Предчувствия и свершения. Книга 3. Единство - Ирина Львовна Радунская

постепенно уменьшаться. В ходе продолжающегося расширения средняя плотность фотонов и нейтрино и их масса будет уменьшаться. Будет уменьшаться и плотность электронно-позитронной плазмы. Поэтому через 1033 лет на первый план выдвинутся остальные 10 % массы, сосредоточенной в черных дырах. Еще в начале семидесятых годов ученые думали, что черные дыры вечны, потому что ничто не может вырваться из их гигантского гравитационного поля.

Но в 1974 году С. Хокинг установил, что в поле тяготения черных дыр происходит рождение частиц. Черная дыра «испаряется», постепенно превращаясь в фотоны, нейтрино и гравитоны — кванты поля гравитации. Малые черные дыры испаряются сравнительно быстро (быстро в космических масштабах). Черная дыра с массой в 10 солнечных масс испарится за 1069 лет, а массивная черная дыра, выросшая в центре галактики, испарится только за 1096 лет.

Во Вселенной вновь наступит эра с преобладанием излучения. Но при дальнейшем расширении масса фотонов будет продолжать уменьшаться. И когда возраст Вселенной достигнет 10100 лет, средняя плотность массы, эквивалентной энергии фотонов, станет исчезающе малой. Во Вселенной останутся только электроны, позитроны и нейтрино. Но плотность образованной ими плазмы тоже станет ничтожной. Одна частица будет приходиться в среднем на объем 10185 объемов современной Вселенной.

Читатель вправе снова спросить: что же потом?

Ученые не дают на это определенного ответа. Но они говорят: ведь, кроме чрезвычайно редких электронов, позитронов и нейтрино, останется вакуум. А вакуум, как мы знаем, не пуст. В нем постоянно рождаются и исчезают пары виртуальных частиц. Значит, в этом вакууме заключена определенная энергия. Теория допускает, что этот вакуум в далеком будущем испытает фазовый переход, в ходе которого из виртуальных частиц и античастиц возникнут реальные частицы и античастицы. Их будет много больше, чем реликтовых электронов, и позитронов, и нейтрино. Этот переход, это рождение реальных частиц и античастиц может остановить расширение Вселенной и вызвать ее сжатие.

И после все ускоряющегося сжатия, в ходе которого температура превзойдет 1032 К, а плотность превзойдет 10 граммов на кубический сантиметр, сжатие сменится новым расширением. Начиная с 10-34 с новой фазы расширения повторится все то, о чем нам уже сообщили ученые.

Но есть и иная возможность.

Если новые опыты не опровергнут наличия массы покоя нейтрино, то сценарий будущего может сильно отличаться от изложенного выше.

Пусть масса нейтрино очень мала, пусть она в сотни тысяч раз меньше массы электрона, тогда присутствие нейтрино не скажется вплоть до эпохи черных дыр, но может уменьшить время до того момента, когда расширение сменится сжатием.

Если же масса нейтрино не очень мала, если она «всего» в пять стотысячных раз меньше массы электрона, то общая масса реликтовых нейтрино превысит значение критической массы и гравитационные силы этих нейтрино остановят расширение Вселенной задолго до того, как погаснут звезды. Затем Вселенная начнет сжиматься, коллапсируя в свое исходное состояние. А дальше новый цикл расширения, но не через 10100лет, как получилось в предыдущем варианте, а «всего» через 1010 —1011 лет. Примерно через столько, сколько прошло от самого раннего момента, о котором мы знаем (10-34 с), до наших дней.

Будет ли все это повторяться вечно?

Ответа на этот вопрос еще нет. Классическая термодинамика говорит, что длительность цикла, состоящего из расширения и сжатия, будет раз за разом увеличиваться.

Но учет квантовых процессов может внести поправки и в этот ответ.

Антропный принцип

Наименование принципа, взятого в качестве заглавия этого раздела, происходит от греческого слова «антропос» — человек. Это название утвердилось в науке и вошло в наш научный язык. Его точным переводом было бы «человеческий принцип». Он встречается сейчас во многих научных статьях. Зачастую становится предметом обсуждения, когда ученый попадает в компанию людей, интересующихся проблемами науки, но не занимающихся ею профессионально. Впрочем, иногда речь об антропном принципе возникает и тогда, когда астрофизик попадает в тупик. Астрофизики, встречающиеся с вопросом, ответа на который они не знают, иногда ссылаются на антропный принцип. Суть такого ответа может быть выражена словами: «Я не знаю ответа на этот вопрос, я не могу объяснить того, почему природа ведет себя так, а не иначе. Но если бы она вела себя иначе, не могли бы возникнуть жизнь и человек, задающий этот вопрос».

Корни антропного принципа уходят в далекое прошлое. Древнегреческий философ и математик Пифагор, родившийся в 582 году до нашей эры, обнаружил целый ряд закономерностей, связывающих между собой некоторые числа. Он установил, что особые сочетания или отношения чисел связаны с формой геометрических фигур (например, теорема Пифагора) и с некоторыми физическими процессами (например, связь тонов, испускаемых струнами, с длиной этих струн). Пифагор считал, что число есть сущность всех вещей и что Вселенная представляет собой гармоническую систему чисел и их соотношений. Обдумывая это, он пришел к выводу, что числа, а не боги управляют миром.

Союз, созданный Пифагором в г. Кротоне в Южной Италии, был одновременно философской школой и политической партией. Он работал в условиях секретности. Желавший вступить в него подвергался испытанию пятилетним молчанием.

Замкнутость пифагорейского союза привела к тому, что достоверных сведений о жизни и деятельности Пифагора, а также письменных прижизненных изложений его учения не сохранилось.

Позднейшие пифагорейцы придали учению Пифагора чисто мистический смысл и построили на этой основе идеалистическое учение.

При изучении природы люди часто встречались со странными и непонятными закономерностями, связывающими числа, возникающие в ходе таких исследований. Например, Кеплер, изучая теорию Коперника, обнаружил, что радиусы планетных орбит относятся между собой как числа 8:15:20:30:115:195. (В его время были известны только шесть планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн.) Кеплер писал: «Я размышлял над этим со всей энергией, на которую способен мой ум».

Кеплер приступил к кропотливым построениям и вычислениям. Внезапно он вспомнил: греческие математики доказали, что среди пространственных фигур — многогранников могут существовать лишь пять правильных фигур, все грани и углы которых одинаковы. Пять многогранников. При их помощи можно построить шесть сфер. Шесть сфер — шесть планет!

Проделав огромную работу, Кеплер показал, как можно построить пять таких многогранников, чтобы радиусы связанных с ними сфер находились в тех отношениях, которые он получил для планетных орбит.

Теперь мы знаем, что результат, полученный Кеплером, — лишь случайное совпадение.

По поводу подобных чудесных совпадений Эйнштейн писал: «Целью всей деятельности интеллекта является превращение некоторого «чуда» в нечто постигаемое».

В тридцатых годах нашего века один из крупнейших астрофизиков — А. Эддингтон и один из создателей современной квантовой физики — П.