- •Содержание
- •Введение
- •Часть 1. Концепция сотворения вселенной. Материя, разум, бог Глава 1. Проблема возникновения Вселенной
- •1.1. Начало
- •1.2. Существующий сценарий возникновения
- •1.3. Чем объясняется порядок
- •1.4. Альтернативный сценарий возникновения
- •1.5 Крупномасштабная структура Вселенной: происхождение спиральных Галактик
- •Глава 2. Антропный Принцип
- •2.1. Слабый Антропный Принцип
- •2.2. Сильный Антропный Принцип
- •2.3. Теоретический статус Антропного Принципа
- •Глава 3. Современные модели эволюции Вселенной
- •3.1. Модель эволюции г. Эверетта
- •3.2. Модель эволюции а. Гута
- •3.3. Модель эволюции а. Линде и п. Стейнхардта
- •3.4. Альтернативы начальных состояний
- •Глава 4. Разум и Бог
- •4.1. Квантовая информация и Разум
- •4.1.1.Принципы неопределенности и дополнительности
- •4.1.2. Теорема Белла
- •4.1.3. Физическая интерпретация квантовой механики
- •4.1.4.Действительность и главная проблема квантовой информации
- •4.1.5. Проблема выбора альтернативы в квантовом измерении
- •4.1.6. Теория измерений и редукция волнового пакета
- •4.1.7. Квантовое измерение. Декогеренция и Сознание
- •4.2.Стрела времени
- •4.3. Наука и Религия. Формирование новой научной парадигмы
- •Часть 2. Концепция Сотворения Жизни Глава 1. Проблема возникновения Жизни
- •1.1. Эволюционный сценарий
- •1.2.Сероводородная форма Жизни
- •1.3. Существующие разногласия относительно эволюции
- •1.4. Свидетельства палеонтологической летописи
- •Глава 2. Мутационные изменения
- •2.1. Механизм Эволюции
- •2.2. Эксперименты на плодовых мушках
- •2.3. Искусственный отбор
- •Глава 3. Теория самозарождения Жизни
- •3.1. Новая версия теории самозарождения
- •3.2. Первичная атмосфера и первичный «бульон»
- •3.3. Спонтанное возникновения белков
- •3.4. Генетический код
- •3.5. Участие интеллекта
- •Глава 4. Ископаемые остатки
- •4.1. Отрицание Эволюции
- •4.2. Подтверждение Сотворения
- •4.3. Отсутствие переходных признаков
- •4.4. Направленное развитие Жизни
- •Глава 5. Барьеры в Эволюции
- •5.1. Барьер между рыбами и земноводными
- •5.2. Барьер между земноводными и пресмыкающимися [55]
- •5.3. Барьер между пресмыкающимися и птицами
- •5.4. Барьер между пресмыкающимися и млекопитающими
- •Глава 6. Приматы и Человек
- •6.1. Возвышение и падение приматов
- •6.2. Человеческий род
- •6.3. Факты и выводы
- •Глава 7. Особенности Человека
- •7.1. Человеческий мозг
- •7.2. Человеческий язык
- •7.3. Факты и выводы
- •Глава 8. Ветхий завет. Книга Бытия
- •8.1. «Дни» Сотворения
- •8.2. Рациональное зерно
- •Начало;
- •8.3. Истоки монотеизма
- •Часть 3. Концепция устойчивого неравновесия Глава 1. Неустойчивое равновесие
- •1.1 Динамическое равновесие
- •1.2. Принцип Ле-Шателье
- •Глава 2. Устойчивое неравновесие – атрибут развития сложных систем
- •2.1. Структура живых систем [167]
- •2.2. Принцип устойчивого неравновесия
- •Заключение
- •Библиографический список
3.2. Модель эволюции а. Гута
Попытки построить модель Вселенной, в которой множество разных начальных конфигураций могло бы привести к эволюции существующей Вселенной, привели А. Гута к предположению о том, что ранняя Вселенная пережила период очень быстрого расширения. Это расширение называют раздуванием, подразумевая, что какое-то время расширение Вселенной происходило со все возрастающей скоростью, а не с убывающей как сейчас. А. Гут высказал предположение, что Вселенная возникла в результате «Большого Взрыва» в очень горячем, но довольно хаотическом состоянии. Высокие температуры означают, что частицы во Вселенной должны были очень быстро двигаться и иметь большие энергии. При таких высоких температурах сильные и слабые ядерные силы и электромагнитная сила должны были все объединиться в одну. По мере расширения Вселенной она охлаждалась и энергии частиц уменьшались. В конце концов должен был бы произойти так называемый фазовый переход и симметрия сил была бы нарушена: сильное взаимодействие начало бы отличаться от слабого и электромагнитного. Известный пример фазового перехода - замерзание воды при охлаждении. Жидкое состояние воды симметрично, т. е. вода одинакова во всех точках и во всех направлениях. Образующиеся же кристаллы льда имеют определенные положения и выстраиваются в некотором направлении. В результате симметрия воды нарушается. Но если охлаждать воду очень медленно, то ее можно охладить ниже точки замерзания без образования льда. А. Гут предположил, что Вселенная могла себя вести похожим образом: ее температура могла упасть ниже критического значения без нарушения симметрии сил. Если бы это произошло, то Вселенная оказалась бы в нестабильном состоянии с энергией, превышающей ту, которую она имела бы при нарушении симметрии. Можно показать, что эта особая дополнительная энергия производит антигравитационное действие аналогично космологической постоянной, которую А. Эйнштейн ввел в общую теорию относительности, пытаясь построить статическую модель Вселенной. Поскольку, как и в горячей модели «Большого Взрыва», Вселенная уже вращалась, отталкивание, вносимое космологической постоянной, заставило бы Вселенную расширяться со все возрастающей скоростью. Даже в тех областях, где число частиц вещества превышало среднее значение, гравитационное притяжение материи было бы меньше отталкивания, вносимого эффективной космологической постоянной. Следовательно, такие области должны были тоже расширяться с ускорением, характерным для модели раздувающейся Вселенной. По мере расширения частицы Материи расходились бы все дальше друг от друга, и в конце концов расширяющаяся Вселенная оказалась бы почти без частиц, но все еще в переохлажденном состоянии. В результате расширения все неоднородности во Вселенной должны были сгладиться, как разглаживаются при надувании морщины на резиновом шаре. Следовательно, нынешнее гладкое и однородное состояние Вселенной могло развиться из большого числа разных неоднородных начальных состояний.
Во Вселенной, скорость расширения которой растет из-за космологической постоянной быстрее, чем замедляется из-за гравитационного притяжения Материи, светy хватило бы времени для перехода из одной области ранней Вселенной в другую. Это было бы решением ранее поставленной задачи о том, почему разные области ранней Вселенной имеют одинаковые свойства. Кроме того, скорость расширения Вселенной стала бы автоматически очень близка к критическому значению, определяемому плотностью энергии во Вселенной. Тогда такую близость скорости расширения к критической можно было бы объяснить, не делая предположения о тщательном выборе начальной скорости расширения Вселенной. Раздуванием Вселенной можно было бы объяснить, почему в ней так много вещества. В доступной наблюдениям области Вселенной содержится порядка 10 частиц. Откуда все они появились? Ответ состоит в том, что в квантовой теории частицы могут рождаться из энергии в виде пар частица- античастица. Но тогда сразу возникает вопрос: откуда берется энергия? Ответ таков. Полная энергия Вселенной в точности равна нулю. Вещество во Вселенной образовано из положительнои энергии. Но все вещество само себя притягивает под действием гравитации. Два близко расположенных куска вещества обладают меньшей энергией, чем те же два куска, находящиеся далеко друг от друга, потому что для разнесения их в стороны нужно затратить энергию на преодоление гравитационной силы, стремящейся их соединить. Следовательно, энергия гравитационною поля в каком-то смысле отрицательна. Можно показать, что в случае однородной Вселенной эта отрицательная гравитационная энергия в точности компенсирует положительною энергию, связанную с веществом. Поэтому полная энергия Вселенной равна нулю. Посколькy дважды нуль - тоже нуль, количество положительной энергии вещества во Вселенной может удвоиться одновременно с удвоением отрицательной гравитационной энергии; закон сохранения энергии при этом не нарушится. Такого не бывает при нормальном расширении Вселенной, в которой плотность энергии вещества уменьшается по мере увеличения размеров Вселенной. Но так происходит при раздувании, потому что в этом случае Вселенная увеличивается, а плотность энергии пepeoхлаждeннoгo состояния остается постоянной: когда размеры Вселенной удвоятся, положительная энергия вещества и отрицательная гравитационная энергия тоже удвоятся, но в результате полная энергия остается равной нулю.
Сейчас Вселенная расширяется без раздувания. Значит, должен существовать какой-то механизм, благодаря которому была устранена очень большая эффективная космологическая постоянная, а скорость расширения перестала расти и под действием гравитации начала уменьшаться, как уменьшается и сейчас. Можно ожидать, что при раздувании в конце концов нарушается симметрия сил, так же как переохлажденная вода в конце концов замерзает. Тогда лишняя энергия состояния с ненарушенной симметрией должна выделиться, и за счет этого Вселенная разогреется до температуры, чуть-чуть меньшей, чем критическая температура, при которой симметрия сил еще не нарушается. Затем Вселенная опять начнет расширяться и охлаждаться, так же как в горячей модели «Большого Взрыва», но теперь мы уже сможем объяснить, почему скорость ее расширения в точности равна критической и почему разные области Вселенной имеют одинаковую температуру.
В гипотезе А. Гута фазовый переход происходил очень быстро, как возникают кристаллы льда в очень холодной воде. Идея А. Гута заключалась в том, что внутри старой фазы образуются «пузырьки» новой фазы нарушенной симметрии, подобно тому, как в кипящей воде зарождаются пузырьки пара. А. Гут предположил, что пузыри расширяются и сливаются друг с другом до тех пор, пока вся Вселенная не окажется в новой фазе. Но вот в чем беда: Вселенная так быстро расширяется, что даже, если бы пузыри росли со скоростью света, они все равно удалялись бы друг от друга и поэтому не могли бы сливаться. Вселенная оставалась бы в очень неоднородном состоянии, и в некоторых областях симметрия между силами сохранялась бы. Такая модель Вселенной не соответствовала бы тому, что мы видим.