Циклические модели Вселенной
Циклические модели Вселенной
Если фаза расширения нашей Вселенной со временем все-таки сменится фазой сжатия, то не исключено, что после этого опять произойдет новое расширение – и так без конца… И в соответствии с этой возможностью разработан ряд теоретических моделей подобных «циклических» Вселенных.
Идея «Вечного возвращения», «Круга времен» – существовала и в древнегреческой философии и в философских системах Индии, Китая и Ближнего Востока…
В 1949 году известный математик Курт Гёдель выступил в Принстонском университете, где в то время работал А. Эйнштейн, с докладом «Время в общей теории относительности», в котором доказывал возможность замкнутых «мировых линий» для некоторого класса моделей Вселенной. В переводе с языка теории относительности на обычный это означает, что при некоторых условиях Вселенная может возвращаться к своему исходному состоянию и в дальнейшем в точности повторять раз за разом уже пройденные циклы.
Ситуация весьма заманчивая для авторов научно-фантастических произведений. Если бы модель Гёделя соответствовала действительности, то это означало бы, что все события, происходящие в окружающем нас мире сегодня, когда-то уже происходили и притом не один раз.
Альберт Эйнштейн присутствовал на докладе Гёделя, однако сейчас нам трудно судить о его подлинном отношении к излагавшимся идеям. На этот счет воспоминания очевидцев расходятся. Согласно одним из них, великий физик в ходе развернувшейся дискуссии заметил, что результаты, изложенные в докладе, ему не нравятся, согласно другим – он, наоборот, отнесся к идеям Гёделя с симпатией.
Много лет спустя известный индийский физик-теоретик С. Чандрасекар подробно исследовал модель, предложенную Гёделем, и пришел к выводу, что возникающие в ней замкнутые траектории лишены физического смысла. Однако при этом Чандрасекар использовал метод так называемого физически разумного выбора. А подобный метод всегда связан с какими-либо произвольными интуитивными допущениями, и ему в полной мере доверять нельзя.
Правда, настораживает и то, что Вселенная гёделевского типа должна обладать парадоксальными свойствами. Например, в ней теряют смысл такие понятия, как «раньше чем» и «позже чем», то есть, по существу, утрачивают свое значение такие фундаментальные свойства времени, как единая направленность и необратимость.
Но в конце концов дело даже не в том, верна или неверна модель, предложенная Гёделем (судя по всему, она все-таки неверна). Ведь эта модель – только специальный частный случай. Существуют и другие модели, которые удовлетворяют уравнениям теории относительности и содержат замкнутые линии времени.
«Тот факт, что ситуация с возвращением в прошлое, описанная Гёделем, не проходит в предложенной им модели, – заметил по этому поводу Чандрасекар, – не исключает вообще подобной возможности в рамках общей теории относительности. Хорошо бы, конечно, доказать для общего случая невозможность замкнутых временоподобных мировых линий, но сейчас можно только сказать, что частный пример, предложенный Гёделем, оказался неверным».
Во всяком случае, показать, что подобные модели противоречат уравнениям общей теории относительности, никому не удалось.
Иными словами, из того, что циклические возвращения Вселенной к прошедшему невозможны в специальной модели, предложенной Гёделем, еще не следует, что вообще не может существовать мир с замкнутыми линиями времени. Это еще необходимо доказать. Кстати, возможность циклической Вселенной допускает и Дрейк. «Если наш пульсар действительно является остатком старой Вселенной, – говорит он, – то кто может утверждать, что до нее не было еще одной, а там еще и еще…»
Если повторяющая себя Вселенная в духе Гёделя пока что остается весьма маловероятной возможностью, которая хотя формально и не опровергнута, но ничем и не подтверждена, то другие варианты циклических моделей разработаны более детально. В этих моделях Вселенная пульсирует, то расширяясь, то сжимаясь и всякий раз проходя при этом стадию сверхплотной горячей плазмы.
Одна из таких моделей «сконструирована» английским астрономом Т. Голдом. Она основана на том, что современная физическая теория в принципе допускает «обращение времени». Если в уравнениях этой теории заменить направление течения времени на противоположное, то все события потекут в обратном порядке.
Вдохновившись «конструкторской» деятельностью Голда, другой английский астрофизик П. Девис решил построить свою «Вселенную», в известной мере противоположную Голдовской. В этой Вселенной направление течения времени в каждом новом цикле также меняется на противоположное, но в промежутке между соседними циклами, в период наибольшего сжатия, оно вообще не имеет направления! Что это значит с физической точки зрения, сказать трудно, поскольку в современных физике и астрофизике вопросы, связанные с поведением материи в экстремальных условиях, по существу еще не разработаны.
Любопытно также, что модель Девиса допускает проникновение через область наибольшего сжатия некоторых физических процессов из одного цикла в другой, разумеется, с соответствующей «переработкой». Именно в свете подобной возможности Девис пытается толковать так называемое реликтовое излучение. Согласно существующей теории, это излучение должно было возникнуть на одной из ранних стадий расширения Вселенной и равномерно заполнить все мировое пространство. Однако в модели Девиса реликтовое излучение приобретает совершенно иной, и, прямо скажем, неожиданный смысл. Это уже не «посланец из прошлого», а, если можно так выразиться, отголосок… будущего! Именно отголосок, а не предвестник! Своеобразная «радиозаря» того цикла в эволюции Вселенной, который еще только должен наступить в будущем. При этом во Вселенной Девиса нарушается один из фундаментальнейших принципов современного естествознания, так называемый принцип причинности – «следствия не могут опережать свои причины». Но к этому принципу мы в свое время еще вернемся, а сейчас отметим, что существует еще одна модель развития Все ленной во времени, в известном смысле противоположная как модели Девиса, так и ряду других циклических моделей. Она разработана одним из учеников Эйнштейна Дж. Уилером. И в этой модели Вселенная тоже пульсирует, то сжимаясь, то раздуваясь, но всякий раз она возрождается из сверхплотного сгустка в ином виде, с новыми характерными параметрами и даже новым набором элементарных частиц. Мало того, во Вселенной Уилера нет вообще времени в обычном понимании этого слова – нет настоящего и нет будущего!
Никто, разумеется, не возьмет на себя смелость утверждать, что модели Годда, Девиса, Уилера и им подобные – это и есть точное описание нашей Вселенной. Да на это они, пожалуй, и не претендуют. Идет поиск. Нащупываются новые направления. Оцениваются и переоцениваются различные идеи. Осмысливаются новые факты…
И ценность перечисленных выше моделей на данном этапе развития науки о Вселенной определяется не столько степенью соответствия реальному положению вещей, сколько их эвристическим характером. Они побуждают к поиску новых пространственно-временных представлений, новых неизвестных фундаментальных физических закономерностей, новых форм причинных связей…
Читайте также
Развитие и возобновление Вселенной. Цикл Вселенной[5]
Развитие и возобновление Вселенной. Цикл Вселенной[5] Бесконечность пространства, равные расстояния между материальными, равными и вначале неподвижными точками, их взаимное притяжение – вот начальная картина Вселенной, или, вернее сказать, простейшая картина Вселенной.
3. ТРИ МОДЕЛИ
3. ТРИ МОДЕЛИ В первом приближении можно сказать, что область наук о человеке занята тремя «науками» — или, скорее, тремя эпистемологическими областями, с их внутренними расчленениями и взаимными пересечениями; области эти определяются трехсторонним отношением
Модели социоинволюции
Модели социоинволюции Социальное моделирование может также наряду с цивилизационно-культурной прогностикой предпринимать иные мыслительные эксперименты, из которых мы назовем один: речь пойдет о группах людей, вырванных из земного контекста, помещенных в новые,
I. Модели и серии
I. Модели и серии ДОИНДУСТРИАЛЬНАЯ ВЕЩЬ И ИНДУСТРИАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ В статусе современной вещи важнейшую роль играет оппозиция модель/серия. В известной мере так было и всегда. В обществе всегда имелось привилегированное меньшинство, служившее экспериментальным полигоном
ИДЕАЛЬНОСТЬ МОДЕЛИ
ИДЕАЛЬНОСТЬ МОДЕЛИ Каким образом эта система персонализации и интеграции приходит в движение? Через посредство того факта, что в «специфических» отличиях реальная серийность вещи непрестанно отрицается, отвергается во имя модели. Объективно, как мы видели, такое
ОТ МОДЕЛИ К CЕРИИ
ОТ МОДЕЛИ К CЕРИИ Технический дефицит Проанализировав формальную игру отличий, посредством которой серийная вещь предстает и переживается как модель, пора теперь подвергнуть анализу и то, чем реально отличается модель от серии. Действительно, система восходящего
МОДЕЛИ ТЕЛА
МОДЕЛИ ТЕЛА 1. Для медицины базовой формой тела является труп. Иначе говоря, труп — это идеальный, предельный случай тела в его отношении к системе медицины. Именно его производит и воспроизводит медицина как результат своей деятельности, проходящей под знаком
Модели
Модели Существует хороший термин для обозначения структуры, отражающей другую структуру. Этот термин — модель; у каждого из нас есть его интуитивное понимание. Модель отражает объект не полностью, а с упрощениями и искажениями — в зависимости от того, для какой цели она
Модели и действительность
Модели и действительность МОДЕЛИРОВАНИЕ — это подражание Природе, учитывающее немногие ее свойства. Почему только немногие? Из-за нашего неумения? Нет. Прежде всего потому, что мы должны защититься от избытка информации. Такой избыток, правда, может означать и ее
13.1.2. Циклические и волновые теории жизни общества
13.1.2. Циклические и волновые теории жизни общества Рассматривая циклические (т. е. подразумевающие движение по кругу) теории социальной жизни, о развитии говорить уже не корректно. Скорее следует вести речь о жизни общества, которая имеет периоды подъема и спада и
МОДЕЛИ
МОДЕЛИ В сочинениях на социальные темы часто употребляют слово «модель» в отношении абстрактного знания в рассмотренном выше смысле. Это словоупотребление в данном случае совершенно неуместно. С точки зрения логики и методологии науки модель есть имитация
Циклические Вселенные
Циклические Вселенные Известный астрофизик Т. Голд – один из авторов знаменитого «совершенного космологического принципа», сформулированного им вместе с Г. Бонди в 1948 году и оказавшегося несостоятельным, пришел к заключению, что в силу обратимости законов природы во
4.3. Циклические вселенные
4.3. Циклические вселенные Читая публичные лекции о моделях космологии, я не раз поражался тому, сколь многие из моих слушателей радостно принимали идею циклической вселенной. Эта модель больше всего соответствует древним космологическим мифам, а также системе индуизма.
Раздел 1 ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ ВСЕЛЕННОЙ
Раздел 1 ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ ВСЕЛЕННОЙ ВСТУПИТЕЛЬНАЯ СТАТЬЯ, ИЛИ УПРОЩЕННАЯ ДЛЯ ПОНИМАНИЯ МОДЕЛЬ Представьте себе компьютер и человека, который сидит перед ним. Компьютер самый обычный, человек тоже. Так вот, «внутри» этого компьютера можно создать пространство, по
14. Введение в модели
14. Введение в модели (Общая структура моделей, отражена на рисунке 1, схема — часы.)В первой части книги, я описал абстрактный инструмент, ножницы полезности. В нем, отражены основные принципы моей работы, выраженные очень компактно, для того чтобы люди могли достаточно
Источник
Будущее Вселенной. Для описания будущего Вселенной предлагаются различные космологические сценарии
Для описания будущего Вселенной предлагаются различные космологические сценарии. Все эти гипотезы можно разделить на две группы: модели «закрытой» и модели «открытой» Вселенной. Если кривизна пространства отрицательна или равна нулю, то задается модель открытой Вселенной, если кривизна пространства положительна, то задается модель «закрытой», или «замкнутой», Вселенной.
«Закрытая» модель предполагает, что Вселенная одновременно конечна и неограниченна, т.е. двигаясь по ней, нельзя достичь границы. Однако свет, пущенный наблюдателем из какого-то источника, вернется к нему с противоположной стороны. В гипотезе замкнутой Вселенной предполагается, что мир проходит множество эволюционных циклов. Каждый цикл представляет собой сначала расширение, а затем сжатие Вселенной и длится примерно 100 млрд. лет. При переходе в новый цикл меняются фундаментальные характеристики Вселенной, связанные с основными физическими константами. Что касается нынешнего состояния Вселенной, то в рамках данной гипотезы предполагается, что примерно через 30 млрд. лет она начнет сжиматься, а еще через 50 млрд. лет вернется в сингулярное состояние, из которого «родится» вновь.
«Открытая» модель рассматривает Вселенную как бесконечную. В моделях открытой Вселенной предполагается, что через 10 14 лет звезды остынут, поскольку исчезнет весь материал для термоядерных реакций. Через 10 15 лет звезды начнут покидать свои галактики, а планеты отрываться от звезд и улетать в космическое пространство. За время примерно в 10 17 лет все звезды окончательно потеряют свои планеты, а центральные части галактик коллапсируют. Оставшееся вещество благодаря гравитационным силам начнет собираться в ядра с огромной плотностью, т.е. галактики превратятся в сверхмассивные черные дыры. Через 10 32 лет Вселенная будет состоять из черных дыр и разреженного электронно-позитронного газа. Через 10 96 лет черные дыры испарятся. Через 10 100 лет Вселенная превратится в электронно-позитронную плазму очень малой плотности.
Такой сценарий предполагается в случае нестабильности протона. Если же протон стабилен, то высказывается предположение, что через 10 65 лет все вещество превратится в жидкость, а звезды, ставшие к тому времени черными карликами, превратятся в жидкие капли. Через 10 1500 лет все жидкие капли станут железными. Через огромное количество лет, которое выражается невероятными цифрами, и эти жидкие железные капли превратятся в черные дыры и постепенно испарятся. Вселенная, как и в предыдущей модели, перейдет в состояние электронно-позитронной плазмы.
В данный момент наша Вселенная находится в состоянии расширения. Создатель синергетики И. Пригожин утверждает, что стандартная модель предсказывает: в конце концов, наша Вселенная обречена на смерть либо в результате непрерывного расширения (тепловая смерть), либо в результате последующего сжатия («страшный треск»).Однако, Вселенная, возникнув из вакуума, в результате расширения вновь возвращается в состояние вакуума, но не исключаются возможности повторных флуктуации.
Источник