Paradoxy vesmíru
Valerij Petrov
Úvod
V kozmológii je veľmi dôležitá otázka konečnosti alebo nekonečnosti vesmíru:
ak je vesmír konečný, potom, ako ukázal Friedman, nemôže byť v stacionárnom stave a musí sa buď rozpínať alebo zmršťovať;
ak je Vesmír nekonečný, potom akékoľvek predpoklady o jeho stláčaní alebo rozpínaní strácajú zmysel.
Je známe, že takzvané kozmologické paradoxy boli predložené ako námietky voči možnosti existencie nekonečného vesmíru, nekonečného v tom zmysle, že ani jeho veľkosť, ani doba existencie, ani hmotnosť hmoty v ňom obsiahnutej môžu byť vyjadrené akýmikoľvek, bez ohľadu na to, aké veľké sú čísla. Pozrime sa, ako opodstatnené sa ukážu tieto námietky.
Kozmologické paradoxypodstatu a výskum
Je známe, že hlavné námietky voči možnosti existencie Vesmíru nekonečného v čase a priestore sú nasledovné.
1. V roku 1744 Švajčiarsky astronóm J.F. Chezot bol prvý, kto pochyboval o správnosti myšlienky nekonečného vesmíru: ak je počet hviezd vo vesmíre nekonečný, prečo sa potom celá obloha neleskne ako povrch jednej hviezdy ? Prečo je obloha tmavá? Prečo sú hviezdy oddelené tmavými priestormi? . Predpokladá sa, že rovnakú námietku voči modelu nekonečného vesmíru vzniesol v roku 1823 nemecký filozof G. Olbers. Olbersovým protiargumentom bolo, že svetlo prichádzajúce k nám zo vzdialených hviezd by malo byť zoslabené absorpciou v hmote na svojej ceste. Ale v tomto prípade by sa táto látka mala zahriať a jasne žiariť ako hviezdy. . Takto to však naozaj je! Podľa moderných predstáv vákuum nie je nič, ale je to niečo, čo má veľmi reálne fyzikálne vlastnosti. Prečo teda nepredpokladať, že svetlo interaguje s týmto niečím takým spôsobom, že každý fotón svetla pri pohybe v tomto niečom stráca energiu úmerne vzdialenosti, ktorú prejde, v dôsledku čoho sa žiarenie fotónu posunie do červenej časti spektrum. Absorpciu energie fotónov vákuom prirodzene sprevádza zvýšenie teploty vákua, v dôsledku čoho sa vákuum stáva zdrojom sekundárneho žiarenia, ktoré možno nazvať žiarením pozadia. Keď vzdialenosť od Zeme od emitujúceho objektu hviezdy alebo galaxie dosiahne určitú hraničnú hodnotu, žiarenie tohto objektu dostane taký veľký červený posun, že sa spojí so žiarením pozadia vákua. Preto, hoci počet hviezd v nekonečnom vesmíre je nekonečný, počet hviezd pozorovaných zo Zeme a vo všeobecnosti z akéhokoľvek bodu vo vesmíre, samozrejme, v ktoromkoľvek bode vesmíru sa pozorovateľ vidí ako v strede. vesmíru, z ktorého sa pozoruje určitý obmedzený počet hviezd (galaxií). Zároveň sa pri frekvencii žiarenia pozadia celá obloha trblieta ako povrch jedinej hviezdy, ktorú skutočne pozorujeme.
2. V roku 1850 Nemecký fyzik R. Clausius... dospel k záveru, že v prírode prechádza teplo z teplého telesa na chladné... stav Vesmíru by sa mal stále viac meniť v určitom smere... Tieto myšlienky rozvinuli Angličania fyzik William Thomson, podľa ktorého všetky fyzikálne procesy vo vesmíre sprevádza premena svetelnej energie na teplo. V dôsledku toho vesmír čelí tepelnej smrti, takže nekonečná existencia vesmíru v čase je nemožná. V skutočnosti to tak nie je. Podľa moderných koncepcií sa hmota premieňa na svetelnú energiu a teplo v dôsledku termonukleárnych procesov prebiehajúcich vo hviezdach. Tepelná smrť nastane, len čo všetka hmota vo vesmíre zhorí v termonukleárnych reakciách. Je zrejmé, že v nekonečnom vesmíre sú aj zásoby hmoty nekonečné, a preto všetka hmota vo vesmíre vyhorí za nekonečne dlho. Smrť teplom ohrozuje skôr konečný vesmír, pretože jeho zásoby hmoty sú obmedzené. Avšak ani v prípade konečného Vesmíru nie je jeho tepelná smrť povinná. Newton tiež povedal niečo také: Príroda miluje premeny. Prečo by nemohli existovať niektoré zo série rôznych premien, v ktorých sa hmota mení na svetlo a svetlo na hmotu? V súčasnosti sú takéto premeny dobre známe: na jednej strane sa hmota v dôsledku termonukleárnych reakcií mení na svetlo, na druhej fotóny, t.j. svetlo sa za určitých podmienok mení na dve úplne hmotné častice, elektrón a pozitrón. V prírode teda existuje obeh hmoty a energie, čo vylučuje tepelnú smrť vesmíru.
Vzhľadom na neúplnosť ľudských vedomostí o svete, treba sa pripraviť na to, že z času na čas sa stretávame s veľmi reálnymi situáciami, pre ktoré nevieme nájsť žiadne logické vysvetlenie.
V takýchto situáciách sa ľudstvo stretáva s teoretickými rozpormi (keď vzťah príčiny a následku prestane fungovať), ako aj rozpormi medzi teóriou a skúsenosťou (keď logické závery nezodpovedajú tomu, čo človek pozoruje počas experimentu).
Takéto vedecké paradoxy vedú do slepých uličiek, spochybňujú mnohé všeobecne uznávané vedecké teórie a niekedy vedú k zrodu novej vedeckej paradigmy. Niektoré z paradoxov sa ešte dajú vyriešiť použitím nových vedeckých metód, presnejších meracích nástrojov a tiež hľadaním logických chýb v samotnej formulácii paradoxu. Iné zostávajú pre nás nevyriešenou záhadou, čo však podnecuje vedcov k hlbšiemu pochopeniu existujúcich teórií. 
Táto časť sa bude zaoberať fyzikálnymi paradoxmi vo všeobecnosti, ako aj najmä kozmologickými paradoxmi. Mimoriadne zaujímavé sú kozmologické paradoxy, ktoré vznikajú, keď sa ľudstvo pokúša rozšíriť všeobecne uznávané fyzikálne zákony na vesmír ako celok.
Aké sú ťažkosti pri štúdiu vesmíru pomocou prírodných vedeckých metód? Vesmír je objekt, ktorý je nekonečný a zahŕňa celý okolitý svet. Tradičná fyzika nie je zvyknutá pracovať s predmetmi tohto rozsahu. Napriek tomu sa mnohí fyzici „starej newtonskej školy“ stále pokúšali prispôsobiť fyzikálne zákony, ktoré fungujú v pozemských podmienkach, vesmíru v jeho najväčších mierkach. A, samozrejme, ako prví sa stretli s mnohými paradoxmi, ktoré spochybňovali pravdivosť Newtonovej teórie.
Mnohé paradoxy boli bezbolestne vyriešené vďaka vzniku modernej kozmológie a rozvoju Einsteinovej všeobecnej teórie relativity. Takto sa objavila relativistická fyzika, ktorá umožnila vnímať vesmír ako celok ako objekt vedeckého štúdia. Napríklad Einsteinova nová teória umožnila popísať zákony mechaniky a časopriestorových vzťahov v situáciách, keď máme do činenia s rýchlosťami pohybu blízkymi rýchlosti svetla.
V modernej fyzike je však stále veľa slepých miest, a teda aj veľa v súčasnosti nevyriešených vedeckých paradoxov. S najväčšou pravdepodobnosťou je to kvôli myšlienke nekonečnosti vesmíru, ktorú nie je možné úplne pochopiť a ešte viac použiť experimenty ako metódu jeho štúdia. V súčasnosti majú vedci v mnohých otázkach (najmä otázky týkajúce sa vzniku a vývoja vesmíru) iba teórie, ktoré si často protirečia a vedú k novým neriešiteľným paradoxom.
Aj keď to všetko znie ako zápletka epizódy Twilight Zone, je celkom možné, že sme uviazli v nejakej nebeskej klietke. Mimozemské civilizácie mohli na našu modrú guľu naraziť už dávno, no z nejakého dôvodu nás pozorujú z diaľky. Možno sme pre nich len zábavou (ako opice v zoo) alebo nás potrebujú na vedecké účely. Nech je to akokoľvek, nedotýkajú sa nás a snažia sa nenadviazať kontakt.
Myšlienku prvýkrát navrhol John Ball v roku 1973, ktorý tvrdil, že mimozemský inteligentný život môže byť všadeprítomný, ale že „neúspešné pokusy o komunikáciu s nami možno chápať v kontexte toho, že nás opustili, napríklad prírodnú rezerváciu alebo zoologickú záhradu. " Môžeme byť súčasťou obrovskej rezervy, ktorej hranice sú takmer neobmedzené, alebo tieto hranice postačujú na nerušený rozvoj inteligentného života. Táto myšlienka priamo korešponduje s „Prvou smernicou“ zo Star Treku – civilizácie sú ponechané svojmu osudu, kým nedosiahnu určitý stupeň technologického rozvoja. UFológovia sa držia rovnakej myšlienky a tvrdia, že mimozemšťania sú všade, no pozorujú nás z diaľky.
Dobrovoľná karanténa
Toto je akýsi opak hypotézy zoo. Mimozemšťania môžu byť nebezpeční. Mimoriadne nebezpečné. Takže namiesto toho, aby sa mimozemské civilizácie vozili po galaxii na vesmírnych lodiach a dúfali, že všetci, ktorých stretnú, budú super priateľskí, sa kolektívne a nezávisle rozhodli sedieť ticho a nepútať pozornosť.
Prečo nie? Bolo by celkom rozumné dospieť k záveru, najmä vo svetle Fermiho paradoxu, že vesmír sa hemží nebezpečenstvom – či už ide o imperialistickú civilizáciu na pochode alebo vojnu berserkerských sond, ktoré sterilizujú všetko, čo jej stojí v ceste. Aby ich nikto nerušil, vyspelé mimozemské civilizácie môžu vybudovať perimetr Sandburgových sond (samoreprodukujúcich sa policajných sond), aby sa zabezpečilo, že sa nikto nedostane. 
Hypotéza predného pohľadu
Predstavte si, že platí nejaký druh „prvej smernice“, ale nad nami visia mimozemské civilizácie s obrovskými kladivami, pripravené zraziť nás, len čo niečo nejde tak, ako by chceli. Takíto mimozemšťania budú niečo ako Gort z filmu Deň, keď sa zastavila Zem, snažiaci sa za každú cenu zachovať mier v galaxii. "Neexistujú žiadne hranice toho, čo Gort dokáže," povedal Klaatu. "Mohol by zničiť Zem." Čo bude ďalej s Gortom alebo inými vyspelými mimozemskými civilizáciami? Možno technologická jedinečnosť. by mohlo viesť k vzniku (ASI), ktoré by sa mohlo stať hrozbou pre celú galaxiu. Preto, aby sa zabránilo rozvoju takýchto zlých inteligencií – a aby sa dobrým inteligenciám dala možnosť sa rozvíjať – sa zdvihne galaktické kladivo a čaká na signál.
Sme z mäsa
Stačí si prečítať malú časť poviedky Terryho Beesona, nominovanej na cenu.
- Sú mäso.
- Mäso?
- Áno. Vyrábajú sa z mäsa.
-Z mäsa?!
- Chyba vylúčená. Vyzdvihli sme niekoľko exemplárov z rôznych častí planéty, priniesli sme ich na palubu našej prieskumnej lode a dôkladne sme ich otestovali. Sú vyrobené výhradne z mäsa.
— Ale to je neuveriteľné! A čo rádiové signály? A čo správy hviezdam?
– Na komunikáciu používajú rádiové vlny, ale sami signály nevysielajú. Signály prichádzajú z áut.
– Ale kto stavia tieto stroje? Toto je ten, s kým potrebujete kontakt!
- Stavajú. To je to, o čom vám hovorím. Mäso robí autá.
- Aký nezmysel! Ako môže mäso vyrobiť stroj? Chceš, aby som veril v mäso so spomienkami a pocitmi?
- Nič nechcem. Len ti hovorím, čo to je. Sú to jediné inteligentné tvory v celom sektore a zároveň sú z mäsa.
– Možno vyzerajú ako Orpholeys? Viete, tá uhlíková inteligencia, ktorá počas svojho vývoja prechádza mäsovou fázou?
- Nie naozaj. Narodili sa ako mäso a umierajú ako mäso. Študovali sme ich počas niekoľkých životných cyklov – ktoré sú, mimochodom, veľmi krátke. Máte predstavu, ako dlho žije mäso?
- Oh, ušetri ma... Dobre. Možno predsa len nie sú úplne mäsové? No, pamätajte, ako tieto... veddileys. Mäsová hlava s elektrón-plazmovým mozgom vo vnútri.
- Nie! Najprv sme si to mysleli aj my. Keďže majú hlavu z mäsa. Ale potom, ako som povedal, všetci boli testovaní. Zhora nadol. Všade je len mäso. Čo je vonku, čo je vnútri.
– A čo mozog?
- Oh, mám mozog, všetko je v poriadku. Ale aj z mäsa.
– Odkiaľ sa berú myšlienky?!
— Nerozumieš, však? Myšlienky produkuje mozog. Mäso.
– Má mäso myšlienky? Chceš, aby som veril v inteligentné mäso?
- Sakra áno! Inteligentné mäso. Mäso s pocitmi. So svedomím. Mäso, ktoré sníva. Všetko je čisté mäso. Rozumieš?
- Preboha... To myslíš vážne?
- Absolútne. Sú vážne z mäsa a posledných sto rokov sa snažia dostať do kontaktu.
-Čo chcú?
– Na úvod sa porozprávajte... Potom sa zrejme prehrabte vo Vesmíre, kontaktujte vedcov z iných svetov a kradnite z nich nápady s údajmi. Všetko ako obvykle.
- Takže sa musíme porozprávať s mäsom?
- Vlastne. To je to, čo hovoria vo svojich správach: „Ahoj! Je tu niekto nažive? Je niekto doma?" - a iné odpadky.
- Takže naozaj hovoria? Cez slová, myšlienky a pojmy?
- A ako. Najmä s okolitým mäsom...
– Ale povedal si, že používajú rádio!
- Áno, ale... Čo si myslíte, že robia, aby blokovali vysielanie? Zvuky mäsa. Poznáte ten zvuk špliechania, keď plesnete mäsom o mäso? Takto sa navzájom fackujú. A dokonca spievajú, pričom cez mäso prechádzajú prúdmi stlačeného vzduchu.
- Wow. Spievajúce mäso! Toto je priveľa... Čo odporúčate?
– Oficiálne alebo medzi nami?
- A takto a takto.
„Oficiálne máme nadviazať kontakt, privítať ich a otvoriť im prístup do Kompletného registra vnímajúcich bytostí a myslí s viacerými entitami v tomto sektore – bez predsudkov, strachu alebo priazne z našej strany. Ale ak medzi nami, vymažem všetky ich údaje do pekla a navždy na ne zabudnem.
"Dúfal som, že to povieš."
– Opatrenie je, samozrejme, vynútené. Ale všetko má svoje hranice! Naozaj chceme spoznať mäso?
– Súhlasím na sto percent! No my im hovoríme: „Ahoj, mäso! Ako sa máš?" Čo ďalej? A koľko planét už obývali?
- Len jeden. Môžu cestovať v špeciálnych kovových kontajneroch, ale nie sú schopní neustále žiť na ceste. Navyše, keďže sú mäsom, môžu sa pohybovať len v priestore C. To im neumožňuje dosiahnuť rýchlosť svetla – čo znamená, že ich pravdepodobnosť kontaktu je jednoducho zanedbateľná. Presnejšie, nekonečne malý.
– Takže je pre nás lepšie predstierať, že vo vesmíre nikto nie je?
- To je všetko.
– Kruté... Na druhej strane máš pravdu: kto chce chodiť s mäsom? A tí, ktorí boli vzatí na palubu na testovanie - ste si istí, že si nič nepamätajú?
– Ak si niekto spomenie, aj tak ho budú považovať za blázna. Dostali sme sa do ich hláv a vyhladili mäso tak, že nás vnímali ako sny.
- Mäsové sny... Len si pomysli - mäsové sny o nás!
– A potom môže byť celý tento sektor na mape označený ako neobývaný.
- Skvelé! Úplne súhlasím. Oficiálne aj medzi nami. Prípad je uzavretý. Žiadni iní? Čo je ešte vtipné na druhej strane Galaxie?
Simulačná hypotéza
Nikto nás nenavštívil, pretože – a tento model pre nás neobsahuje žiadnych mimozemských spoločníkov.
Ak je to pravda, tak z toho vyplýva niekoľko dôležitých vecí. Po prvé, títo banditi - alebo bohovia, podľa toho, ako sa na to pozeráte - všetko zariadili tak, že sme jedinou civilizáciou v celej galaxii (alebo aj vo Vesmíre). Alebo skutočný vesmír jednoducho neexistuje; odtiaľto sa nám zdá, že svet je obrovský, ale je to simulovaná bublina. Ak strom spadne v lese, ale nikto nepočuje jeho padanie, vydáva nejaký zvuk?
Ďalšou zvláštnou možnosťou je, že túto simuláciu prevádzkuje post-ľudská civilizácia pri hľadaní odpovede na Fermiho paradox alebo nejakú inú zvláštnu otázku. Možno, keď sa pokúšajú testovať rôzne hypotézy (aj preventívne zvažujú možnosť určitej akcie), spúšťajú miliardu rôznych simulátorov, snažiac sa určiť možnosti, ktoré potrebujú.
Vo vzduchu ticho
Táto teória je podobná karanténnej hypotéze, ale nie je taká paranoidná. Nie až tak, ale paranoidný. Je dosť možné, že nás všetci počúvajú, ale nikto sa nesnaží komunikovať. A to z veľmi dobrých dôvodov.
David Brin naznačuje, že prax aktívneho SETI je podobná kričaniu v džungli (aktívne SETI je zámerný prenos vysokovýkonných rádiových signálov smerom k možným hviezdnym systémom so životom). Michael Michaud to cíti rovnako: „Buďme úprimní, Active SETI nie je vedecká štúdia. Ide o vedomý pokus vyvolať reakciu mimozemskej civilizácie, ktorej schopnosti, zámery a vzdialenosť od nás sú nám neznáme. Toto je politický problém." Hlavnou obavou je, že môžeme upútať predčasnú pozornosť. Možno jedného dňa zastavíme všetky pokusy o komunikáciu s mimozemšťanmi. Ale čo keby každá civilizácia vo vesmíre prešla presne tým istým rebríkom? To znamená, že vo vzduchu bude ticho."
Možno aj počúvanie vysielania môže byť nebezpečné: kde je záruka, že SETI nestiahne škodlivý vírus z hlbokého vesmíru?
Všetci mimozemšťania sú domáci
Táto možnosť nie je taká zvláštna, ako je to možné. Vyspelé mimozemské bytosti môžu po dosiahnutí civilizácie typu II na Kardashevovej stupnici stratiť všetky galaktické ambície. Len čo sa postaví Dysonova guľa alebo niečo podobné, začnú sa pre nás neznámi mimozemšťania baviť. Masívne superpočítače budú schopné simulovať vesmíry v rámci vesmírov, životné cykly v rámci životných cyklov. Zvyšok vesmíru sa vám bude zdať nudný a prázdny. Priestor sa zmení na spätné zrkadlo.
Nevieme čítať znamenia
Je dosť možné, že signály a znaky mimozemských civilizácií sú okolo nás, ale my ich jednoducho nevidíme. Buď sme príliš hlúpi, aby sme si ich všimli, alebo potrebujeme ďalšiu technológiu. Podľa súčasného prístupu SETI musíme počúvať rádiové podpisy. Ale civilizácie, ktoré sú oveľa vyspelejšie ako my, môžu používať úplne inú technológiu. Môžu signalizovať napríklad laserom. Lasery sú skvelé, pretože sú to pevne zaostrené lúče s vynikajúcimi schopnosťami prenosu informácií. Môžu tiež preniknúť do prašného medzihviezdneho média.
Alebo by mimozemské civilizácie mohli používať „vizitky“ pomocou metód priamej detekcie (to znamená budovanie masívnych ideálnych geometrických štruktúr ako trojuholník alebo štvorec na obežnej dráhe okolo svojej hviezdy).
Stephen Webb poukázal na to, že určitý potenciál majú elektromagnetické signály, gravitačné signály, signály elementárnych častíc, tachyóny a ešte niečo, čo sme ešte neobjavili. Môže tam byť rádio, ale nevieme, akú frekvenciu naladiť (elektromagnetické spektrum je extrémne široké). Možno nakoniec nájdeme správy tam, kde sme ich najmenej čakali – dokonca aj v našom kóde DNA. 
Všetci sú na okraji galaxie
Toto zaujímavé riešenie Fermiho paradoxu navrhli Milan Cirkovič a Robert Bradbury.
"Veríme, že vonkajšie oblasti galaktického disku sú najpravdepodobnejšími miestami pre pokročilé vyhľadávanie SETI," napísali. Ide o to, že komplexné inteligentné komunity budú mať tendenciu migrovať von cez galaxiu, keď sa ich schopnosti spracovania informácií zvýšia. prečo? Pretože civilizácie založené na strojoch so svojimi výkonnými superpočítačmi budú mať vážne problémy s odvodom tepla. Budú musieť kempovať niekde, kde bude pohoda. A vonkajší okraj galaxie by bol v poriadku.
Okrem toho môžu mimozemské civilizácie po singularite žiť aj na iných miestach, než kde žije život založený na mäse. Vyspelé civilizácie teda nebudú mať záujem skúmať obývateľné zóny obývané biologickými bytosťami. Možno hľadáme na nesprávnom mieste. Stephen Wolfram raz povedal, že jedného dňa bude možné počítať bez generovania tepla, takže toto vysvetlenie Fermiho paradoxu pre neho nebude fungovať.
Cielená panspermia
Možno nemôžeme kontaktovať mimozemské civilizácie, pretože sme nimi my sami. Alebo nimi boli naši predkovia. Podľa tejto teórie, ktorú ako prvý navrhol Francis Crick, mimozemšťania rozsievajú iskry života na iné planéty (napríklad posielaním spór na potenciálne úrodné planéty) a potom idú ďalej. navždy. Alebo sa môžu niekedy vrátiť.
Táto myšlienka je v kruhoch sci-fi dosť populárna.
Bonus. Hypotéza fázového prechodu
Táto hypotéza je podobná hypotéze „vzácnej Zeme“, ale predpokladá, že vesmír sa stále vyvíja a mení. Podmienky na udržanie rozvinutej inteligencie sa objavili len nedávno. Kozmológ James Annis to nazýva model fázového prechodu vesmíru - akési astrofyzikálne vysvetlenie paradoxu veľkého kozmického ticha.
Možným regulačným mechanizmom, ktorý by to všetko mohol vysvetliť, je podľa Annisa frekvencia gama zábleskov – superkatastrofických udalostí, ktoré doslova sterilizujú veľké oblasti galaxie.
"Za predpokladu, že sú smrteľné pre pozemský život v celej galaxii, bude potrebný iba jeden mechanizmus, ktorý by z času na čas zabránil zvýšeniu inteligencie v určitom bode." Inými slovami, k zábleskom gama žiarenia dochádza príliš často a inteligentný život zahynie skôr, ako dostane príležitosť pohybovať sa medzi galaxiami. Ale keďže frekvencia gama zábleskov časom klesá, môže sa to zmeniť.
"Galaxia momentálne prechádza fázovým prechodom z rovnovážneho stavu, v ktorom nie je žiadna inteligencia, do iného stavu plného inteligentného života," povedal Annis.
A potom bude všetko v poriadku.
Na základe materiálov od Gizmodo
V kozmológii je veľmi dôležitá otázka konečnosti alebo nekonečnosti vesmíru:
ak je vesmír konečný, potom, ako ukázal Friedman, nemôže byť v stacionárnom stave a musí sa buď rozpínať alebo zmršťovať;
ak je Vesmír nekonečný, potom akékoľvek predpoklady o jeho stláčaní alebo rozpínaní strácajú zmysel.
Je známe, že takzvané kozmologické paradoxy boli predložené ako námietky voči možnosti existencie nekonečného vesmíru, nekonečného v tom zmysle, že ani jeho veľkosť, ani doba existencie, ani hmotnosť hmoty v ňom obsiahnutej môžu byť vyjadrené akýmikoľvek, bez ohľadu na to, aké veľké sú čísla. Pozrime sa, ako opodstatnené sa ukážu tieto námietky.
Kozmologické paradoxy TAU sú podstatou a výskumom
Je známe, že hlavné námietky voči možnosti existencie Vesmíru nekonečného v čase a priestore sú nasledovné.
1. VlV 1744 Švajčiarsky astronóm J.F. Chezot bol prvý, kto pochyboval o správnosti myšlienky nekonečného vesmíru: ak je počet hviezd vo vesmíre nekonečný, prečo sa potom celá obloha neleskne ako povrch jednej hviezdy ? Prečo je obloha tmavá? Prečo sú hviezdy oddelené tmavými priestormi? Predpokladá sa, že rovnakú námietku voči modelu nekonečného vesmíru vzniesol v roku 1823 nemecký filozof G. Olbers. Albersov protiargument bol, že svetlo prichádzajúce k nám zo vzdialených hviezd by malo byť zoslabené kvôli absorpcii v hmote na svojej ceste. Ale v tomto prípade by sa táto látka mala zahriať a jasne žiariť ako hviezdy.“ . Takto to však naozaj je! Podľa moderných predstáv vákuum nie je „extra vec“, ale je to „extra vec“, ktorá má veľmi reálne fyzikálne vlastnosti. Prečo teda nepredpokladať, že svetlo interaguje s touto „vecou“ takým spôsobom, že každý fotón svetla pri pohybe v tejto „veci“ stráca energiu úmerne vzdialenosti, ktorú prejde, v dôsledku čoho sa žiarenie fotónu posunie na červená časť spektra. Absorpciu energie fotónov vákuom prirodzene sprevádza zvýšenie teploty vákua, v dôsledku čoho sa vákuum stáva zdrojom sekundárneho žiarenia, ktoré možno nazvať žiarením pozadia. Keď vzdialenosť od Zeme od emitujúceho objektu tAU hviezda, galaxia tAU dosiahne určitú hraničnú hodnotu, žiarenie z tohto objektu dostane taký veľký červený posun, že sa spojí so žiarením pozadia vákua. Preto, hoci počet hviezd v nekonečnom vesmíre je nekonečný, počet hviezd pozorovaných zo Zeme a vo všeobecnosti z akéhokoľvek bodu vo vesmíre, samozrejme, v ktoromkoľvek bode vesmíru sa pozorovateľ vidí ako v strede. vesmíru, z ktorého sa pozoruje určitý obmedzený počet hviezd (galaxií). Zároveň sa pri frekvencii žiarenia pozadia celá obloha trblieta ako povrch jedinej hviezdy, ktorú skutočne pozorujeme.
2. V roku 1850 Nemecký fyzik R. Clausius Vl.. dospel k záveru, že v prírode teplo prechádza z teplého telesa do chladného.. stav vesmíru sa musí stále viac meniť v určitom smere.. Tieto myšlienky rozvinul anglický fyzik William Thomson, podľa ktorého všetky fyzikálne procesy vo vesmíre sprevádzajú premenu svetelnej energie na teplo." V dôsledku toho vesmír čelí „tepelnej smrti“, takže nekonečná existencia vesmíru v čase je nemožná. V skutočnosti to tak nie je. Podľa moderných koncepcií sa hmota premieňa na „svetelnú energiu“ a „teplo“ v dôsledku termonukleárnych procesov prebiehajúcich vo hviezdach. „Tepelná smrť“ nastane, len čo všetka hmota vesmíru „shorí“ v termonukleárnych reakciách. Je zrejmé, že v nekonečnom vesmíre sú zásoby hmoty tiež nekonečné, a preto všetka hmota vesmíru „horí“ nekonečne dlho. „Tepelná smrť“ ohrozuje skôr konečný vesmír, keďže zásoby hmoty v ňom sú obmedzené. Avšak ani v prípade konečného vesmíru nie je jeho „tepelná smrť“ povinná. Newton tiež povedal niečo také: "Príroda miluje premeny." Prečo by nemohli existovať niektoré zo série rôznych premien, v ktorých sa hmota mení na svetlo a svetlo na hmotu? V súčasnosti sú takéto premeny dobre známe: na jednej strane sa hmota v dôsledku termonukleárnych reakcií mení na svetlo, na druhej strane fotóny, t.j. svetlo sa za určitých podmienok mení na dve úplne hmotné častice - elektrón a pozitrón. V prírode teda existuje obeh hmoty a energie, čo vylučuje „tepelnú smrť“ vo vesmíre.
3. V roku 1895 Nemecký astronóm H. Seliger Vl.. prišiel k záveru, že predstava o nekonečnom priestore vyplnenom hmotou s konečnou hustotou je nezlučiteľná s Newtonovým gravitačným zákonom. Ak v nekonečnom priestore nie je hustota hmoty nekonečne malá, ale každé dve častice sa podľa Newtonovho zákona vzájomne priťahujú, potom by gravitačná sila pôsobiaca na akékoľvek teleso bola nekonečne veľká a pod jej vplyvom by telesá dostávali nekonečne veľké zrýchlenie.
Ako vysvetlil napríklad I.D. Novikov v, podstata gravitačného paradoxu je nasledovná. Predpokladajme, že vesmír je v priemere rovnomerne vyplnený nebeskými telesami, takže priemerná hustota hmoty vo veľmi veľkých objemoch priestoru je rovnaká. Pokúsme sa v súlade s Newtonovým zákonom vypočítať, aká gravitačná sila spôsobená všetkou nekonečnou hmotou Vesmíru pôsobí na teleso (napríklad galaxiu) umiestnené v ľubovoľnom bode v priestore. Najprv predpokladajme, že vesmír je prázdny. Do ľubovoľného bodu v priestore umiestnime skúšobné teleso A. Toto teleso obklopíme látkou s hustotou, ktorá vyplní guľu s polomerom R tak, aby teleso A bolo v strede gule. Bez akýchkoľvek výpočtov je zrejmé, že vďaka symetrii sa gravitácia všetkých častíc hmoty gule v jej strede navzájom vyrovnáva a výsledná sila je nulová, t.j. na teleso A nepôsobí žiadna sila. Do loptičky budeme teraz pridávať ďalšie a ďalšie sférické vrstvy hmoty rovnakej hustoty.. sférické vrstvy hmoty nevytvárajú vo vnútornej dutine gravitačné sily a pridaním týchto vrstiev sa nič nemení, t.j. ako predtým, výsledná gravitačná sila pre A je nulová. Pokračujúc v procese pridávania vrstiev nakoniec dospejeme k nekonečnému Vesmíru, rovnomerne naplnenému hmotou, v ktorom je výsledná gravitačná sila pôsobiaca na A nulová.
Zdôvodnenie však môže prebiehať aj inak. Zoberme si opäť homogénnu guľu s polomerom R v prázdnom vesmíre. Umiestnime svoje telo nie do stredu tejto gule s rovnakou hustotou hmoty ako predtým, ale na jej okraj. Teraz bude gravitačná sila pôsobiaca na teleso A rovnaká podľa Newtonovho zákona
kde M je hmotnosť gule; m je hmotnosť skúšobného telesa A.
Teraz do guľôčky pridáme guľovité vrstvy hmoty. Keď sa do tejto gule pridá guľový obal, nepridá do seba žiadne gravitačné sily. V dôsledku toho sa gravitačná sila pôsobiaca na teleso A nezmení a je stále rovná F.
Pokračujme v procese pridávania guľovitých obalov hmoty rovnakej hustoty. Sila F zostáva nezmenená. V limite opäť dostaneme Vesmír vyplnený homogénnou hmotou s rovnakou hustotou. Teraz však na teleso A pôsobí sila F. Je zrejmé, že v závislosti od výberu počiatočnej gule je možné získať silu F po prechode do Vesmíru rovnomerne naplneného hmotou. Táto nejednoznačnosť sa nazýva gravitačný paradox... Newtonova teória neumožňuje jednoznačne vypočítať gravitačné sily v nekonečnom vesmíre bez dodatočných predpokladov. Iba Einsteinova teória nám umožňuje vypočítať tieto sily bez akýchkoľvek rozporov."
Rozpory však okamžite zmiznú, ak si spomenieme, že TAU nekonečného vesmíru nie je to isté ako veľmi veľké:
v nekonečnom Vesmíre, bez ohľadu na to, koľko vrstiev hmoty pridáme do lopty, mimo nej zostáva nekonečne veľké množstvo hmoty;
v nekonečnom Vesmíre môže byť guľa akéhokoľvek, akokoľvek veľkého polomeru s testovacím telesom na svojom povrchu vždy obklopená guľou s ešte väčším polomerom tak, že guľa aj testovacie teleso na jej povrchu bude vo vnútri tejto novej gule naplnenej hmotou rovnakej hustoty ako vo vnútri gule; v tomto prípade bude veľkosť gravitačných síl pôsobiacich na skúšobné teleso zo strany gule rovná nule.
Bez ohľadu na to, o koľko zväčšíme polomer gule a koľko vrstiev hmoty pridáme, v nekonečnom vesmíre rovnomerne naplnenom hmotou bude veľkosť gravitačných síl pôsobiacich na testované teleso vždy rovná nule. . Inými slovami, veľkosť gravitačných síl, ktoré vytvára všetka hmota vo vesmíre, je v akomkoľvek bode nulová. Ak sa však mimo gule, na povrchu ktorej leží skúšobné teleso, nenachádza žiadna látka, t.j. ak je všetka hmota Vesmíru sústredená vo vnútri tejto gule, potom na testovacie teleso ležiace na povrchu tohto telesa pôsobí gravitačná sila úmerná hmotnosti hmoty obsiahnutej v guli. Vplyvom tejto sily bude skúšobné teleso a vo všeobecnosti všetky vonkajšie vrstvy hmoty gule priťahované do stredu - guľa konečných rozmerov, rovnomerne naplnená hmotou, bude nevyhnutne stlačená vplyvom gravitácie. sily. Tento záver vyplýva tak z Newtonovho zákona univerzálnej gravitácie, ako aj z Einsteinovej všeobecnej teórie relativity: Vesmír konečných rozmerov nemôže existovať, pretože pod vplyvom gravitačných síl sa jeho hmota musí neustále sťahovať do stredu vesmíru.
VlNewton pochopil, že podľa jeho teórie gravitácie by sa hviezdy mali k sebe priťahovať, a preto by sa zdalo.. mali by na seba padnúť a v určitom bode sa priblížiť.. Newton povedal, že je to tak (ďalej to zdôrazňujú me tAU V.P.) by to skutočne muselo byť, keby sme mali iba konečný počet hviezd v konečnej oblasti priestoru. Ale... ak je počet hviezd nekonečný a sú viac-menej rovnomerne rozložené v nekonečnom priestore, tak sa to nikdy nestane, keďže neexistuje žiadny centrálny bod, kam by museli padnúť. Táto úvaha je príkladom toho, aké ľahké je dostať sa do problémov, keď hovoríme o nekonečne. V nekonečnom vesmíre môže byť akýkoľvek bod považovaný za stred, pretože na oboch jeho stranách je počet hviezd nekonečný. (Potom môžete tAU V.P.) .. vezmite si konečný systém, v ktorom všetky hviezdy padajú jedna na druhú, smerujúc k stredu, a uvidíte, aké zmeny nastanú, ak pridáte ďalšie a ďalšie hviezdy, rozmiestnené približne rovnomerne mimo uvažovanú oblasť . Bez ohľadu na to, koľko hviezd pridáme, vždy budú smerovať do stredu.“ Aby sme sa teda nedostali do problémov, musíme vybrať určitú konečnú oblasť z nekonečného Vesmíru, uistiť sa, že v takejto konečnej oblasti budú hviezdy padať do stredu tejto oblasti a potom tento záver rozšíriť na nekonečný Vesmír. a vyhlásiť, že existencia takého vesmíru je nemožná. Tu je príklad toho, ako sa Vl.. prenáša do vesmíru ako celku..B" ako niečo absolútne, taký stav.. ktorému.. môže podliehať len časť hmotyB" (F. Engels. Anti- Dühring), napríklad jedna hviezda alebo zhluk hviezd. V skutočnosti, keďže v nekonečnom vesmíre možno akýkoľvek bod považovať za stred, počet takýchto bodov je nekonečný. V ktorom smere z tohto nekonečného počtu bodov sa budú hviezdy pohybovať? A ešte jedna vec: aj keď je takýto bod náhle objavený, potom sa nekonečný počet hviezd bude pohybovať v smere tohto bodu nekonečne dlho a kompresia celého nekonečného vesmíru v tomto bode tiež nastane v nekonečnom čase. , t.j. nikdy. Iná vec je, ak je vesmír konečný. V takomto Vesmíre existuje jediný bod, ktorý je stredom Vesmíru - to je bod, z ktorého sa začalo rozširovanie Vesmíru a v ktorom sa všetka hmota Vesmíru opäť sústredí, keď sa jeho rozpínanie nahradí kompresiou. . Ide teda o konečný Vesmír, t.j. Vesmír, ktorého rozmery v každom časovom okamihu a množstvo hmoty v ňom sústredenej možno vyjadriť nejakými konečnými číslami, je odsúdený na kontrakciu. Keďže je vesmír v stave kompresie, nikdy nebude schopný opustiť tento stav bez nejakého vonkajšieho vplyvu. Keďže však mimo Vesmír neexistuje hmota, priestor, čas, jediným dôvodom rozpínania Vesmíru môže byť dej vyjadrený slovami VlDa bude svetlo!B.“ Ako raz napísal F. Engels: „Môžeme sa krútiť a otáčať, ako sa nám zachce, ale... zakaždým sa znova vraciame... k prstu Boha“ (F. Engels. Anti-Dühring). Boží prst však nemôže byť predmetom vedeckého štúdia.
Záver
Analýza takzvaných kozmologických paradoxov nám umožňuje vyvodiť nasledujúce závery.
1. Svetový priestor nie je prázdny, ale je vyplnený nejakým médiom, či už toto médium nazývame éter alebo fyzikálne vákuum. Fotóny pri pohybe v tomto prostredí strácajú energiu úmerne k prekonanej vzdialenosti a prejdenej vzdialenosti, v dôsledku čoho sa emisia fotónov posúva do červenej časti spektra. V dôsledku interakcie s fotónmi teplota vákua alebo éteru vystúpi o niekoľko stupňov nad absolútnu nulu, v dôsledku čoho sa vákuum stáva zdrojom sekundárneho žiarenia zodpovedajúceho jeho absolútnej teplote, ktorú skutočne pozorujeme. Pri frekvencii tohto žiarenia, ktoré je v skutočnosti žiarením pozadia vákua, sa celá obloha ukáže byť rovnako jasná, ako predpokladal J.F. Chaizeau.
2. Na rozdiel od predpokladu R. Clausiusa „tepelná smrť“ neohrozuje nekonečný Vesmír, ktorý zahŕňa nekonečné množstvo hmoty, ktorá sa môže v nekonečne dlhom čase zmeniť na teplo, t.j. nikdy. „Tepelná smrť“ ohrozuje konečný vesmír, obsahujúci konečné množstvo hmoty, ktorá sa môže v konečnom čase premeniť na teplo. Preto sa existencia konečného vesmíru ukazuje ako nemožná.
3. V nekonečnom Vesmíre, ktorého rozmery nemožno vyjadriť žiadnym, akokoľvek veľkým číslom, rovnomerne naplnenom hmotou s nenulovou hustotou, je veľkosť gravitačných síl pôsobiacich v ktoromkoľvek bode Vesmíru rovnaká. na nulu - to je skutočný gravitačný paradox nekonečného vesmíru. Rovnosť gravitačných síl na nulu v akomkoľvek bode v nekonečnom vesmíre, rovnomerne naplnenom hmotou, znamená, že priestor v takomto vesmíre je všade euklidovský.
V konečnom Vesmíre, t.j. vo vesmíre, ktorého rozmery môžu byť vyjadrené niektorými, aj keď veľmi veľkými číslami, je testovacie teleso umiestnené na okraji vesmíru vystavené príťažlivej sile úmernej hmotnosti látky v ňom obsiahnutej, v dôsledku ktoré toto teleso bude smerovať do stredu Vesmíru - konečného Vesmír, ktorého hmota je rovnomerne rozložená po celom svojom obmedzenom objeme, je odsúdený na stlačenie, ktoré bez nejakého vonkajšieho vplyvu nikdy neustúpi.
Takže všetky námietky alebo paradoxy, o ktorých sa predpokladá, že sú namierené proti možnosti existencie Vesmíru nekonečného v čase a priestore, sú v skutočnosti namierené proti možnosti existencie konečného Vesmíru. V skutočnosti je vesmír nekonečný v priestore aj v čase; nekonečný v tom zmysle, že ani veľkosť Vesmíru, ani množstvo hmoty v ňom obsiahnutej, ani jeho životnosť nemožno vyjadriť žiadnymi, akokoľvek veľkými číslami – nekonečno, to je nekonečno. Nekonečný vesmír nikdy nevznikol ani v dôsledku náhleho a nevysvetliteľného rozpínania a ďalšieho vývoja nejakého „hmotného“ objektu, ani ako výsledok božského stvorenia.
Treba však predpokladať, že vyššie uvedené argumenty sa budú zástancom teórie veľkého tresku zdať úplne nepresvedčivé. Podľa známeho vedca H. Alvena Vl platí, že čím menej vedeckých dôkazov je, tým fanatickejšia sa viera v tento mýtus stáva. Zdá sa, že v súčasnej intelektuálnej klíme je veľkou výhodou kozmológie veľkého tresku to, že je urážkou zdravého rozumu: credo, quia absurdum (citované v ). Žiaľ, už nejaký čas je fanatická viera v tú či onú teóriu tradíciou: čím viac dôkazov o vedeckej nekonzistentnosti takýchto teórií sa objavuje, tým fanatickejšia sa stáva viera v ich absolútnu neomylnosť.
Erazmus Rotterdamský svojho času polemizujúc so slávnym cirkevným reformátorom Lutherom napísal: „Viem, že niektorí, držiac sa za uši, určite vykríknu: „Erasmus sa odvážil bojovať s Lutherom!“ Teda mucha so slonom. . Ak to niekto chce pripisovať mojej slabomyseľnosti alebo nevedomosti, nebudem sa s ním hádať, iba ak by sa slabomyseľní mohli hádať aj kvôli učeniu s tými, ktorých Boh obdaroval bohatšími. Možno ma môj názor klame; preto chcem byť partnerom, nie sudcom, prieskumníkom, nie zakladateľom; Som pripravený učiť sa od každého, kto ponúka niečo správnejšie a spoľahlivejšie. Ak čitateľ uvidí, že vybavenie mojej eseje je rovnaké ako na opačnej strane, potom sám zváži a posúdi, čo je dôležitejšie: úsudok všetkých osvietencov..., všetky univerzity..., či súkromný názor toho či onoho človeka... Viem, že v živote sa často stáva, že väčšia časť porazí tých najlepších. Viem, že pri skúmaní pravdy nie je nikdy na škodu pridať svoju usilovnosť k tomu, čo už bolo urobené."
Týmito slovami ukončíme našu krátku štúdiu.
Klimishin I.A. Relativistická astronómia. M.: Nauka, 1983.
Hawking S. Od veľkého tresku po čierne diery. M.: Mir, 1990.
Novikov I.D. Evolúcia vesmíru. M.: Nauka, 1983.
Ginzburg V.L. O fyzike a astrofyzike. Články a prejavy. M.: Nauka, 1985.
Pozerajú sa na to spolu.
„Priepasť plná hviezd sa otvorila;
Hviezdy nemajú číslo, dno priepasti."
M. V. Lomonosov, „Večerné zamyslenie nad Božím Veličenstvom...“
Táto sloha z ódy brilantného Lomonosova sa stala najslávnejšou z celého tvorivého dedičstva veľkého vedca, básnika a filozofa. Napísanie tohto filozofického diela sa datuje do roku 1747. Všimnime si len, že odvtedy sa vedecké myslenie nerozhodlo o interpretácii nekonečnosti vesmíru, takže Lomonosovova hypotéza o nekonečnosti vesmíru zostala nedokázaná.
Odvtedy sa objavil celý odbor základnej vedy, kozmológia. Na túto večnú otázku však ešte nevie odpovedať, navyše, čím viac informácií máme, tým viac sa pred nami vynára neriešiteľných paradoxov. Vedecký koncept nekonečna vesmíru je vyjadrený v tom zmysle, že jeho rozmery, životnosť, hmotnosť hmoty obsiahnutej v univerzálnych objemoch nemožno vyjadriť v konečných číselných hodnotách akejkoľvek veľkosti. Logika takéhoto chápania nekonečnosti priestoru prináša tieto dva nezlučiteľné logické závery:
Podľa Friedmanovej teórie konečný vesmír nemôže byť stacionárny a musí sa buď rozpínať alebo zmršťovať;
Koncept expanzie alebo kontrakcie vesmíru v prípade jeho nekonečna nedáva zmysel, keďže rozpínajúce sa nekonečno sa rovná zmršťovaniu a vznik vesmíru v momente Veľkého tresku z objemu jedného neutrónu s konečnou, aj keď ľubovoľne veľkou hmotnosťou je vyvrátená jej nekonečnosťou z hľadiska hmotnosti, veľkosti a času existencie.
Je známe, že proces rozpínania vesmíru bol dokázaný experimentálne na základe experimentov pri meraní vzdialeností k najbližším hviezdnym systémom pomocou radarovej metódy. Je tiež dokázané, že existoval okamih, keď vesmír vznikol v dôsledku Veľkého tresku. Je určite známe, že čas je vektorový pojem a nemá spätný smer. V dôsledku toho až do tohto momentu čas neexistoval a ako vyplýva z Einsteinovej teórie, priestor a čas nemôžu existovať jeden bez druhého. To znamená, že bol okamih, keď nebolo miesto. Pre väčšinu vedcov – kozmológov je tento paradox základom pre tvrdenie o absencii Boha alebo inej najvyššej moci, ktorá bola impulzom pre vznik vesmíru. A predsa sa nechajme s nádejou vyriešiť tento paradox, keďže naše chápanie vzťahov príčina-následok, a teda aj celá filozofia, trpí zaujatosťou. Genialita Lomonosova spočíva v tom, že vo svojej óde spojil vedu, filozofiu a božský princíp, čím vytvoril precedens pre predvídanie nie samotnej budúcnosti, ale vedeckú predstavu o vesmíre v tejto budúcnosti.