-au transformat în substanța ascunsă a Universului, adică. în găurile negre. Este imposibil să le detectăm cu instrumente convenționale. Dar acele obiecte care au reușit să dobândească cupluri suficiente își vor continua dezvoltarea în spațiu și timp.

Pe măsură ce evoluează în timp, quasarii se micșorează mediu inconjurator vid. Din această compresie, volumele acestor obiecte scad. Dar cuplurile acestor obiecte nu sunt reduse. Ca urmare, viteza de rotație în jurul axelor sale imaginare în nebuloasele de gaz și praf, de volume inimaginabil de mari, crește. Au apărut numeroase centre de greutate, precum și pentru particulele de materie elementară din mediul de vid matrice. În procesul de dezvoltare în spațiu și timp, constelațiile, stele individuale, sistemele planetare și alte obiecte ale galaxiei s-au format din materia contractată la centrele de greutate. Stelele emergente și alte obiecte ale Galaxiei, care sunt foarte diferite ca masă, compoziție chimică, compresia continuă neîncetat, viteza circumferențială a acestor obiecte crește și ea progresiv. Vine un moment critic, sub acțiunea unei forțe centrifuge inimaginabil de mare, quasarul explodează. Vor exista emisii de materie neutronică din sfera acestui quasar sub formă de jeturi, care ulterior se vor transforma în brațele spiralate ale Galaxiei. Aceasta este ceea ce vedem în prezent în majoritatea galaxiilor pe care le vedem (Fig. 9.2).

Orez. 9.2. Univers în expansiune: 1 – mediu infinit de vid matrice; 2 - quasari; 3 - formațiuni galactice

Până în prezent, în procesul de dezvoltare a materiei neutronice ejectate din nucleul galaxiei, s-au format grupuri de stele, stele individuale, sisteme planetare, nebuloase și alte tipuri de materie. În Univers majoritatea materia se află în așa-numitele „găuri negre” Aceste obiecte cu ajutorul instrumentelor convenționale nu sunt detectate și sunt invizibile pentru noi. Dar oamenii de știință le detectează indirect. Materia neutronică ejectată prin forța centrifugă din nucleul Galaxiei nu este capabilă să depășească gravitația acestui nucleu al Galaxiei și va rămâne satelitul său, dispersat pe numeroase orbite, continuând dezvoltare ulterioară, rotindu-se în jurul nucleului galaxiei. Astfel, au apărut noi formațiuni - Galaxiile. Figurat vorbind, ei pot fi numiți atomii Universului, care sunt similare cu sistemele planetare și atomii materiei cu proprietăți chimice.

Acum, mental, ipotetic, vom urmări cursul dezvoltării materiei neutronice, care a fost ejectată din nucleul Galaxiei prin forța centrifugă sub formă de jeturi. Acest material neutronic ejectat era foarte dens și foarte fierbinte. Cu ajutorul unei ejecții din miezul galaxiei, această substanță a fost eliberată de presiunea internă monstruoasă și opresiunea gravitației infinit de puternice, a început să se extindă și să se răcească rapid. În procesul de ejecție a materiei neutronice din nucleul Galaxiei sub formă de jeturi, majoritatea neutronilor, pe lângă mișcările lor de fuga, au dobândit și mișcări de rotație în jurul axelor lor imaginare, adică. înapoi. În mod firesc, această nouă formă de mișcare, dobândită de neutron, a început să dea naștere unei noi forme de materie, adică. o substanță cu proprietăți chimice sub formă de atomi, de la hidrogen până la cele mai grele elemente ale D.I. Mendeleev.

După procesele de expansiune și răcire, s-au format volume uriașe de gaz și praf, nebuloase foarte rarefiate și reci. Procesul invers a început, adică. contracția unei substanțe cu proprietăți chimice la numeroase centre de greutate. În momentul sfârșitului evadării materiei cu proprietăți chimice, aceasta s-a dovedit a fi în nebuloase de gaz și praf foarte rarefiate și reci, de volume inimaginabil de mari. Au apărut numeroase centre de greutate, inclusiv pentru particulele de materie elementară din mediul vidului matricei. În procesul de dezvoltare în spațiu și timp, constelațiile, stele individuale, sistemele planetare și alte obiecte ale galaxiei s-au format din materia contractată la centrele de greutate. Stelele emergente și alte obiecte ale galaxiei, foarte diferite ca masă, compoziție chimică și temperatură. Stelele care au absorbit mase mari s-au dezvoltat rapid. Stele precum Soarele nostru au timpi de dezvoltare mai lungi.

Alte obiecte ale galaxiei, care nu obțin cantitatea adecvată de materie, se dezvoltă și mai lent. Și astfel de obiecte ale Galaxy ca ale noastre Pământ, de asemenea, fara a castiga cantitatea corespunzatoare de masa, in dezvoltarea sa nu a putut decat sa se incalzeasca si sa se topeasca, pastrand caldura doar in interiorul planetei. Dar pentru asta, aceste obiecte au creat condiții optime pentru apariția și dezvoltarea unei noi forme de materie, materia vie. Alte obiecte sunt ca partenerul nostru etern. Luna, în dezvoltarea sa, nici măcar nu a ajuns în stadiul de încălzire. Conform definițiilor aproximative ale astronomilor și fizicienilor, Soarele nostru a apărut în urmă cu aproximativ patru miliarde de ani. În consecință, ejecția de materie neutronică din miezul galaxiei a avut loc mult mai devreme. În acest timp, în brațele spirale ale galaxiei au avut loc procese care au adus Galaxia la forma sa actuală.

În stelele care au absorbit zeci sau mai multe mase solare, procesul de dezvoltare decurge foarte repede. In astfel de obiecte, datorita maselor lor mari si datorita mare putere gravitația, condițiile pentru apariția reacțiilor termonucleare apar mult mai devreme. Termo care se ridică reactii nucleare procedează intens în aceste obiecte. Dar pe măsură ce hidrogenul luminos din stea scade, care este transformat în heliu, prin reactie termonucleara iar ca urmare, intensitatea reacţiei termonucleare scade. Și odată cu dispariția hidrogenului se oprește complet. Și ca urmare, radiația stelei scade și ea brusc și încetează să echilibreze forțele gravitaționale care tind să comprime această stea mare.

După aceea, forțele gravitaționale comprimă această stea într-o pitică albă cu o temperatură foarte ridicată și o densitate mare a materiei. În continuare în dezvoltarea sa ulterioară, după ce a cheltuit energia dezintegrarii elementelor grele, pitic alb sub atacul forțelor gravitaționale din ce în ce mai mari, intră în sfera Schwarzschild. Astfel, o substanță cu proprietăți chimice se transformă într-o substanță neutronică, adică. în materia ascunsă a universului. Și dezvoltarea sa ulterioară este temporar oprită. Își va continua dezvoltarea spre sfârșitul expansiunii Universului. Procesele care ar trebui să aibă loc în interiorul stelelor, cum ar fi Soarele nostru, încep cu o comprimare treptată a vidului matricei de către mediu, un mediu rece, foarte rarefiat de gaz și praf. Ca urmare, presiunea și temperatura cresc în interiorul obiectului. Deoarece procesul de compresie se desfășoară în mod continuu și cu forță crescândă, în interiorul acestui obiect apar treptat condițiile pentru apariția reacțiilor termonucleare. Energia eliberată în timpul acestei reacții începe să echilibreze forțele gravitației și comprimarea obiectului se oprește. Această reacție eliberează o cantitate enormă de energie.

Dar trebuie remarcat faptul că nu numai energia care este eliberată în obiect dintr-o reacție termonucleară ajunge la radiații în spațiu. O parte semnificativă a acesteia se referă la ponderarea elementelor ușoare, începând cu atomii de fier până la elementele cele mai grele. Deoarece procesul de ponderare necesită o cantitate mare de energie. După mediul de vid, adică gravitația este rapid comprimată într-o stea pitică albă sau roșie. După aceea, reacțiile nucleare vor începe să aibă loc în interiorul stelei, adică. reacții de descompunere a elementelor grele la atomii de fier. Și când nu există nicio sursă de energie în stea, atunci se va transforma într-o stea de fier. Steaua se va răci treptat, își va pierde luminozitatea și în viitor va fi o stea întunecată și rece. Dezvoltarea sa în spațiu și timp în viitor va depinde complet de dezvoltarea în spațiu și timp a Universului. Din cauza lipsei de masă pentru aceasta, o stea de fier nu va intra în sfera Schwarzschild. Acele schimbări în materia în expansiune a Universului care au avut loc după așa-numitul „Big Bang”, în această teorie, conform în prezent descris. Dar substanța Universului continuă să se împrăștie.

Viteza materiei care scapă crește cu fiecare secundă, iar schimbările în materie continuă. Din punctul de vedere al materialismului dialectic, materia și mișcarea ei nu sunt create și nu pot fi distruse. Prin urmare, materia din micro și mega lumi are o viteză absolută, care este egală cu viteza luminii. Din acest motiv, în mediul nostru de vid, orice corp material nu se poate deplasa peste această viteză. Dar din moment ce orice corp material are nu numai o formă de mișcare, ci poate avea și o serie de alte forme de mișcare, de exemplu, mișcare înainte, mișcare de rotație, mișcarea oscilativă, mișcarea intra-atomică și o serie de alte forme. Prin urmare, corpul material are o viteză totală. De asemenea, această viteză totală nu trebuie să depășească viteza absolută.

Din aceasta putem presupune despre schimbările care ar trebui să aibă loc în materia în expansiune a Universului. Dacă viteza materiei care evadează din Univers crește cu fiecare secundă, atunci viteza de mișcare intra-atomică crește în proporție directă, adică. viteza electronului în jurul nucleului atomului crește. De asemenea, spinurile protonului și electronului cresc. Va crește și viteza de rotație a acelor obiecte materiale care au cupluri, adică. nuclee de galaxii, stele, planete, „găuri negre” din materia neutronică și alte obiecte ale Universului. Să descriem, din punctul de vedere al acestei teorii, degradarea unei substanțe cu proprietăți chimice. Astfel, procesul de descompunere a unei substanțe cu proprietăți chimice se desfășoară în etape. Pe măsură ce viteza materiei în expansiune a Universului se modifică, vitezele circumferențiale ale obiectelor care au avut cupluri cresc. Podeaua forței centrifuge crescute descompune stelele, planetele și alte obiecte ale Universului în atomi.

Volumul Universului este umplut cu un fel de gaz, format din diverși atomi, care se mișcă aleatoriu în volum. Continuă procesele de descompunere a materiei cu proprietăți chimice. Spiriurile protonilor și electronilor cresc. Din acest motiv, momentele de respingere dintre protoni și electroni cresc. Mediul de vid încetează să echilibreze aceste momente respingătoare, iar atomii se descompun, adică. electronii părăsesc atomii. Se naște dintr-o substanță cu proprietățile chimice ale unei plasme, adică. protonii și electronii se vor amesteca aleatoriu separat în volumul Universului. După degradarea materiei cu proprietăți chimice, datorită creșterii vitezei materiei în expansiune a Universului, ele încep să se descompună, sau mai degrabă să se spargă în particule de materie elementară a mediului în vid, nucleele galaxiilor ". găuri negre”, neutroni, protoni și electroni. Volumul Universului, chiar înainte de sfârșitul expansiunii, este umplut cu un fel de gaz din particulele elementare ale substanței mediului în vid. Aceste particule se mișcă aleatoriu în volumul Universului, iar viteza acestor particule crește în fiecare secundă. Astfel, chiar înainte de sfârșitul expansiunii, nu va exista nimic în Univers, cu excepția unui fel de gaz (Fig. 9.3).

Orez. 9.3. Univers maxim extins: 1 – mediu de vid matrice; 2 - sfera Universului maxim extins; 3 - punctul singular al Universului - acesta este momentul nașterii Universului tânăr; 4 - mediu gazos de particule elementare de substanță a mediului de vid matrice

La urma urmei, substanța Universului, adică. gazul particular se va opri pentru o clipă, apoi, sub presiunea reacției de răspuns a mediului de vid matrice, va începe să crească rapid viteza, dar în direcția opusă, spre centrul de greutate al Universului (Fig. 9.4).

Orez. 9.4. Univers în faza inițială de contracție: 1 – mediu de vid matrice; 2 – materie de particule elementare care cad spre centru; 3 – influența mediului în vidul matriceal al Universului; 4 - direcțiile de cădere a particulelor elementare de materie; 5 - extinderea volumului singular

Procesul de comprimare a Universului și procesul de dezintegrare a substanței sale în această teorie sunt combinate într-un singur concept - conceptul de colaps gravitațional al Universului. Colapsul gravitațional este o comprimare catastrofal de rapidă a corpurilor masive sub influența forțelor gravitaționale. Să descriem mai detaliat procesul colapsului gravitațional al Universului.

Colapsul gravitațional al universului

Știința modernă definește colapsul gravitațional ca o compresie catastrofal de rapidă a corpurilor masive sub influența forțelor gravitaționale. Poate apărea o întrebare. De ce este necesar să descriem acest proces al Universului în această teorie? Aceeași întrebare a apărut la începutul descrierii evoluției Universului Einstein-Friedmann, adică. univers nestaționar. Dacă în prima descriere, a fost propus un model probabil al unei particule de mediu de primul fel de diferite niveluri. Conform acestei teorii, Universul nostru a fost definit ca o particulă a mediului de primul nivel și este un corp foarte masiv. A doua descriere, i.e. mecanismul prăbușirii gravitaționale a Universului este necesar și pentru conceptul corect al sfârșitului ciclului de existență a Universului în spațiu și timp.

Dacă menționăm pe scurt esența prăbușirii Universului, atunci acesta este răspunsul mediului de vid matrice la volumul său maxim expandat. Procesul de comprimare a Universului de către mediul în vid este procesul de restabilire a întregii sale energii. În plus, prăbușirea gravitațională a Universului este procesul invers al procesului de apariție a materiei în mediul de vid matrice, adică. problema noului univers tânăr. Mai devreme s-a spus despre schimbările în materia Universului din creșterea vitezei materiei sale în retragere. Datorită acestei creșteri a vitezei, materia universului se descompune în particule elementare medii cu vid. Această dezintegrare a materiei, care se afla în diferite forme și stări, a avut loc cu mult înainte de începerea comprimării Universului. Într-un moment în care Universul încă se extindea, în volumul său era un fel de gaz, care umplea uniform acest întreg volum în expansiune. Acest gaz era alcătuit din particule elementare ale substanței mediului de vid matrice, care s-au deplasat aleatoriu în acest volum, adică. în toate direcţiile. Viteza acestor particule a crescut în fiecare secundă. Rezultatul tuturor acestor deplasări haotice este direcționat către periferia Universului în expansiune.

În momentul în care viteza mișcării haotice a particulelor unui fel de gaz scade la viteza zero, întreaga substanță a Universului, în întregul său volum, se va opri pentru o clipă, Și de la viteza zero, în întregul său volum, va începe să prindă rapid viteză, dar în sens invers, adică spre centrul de greutate al universului. În momentul începerii comprimării sale, are loc procesul de cădere a materiei de-a lungul razei. După 1,5 ... 2 secunde de la momentul începerii, are loc procesul de dezintegrare a particulelor de materie elementară, adică. materie din vechiul univers. În acest proces de cădere a materiei din vechiul Univers de-a lungul întregului volum, sunt inevitabile ciocnirile de particule care cad din direcții diametral opuse.Aceste particule de materie elementară, conform acestei teorii, conțin particule din mediul matriceal de vid în structura lor. Se mișcă în mediul de vid cu viteza luminii, adică. transporta cantitatea maximă de mișcare. La ciocnire, aceste particule generează mediul inițial de volum singular în centrul Universului contractant, adică. la punctul singular. Ce este miercurea asta? Acest mediu este format din particule suplimentare ale vidului matricei și particule obișnuite de vid. Particulele în exces se mișcă în acest volum cu viteza luminii în raport cu particulele din acest volum. Mediul volumului singular însuși se extinde cu viteza luminii, iar această expansiune este îndreptată către periferia Universului care se micșorează.

Astfel, procesul de dezintegrare a materiei vechiului Univers include două procese. Primul proces este căderea substanței vechiului Univers către centrul de greutate cu viteza luminii. Cel de-al doilea proces este expansiunea volumului singular, tot cu viteza luminii, spre materia în cădere a vechiului Univers. Aceste procese au loc aproape în același timp.

Orez. 9.5. Un nou Univers în curs de dezvoltare în spațiul unui volum singular extins: 1 – mediu de vid matrice; 2 – resturi de materie de particule elementare care cad spre centru; 3 - radiații gama; 4 – masa maximă volum singular; 5 este raza Universului extins maxim

Sfârșitul procesului de cădere a materiei vechiului Univers în mediul volumului singular dă naștere la începutul procesului de apariție a materiei noului Univers tânăr (Fig. 5.9). Particulele elementare emergente din mediul vidului matricei ale suprafeței volumului singular se împrăștie haotic cu o viteză inițială de 1/9 din viteza luminii.

Procesul de cădere a materiei din vechiul Univers și expansiunea volumului singular sunt îndreptate unul către celălalt cu viteza luminii, iar căile mișcării lor trebuie să fie egale. Pe baza acestor fenomene, este posibil să se determine și raza totală a Universului extins maxim. Va fi egal cu dublul drumului substanței nou apărute în retragere, cu o viteză inițială de retragere de 1/9 din viteza luminii. Aici se află răspunsul la întrebarea de ce este necesară descrierea colapsului gravitațional al Universului.

După prezentarea în această teorie a procesului de apariție și dezvoltare în spațiu și timp a Universului nostru, este necesar să descriem și parametrii acestuia. Acești parametri principali includ următorii:

1. Determinați accelerația materiei în retragere a universului într-o secundă.
2. Determinați raza Universului în momentul expansiunii sale a materiei.
3. Determinați timpul în secunde al procesului de expansiune a Universului de la începutul până la sfârșitul expansiunii.
4. Determinați aria sferei masei extinse a materiei Universului în metri pătrați. km.
5. Determinați numărul de particule din mediul de vid de matrice care se pot potrivi pe aria masei de materie extinsă maxim din Univers și energia acesteia.
6. Determinați masa universului în tone.
7. Determinați timpul până la sfârșitul expansiunii universului.

Determinăm accelerația materiei în retragere a Universului, creșterea vitezei de retragere într-o secundă. Pentru a rezolva această problemă, vom folosi rezultatele care au fost descoperite anterior de știință, Albert Einstein în teoria generală a relativității a determinat că Universul este finit. Și Friedman a spus că Universul se extinde în prezent și apoi se va contracta, știința cu ajutorul radiotelescoapelor a pătruns cincisprezece miliarde de ani lumină în abisul Universului. Pe baza acestor date, se poate răspunde la întrebările puse.

Din cinematică se știe:

S = V 0 – la 2 /2,

Unde V 0 este viteza inițială de decolare a materiei din Univers și, conform acestei teorii, este egală cu o nouă parte din viteza luminii, adică. 33.333 km/s.

S = Vt – la 2 /2,

Unde V 0 – viteza inițială; S- distanța căii, care este egală cu calea luminii timp de cincisprezece miliarde de ani în kilometri, este egală cu 141912 10 18 km (această cale este egală cu distanța materiei în retragere a Universului până la momentul prezent) ; t– timp egal cu 15·10 9 ani, în secunde – 47304·10 13 .

Determinați accelerația:

A = 2 (S – V 0 · t) 2 / t= 2 / 5637296423700 km/s.

Calculați timpul necesar pentru extinderea completă a universului:

S = V 0 · t + la 2 /2.

La S = 0:

V 0 · t + la 2 /2 = 0.

t= 29792813202 ani

Până la sfârșitul extensiei rămase:

t- 15 10 9 \u003d 14792913202 ani.

Determinăm valoarea traseului materiei în expansiune a Universului de la începutul expansiunii până la sfârșitul expansiunii.

În ecuație:

S = V 0 · t + la 2 /2

viteza de evacuare a materialului V 0 = 0, atunci

S = V 0 2 / 2A= 15669313319741 10 9 km.

După cum am menționat deja mai devreme, momentul încetării creșterii masei volumului singular coincide cu momentul încheierii comprimării vechiului Univers. Adică, existența unui volum singular aproape coincide cu momentul dispersării materiei:

S = V 0 · t.

Din punctul de vedere al materialismului dialectic, rezultă că, dacă vine un sfârșit pentru un fenomen natural, atunci acesta este începutul unui alt fenomen natural. Întrebarea apare în mod natural, cum începe împrăștierea materiei nou apărute din noul Univers tânăr?

În această teorie, accelerația este definită, adică. creșterea vitezei materiei în expansiune a Universului. Se determină și timpul expansiunii maxime, complete a Universului, adică. la viteza zero. Este descris procesul de schimbare a materiei în expansiune a Universului. Mai departe, a fost propus procesul fizic de dezintegrare a materiei Universului.

Conform calculului din această teorie, raza adevărată a Universului extins maxim este alcătuită din două căi, i.e. raza volumului singular și traseul materiei în expansiune a Universului (fig. 5.9).

Conform acestei teorii, substanța mediului de vid matrice este formată din particule de mediu de vid. Energia a fost cheltuită pentru formarea acestei substanțe. Masa unui electron este una dintre formele de materie din mediul de vid. Pentru a determina parametrii Universului, este necesar să se determine cea mai mică masă, adică. masa unei particule din mediul vidului matricei.

Masa unui electron este:

M e \u003d 9,1 10 -31 kg.

În această teorie, un electron este format din particule elementare ale substanței mediului de vid matrice, adică. cuante elementare de acțiune:

M email = h · n.

Pe baza acestui fapt, este posibil să se determine numărul de particule suplimentare ale mediului de vid matrice, care sunt incluse în structura masei electronilor:

9,1 10 -31 kg = 6,626 10 -34 J s n,

Unde n este numărul de particule în exces din mediul de vid de matrice incluse în structura masei electronilor.

Să reducem în părțile din stânga și din dreapta ecuației J s și kg, deoarece masa elementară a unei substanțe reprezintă cantitatea de mișcare:

N= 9,1 10 -31 / 6,626 10 -34 = 1373.

Să determinăm numărul de particule din mediul de vid matrice într-un gram de masă.

M el / 1373 = 1 gr / k,

Unde k- numărul de particule din mediul de vid într-un gram.

k = 1373 / M el \u003d 1,5 10 30

Numărul de particule ale mediului de vid în masa unei tone de materie:

m = k 10 6 \u003d 1,5 10 36.

Această masă include 1/9 din impulsurile mediului de vid. Acesta este numărul de impulsuri elementare în masa unei tone de materie:

N = m/ 9 \u003d 1,7 10 35.

V e = 4π r 3/3 \u003d 91,0 10 -39 cm 3,

Unde r este raza clasică a electronilor.

Să determinăm volumul unei particule din mediul de vid matrice:

V m.v. = V e / 9π \u003d 7,4 10 -42 cm.

Unde putem găsi raza și aria secțiunii transversale a unei particule din mediul de vid matrice:

R m.v. = (3 V m.v. / 4π) 1/3 \u003d 1,2 10 -14 cm.

S m.v. = π R m.v. \u003d 4,5 10 -38 km 2.

Prin urmare, pentru a determina cantitatea de energie conținută în volumul irezistibil de mare al receptorului, este necesar să se calculeze suprafața acestui receptor, adică. zona universului extins maxim

S mp = 4π R 2 \u003d 123206365 10 38 km 2.

Să determinăm numărul de particule din mediul de vid matrice care pot fi adăpostite pe aria sferei masei maxim expandate a materiei Universului. Acest lucru necesită valoarea S mp aria împărțită la aria secțiunii transversale a unei particule din mediul de vid matrice:

Zîn = S mp / S c \u003d 2,7 10 83.

Conform acestei teorii, formarea unei particule elementare din mediul de vid matriceal necesită energia a două impulsuri elementare. Energia unui impuls elementar este cheltuită pentru formarea unei particule din substanța elementară a mediului de vid matrice, iar energia unui alt impuls elementar dă acestei particule de substanță viteza de mișcare în mediul de vid, egală cu o nouă parte din viteza luminii, adică 33.333 km/s.

Prin urmare, formarea întregii mase de materie din Univers necesită jumătate din numărul de particule din mediul de vid matrice, care umple într-un singur strat masa sa maximă extinsă de materie:

K = Z c / 2 \u003d 1,35 10 83.

Pentru a determina unul dintre principalii parametri ai Universului, i.e. masa în tone sau substanța mediului de vid, este necesar să se împartă jumătate din numărul său de impulsuri elementare la numărul de impulsuri elementare care sunt incluse într-o tonă de substanță a mediului de vid.

M = K / N= 0,8 10 48 tone

Numărul de particule din mediul de vid care umple zona sferei cu masa maximă expandată a materiei Universului într-un singur strat. Și conform principiului receptorului, care este acceptat în această teorie. Acest număr de particule este numărul de impulsuri elementare care formează masa materiei și sunt incluse în structura Universului. Acest număr de impulsuri elementare este energia Universului creată de întreaga masă de materie. Această energie va fi egală cu numărul de impulsuri elementare ale mediului înmulțit cu viteza luminii.

W = Zîn s \u003d 2,4 10 60 kg m / s

După cele de mai sus, poate apărea o întrebare. Care este natura expansiunii și contracției Universului nostru?

După determinarea parametrilor de bază ai Universului: raza, masa, timpul de expansiune și energia acestuia. Este necesar să se acorde atenție faptului că Universul extins maxim a făcut lucrul cu materia sa în retragere, adică. cu energia sa, în mediul de vid prin expansiunea forței particulelor din mediul de vid matrice, comprimarea acestor particule cu un volum care este egal cu volumul întregii substanțe a Universului. Și, ca urmare, această energie, determinată de natură, a fost cheltuită pentru această muncă. Conform principiului Marelui Receptor adoptat în această teorie și a elasticității naturale a mediului de vid, procesul de expansiune a Universului poate fi formulat după cum urmează.

La sfârșitul expansiunii, particulele sferei expandate a Universului capătă momente de respingere egale cu particulele mediului de vid care înconjoară această sferă. Aceasta este cauza sfârșitului expansiunii universului. Dar învelișul care înconjoară mediul de vid este mai mare ca volum decât învelișul exterior al sferei Universului. Această axiomă nu necesită dovezi. În această teorie, particulele mediului matriceal de vid au o energie internă egală cu 6,626·10 –27 erg·s. Sau aceeași cantitate de mișcare. Din inegalitatea în volume apare și inegalitatea în cantitățile mișcărilor, adică. între sfera Universului și mediul în vid Egalitatea momentelor de respingere între particule, sfera maxim expandată a Universului și particulele mediului de vid matrice, care înconjoară această sferă, a oprit expansiunea Universului. Această egalitate durează un moment. Apoi această substanță a Universului începe să preia rapid viteza de mișcare, dar în direcția opusă, adică. spre centrul de greutate al universului. Comprimarea materiei este răspunsul mediului de vid. Conform acestei teorii, răspunsul mediului de vid al matricei este egal cu viteza absolută a luminii.

Măreția și diversitatea lumii înconjurătoare pot uimi orice imaginație. Toate obiectele și obiectele care înconjoară o persoană, alți oameni, tipuri diferite plante și animale, particule care pot fi văzute doar cu un microscop, precum și grupuri de stele de neînțeles: toate sunt unite prin conceptul de „Univers”.

Teoriile despre originea universului au fost dezvoltate de om de mult timp. În ciuda absenței chiar și a conceptului inițial de religie sau știință, în mințile iscoditoare ale oamenilor antici au apărut întrebări despre principiile ordinii mondiale și despre poziția unei persoane în spațiul care o înconjoară. Este greu de numărat câte teorii despre originea Universului există astăzi, unele dintre ele sunt studiate de oameni de știință de renume mondial, altele sunt sincer fantastice.

Cosmologia și subiectul ei

Cosmologia modernă - știința structurii și dezvoltării universului - consideră problema originii sale ca fiind unul dintre cele mai interesante și încă insuficient studiate mistere. Natura proceselor care au contribuit la apariția stelelor, galaxiilor, sisteme solareși planetele, dezvoltarea lor, sursa Universului, precum și dimensiunea și limitele acestuia: toate acestea sunt doar o scurtă listă de probleme studiate de oamenii de știință moderni.

Căutarea de răspunsuri la ghicitoarea fundamentală despre formarea lumii a condus la faptul că astăzi există diverse teorii despre originea, existența, dezvoltarea Universului. Emoția specialiștilor care caută răspunsuri, construind și testând ipoteze este justificată, deoarece o teorie de încredere a nașterii Universului va dezvălui întregii omeniri probabilitatea existenței vieții în alte sisteme și planete.

Teoriile originii Universului au caracter de concepte științifice, ipoteze individuale, învățături religioase, idei și mituri filozofice. Toate sunt împărțite condiționat în două categorii principale:

1. Teorii conform cărora universul a fost creat de un creator. Cu alte cuvinte, esența lor este că procesul de creare a Universului a fost o acțiune conștientă și spiritualizată, o manifestare a voinței.
2. Teorii despre originea Universului, construite pe baza unor factori științifici. Postulatele lor resping categoric atât existența unui creator, cât și posibilitatea unei creații conștiente a lumii. Asemenea ipoteze se bazează adesea pe ceea ce se numește principiul mediocrității. Ei sugerează probabilitatea vieții nu numai pe planeta noastră, ci și pe alții.

Creaționismul - teoria creării lumii de către Creator

După cum sugerează și numele, creaționismul (creația) este o teorie religioasă a originii universului. Această viziune asupra lumii se bazează pe conceptul de creare a Universului, a planetei și a omului de către Dumnezeu sau Creator.

Ideea a dominat multă vreme, până la sfârșitul secolului al XIX-lea, când procesul de acumulare a cunoștințelor în diverse domenii ale științei (biologie, astronomie, fizică) s-a accelerat, iar teoria evoluționistă s-a răspândit. Creaționismul a devenit un fel de reacție a creștinilor care aderă la opinii conservatoare asupra descoperirilor care se fac. Ideea dominantă la acea vreme nu face decât să sporească contradicțiile care existau între teoriile religioase și alte teorii.

Care este diferența dintre teoriile științifice și cele religioase

Principalele diferențe dintre teoriile diferitelor categorii rezidă în primul rând în termenii folosiți de adepții lor. Deci, în ipotezele științifice, în locul creatorului - natura, iar în loc de creație - originea. Alături de aceasta, există întrebări care sunt acoperite în mod similar de diferite teorii sau chiar sunt complet duplicate.

Teoriile despre originea universului, aparținând unor categorii opuse, datează însăși apariția acestuia în moduri diferite. De exemplu, conform celei mai frecvente ipoteze (teoria Big Bang), Universul s-a format acum aproximativ 13 miliarde de ani.

În schimb, teoria religioasă a originii universului oferă cifre complet diferite:

• Potrivit surselor creștine, vârsta universului creat de Dumnezeu la momentul nașterii lui Isus Hristos era de 3483-6984 de ani.
• Hinduismul sugerează că lumea noastră are aproximativ 155 de trilioane de ani.

Kant și modelul său cosmologic

Până în secolul al XX-lea, majoritatea oamenilor de știință erau de părere că universul este infinit. Această calitate au caracterizat timpul și spațiul. În plus, în opinia lor, Universul era static și uniform.

Ideea infinitității universului în spațiu a fost propusă de Isaac Newton. Dezvoltarea acestei ipoteze a fost implicată în cine a dezvoltat și teoria despre absența limitelor de timp. Mergând mai departe, în ipoteze teoretice, Kant a extins infinitul universului la numărul de produse biologice posibile. Acest postulat însemna că în condițiile lumii antice și vaste, fără sfârșit și început, poate exista un număr nenumărat de opțiuni posibile, în urma cărora apariția oricărei specii biologice este reală.

Pe baza posibilei apariții a formelor de viață, teoria lui Darwin a fost dezvoltată ulterior. Observațiile cerului înstelat și rezultatele calculelor astronomilor au confirmat modelul cosmologic al lui Kant.

Reflecțiile lui Einstein

La începutul secolului al XX-lea, Albert Einstein și-a publicat propriul model al universului. Conform teoriei sale a relativității, două procese opuse au loc simultan în Univers: expansiune și contracție. Cu toate acestea, a fost de acord cu opinia majorității oamenilor de știință despre staționaritatea Universului, așa că a introdus conceptul de forță respingătoare cosmică. Efectul său este conceput pentru a echilibra atracția stelelor și a opri procesul de mișcare a tuturor corpuri cerești pentru a menține universul static.

Modelul Universului – conform lui Einstein – are o anumită dimensiune, dar nu există limite. O astfel de combinație este fezabilă numai atunci când spațiul este curbat în așa fel încât apare într-o sferă.

Caracteristicile spațiului unui astfel de model sunt:

• Tridimensionalitate.
• Închizându-te.
• Omogenitate (lipsa centrului și marginii), în care galaxiile sunt distribuite uniform.

A. A. Fridman: Universul se extinde

Creatorul modelului revoluționar în expansiune al Universului, A. A. Fridman (URSS) și-a construit teoria pe baza ecuațiilor care caracterizează teoria generală a relativității. Adevărat, opinia general acceptată în lumea științifică a acelui timp era natura statică a lumii noastre, prin urmare, nu i s-a acordat atenția cuvenită lucrării sale.

Câțiva ani mai târziu, astronomul Edwin Hubble a făcut o descoperire care a confirmat ideile lui Friedman. A fost descoperită îndepărtarea galaxiilor din Calea Lactee din apropiere. În același timp, faptul că viteza mișcării lor este proporțională cu distanța dintre ele și galaxia noastră a devenit de necontestat.

Această descoperire explică „retragerea” constantă a stelelor și galaxiilor unele în raport cu altele, ceea ce duce la concluzia despre expansiunea universului.

În cele din urmă, concluziile lui Friedman au fost recunoscute de Einstein, care a menționat ulterior meritele omului de știință sovietic ca fondator al ipotezei expansiunii Universului.

Nu se poate spune că există contradicții între această teorie și teoria generală a relativității, totuși, odată cu expansiunea Universului, trebuie să fi existat un impuls inițial care a provocat împrăștierea stelelor. Prin analogie cu explozia, ideea a fost numită „Big Bang”.

Stephen Hawking și principiul antropic

Rezultatul calculelor și descoperirilor lui Stephen Hawking a fost teoria antropocentrică a originii universului. Creatorul său susține că existența unei planete atât de bine pregătite pentru viața umană nu poate fi întâmplătoare.

Teoria lui Stephen Hawking despre originea Universului prevede, de asemenea, evaporarea treptată a găurilor negre, pierderea lor de energie și emisia de radiații Hawking.

În urma căutării dovezilor, au fost identificate și verificate peste 40 de caracteristici, a căror respectare este necesară pentru dezvoltarea civilizației. Astrofizicianul american Hugh Ross a estimat probabilitatea unei astfel de coincidențe neintenționate. Rezultatul a fost numărul 10 -53.

Universul nostru conține un trilion de galaxii, fiecare cu 100 de miliarde de stele. Conform calculelor oamenilor de știință, numărul total de planete ar trebui să fie de 10 20. Această cifră este cu 33 de ordine de mărime mai mică decât cea calculată anterior. În consecință, niciuna dintre planetele din toate galaxiile nu poate combina condiții care ar fi potrivite pentru apariția spontană a vieții.

Teoria Big Bang: apariția universului dintr-o particulă neglijabilă

Oamenii de știință care susțin teoria big bang împărtășesc ipoteza că universul este rezultatul unui grand bang. Principalul postulat al teoriei este afirmația că înainte de acest eveniment, toate elementele Universului actual erau închise într-o particulă care avea dimensiuni microscopice. În interiorul acestuia, elementele erau caracterizate printr-o stare singulară în care indicatorii precum temperatura, densitatea și presiunea nu puteau fi măsurați. Sunt nesfârșite. Materia și energia în această stare nu sunt afectate de legile fizicii.

Ceea ce s-a întâmplat acum 15 miliarde de ani se numește instabilitatea care a apărut în interiorul particulei. Cele mai mici elemente împrăștiate au pus bazele lumii pe care o cunoaștem astăzi.

La început, Universul era o nebuloasă formată din particule minuscule (mai mici decât un atom). Apoi, atunci când s-au combinat, au format atomi, care au servit drept bază pentru galaxiile stelare. Răspunsul la întrebări despre ceea ce s-a întâmplat înainte de explozie, precum și despre ce a provocat-o, sunt cele mai importante sarcini ale acestei teorii a originii Universului.

Tabelul descrie schematic etapele formării universului după Big Bang.

Starea Universului	axa timpului	Temperatura estimată
Expansiune (inflație)	De la 10 -45 la 10 -37 secunde	Mai mult de 10 26 K
Apar quarcii și electronii	10 -6 s	Mai mult de 10 13 K
Se formează protoni și neutroni	10 -5 s	10 12 K
Se formează nuclee de heliu, deuteriu și litiu	De la 10 -4 s la 3 min	De la 10 11 la 10 9 K
S-au format atomi	400 de mii de ani	4000 K
Norul de gaz continuă să se extindă	15 Ma	300 K
Se nasc primele stele și galaxii	1 miliard de ani	20 K
Exploziile de stele provoacă formarea de nuclee grele	3 miliarde de ani	10 K
Procesul de naștere a stelei se oprește	10-15 miliarde de ani	3 K
Energia tuturor stelelor este epuizată	10 14 ani	10 -2 K
Găurile negre sunt epuizate și iau naștere particule elementare	10 40 de ani	-20 K
Evaporarea tuturor găurilor negre este încheiată	10 100 de ani	De la 10 -60 la 10 -40 K

După cum reiese din datele de mai sus, universul continuă să se extindă și să se răcească.

Creșterea constantă a distanței dintre galaxii este postulatul principal: ceea ce distinge teoria big bang-ului. Apariția universului în acest fel poate fi confirmată de dovezile găsite. Există, de asemenea, motive pentru respingerea acesteia.

Probleme de teorie

Având în vedere că teoria big bang-ului nu este dovedită în practică, nu este surprinzător că există câteva întrebări la care nu este capabilă să răspundă:

1. Singularitate. Acest cuvânt denotă starea universului, comprimată într-un singur punct. Problema teoriei big bang-ului este imposibilitatea descrierii proceselor care au loc în materie și spațiu într-o astfel de stare. Legea generală a relativității nu se aplică aici, deci este imposibil să se facă o descriere matematică și ecuații pentru modelare.
   Imposibilitatea fundamentală de a obține un răspuns la întrebarea despre starea inițială a Universului discreditează teoria încă de la început. Expozițiile ei non-ficțiune tind să treacă peste sau să menționeze această complexitate doar în treacăt. Cu toate acestea, pentru oamenii de știință care lucrează pentru a pune o bază matematică pentru teoria Big Bang, această dificultate este recunoscută ca un obstacol major.
2. Astronomie. În acest domeniu, teoria big bang-ului se confruntă cu faptul că nu poate descrie procesul de origine a galaxiilor. Pe baza versiunilor moderne ale teoriilor, este posibil să se prezică modul în care apare un nor omogen de gaz. În același timp, densitatea sa ar trebui să fie de aproximativ un atom pe metru cub. Pentru a obține ceva mai mult, nu se poate face fără ajustarea stării inițiale a Universului. Lipsa informațiilor și a experienței practice în acest domeniu devin obstacole serioase în calea modelării ulterioare.

Există, de asemenea, o discrepanță între masa calculată a galaxiei noastre și datele obținute atunci când se studiază viteza de atracție a acesteia față de Judecând după toate, greutatea galaxiei noastre este de zece ori mai mare decât se credea anterior.

Cosmologie și fizică cuantică

Nu azi teorii cosmologice, care nu s-ar baza pe mecanica cuantică. La urma urmei, se ocupă de descrierea comportamentului fizicii atomice și cuantice Diferența dintre fizica cuantică și fizica clasică (expusă de Newton) este că al doilea observă și descrie obiecte materiale, în timp ce primul presupune o descriere exclusiv matematică a observarea și măsurarea în sine. Pentru fizica cuantică, valorile materiale nu reprezintă subiectul cercetării, aici observatorul însuși acționând ca parte a situației studiate.

Pe baza acestor caracteristici, mecanica cuantică are dificultăți în a descrie universul, deoarece observatorul face parte din univers. Cu toate acestea, vorbind despre apariția universului, este imposibil să ne imaginăm străini. Încercările de a dezvolta un model fără participarea unui observator exterior au fost încununate cu teoria cuantică a originii Universului de către J. Wheeler.

Esența sa este că în fiecare moment de timp are loc o scindare a Universului și formarea unui număr infinit de copii. Ca rezultat, fiecare dintre Universurile paralele poate fi observat, iar observatorii pot vedea toate alternativele cuantice. În același timp, lumile originale și noi sunt reale.

modelul inflației

Sarcina principală pe care teoria inflației este chemată să o rezolve este căutarea unui răspuns la întrebările care au rămas neexplorate de teoria big-bang-ului și de teoria expansiunii. Și anume:

1. De ce se extinde universul?
2. Ce este big bang-ul?

În acest scop teoria inflației Apariția Universului implică extrapolarea expansiunii la punctul zero în timp, încheierea întregii mase a Universului la un moment dat și formarea unei singularități cosmologice, care este adesea denumită Big Bang.

Irelevanța teoriei generale a relativității, care nu poate fi aplicată în acest moment, devine evidentă. Ca urmare, numai metode teoretice, calcule și concluzii pot fi aplicate pentru a dezvolta o teorie mai generală (sau „nouă fizică”) și a rezolva problema singularității cosmologice.

Noi teorii alternative

În ciuda succesului modelului de inflație cosmică, există oameni de știință care i se opun, numindu-l insuportabil. Argumentul lor principal este critica soluțiilor propuse de teorie. Oponenții susțin că soluțiile obținute lasă omise unele detalii, cu alte cuvinte, în loc să rezolve problema valorilor inițiale, teoria doar le drapează cu pricepere.

O alternativă sunt câteva teorii exotice, a căror idee se bazează pe formarea valorilor inițiale înainte de big bang. Noile teorii despre originea universului pot fi descrise pe scurt după cum urmează:

• Teoria corzilor. Adepții săi propun, pe lângă cele patru dimensiuni obișnuite ale spațiului și timpului, să introducă dimensiuni suplimentare. Ele ar putea juca un rol în primele etape ale universului și în acest moment să fie într-o stare compactă. Răspunzând la întrebarea despre motivul compactării lor, oamenii de știință oferă un răspuns spunând că proprietatea superstringurilor este dualitatea T. Prin urmare, corzile sunt „înfășurate” pe dimensiuni suplimentare și dimensiunea lor este limitată.
• Teoria Brane. Se mai numește și teoria M. În conformitate cu postulatele sale, la începutul formării Universului, există un spațiu-timp cu cinci dimensiuni static, rece. Patru dintre ele (spațiale) au restricții, sau pereți - trei brațe. Spațiul nostru este unul dintre pereți, iar al doilea este ascuns. A treia brană tridimensională este situată în spațiul cu patru dimensiuni, este limitată de două brane limită. Teoria consideră că o a treia brană se ciocnește cu a noastră și eliberează o cantitate mare de energie. Aceste condiții devin favorabile pentru apariția unui big bang.

1. Teoriile ciclice neagă unicitatea big bang-ului, argumentând că universul trece de la o stare la alta. Problema cu astfel de teorii este creșterea entropiei, conform celei de-a doua legi a termodinamicii. În consecință, durata ciclurilor anterioare a fost mai scurtă, iar temperatura substanței a fost semnificativ mai mare decât în ​​timpul big bang-ului. Probabilitatea acestui lucru este extrem de mică.

Indiferent câte teorii despre originea universului există, doar două dintre ele au trecut testul timpului și au depășit problema entropiei tot mai mari. Ele au fost dezvoltate de oamenii de știință Steinhardt-Turok și Baum-Frampton.

Aceste teorii relativ noi ale originii universului au fost prezentate în anii '80 ai secolului trecut. Au mulți adepți care dezvoltă modele pe baza acestuia, caută dovezi de fiabilitate și lucrează pentru a elimina contradicțiile.

Teoria corzilor

Una dintre cele mai populare dintre teoria originii Universului - Înainte de a trece la descrierea ideii sale, este necesar să înțelegem conceptele unuia dintre cei mai apropiați concurenți, modelul standard. Se presupune că materia și interacțiunile pot fi descrise ca un anumit set de particule, împărțite în mai multe grupuri:

• Quarci.
• Leptoni.
• bozoni.

Aceste particule sunt, de fapt, blocurile de construcție ale universului, deoarece sunt atât de mici încât nu pot fi împărțite în componente.

O trăsătură distinctivă a teoriei corzilor este afirmația că astfel de cărămizi nu sunt particule, ci șiruri ultramicroscopice care oscilează. În acest caz, oscilând la frecvențe diferite, șirurile devin analogi ale diferitelor particule descrise în modelul standard.

Pentru a înțelege teoria, trebuie să realizezi că șirurile nu sunt orice materie, ele sunt energie. Prin urmare, teoria corzilor concluzionează că toate elementele universului sunt compuse din energie.

Focul este o analogie bună. Privind-o, se face impresia materialității sale, dar nu poate fi atins.

Cosmologie pentru școlari

Teoriile despre originea Universului sunt studiate pe scurt în școli la orele de astronomie. Studenților li se învață teoriile de bază despre cum s-a format lumea noastră, ce se întâmplă cu ea acum și cum se va dezvolta în viitor.

Scopul lecțiilor este de a familiariza copiii cu natura formării particulelor elementare, a elementelor chimice și a corpurilor cerești. Teoriile despre originea universului pentru copii sunt reduse la o prezentare a teoriei big bang-ului. Profesorii folosesc material vizual: diapozitive, tabele, postere, ilustrații. Sarcina lor principală este să trezească interesul copiilor pentru lumea care îi înconjoară.

Noi particule elementare nu mai pot fi detectate. De asemenea, un scenariu alternativ permite rezolvarea problemei ierarhiei de masă. Studiul a fost publicat pe site-ul arXiv.org, Lenta.ru spune mai multe despre el.

Teoria se numește Nnaturalitate. Se definește pe scări de energie de ordinul interacțiunii electroslabe, după separarea interacțiunilor electromagnetice și slabe. Era aproximativ zece la minus treizeci și două - zece la minus a douăsprezecea secundă după Big Bang. Apoi, conform autorilor noului concept, în Univers a existat o particulă elementară ipotetică - un rechiton (sau reheaton, din engleza reheaton), a cărui dezintegrare a dus la formarea fizicii observate astăzi.

Pe măsură ce Universul a devenit mai rece (temperatura materiei și radiațiile au scăzut) și mai plat (geometria spațiului s-a apropiat de cea euclidiană), rechitonul s-a rupt în multe alte particule. Ei au format grupuri de particule aproape care nu interacționează, aproape identice din punct de vedere al speciilor, dar care diferă în ceea ce privește masa bosonului Higgs și, prin urmare, propriile lor mase.

Numărul unor astfel de grupuri de particule, care, conform oamenilor de știință, există în Universul modern, ajunge la câteva mii de trilioane. Una dintre aceste familii include atât fizica descrisă de Modelul Standard (SM), cât și particulele și interacțiunile observate în experimentele la LHC. Noua teorie face posibilă abandonarea supersimetriei, care este încă căutată fără succes, și rezolvă problema ierarhiei particulelor.

În special, dacă masa bosonului Higgs formată ca urmare a dezintegrarii rechitonului este mică, atunci masa particulelor rămase va fi mare și invers. Aceasta este ceea ce rezolvă problema ierarhiei electroslăbite asociată cu un decalaj mare între masele de particule elementare observate experimental și scările de energie ale Universului timpuriu. De exemplu, întrebarea de ce un electron cu o masă de 0,5 megaelectronvolți este de aproape 200 de ori mai ușor decât un muon cu aceleași numere cuantice dispare de la sine - există exact aceleași seturi de particule în Univers unde această diferență nu este atât de puternică .

Conform noii teorii, bosonul Higgs observat în experimentele la LHC este cea mai ușoară particulă de acest tip, formată ca urmare a dezintegrarii unui rechiton. Alte grupuri de particule încă nedescoperite sunt asociate cu bozoni mai grei - analogi ai leptonilor descoperiți și bine studiati în prezent (care nu participă la interacțiunea puternică) și hadronilor (participând la interacțiunea puternică).

Noua teorie nu anulează, dar face să nu fie atât de necesară introducerea supersimetriei, ceea ce presupune dublarea (cel puțin) a numărului de particule elementare cunoscute datorită prezenței superpartenerilor. De exemplu, pentru un foton - photino, quark - squark, higgs - higgsino și așa mai departe. Spinul superpartenerilor trebuie să difere cu o jumătate de număr întreg de spinul particulei originale.

Matematic, o particulă și o superparticulă sunt combinate într-un singur sistem (supermultiplet); toți parametrii cuantici și masele particulelor și partenerii lor în supersimetrie exactă coincid. Se crede că supersimetria este ruptă în natură și, prin urmare, masa superpartenerilor depășește semnificativ masa particulelor lor. Pentru a detecta particulele supersimetrice, au fost necesare acceleratoare puternice precum LHC.

Dacă există supersimetrie sau orice particule sau interacțiuni noi, autorii noului studiu cred că acestea ar putea fi descoperite la o scară de zece teraelectronvolți. Aceasta este aproape la limita capacităților LHC și, dacă teoria propusă este corectă, descoperirea de noi particule acolo este extrem de puțin probabilă.

Imagine: arXiv.org

Un semnal de aproape 750 de gigaelectronvolți, care ar putea indica dezintegrarea unei particule grele în doi fotoni gamma, așa cum au raportat oamenii de știință de la colaborările CMS (Compact Muon Solenoid) și ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) care lucrează la LHC în 2015 și 2016, este zgomot statistic recunoscut. Din 2012, când a devenit cunoscută descoperirea bosonului Higgs la CERN, nu au fost identificate noi particule fundamentale prezise de extensiile SM.

Omul de știință canadian și american de origine iraniană Nima Arkani-Hamed, care a propus o nouă teorie, a primit Premiul pentru fizică fundamentală în 2012. Premiul a fost înființat în același an de omul de afaceri rus Yuri Milner.

Prin urmare, este de așteptat apariția unor teorii în care nevoia de supersimetrie dispare. „Există mulți teoreticieni, inclusiv eu, care cred că acesta este un moment complet unic în care rezolvăm întrebări importante și sistemice, și nu despre detaliile vreunei particule elementare următoare”, a spus autorul principal al noului studiu, un fizician. de la Universitatea Princeton (SUA).

Nu toată lumea își împărtășește optimismul. Așadar, fizicianul Matt Strassler de la Universitatea Harvard consideră că justificarea matematică a noii teorii este exagerată. Între timp, Paddy Fox de la Enrico Fermi National Accelerator Laboratory din Batavia (SUA) crede că noua teorie va fi testată în următorii zece ani. În opinia sa, particulele formate într-un grup cu un boson Higgs greu ar trebui să-și lase urme fundal cosmic cu microunde- radiația antică cu microunde prezisă de teoria Big Bang.

Privind o operă de artă, un peisaj frumos sau un copil, o persoană simte întotdeauna armonia ființei.

În termeni științifici, acest sentiment care ne spune că totul în univers este armonios și interconectat se numește coerență non-locală. Potrivit lui Erwin Laszlo, pentru a explica prezența unui număr semnificativ de particule în Univers și evoluția continuă, dar deloc uniformă și liniară a tot ceea ce există, trebuie să recunoaștem prezența unui factor care nu este nici materie, nici energie.

Importanta acestui factor este acum recunoscuta nu numai in stiintele sociale si umane, ci si in fizica si stiintele naturii. Aceasta este informația – informația ca un factor real și eficient care stabilește parametrii Universului la naștere, iar ulterior controlează evoluția elementelor sale de bază care se transformă în sisteme complexe.

Și acum, bazându-ne pe datele noii cosmologii, am ajuns în sfârșit aproape de a realiza visul fiecărui om de știință - crearea unei teorii holistice a tuturor.

Crearea unei teorii holistice a tuturor

În primul capitol vom discuta problema creării unei teorii a totul. O teorie care merită acest nume trebuie să fie cu adevărat o teorie a tuturor – o teorie holistică a tot ceea ce observăm, experimentăm și întâlnim, fie că sunt obiecte fizice, ființe vii, fenomene sociale și ecologice sau creații ale minții și ale conștiinței. Este posibil să se creeze o astfel de teorie holistică a tuturor - și acest lucru va fi arătat în acest capitol și în capitolele următoare.

Există multe moduri de a înțelege lumea: prin propriile noastre idei, intuiție mistică, artă și poezie, precum și prin sistemele de credințe ale religiilor lumii. Dintre numeroasele metode disponibile, una merită o atenție specială, deoarece se bazează pe experiență reproductibilă, aderă strict la metodologie și este deschisă criticii și reevaluării. Acesta este calea științei.

Știința contează. Contează nu numai pentru că este o sursă de noi tehnologii care ne schimbă viețile și lumea din jurul nostru, ci și pentru că ne oferă o viziune fiabilă asupra lumii și asupra noastră în această lume.

Dar viziunea asupra lumii prin prisma științei moderne este ambiguă. Până de curând, știința a pictat o imagine fragmentată a lumii, care era compusă din discipline aparent independente. Oamenilor de știință le este greu să spună ce leagă Universul fizic și lumea vie, lumea vie și lumea societății, lumea societății cu sferele minții și conștiinței. Acum situația se schimbă; În fruntea științei, tot mai mulți cercetători se străduiesc să obțină o imagine mai holistică și unificată a lumii. În primul rând, aceasta se referă la fizicienii care lucrează la crearea de teorii unificate și teorii mari unificate. Aceste teorii leagă împreună câmpurile și forțele fundamentale ale naturii într-un cadru teoretic coerent, sugerând că ele au o origine comună.

O tendință deosebit de promițătoare a apărut în ultimii ani în fizica cuantică: o încercare de a crea o teorie a tuturor. Acest proiect se bazează pe teorii ale corzilor și superstringurilor (așa numite deoarece aceste teorii tratează particulele elementare ca filamente sau corzi vibrante). Teoriile dezvoltate ale tuturor folosesc complexe matematice și spații multidimensionale pentru a crea o ecuație principală care ar putea explica toate legile universului.

Teoriile fizice ale tuturor

Teoriile a tot ceea ce se dezvoltă în prezent de către fizicienii teoreticieni urmăresc să realizeze ceea ce Einstein a numit cândva „citirea minții lui Dumnezeu”. El a spus că dacă am putea combina toate legile naturii fizice și am crea un sistem coerent de ecuații, am fi capabili să explicăm toate caracteristicile universului pe baza acestor ecuații, ceea ce ar echivala cu citirea minții lui Dumnezeu. .

Einstein a făcut propria sa încercare de acest fel sub forma unei teorii unificate a câmpului. Deși și-a continuat eforturile până la moartea sa în 1955, nu a descoperit o ecuație simplă și puternică care să poată explica toate fenomenele fizice într-un mod logic și coerent.

Einstein a mers la scopul său, considerând toate fenomenele fizice ca rezultat al interacțiunii câmpurilor. Știm acum că a eșuat pentru că nu a ținut cont de câmpurile și forțele care operează la nivelul microfizic al realității. Aceste câmpuri (forțe nucleare slabe și puternice) ocupă o poziție centrală în mecanica cuantică, dar nu și în teoria relativității.

Astăzi, majoritatea fizicienilor teoreticieni adoptă o abordare diferită: ei consideră cuantica, un aspect discret al realității fizice, ca fiind unitatea elementară. Dar natura fizică a cuantelor a fost revizuită: nu sunt considerate particule separate materie-energie, ci fire unidimensionale vibrante - șiruri și superșiruri. Fizicienii încearcă să reprezinte toate legile fizicii ca vibrație a superstringurilor într-un spațiu multidimensional. Ei văd fiecare particulă ca pe un șir care își creează propria „muzică” împreună cu toate celelalte particule. La nivel cosmic, stele și galaxii întregi vibrează împreună, precum și universuri întregi. Sarcina fizicienilor este de a crea o ecuație care să arate modul în care o vibrație se raportează la alta, astfel încât toate să poată fi exprimate într-o singură super ecuație. Această ecuație ar descifra muzica, care întruchipează cea mai nemărginită și fundamentală armonie a cosmosului.

La momentul scrierii acestui articol, teoriile bazate pe teoria corzilor ale tuturor sunt încă idei ambițioase: nimeni nu a creat vreodată o super-ecuație care să exprime armonia universului fizic într-o formulă la fel de simplă precum E = mc2 a lui Einstein. De fapt, există atât de multe probleme în acest domeniu încât din ce în ce mai mulți fizicieni sugerează că va fi necesar un nou concept pentru a face progrese. Ecuațiile din teoria corzilor necesită mai multe dimensiuni, spațiu-timp cu patru dimensiuni nu este suficient.

Teoria cerea inițial 12 dimensiuni pentru a lega toate vibrațiile într-o singură teorie, dar acum se crede că „doar” 10 sau 11 dimensiuni sunt suficiente, cu condiția ca vibrațiile să apară într-un „hiperspațiu” mai multidimensional. În plus, teoria corzilor necesită existența spațiului și a timpului pentru șirurile sale, dar nu poate arăta cum ar fi putut apărea timpul și spațiul. Și, în sfârșit, este confuz faptul că această teorie are atât de multe soluții posibile - aproximativ 10.500 - încât devine complet de neînțeles de ce Universul nostru este așa cum este (chiar dacă fiecare soluție duce la un Univers diferit).

Fizicienii care caută să salveze teoria corzilor au prezentat diverse ipoteze. De exemplu, toate universuri posibile conviețuiește chiar dacă trăim doar într-una dintre ele. Sau poate că universul nostru are multe fațete, dar percepem doar una care ne este familiară. Iată câteva ipoteze înaintate de fizicienii teoreticieni care încearcă să arate că teoriile corzilor au un anumit grad de realism. Dar niciuna dintre ele nu este satisfăcătoare, iar unii critici, printre care Peter Voight și Lee Smolin, sunt gata să îngroape teoria corzilor.

Smolin este unul dintre fondatorii teoriei gravitației cuantice bucle, conform căreia spațiul este o rețea de celule care conectează toate punctele. Teoria explică modul în care spațiul și timpul au apărut și explică, de asemenea, „acțiunea la distanță”, adică ciudata „relație” care stă la baza fenomenului cunoscut sub numele de nonlocalitate. Vom explora acest fenomen mai detaliat în capitolul 3.

Nu se știe dacă fizicienii vor fi capabili să creeze o teorie funcțională a tuturor lucrurilor. Este clar, însă, că, chiar dacă eforturile depuse au succes, crearea unei adevărate teorii a totul nu va însemna în sine succes. În cel mai bun caz, fizicienii vor crea o teorie fizică a tuturor - o teorie care nu va fi o teorie a tuturor lucrurilor, ci doar o teorie a tuturor obiectelor fizice. O adevărată teorie a totul va include mai mult decât formulele matematice care exprimă fenomenele studiate de această zonă a fizicii cuantice. Nu există doar corzi vibrante și evenimente cuantice asociate cu acestea în Univers. Viața, mintea, cultura și conștiința fac parte din realitatea lumii, iar o adevărată teorie a tuturor le va ține cont și de ele.

Ken Wilber, autorul cărții The Theory of Everything, este de acord. El vorbește despre o „viziune holistică” întruchipată într-o adevărată teorie a tuturor. Cu toate acestea, el nu oferă o astfel de teorie, ci discută în principal despre ce ar putea fi ea și o descrie în termeni de evoluție a culturii și a conștiinței în raport cu propriile teorii. O teorie holistică a tot ceea ce are fundații științifice nu a fost încă creată.

Abordări ale unei adevărate teorii a tuturor

Se poate crea o adevărată teorie a tuturor lucrurilor. Deși depășește teoriile corzilor și superstringurilor, în care fizicienii încearcă să-și dezvolte propria superteorie, se încadrează bine în cadrul științei în sine. Într-adevăr, sarcina de a crea o adevărată teorie holistică a totul este mai ușoară decât sarcina de a crea o teorie fizică a tuturor. După cum putem vedea, teoriile fizice ale tuturor tind să reducă legile fizicii la o singură formulă - toate acele legi care guvernează interacțiunea particulelor și atomilor, stelelor și galaxiilor; multe entități complexe cu interacțiuni complexe. Este mai ușor și mai rezonabil să cauți legile și procesele de bază care dau naștere acestor entități și interacțiunilor lor.

Modelarea computerizată a structurilor complexe arată că complexul este creat și poate fi explicat prin condiții inițiale de bază și relativ simple. După cum a arătat teoria automatelor celulare a lui John von Neumann, este suficient să definiți principalele componente ale sistemului și să stabiliți regulile - algoritmi - care guvernează comportamentul acestora (aceasta este baza tuturor modelelor de computer: dezvoltatorii spun computerului ce să facă). la fiecare etapă a procesului de modelare, iar computerul face restul). Un set limitat și neașteptat de simplu de elemente de bază conduse de un număr mic de algoritmi poate crea o complexitate aparent de neînțeles dacă procesul este lăsat să se desfășoare în timp. Un set de reguli care transportă informații pentru elemente demarează un proces care ordonează și organizează elemente, care sunt astfel capabile să creeze structuri și relații din ce în ce mai complexe.

În încercarea de a crea o adevărată teorie holistică a tuturor, putem urma o cale similară. Putem începe cu lucruri elementare - lucruri care dau naștere la alte lucruri fără a fi generate de ele. Apoi trebuie să definim un set simplu de reguli care să creeze ceva mai complex. Practic, atunci ar trebui să putem explica cum a luat ființă fiecare „lucru” din lume.

Pe lângă teoriile de corzi și superstring, există teorii și concepte în noua fizică, datorită cărora această idee grandioasă poate fi realizată. Folosind descoperirile din domeniile avansate ale teoriei particulelor și câmpului, putem identifica baza care dă naștere la orice, fără a fi ea însăși generată de ceva. Această bază, după cum vom vedea, este o mare de energie virtuală cunoscută sub numele de vid cuantic. Ne putem referi și la setul de reguli (legile naturii) care ne spun cum elementele de bază ale realității - particulele cunoscute sub numele de cuante - atunci când interacționează cu baza lor cosmică se transformă în lucruri complexe.

Totuși, trebuie să adăugăm element nou pentru a obține o adevărată teorie holistică a tuturor. Legile cunoscute în prezent conform cărora obiectele existente ale lumii iau naștere din vidul cuantic sunt legile interacțiunii bazate pe transferul și transformarea energiei. Aceste legi s-au dovedit a fi suficiente pentru a explica modul în care obiectele reale - sub formă de perechi particule-antiparticule - sunt create și ies din vidul cuantic. Dar ele nu oferă o explicație pentru ce au fost create mai multe particule în Big Bang decât antiparticule; și, de asemenea, cum, de-a lungul a miliarde de ani, particulele care au supraviețuit au fost combinate în structuri din ce în ce mai complexe: în galaxii și stele, atomi și molecule și (pe planete adecvate) în macromolecule, celule, organisme, societăți, nișe ecologice și întregi. biosferelor.

Pentru a explica prezența unui număr semnificativ de particule în Univers („materie” spre deosebire de „antimaterie”) și evoluția continuă, dar deloc uniformă și liniară a tot ceea ce există, trebuie să recunoaștem prezența unui factor care nu este nici materie, nici energie. Importanța acestui factor este acum recunoscută nu numai în Stiinte Socialeși științele umane, dar și în fizică și științele naturii. Aceasta este informația – informația ca un factor real și eficient care stabilește parametrii Universului la naștere, iar ulterior controlează evoluția elementelor sale de bază care se transformă în sisteme complexe.

Majoritatea dintre noi înțelegem informațiile ca date sau ceea ce este cunoscut unei persoane. Științele fizice și naturale descoperă că informația depășește cu mult granițele conștiinței unui individ și chiar a tuturor oamenilor la un loc.

Informația este un aspect integral atât de natură fizică, cât și de natură biologică. Marele fizician David Bohm a numit informația un proces care îl afectează pe destinatar, „formându-l”. Vom accepta acest concept.

Informarea nu este un produs uman, nu este ceva ce creăm atunci când scriem, numărăm, vorbim și comunicăm. Înțelepții antichității știu de mult, iar oamenii de știință moderni o vor ști din nou, că informația este prezentă în lume indiferent de voința și acțiunile umane și este un factor determinant în evoluția a tot ceea ce umple. lumea reala. Baza pentru crearea unei adevărate teorii a totul este recunoașterea faptului că informația este un factor fundamental în natură.

Despre ghicitori și mituri

Forțele motrice pentru viitoarea schimbare de paradigmă în știință

Vom începe căutarea unei adevărate teorii holistice a tuturor, analizând factorii care aduc știința mai aproape de o schimbare de paradigmă. Factorii cheie sunt misterele care apar și se acumulează în cursul cercetării științifice: anomalii pe care paradigma actuală nu le poate explica. Acest lucru împinge comunitatea științifică să caute noi abordări ale fenomenelor anormale. Astfel de eforturi de cercetare (le vom numi „mituri științifice”) conțin multe idei. Unele dintre aceste idei pot conține concepte cheie care vor conduce oamenii de știință către o nouă paradigmă - o paradigmă care poate clarifica misterele și anomaliile și poate servi drept bază pentru o adevărată teorie holistică a tuturor lucrurilor.

Oamenii de știință de frunte caută să-și extindă și să-și aprofundeze înțelegerea segmentului studiat al realității. Ei înțeleg din ce în ce mai mult despre partea sau aspectul relevant al realității, dar nu pot studia această parte sau aspect direct - o pot înțelege doar prin concepte transformate în ipoteze și teorii. Conceptele, ipotezele și teoriile nu sunt suficient de puternice, pot fi greșite. De fapt, semnul distinctiv al unei teorii cu adevărat științifice (după filozoful științei Sir Karl Popper) este infirmarea. Teoriile sunt falsificate atunci când predicțiile făcute din ele nu sunt confirmate de observații. În acest caz, observațiile sunt anormale, iar teoria luată în considerare fie este considerată eronată și respinsă, fie trebuie revizuită.

Infirmarea teoriilor este motorul progresului științific real. Când totul funcționează, poate exista progres, dar este parțial (rafinarea unei teorii existente pentru a se potrivi noilor observații). Progresul real are loc atunci când acest lucru nu este posibil. Mai devreme sau mai târziu vine un moment în care, în loc să încerce să revizuiască teoriile existente, oamenii de știință preferă să înceapă să caute o teorie mai simplă și mai explicativă. Se deschide calea pentru o reînnoire fundamentală a teoriei: o schimbare de paradigmă.

O schimbare de paradigmă este declanșată de acumularea de observații care nu se încadrează în teoriile acceptate și nu se pot încadra în ele după o simplă rafinare a unor astfel de teorii. Se apropie etapa apariției unei noi și mai acceptabile paradigme științifice. Provocarea este de a găsi noi concepte fundamentale care vor sta la baza unei noi paradigme.

Există cerințe stricte pentru paradigma științifică. O teorie bazată pe aceasta ar trebui să permită oamenilor de știință să explice toate descoperirile pe care teoria anterioară le-ar putea explica, precum și observațiile anormale. Ar trebui să unească toate faptele relevante într-un concept mai simplu și, în același timp, mai complet. Este exact ceea ce a făcut Einstein la începutul secolului al XX-lea, când a încetat să mai caute cauzele comportamentului ciudat al luminii în cadrul fizicii newtoniene și a creat în schimb un nou concept de realitate fizică - teoria relativității. După cum a spus el însuși, nu poți rezolva o problemă la același nivel la care a apărut. Într-un timp neașteptat de scurt, comunitatea fizicii a abandonat fizica clasică fondată de Newton, iar conceptul revoluționar al lui Einstein i-a luat locul.

În primul deceniu al secolului XX, știința a cunoscut o schimbare de paradigmă. Acum, în primul deceniu al secolului al XXI-lea, misterele și anomaliile se adună din nou, iar comunitatea științifică se confruntă cu următoarea schimbare de paradigmă la fel de fundamentală și revoluționară precum trecerea de la lumea mecanicistă a lui Newton la universul relativ al lui Einstein.

O schimbare de paradigmă modernă se produce în mediul academic de ultimă oră de ceva timp. Revoluțiile științifice nu sunt procese instantanee în care o nouă teorie îi ia imediat locul. Ele pot fi rapide, ca în cazul teoriei lui Einstein, sau mai extinse în timp, precum trecerea de la teoria clasică a lui Darwin la conceptele biologice mai largi ale post-darwinismului.

Înainte de începerea revoluțiilor să ducă la rezultatul final, științele în care există anomalii trec printr-o perioadă de instabilitate. Oamenii de știință obișnuiți apără teoriile existente, în timp ce oamenii de știință liber gânditori din domenii de ultimă oră explorează alternative. Acesta din urmă a prezentat idei noi care oferă o privire diferită asupra fenomenelor familiare oamenilor de știință tradiționali. De ceva timp, conceptele alternative care există inițial sub formă de ipoteze de lucru par, dacă nu fantastice, atunci ciudate.

Uneori seamănă cu miturile inventate de exploratori imaginativi. Cu toate acestea, nu sunt. „Miturile” cercetătorilor serioși se bazează pe o logică atent calibrată; ele combină ceea ce se știe deja despre segmentul de lume pe care o anumită disciplină îl explorează cu ceea ce este încă derutant. Acestea nu sunt mituri obișnuite, sunt „mituri științifice” – ipoteze elaborate care sunt deschise testării și, prin urmare, pot fi confirmate sau infirmate prin observație și experiment.

Studierea anomaliilor care se găsesc în observații și experimente și inventarea de mituri testabile care le pot explica sunt componente majore ale cercetării științifice fundamentale. Dacă anomaliile continuă să existe în ciuda eforturilor depuse de oamenii de știință care aderă la vechea paradigmă și dacă acest sau acel mit științific propus de oamenii de știință liber gânditori oferă o explicație mai simplă și mai logică, o masă critică de oameni de știință (în mare parte tineri) încetează să mai existe. aderă la vechea paradigmă. Așa începe schimbarea de paradigmă. Conceptul, care până acum a fost un mit, începe să fie considerat o teorie științifică de încredere.

Există nenumărate exemple de mituri de succes și eșuate în istoria științei. Miturile confirmate - considerate teorii științifice de încredere, dar nu în întregime adevărate - includ sugestia lui Charles Darwin că toate speciile vii provin din strămoși comuni și ipoteza lui Alan Guth și Andrew Linde că universul a luat ființă în „expansiunea” super-rapidă care i-a urmat. naştere.în timpul Big Bang-ului. Miturile eșuate (cele care au oferit explicații mai puțin precise sau mai bune pentru fenomenele relevante) includ ideea lui Hans Driesch că evoluția vieții urmează un plan predeterminat într-un proces determinat de un scop numit entelechie și ipoteza lui Einstein că o forță fizică suplimentară, numită constantă cosmologică, nu permite universului să piară din cauza forței gravitației. (Interesant, după cum vom afla, unele dintre aceste propoziții sunt acum puse la îndoială: este posibil ca teoria expansiunii a lui Guth și Linde să fie înlocuită cu un concept mai larg al unui univers ciclic, iar constanta cosmologică a lui Einstein nu a fost încă eronată... )

Exemple de mituri științifice moderne

Iată trei ipoteze de lucru - „mituri științifice” - prezentate de oameni de știință foarte respectați. Toate trei, deși par incredibile, au primit o atenție serioasă din partea comunității științifice.

10100 de universuri

În 1955, fizicianul Hugh Everett a oferit o explicație uluitoare pentru lumea cuantică (care a devenit ulterior baza pentru unul dintre cele mai populare romane ale lui Michael Crichton, Săgeata timpului). Ipoteza universului paralel a lui Everett este legată de o descoperire misterioasă în fizica cuantică: până când o particulă este observată, măsurată sau manipulată în vreun fel, aceasta se află într-o stare curioasă, care este o suprapunere a tuturor stărilor posibile. Cu toate acestea, atunci când particula este observată, măsurată sau acționată asupra acesteia, această stare de suprapunere dispare: particula este într-o singură stare, ca orice obiect „obișnuit”. Deoarece starea de suprapunere este descrisă ca o funcție de undă complexă asociată cu numele de Erwin Schrödinger, atunci când starea de suprapunere dispare, se spune că are loc o prăbușire. funcția de undă Schrödinger.

Problema este că este imposibil să spunem care dintre multele stări virtuale posibile va avea o particulă. Alegerea particulei pare imprevizibilă – complet independentă de condițiile care declanșează colapsul funcției de undă. Conform ipotezei lui Everett, nedeterminarea prăbușirii funcției de undă nu reflectă condițiile existente în lume. Nu există nicio incertitudine aici: fiecare stare virtuală aleasă de particulă este sigură - este pur și simplu prezentă în lume de la sine!

Iată cum se întâmplă colapsul: atunci când se măsoară o cuantică, există o serie de posibilități, fiecare dintre acestea fiind asociată cu un observator sau un dispozitiv de măsurare. Percepem doar una dintre posibilități într-un proces de selecție aparent aleatoriu. Dar, potrivit lui Everett, alegerea nu este aleatorie, deoarece această alegere nu are loc: toate stările posibile ale unei cuantii sunt realizate de fiecare dată când este măsurată sau observată; ei pur și simplu
nu sunt realizate într-o singură lume. Multe stări cuantice posibile sunt realizate în același număr de universuri.
Să presupunem că atunci când se măsoară un cuantic, cum ar fi un electron, există o șansă de cincizeci la sută ca acesta să crească și o șansă egală ca acesta să scadă. Atunci nu avem un Univers în care un cuantic poate urca sau coborî cu o probabilitate de 50 până la 50, ci două paralele. Într-unul dintre universuri, electronul se mișcă de fapt în sus, iar în celălalt, coboară. În fiecare dintre aceste universuri există și un observator sau un dispozitiv de măsurare. Două rezultate există simultan în două universuri, la fel ca observatorii sau instrumentele de măsură.

Desigur, atunci când stările multiple de suprapunere ale unei particule converg într-una, există nu numai două, ci și mai multe stări virtuale posibile pe care le poate prelua particula. Astfel, trebuie să existe multe universuri, poate în jurul a 10100, în fiecare dintre care există observatori și instrumente de măsură.

Univers creat de observator

Dacă există 10100 sau chiar 10500 de universuri (în ciuda faptului că în majoritatea dintre ele viața nu ar fi putut niciodată să apară), cum se face că trăim într-un astfel de Univers în care există forme complexe de viață? Ar putea fi aceasta o simplă coincidență? Multe mituri științifice sunt consacrate acestei probleme, inclusiv principiul cosmologic antropic, care susține că observarea noastră a acestui univers este legată de o coincidență atât de fericită. Recent, Stephen Hawking de la Cambridge și Thomas Hertog de la CERN (Organizația Europeană pentru Cercetare Nucleară) au venit cu un răspuns matematic. Conform teoriei lor despre univers creată de observatori, universurile separate nu se ramifică în timp și există pe cont propriu (după cum sugerează teoria corzilor), ci toate universurile posibile există simultan într-o stare de suprapunere. Existența noastră în acest univers alege calea care duce la un astfel de univers, printre toate celelalte căi care duc la toate celelalte universuri; toate celelalte căi sunt excluse. Astfel, în această teorie, lanțul cauzal al evenimentelor este inversat: prezentul determină trecutul. Acest lucru nu ar fi posibil dacă universul ar avea o anumită stare inițială, deoarece dintr-o anumită stare s-ar naște o anumită istorie. Dar, susțin Hawking și Hertog, universul nu are o stare definită inițială, nici un punct de referință - o astfel de graniță pur și simplu nu există.

Univers olografic

Acest mit științific susține că universul este o hologramă (sau cel puțin poate fi considerat ca atare). (Într-o hologramă, despre care vom discuta mai detaliat puțin mai târziu, un model bidimensional creează o imagine în trei dimensiuni.) Se crede că toată informația care alcătuiește Universul este situată la periferia acestuia, care este un suprafata bidimensionala. Această informație bidimensională își are originea în univers în trei dimensiuni. Vedem universul ca fiind tridimensional, chiar dacă ceva care îl face ceea ce este este un câmp de informație bidimensional. De ce a devenit această idee aparent absurdă un subiect de controversă și cercetare?

Problema pe care o elimină teoria universului holografic aparține domeniului termodinamicii. Conform celei de-a doua legi a ei ferm stabilite, nivelul haosului nu poate scădea niciodată într-un sistem închis. Aceasta înseamnă că nivelul haosului nu poate scădea niciodată în univers în ansamblu deoarece, dacă luăm în considerare cosmosul în întregime, este un sistem închis (nu există exterior și, prin urmare, nimic nu poate deveni deschis). Faptul că nivelul haosului nu poate scădea înseamnă că ordinea care poate fi reprezentată ca informație nu poate crește. Conform teoriei cuantice, informația care creează sau menține ordinea trebuie să fie constantă, nu poate deveni mai mult sau mai puțin.

Dar ce se întâmplă cu informația când materia dispare în găurile negre? Poate părea că găurile negre distrug informațiile conținute în materie. Acest lucru, însă, sfidează teoria cuantică. Pentru a rezolva acest mister, Stephen Hawking, împreună cu Jacob Bekenstein, pe atunci la Universitatea Princeton, au dedus că haosul dintr-o gaură neagră este proporțional cu suprafața acesteia. Există mult mai mult loc pentru ordine și informații în interiorul unei găuri negre decât la suprafață. Într-un centimetru cub, de exemplu, există loc pentru 1099 de volume Planck și doar 1066 de biți de informații la suprafață (un volum Planck este un spațiu aproape de neînțeles de mici, delimitat de laturi de 10-35 de metri). Leonard Susskind de la Stanford și Gerard 't Hooft de la Universitatea Utrech au propus că informațiile din interiorul unei găuri negre nu se pierd, ci sunt stocate holografic pe suprafața acesteia.

Matematica a găsit o utilizare neașteptată pentru holograme în 1998, când Juan Maldacena, pe atunci la Universitatea Harvard, a încercat să lucreze cu teoria corzilor în gravitația cuantică. Maldacena a descoperit că șirurile sunt mai ușor de lucrat în 5D decât în ​​4D. (Percepem spațiul în trei dimensiuni: două planuri de-a lungul suprafeței și unul vertical. A patra dimensiune ar fi perpendiculară pe aceste trei, dar nu poate fi percepută. Matematicienii pot adăuga orice număr de dimensiuni, îndepărtându-se din ce în ce mai mult de lumea percepută. .) Soluția părea evidentă: să presupunem că spațiul cu cinci dimensiuni din interiorul unei găuri negre este de fapt o hologramă a spațiului cu patru dimensiuni de pe suprafața sa. Apoi este posibil să se facă calcule relativ ușoare în cinci dimensiuni, lucrând cu spațiu cu patru dimensiuni.

Metoda de reducere a numărului de dimensiuni este potrivită pentru întregul Univers? După cum am văzut, teoreticienii corzilor se luptă cu multe dimensiuni suplimentare, constatând că spațiul tridimensional nu este suficient pentru a-și îndeplini sarcina: să lege vibrațiile diferitelor corzi din univers într-o singură ecuație. Principiul holografic ar putea ajuta, deoarece universul ar putea fi gândit ca o hologramă multidimensională stocată în mai puține dimensiuni la periferia sa.

Principiul holografic ar putea face teoria corzilor mai ușor de calculat, dar poartă presupuneri fantastice despre natura lumii. Nici Gerard ‘t Hooft, care a fost unul dintre fondatorii acestui principiu, nu îl mai consideră incontestabil. El a spus că în acest context, holografia nu este un principiu, ci o problemă. Poate, a sugerat el, gravitația cuantică ar putea fi derivată dintr-un principiu mai fundamental care nu respectă legile mecanicii cuantice.

În vremuri de revoluție științifică, când paradigma existentă este sub presiune, se propun noi mituri științifice, dar nu toate sunt confirmate. Teoreticienii s-au înrădăcinat în credința că, așa cum spunea Galileo, „cartea naturii este scrisă în limbajul matematicii” și au uitat că nu totul în limbajul matematicii există în cartea naturii. Ca urmare, multe mituri concepute matematic rămân doar mituri. Alții, însă, poartă semințele unui progres științific semnificativ. Inițial, nimeni nu știe sigur care dintre semințe va germina și va da roade. Câmpul fierbe, fiind într-o stare de haos creativ.

Aceasta este starea de fapt astăzi în mulțime discipline științifice. Fenomenele anormale se înmulțesc în cosmologia fizică, fizica cuantică, biologia evolutivă și cuantică și în noul domeniu de cercetare a conștiinței. Ele creează din ce în ce mai multă incertitudine și îi obligă pe oamenii de știință deschisi să depășească limitele teoriilor acceptate. În timp ce cercetătorii conservatori insistă că numai ideile publicate în reviste științifice binecunoscute și reproduse în manuale pot fi considerate științifice, cercetătorii de ultimă oră caută concepte fundamental noi, inclusiv cele care au fost considerate în afara domeniului de aplicare al disciplinelor lor cu doar câțiva ani în urmă. .

Din ce în ce mai multe discipline științifice descriu lumea în moduri din ce în ce mai incredibile. Cosmologia ia adăugat materie întunecată, energie întunecată și spații multidimensionale; fizica cuantică - particule care sunt conectate instantaneu în spațiu-timp la niveluri mai profunde ale realității; biologie - materie vie, care demonstrează integritatea cuantelor; iar studiile de conștiință sunt conexiuni transpersonale independente de spațiu și timp. Acestea sunt doar câteva dintre teoriile științifice deja confirmate care sunt acum considerate cu drepturi depline.