Κοσμολογική μοναδικότητα. Τι είναι η μοναδικότητα;

Όλοι όσοι συνάντησαν τον όρο «μοναδικότητα» προσπάθησαν να καταλάβουν τι είναι; Εάν το κάνετε κυριολεκτική μετάφρασηαπό τα λατινικά, αποδεικνύεται ότι αυτή είναι η μοναδικότητα κάποιου γεγονότος, πλάσματος, φαινομένου. Η έννοια της μοναδικότητας (ειδικότητα) είναι ευρέως διαδεδομένη σε πολλούς τομείς της επιστήμης και της τεχνολογίας και έχει μια συγκεκριμένη ιδιαιτερότητα. Ανάλογα με αυτό, η μοναδικότητα μπορεί να είναι:

μαθηματικός;
βαρυτική?
κοσμολογικός;
τεχνολογικός;
βιολογικός.

Αλλά αν το δεις πιο φιλοσοφικά, τότε η μοναδικότητα είναι ολόκληρο το σύμπαν σε ένα μικροσκοπικό σημείο. Και αυτή δεν είναι μόνο όλη η ουσία του Σύμπαντος, αλλά και η ζωή μας, με την επίγνωση, τη σημασία και τα συναισθήματά της.

Κοσμολογική μοναδικότητα

Κατά τα άλλα, αυτή είναι η κατάσταση που είχε το Σύμπαν την πρώτη κιόλας στιγμή μεγάλη έκρηξη. Χαρακτηρίζεται από την παρουσία άπειρων τιμών πυκνότητας και θερμοκρασίας της ουσίας. Αυτή η κατάσταση, που έγινε παράδειγμα βαρυτικής ιδιομορφίας, είχε προβλεφθεί από τον Αϊνστάιν στις διατάξεις της γενικής θεωρίας της σχετικότητας. Είναι απίστευτα δύσκολο να φανταστεί κανείς ότι ο Ήλιος θα μπορούσε να συμπιεστεί στο μέγεθος ενός ατομικού πυρήνα, αλλά είναι ακόμα πιο δύσκολο να φανταστεί κανείς ότι ολόκληρο το Σύμπαν συμπιέστηκε σε ένα σημείο του οποίου το μέγεθος ήταν πολύ μικρότερο από αυτόν τον πυρήνα. Παρ 'όλα αυτά, Το σύμπαν προέκυψε από ένα τέτοιο αντικείμενο που ονομάζεται μοναδικότητα.Αυτή η εκδοχή των γεγονότων είναι μαθηματικά υπολογισμένη και είναι η κύρια θεωρία για την εμφάνιση του περιβάλλοντος κόσμου. Υπάρχουν όμως ορισμένες δυσκολίες που δεν εξηγούνται από αυτή τη θεωρία.

Κανείς δεν ξέρει πού ακριβώς βρισκόταν το σημείο, από τον πυρήνα του οποίου γεννήθηκε το Σύμπαν μας.
Δεν είναι σαφές πώς αυτό το χαρακτηριστικό «γέννησε» ατελείωτες ποσότητες ενέργειας και ύλης.
Η ετερογένεια του Σύμπαντος δεν είναι επίσης απολύτως σαφής. Σύμφωνα με όλους τους κανόνες, θα έπρεπε να είχε γίνει ομοιογενής, αλλά αυτή η ομοιογένεια δεν ήταν καν στο πρωτογενές αέριο.
Γνωστό σε εμάς φυσικοί νόμοι, που βοηθούν στην περιγραφή του οικείου σε εμάς κόσμου, δεν λειτουργούν στην περίπτωση μιας μοναδικότητας. Από αυτό προκύπτει ότι είναι δυνατό να περιγραφούν μόνο εκείνα τα γεγονότα που συνέβησαν μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, αλλά όχι η ίδια η έκρηξη και όχι το κατώφλι προς αυτήν.

Το ίδιο το γεγονός της ανάδυσης μιας κοσμολογικής μοναδικότητας, αν συνεχίσουμε πίσω στο χρόνο τη λύση που περιγράφει τη δυναμική της διαστολής του Σύμπαντος, αποδείχθηκε από τον S. Hawking το 1967. Αλλά σημείωσε ότι η μοναδικότητα παραβιάζει τους κανόνες της φυσικής. Είναι αδύνατο η πυκνότητα και η θερμοκρασία να έχουν άπειρες τιμές ταυτόχρονα. Η άπειρη πυκνότητα υποδηλώνει ότι το μέτρο του χάους (εντροπία) τείνει στο μηδέν, και αυτό δεν ταιριάζει με την άπειρη θερμοκρασία. Η κοσμολογική μοναδικότητα (και το ίδιο το γεγονός της ύπαρξής της) έχει γίνει ένα από τα κύρια προβλήματα της κοσμολογίας. Αυτό προκύπτει από το γεγονός ότι όλες οι διαθέσιμες πληροφορίες για το τι συνέβη μετά τη Μεγάλη Έκρηξη δεν παρέχουν καμία απολύτως πληροφορία για τα φαινόμενα που προηγήθηκαν αυτού του μεγαλειώδους γεγονότος. Αλλά ο επιστημονικός κόσμος προσπαθεί συνεχώς να λύσει αυτό το πρόβλημα και αυτές οι προσπάθειες γίνονται προς διαφορετικές κατευθύνσεις:

Υποτίθεται ότι θα είναι δυνατό να περιγραφεί η δυναμική ενός πεδίου όπου δεν υπάρχουν τέτοια χαρακτηριστικά χρησιμοποιώντας την κβαντική βαρύτητα, η θεωρία του οποίου δεν έχει ακόμη κατασκευαστεί.
Πιστεύεται ότι αν λάβουμε υπόψη κβαντικές επιδράσειςΣε μη βαρυτικά πεδία, είναι δυνατό να παραβιαστεί η συνθήκη της ενεργειακής κυριαρχίας, κάτι που τόνισε ο Χόκινγκ.
Υπάρχουν και άλλες θεωρίες βαρύτητας που δεν απευθύνονται στη μοναδικότητα. Σε αυτά, η ύλη, συμπιεσμένη στο όριο, με τη βοήθεια βαρυτικών δυνάμεων δεν βιώνει έλξη, αλλά απώθηση.

Βαρυτική μοναδικότητα

Αν μιλάμε με τη στεγνή γλώσσα των φυσικών όρων, τότε αυτό είναι ένα σημείο που βρίσκεται στον χωροχρόνο μέσω του οποίου δεν είναι δυνατό να τεθεί ακριβώς μια γεωδαισιακή γραμμή. Συχνά, η βαρυτική μοναδικότητα κάνει τις ποσότητες που περιγράφουν το βαρυτικό πεδίο άπειρες ή αόριστες. Αυτές οι ποσότητες περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, ενεργειακή πυκνότητα ή βαθμωτή καμπυλότητα. υπονοεί ότι οι ιδιομορφίες πρέπει να προκύψουν κατά τη διαδικασία σχηματισμού μαύρη τρύπα. Εάν βρίσκονται κάτω από τον ορίζοντα γεγονότων, τότε δεν μπορούν να παρατηρηθούν. Στην περίπτωση της Μεγάλης Έκρηξης, υπάρχει μια γυμνή ιδιομορφία - η παρατήρησή της είναι αρκετά πιθανή, αν, φυσικά, βρίσκεστε κοντά. Δυστυχώς, είναι αδύνατο να το δούμε άμεσα, επομένως, με βάση το επίπεδο ανάπτυξης σύγχρονη φυσική, είναι μόνο ένα θεωρητικό αντικείμενο. Όταν αναπτυχθούν οι αρχές της κβαντικής βαρύτητας, θα είναι δυνατό να περιγραφεί ο χωροχρόνος κοντά σε αυτά τα αντικείμενα.

Κάθε μαύρη τρύπα έχει δύο κύρια χαρακτηριστικά - έναν ορίζοντα γεγονότων και μια μοναδικότητα, που είναι το κέντρο αυτής της τρύπας. Εδώ συμβαίνει μια παραμόρφωση, καθώς και μια ρήξη του χωροχρόνου. Στην πραγματικότητα, οι νόμοι της φυσικής χάνουν τη λογική τους εδώ. Υπάρχουν θεωρίες ότι σε τέτοια σημεία είναι πολύ πιθανό να γίνει μια μετάβαση σε άλλους κόσμους. Αναπτύχθηκε ένα μαθηματικό μοντέλο - η «γέφυρα Einstein-Rosen», που επιβεβαιώνει αυτή την επιλογή. Αυτό μπορεί να γίνει πηδώντας μέσα από τη μοναδικότητα. Είναι εδώ που τα στρώματα του Σύμπαντος τέμνονται, σχηματίζοντας ένα είδος υποδιαστημικής μετάβασης. Είναι μια σύνδεση δύο οπών - ασπρόμαυρης. Αυτό είναι ένα είδος χρονομηχανής, και το ίδιο το γεγονός της μετάβασης δεν έρχεται σε αντίθεση με την αρχή της αιτιότητας. Το άλμα μέσα από τη μοναδικότητα μιας περιστρεφόμενης μαύρης τρύπας θα κάνει το ταξίδι στο χρόνο προς οποιαδήποτε κατεύθυνση. Δεδομένου ότι μια μαύρη τρύπα περιβάλλεται από έναν ορίζοντα γεγονότων, η μοναδικότητα δεν μπορεί να φανεί στη γυμνή της κατάσταση. Ωστόσο, δημιουργούνται μοντέλα που επιτρέπουν να γίνει αυτό με διάφορους βαθμούς ρεαλισμού.

Εάν περιστρέψετε μια μαύρη τρύπα σε μια συγκεκριμένη ταχύτητα, ο ορίζοντας γεγονότων μπορεί να διαχωριστεί. Ωστόσο, υπάρχουν κάποιες δυσκολίες εδώ. Για να περιστρέψετε μια μαύρη τρύπα, πρέπει να ρίξετε επιπλέον μάζα σε αυτήν, κάτι που δεν είναι πολύ ρεαλιστικό λόγω της παρουσίας ενός σαφούς ορίου πέρα από το οποίο η περιστροφή της τρύπας είναι αδύνατη. Αλλά η συνήθης υπόθεση είναι ότι η μάζα προστίθεται σε μια ήδη πολύ γρήγορα περιστρεφόμενη τρύπα. Τι γίνεται αν υποθέσουμε ότι η εναλλαγή μόλις ξεκίνησε; Αυτή η επιλογή σάς επιτρέπει να περιστρέψετε μια μαύρη τρύπα σε μια κατάσταση όπου η μοναδικότητά της γίνεται ανοιχτή. Είναι πιθανό ότι υπάρχουν μαύρες τρύπες που ταξιδεύουν γύρω από το Σύμπαν, με μια γυμνή ιδιομορφία.

Μοναδικότητα στα μαθηματικά

Η μαθηματική έννοια μιας δεδομένης ιδιομορφίας είναι ένα ορισμένο σημείο στο οποίο για μαθηματική συνάρτησηπου χαρακτηρίζεται από επιθυμία για άπειρο. Ή η συνάρτηση έχει άλλη ακανόνιστη συμπεριφορά (ιδιαίτερα, ένα κρίσιμο σημείο).

Τεχνολογική ιδιομορφία

Η έννοια αυτή αναφέρεται κυρίως στον τομέα της μελλοντολογίας, μια μελέτη που προσπαθεί να προβλέψει το μέλλον. Στην περίπτωση αυτή, λαμβάνονται ως βάση ορισμένες υπάρχουσες τάσεις στην τεχνολογία, την οικονομία και τα κοινωνικά φαινόμενα και στη συνέχεια προεκτίθενται. Πιστεύεται ότι σύντομα θα έρθει η στιγμή που η πρόοδος στην επιστήμη και την τεχνολογία θα γίνει απρόσιτη για την ανθρώπινη κατανόηση. μυαλό.Αυτό πιθανότατα θα γίνει πραγματικότητα μόλις καταστεί δυνατή η δημιουργία τεχνητής νοημοσύνης και ξεκινήσει η παραγωγή μηχανών που αναπαράγονται. Η ενσωμάτωση των ανθρώπων με τους υπολογιστές ή μια απότομη αλλαγή στη λειτουργικότητα του ανθρώπινου εγκεφάλου με τη χρήση της βιοτεχνολογίας θα οδηγήσει στο ίδιο αποτέλεσμα. Αυτή θα γίνει η τεχνολογική μοναδικότητα που προβλέπουν ορισμένοι επιστήμονες στο εγγύς μέλλον. Ο V. Vij πιστεύει ότι αυτό θα συμβεί το 2030 και ο R. Kurzweil σπρώχνει την επανάσταση πίσω στο 2045.

Μοναδικότητα στη βιολογία

Στη βιολογία, αυτή η έννοια δεν χρησιμοποιείται συχνά. Συνήθως χρησιμοποιείται ως κάποια γενίκευση στην εξελικτική διαδικασία.

Συμπεράσματα και συνέπειες

Εάν οι μαθηματικές, τεχνικές και βιολογικές ιδιομορφίες έχουν αρκετά απτές παραμέτρους, τότε η κατάσταση με τα χαρακτηριστικά άλλων επιλογών είναι πιο περίπλοκη. Είναι δύσκολο να λειτουργήσεις με έννοιες που δεν μπορούν να «αγγιχτούν» και να αξιολογηθούν. Οι μαθηματικοί υπολογισμοί είναι αξιόπιστο πράγμα, αλλά μόνο εάν τα αντικείμενα της έρευνας είναι επαρκώς υλικά. Με τη μοναδικότητα όλα είναι διαφορετικά. Όχι μόνο δεν είναι υλικό, αλλά δεν έχει ακόμη αποδειχθεί. Επομένως, η χρήση του, έστω και υποθετική, εγείρει ερωτηματικά. Εάν μπορείτε να ταξιδέψετε μέσα από αυτό για να φτάσετε σε άλλες διαστάσεις, τότε πώς μπορείτε να παραμείνετε άθικτοι περνώντας από τη βαρυτική Σκύλλα και τη Χάρυβδη; Οι φυσικοί πιθανότατα θα έχουν απαντήσεις σε όλες τις ερωτήσεις με την πάροδο του χρόνου. Και σίγουρα θα τα αναγνωρίσουμε και θα καταλάβουμε επιτέλους τι είναι η μοναδικότητα.

Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο, ο κόσμος μας εμφανίστηκε πριν από περίπου δεκατρία δισεκατομμύρια χρόνια ως αποτέλεσμα της Μεγάλης Έκρηξης μιας ορισμένης υπερπυκνής κατάστασης του Σύμπαντος μας - μια μοναδικότητα. Αυτό που προηγήθηκε αυτού του γεγονότος, πώς προέκυψε η ιδιαιτερότητα, από πού προήλθε η μάζα της, ήταν εντελώς ακατανόητο - δεν υπάρχει καμία θεωρία για μια τέτοια κατάσταση. Ήταν ασαφές περαιτέρω μοίρατου διαστελλόμενου Σύμπαντος: θα συνεχιστεί η διαστολή του για πάντα ή θα αντικατασταθεί από συμπίεση μέχρι την επόμενη ιδιομορφία.

Η θεωρία της κοσμογένεσης, που αναπτύχθηκε πρόσφατα από Ρώσους ερευνητές και αναφέρθηκε για πρώτη φορά τον Μάιο του περασμένου έτους σε διεθνές συνέδριο στο Φυσικό Ινστιτούτοτους. P. N. Lebedeva Ρωσική ΑκαδημίαΗ επιστήμη δείχνει ότι η ιδιομορφία είναι ένα φυσικό προϊόν της εξέλιξης ενός τεράστιου αστεριού που μετατρέπεται σε μαύρη τρύπα. Μια ενιαία μαύρη τρύπα μπορεί να δημιουργήσει πολλούς «απογόνους» στα επόμενα σύμπαντα. Και αυτή η διαδικασία συνεχίζεται συνεχώς, διακλαδίζοντας, όπως το Δέντρο του Κόσμου από τους σκανδιναβικούς θρύλους. Ο πολύφυλλος υπερσύμπαντος είναι άπειρος τόσο στον χώρο όσο και στον χρόνο.

Δέντρο του Κόσμου

ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ

«Στην αρχή ήταν ο Λόγος, και ο Λόγος ήταν με τον Θεό, και ο Λόγος ήταν Θεός». Σύντομο και σαφές, αλλά όχι σαφές. Ευτυχώς, εκτός από τη θεολογία, υπάρχει και η κοσμολογία - η επιστήμη του Σύμπαντος. Η κοσμολογική εικόνα του κόσμου είναι εξ ορισμού αντικειμενική, μη θρησκευτική και επομένως ενδιαφέρουσα για κάθε άτομο που εκτιμά τα γεγονότα.

Μέχρι τις αρχές του 20ου αιώνα, η κοσμολογία παρέμενε μια θεωρητική επιστήμη: δεν ήταν ακόμη φυσική, βασισμένη στην εμπειρική εμπειρία και σε ανεξάρτητο πείραμα, αλλά φυσική φιλοσοφία, βασισμένη στις απόψεις, συμπεριλαμβανομένων των θρησκευτικών, του ίδιου του επιστήμονα. Μόνο με την έλευση σύγχρονη θεωρίαβαρύτητα, γνωστή ως γενική σχετικότητα - γενική θεωρίαη σχετικότητα, η κοσμολογία έλαβε μια θεωρητική βάση. Πολυάριθμες ανακαλύψεις τόσο στην αστρονομία όσο και στη φυσική έδωσαν στην ηρωίδα μας παρατηρητική αιτιολόγηση. Τα αριθμητικά πειράματα παρείχαν σημαντική υποστήριξη στη θεωρία και τις παρατηρήσεις. Σημειώστε ότι, σε αντίθεση με ορισμένες δηλώσεις, δεν υπάρχουν αντιφάσεις μεταξύ της γενικής σχετικότητας, αφενός, και των παρατηρήσεων και των πειραμάτων, αφετέρου. Πράγματι, με βάση τη γενική σχετικότητα, δεν υπολόγισαν μόνο το μέγεθος της εκτροπής μιας ακτίνας φωτός στο βαρυτικό πεδίο του Ήλιου, το οποίο, ειλικρινά μιλώντας, δεν είναι θεμελιωδώς σημαντικό για Εθνική οικονομία, αλλά και να υπολογίσει τις τροχιές πλανητών και διαστημικών σκαφών, καθώς και τις τεχνικές παραμέτρους των επιταχυντών, συμπεριλαμβανομένου του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων. Φυσικά, αυτό δεν σημαίνει ότι το GTR είναι η απόλυτη αλήθεια. Ωστόσο, η αναζήτηση νέα θεωρίαΗ βαρύτητα κινείται προς την κατεύθυνση της γενίκευσης αυτού που είναι ήδη διαθέσιμο και όχι της εγκατάλειψής του.

Ο ορισμός που δώσαμε στην κοσμολογία - την επιστήμη του Σύμπαντος - είναι αρκετά ευρύς. Όπως σωστά σημείωσε ο Άρθουρ Έντινγκτον, όλη η επιστήμη είναι κοσμολογία. Επομένως, είναι λογικό να εξηγήσουμε με συγκεκριμένα παραδείγματα ποιες εργασίες και προβλήματα θεωρούνται κοσμολογικά.

Η κατασκευή ενός μοντέλου του Σύμπαντος είναι, φυσικά, ένα κοσμολογικό έργο. Είναι πλέον γενικά αποδεκτό ότι το Σύμπαν είναι ομοιογενές και ισότροπο σε μεγάλες κλίμακες (πάνω από 100 megaparsecs). Αυτό το μοντέλο ονομάζεται μοντέλο Friedman από τον ανακάλυψε του Alexander Friedman. Σε μικρές κλίμακες, η ύλη του Σύμπαντος υπόκειται στη διαδικασία της βαρυτικής συστροφής λόγω της βαρυτικής αστάθειας - η δύναμη της έλξης που ενεργεί μεταξύ των σωμάτων τείνει να τα φέρει κοντά. Τελικά, αυτό οδηγεί στην εμφάνιση της δομής του Σύμπαντος - γαλαξίες, τα σμήνη τους κ.λπ.

Το Σύμπαν είναι μη ακίνητο: διαστέλλεται και με επιτάχυνση (πληθωριστικό) λόγω της παρουσίας σκοτεινής ενέργειας σε αυτό - ένας τύπος ύλης της οποίας η πίεση είναι αρνητική. Το κοσμολογικό μοντέλο περιγράφεται από διάφορες παραμέτρους. Αυτή είναι η ποσότητα της σκοτεινής ύλης, των βαρυονίων, των νετρίνων και ο αριθμός των ποικιλιών τους, οι τιμές της σταθεράς και χωρικής καμπυλότητας του Hubble, το σχήμα του φάσματος των διαταραχών αρχικής πυκνότητας (ένα σύνολο διαταραχών διαφορετικών μεγεθών), πλάτος των πρωτογενών βαρυτικών κυμάτων, η μετατόπιση του κόκκινου και το οπτικό βάθος του δευτερογενούς ιονισμού του υδρογόνου, καθώς και άλλες λιγότερο σημαντικές παράμετροι. Κάθε ένα από αυτά αξίζει μια ξεχωριστή συζήτηση, ο ορισμός του καθενός είναι μια ολόκληρη μελέτη, και όλα αυτά σχετίζονται με τα προβλήματα της κοσμολογίας. Η κοσμολογική παράμετρος δεν είναι μόνο ένας αριθμός, αλλά και οι φυσικές διεργασίες που διέπουν τον κόσμο στον οποίο ζούμε.

ΠΡΩΙΜΟ ΣΥΜΠΑΝ

Ίσως ένα ακόμη πιο σημαντικό κοσμολογικό πρόβλημα είναι το ζήτημα της προέλευσης του Σύμπαντος, του τι συνέβη στην Αρχή.

Για αιώνες, οι επιστήμονες φαντάζονταν το σύμπαν αιώνιο, άπειρο και στατικό. Το γεγονός ότι αυτό δεν είναι έτσι ανακαλύφθηκε στη δεκαετία του '20 του 20ου αιώνα: η μη σταθερότητα των λύσεων στις εξισώσεις βαρύτητας αναγνωρίστηκε θεωρητικά από τον ήδη αναφερόμενο A. A. Friedman και οι παρατηρήσεις (με τη σωστή ερμηνεία) πραγματοποιήθηκαν σχεδόν ταυτόχρονα από πολλούς αστρονόμοι. Μεθοδολογικά, είναι σημαντικό να τονίσουμε ότι ο ίδιος ο χώρος δεν επεκτείνεται πουθενά: μιλάμε για την ογκομετρική διαστολή μιας μεγάλης κλίμακας ροής ύλης, που εξαπλώνεται προς όλες τις κατευθύνσεις. Μιλώντας για την Αρχή του Σύμπαντος, εννοούμε το ζήτημα της προέλευσης αυτής της κοσμολογικής ροής, στην οποία δόθηκε η αρχική ώθηση για διαστολή και δόθηκε μια ορισμένη συμμετρία.

Η ιδέα ενός αιώνιου και άπειρου Σύμπαντος, μέσα από τα έργα πολλών ερευνητών του 20ου αιώνα, μερικές φορές σε αντίθεση με τις προσωπικές τους πεποιθήσεις, έχασε έδαφος. Η ανακάλυψη της παγκόσμιας διαστολής του Σύμπαντος σήμαινε όχι μόνο ότι το Σύμπαν είναι μη στατικό, αλλά και ότι η ηλικία του είναι πεπερασμένη. Μετά από πολλή συζήτηση για το τι ισοδυναμεί, και πολλές σημαντικές παρατηρητικές ανακαλύψεις, ο αριθμός έχει σταθεροποιηθεί: 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτό είναι πολύ λίγο. Άλλωστε πριν από δύο δισεκατομμύρια χρόνια κάτι σέρνονταν ήδη στη Γη. Επιπλέον, η ακτίνα του ορατού Σύμπαντος είναι πολύ μεγάλη (αρκετά gigaparsecs) για μια τόσο μικρή ηλικία. Προφανώς, το τεράστιο μέγεθος του Σύμπαντος συνδέεται με ένα άλλο -πληθωριστικό- στάδιο διαστολής, που συνέβη στο παρελθόν και αντικαταστάθηκε από ένα στάδιο αργής διαστολής, ελεγχόμενο από τη βαρύτητα της ακτινοβολίας και τη σκοτεινή ύλη. Αργότερα, ξεκινά ένα άλλο στάδιο επιταχυνόμενης διαστολής του Σύμπαντος, το οποίο ήδη ελέγχεται από σκοτεινή ενέργεια. Οι εξισώσεις της γενικής σχετικότητας δείχνουν ότι με την επιταχυνόμενη διαστολή, το μέγεθος της κοσμολογικής ροής αυξάνεται πολύ γρήγορα και αποδεικνύεται ότι είναι μεγαλύτερο από τον φωτεινό ορίζοντα.

Η ηλικία του Σύμπαντος είναι γνωστή με ακρίβεια 100 εκατομμυρίων ετών. Όμως, παρά την τόσο «χαμηλή» ακρίβεια, μπορούμε (η ανθρωπότητα) να εντοπίσουμε με σιγουριά διεργασίες που συνέβησαν πολύ κοντά στο χρόνο στη «στιγμή της γέννησης του Σύμπαντος» - περίπου 10^-35 δευτερόλεπτα. Αυτό είναι δυνατό επειδή η δυναμική των φυσικών διεργασιών που συμβαίνουν σε κοσμολογικές αποστάσεις συνδέονται μόνο με τη βαρύτητα και υπό αυτή την έννοια είναι απολύτως σαφής. Έχοντας μια θεωρία (GTR), μπορούμε να επεκτείνουμε το Κοσμολογικό Πρότυπο Μοντέλο στο σύγχρονο Σύμπαν στο παρελθόν και να «δούμε» πώς έμοιαζε στα νιάτα του. Και φαινόταν απλό: το πρώιμο Σύμπαν ήταν αυστηρά προσδιορισμένο και ήταν μια στρωτή ροή ύλης που διαστέλλεται από εξαιρετικά υψηλές πυκνότητες.

ΜΟΝΑΔΙΚΟΤΗΤΑ

Δεκατρία δισεκατομμύρια χρόνια είναι περίπου 10^17 δευτερόλεπτα. Και η «φυσική» αρχή της κοσμολογικής ροής με μια τέτοια παρέκταση συμπίπτει με τον χρόνο Planck - 10^-43 δευτερόλεπτα. Σύνολο 43 + 17 = 60 τάξεις μεγέθους. Δεν έχει νόημα να μιλάμε για το τι συνέβη πριν από 10^-43 δευτερόλεπτα, αφού λόγω των κβαντικών επιδράσεων, η κλίμακα Planck είναι το ελάχιστο διάστημα για το οποίο ισχύει η έννοια της συνέχειας και της επέκτασης. Σε αυτό το σημείο, πολλοί ερευνητές εγκατέλειψαν. Όπως, δεν μπορούμε να προχωρήσουμε περισσότερο επειδή δεν έχουμε θεωρία, δεν γνωρίζουμε την κβαντική βαρύτητα κ.λπ.

Ωστόσο, στην πραγματικότητα, δεν μπορεί να ειπωθεί ότι το Σύμπαν «γεννήθηκε» ακριβώς σε αυτήν την ηλικία. Είναι πολύ πιθανό ότι η ροή της ύλης «γλίστρησε» από την υπερπυκνή κατάσταση σε πολύ σύντομο (πλανκιανό) χρόνο, δηλαδή κάτι την ανάγκασε να περάσει από αυτό το βραχυπρόθεσμο στάδιο. Και τότε δεν υπάρχει λογικό αδιέξοδο με τον χρόνο Planck και τη σταθερά Planck. Απλά πρέπει να καταλάβετε τι θα μπορούσε να έχει προηγηθεί της έναρξης της κοσμολογικής επέκτασης, για ποιο λόγο και τι «έσερνε» την βαρυτική ύλη μέσα από μια κατάσταση εξαιρετικά υψηλής πυκνότητας.

Η απάντηση σε αυτά τα ερωτήματα, κατά τη γνώμη μας, βρίσκεται στη φύση της βαρύτητας. Τα κβαντικά φαινόμενα παίζουν δευτερεύοντα ρόλο εδώ, αλλάζοντας και τροποποιώντας την έννοια της υπερπυκνής ύλης σε σύντομο χρονικό διάστημα. Φυσικά, σήμερα δεν γνωρίζουμε όλες τις ιδιότητες της αποτελεσματικής ύλης [αυτή η «ύλη» ονομάζεται αποτελεσματική επειδή περιλαμβάνει επίσης παραμέτρους που περιγράφουν πιθανές αποκλίσεις της βαρύτητας από τη Γενική Σχετικότητα. Ας θυμηθούμε από αυτή την άποψη ότι η σύγχρονη επιστήμη λειτουργεί με ξεχωριστά φυσικές έννοιεςύλη και χωροχρόνος (βαρύτητα). ΣΕ ακραίες συνθήκεςκοντά στη μοναδικότητα, μια τέτοια διαίρεση είναι υπό όρους - εξ ου και ο όρος «αποτελεσματική ύλη».] σε ακραίες συνθήκες. Λαμβάνοντας όμως υπόψη μικρή περίοδοςΣε αυτό το στάδιο, είμαστε σε θέση να περιγράψουμε ολόκληρη τη δυναμική διαδικασία, βασιζόμενοι μόνο στους γνωστούς νόμους διατήρησης της ενέργειας και της ορμής και θεωρώντας ότι εκπληρώνονται πάντα στο μέσο μετρικό χωροχρόνο, ανεξάρτητα από την κβαντική «θεωρία των πάντων» να δημιουργηθούν στο μέλλον.

ΚΟΣΜΟΓΕΝΕΣΙΣ

Στην ιστορία της κοσμολογίας, έχουν γίνει αρκετές προσπάθειες να παρακάμψει το πρόβλημα της μοναδικότητας και να το αντικαταστήσει, για παράδειγμα, με την έννοια της γέννησης του Σύμπαντος στο σύνολό του. Σύμφωνα με την υπόθεση της γέννησης από το «τίποτα», ο κόσμος προέκυψε από ένα «σημείο», μια ιδιομορφία, μια υπερπυκνή περιοχή με πολύ υψηλή συμμετρία και οτιδήποτε άλλο μπορείτε να σκεφτείτε (μετασταθερότητα, αστάθεια, μετάβαση κβαντικού υποφραγμού στη συμμετρία Friedmann, και τα λοιπά.). Σε αυτή την προσέγγιση, το πρόβλημα της ιδιομορφίας δεν επιλύθηκε και η ιδιομορφία υποτέθηκε με τη μορφή μιας αρχικής υπερπυκνής κατάστασης που μοιάζει με κενό (βλ. «Science and Life» Νο. 11, 12, 1996).

Έχουν γίνει και άλλες προσπάθειες να «ξεφύγουν» από τη μοναδικότητα, αλλά το κόστος ήταν πάντα υψηλό. Αντίθετα, ήταν απαραίτητο να υποθέσουμε σκοτεινές κατασκευές είτε υπερπυκνών (υποπλανκιανών) καταστάσεων ύλης, είτε «αναπήδησης» της ροής Friedmann από υψηλή πυκνότητα (αλλαγή συμπίεσης σε διαστολή) ή άλλες υποθετικές συνταγές για τη συμπεριφορά των υψηλών ύλη πυκνότητας.

Σε κανέναν δεν αρέσει η Μοναδικότητα. Η φυσική εικόνα του κόσμου προϋποθέτει μια μεταβαλλόμενη, εξελισσόμενη, αλλά συνεχώς υπάρχον κόσμο. Προτείνουμε να δούμε τη μοναδικότητα διαφορετικά και να προχωρήσουμε από το γεγονός ότι οι εξαιρετικά συμπιεσμένες καταστάσεις στις οποίες, υπό ορισμένες συνθήκες, πέφτει και διέρχεται ένα δυναμικά αλληλεπιδρώντα σύστημα (στην απλούστερη περίπτωση ένα αστέρι) είναι αντικειμενικές και φυσικές για τη βαρύτητα. Μοναδικές περιοχές, όπως προσωρινές γέφυρες ή αλυσίδες, συνδέουν πιο εκτεταμένους τομείς του κόσμου μας. Αν αυτό είναι έτσι, τότε πρέπει να καταλάβουμε τι κάνει την ύλη να εμπίπτει σε ειδικές ενικές καταστάσεις και πώς βγαίνει από αυτές.

Όπως ήδη αναφέρθηκε, η κοσμολογική διαστολή ξεκινά με μια κοσμολογική ιδιομορφία - αντιστρέφοντας νοητικά τον χρόνο, φτάνουμε αναπόφευκτα στη στιγμή που η πυκνότητα του Σύμπαντος μετατρέπεται στο άπειρο. Μπορούμε να θεωρήσουμε αυτή τη θέση ως ένα προφανές γεγονός που βασίζεται στο QSM και τη Γενική Σχετικότητα. Έχοντας το δεχτεί ως δεδομένο, ας θέσουμε ένα απλό ερώτημα που προκύπτει από αυτό: πώς προκύπτει μια ιδιομορφία, πώς η βαρυτική ύλη μπαίνει σε μια υπερσυμπιεσμένη κατάσταση; Η απάντηση είναι εκπληκτικά απλή: αυτό προκαλείται από τη διαδικασία της βαρυτικής συμπίεσης ενός τεράστιου συστήματος (αστέρι ή άλλο συμπαγές αστροφυσικό σύστημα) στο τέλος της εξέλιξής του. Ως αποτέλεσμα της κατάρρευσης, σχηματίζεται μια μαύρη τρύπα και, κατά συνέπεια, η μοναδικότητά της. Δηλαδή, η κατάρρευση τελειώνει με μια μοναδικότητα και η κοσμολογία ξεκινά με μια μοναδικότητα. Υποστηρίζουμε ότι αυτή είναι μια αλυσίδα μιας ενιαίας συνεχούς διαδικασίας.

Το ζήτημα της προέλευσης του Σύμπαντος, μετά από πολλές δοκιμές, απόπειρες να το θέσουμε και διάφορες ερμηνείες, απέκτησε μια στέρεη επιστημονική βάση τον 21ο αιώνα με τη μορφή του QSM και της ξεκάθαρης προέκτασής του στο παρελθόν σύμφωνα με τις γραμμές της Γενικής Σχετικότητας. Εξετάζοντας αυτό το πρόβλημα, ξεκινώντας από το μοναδικό σύμπαν που είναι γνωστό σε εμάς, δεν πρέπει να ξεχνάμε τη γενική φυσική αρχή που σχετίζεται με το όνομα του Νικόλαου Κοπέρνικου. Κάποτε πίστευαν ότι η Γη είναι το κέντρο του σύμπαντος, στη συνέχεια συνδέθηκε με τον Ήλιο και αργότερα αποδείχθηκε ότι ο Γαλαξίας μας δεν είναι ο μόνος, αλλά μόνο ένας ανάμεσα σε πάρα πολλούς (υπάρχουν σχεδόν ένα τρισεκατομμύριο ορατοί γαλαξίες μόνος). Είναι λογικό να υποθέσουμε ότι υπάρχουν πολλά σύμπαντα. Το γεγονός ότι δεν γνωρίζουμε ακόμη τίποτα για τους άλλους οφείλεται στο μεγάλο μέγεθος του Σύμπαντος μας - η κλίμακα του σίγουρα υπερβαίνει τον ορίζοντα της ορατότητας.

Μέγεθος (κλίμακα) του Σύμπαντοςείναι το μέγεθος της αιτιολογικά συνδεδεμένης περιοχής, που τεντώνεται κατά την επέκτασή της. Το μέγεθος της ορατότητας είναι η απόσταση που έχει «διανύσει» το φως κατά τη διάρκεια της ύπαρξης του Σύμπαντος· μπορεί να ληφθεί πολλαπλασιάζοντας την ταχύτητα του φωτός και την ηλικία του Σύμπαντος. Το γεγονός ότι το Σύμπαν είναι ισότροπο και ομοιογενές σε μεγάλες κλίμακες σημαίνει ότι οι αρχικές συνθήκες σε μακρινές περιοχές του Σύμπαντος ήταν παρόμοιες.

Έχουμε ήδη αναφέρει ότι αυτή η μεγάλη κλίμακα οφείλεται στην παρουσία πληθωριστικού σταδίου επέκτασης. Στην προ πληθωριστική περίοδο της Μεγάλης Έκρηξης, η διευρυνόμενη ροή θα μπορούσε να ήταν πολύ μικρή και να μην είχε καθόλου τα χαρακτηριστικά του μοντέλου Friedman. Αλλά πώς να μετατρέψετε μια μικρή ροή σε μεγάλη δεν είναι πρόβλημα κοσμογένεσης, αλλά ένα τεχνικό ζήτημα της ύπαρξης ενός τελικού ενδιάμεσου σταδίου φουσκώματος, ικανού να επεκτείνει τη ροή με τον ίδιο τρόπο που αυξάνεται η επιφάνεια ενός φουσκωμένου μπαλονιού. . Το κύριο πρόβλημα της κοσμογένεσης δεν είναι το μέγεθος της κοσμολογικής ροής, αλλά η εμφάνισή της. Ακριβώς όπως υπάρχει καλό γνωστή μέθοδοςο σχηματισμός συμπιεσμένων ροών ύλης (βαρυτική κατάρρευση), θα πρέπει να είναι αρκετά γενικός και απλός φυσικός μηχανισμόςβαρυτική παραγωγή («ανάφλεξη») διαστελλόμενων ροών ύλης.

ΕΝΣΩΜΑΤΩΤΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ

Πώς μπορείτε λοιπόν να ξεπεράσετε τη μοναδικότητα; Και τι κρύβεται πίσω από αυτό;

Είναι βολικό να μελετήσουμε τη δομή του χωροχρόνου εκτοξεύοντας διανοητικά ελεύθερα δοκιμαστικά σωματίδια σε αυτόν και παρατηρώντας πώς κινούνται. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς μας, γεωδαιτικές τροχιές [οι μικρότερες αποστάσεις στο χώρο μιας ορισμένης κατασκευής. Στον Ευκλείδειο χώρο αυτές είναι ευθείες γραμμές, στον χώρο του Ρίμαν είναι κυκλικά τόξα, κ.λπ.] τα δοκιμαστικά σωματίδια διαδίδονται ελεύθερα στο χρόνο μέσω μοναδικών περιοχών μιας συγκεκριμένης κατηγορίας, τις οποίες ονομάσαμε ολοκληρωμένες ιδιομορφίες. (Η πυκνότητα ή η πίεση αποκλίνουν στην ιδιομορφία, αλλά το ολοκλήρωμα όγκου αυτών των μεγεθών είναι πεπερασμένο: η μάζα της ολοκληρωμένης ιδιομορφίας τείνει στο μηδέν, αφού καταλαμβάνει έναν ασήμαντο όγκο.) Έχοντας περάσει τη μαύρη τρύπα, οι γεωδαισιακές τροχιές βρίσκονται σε ο χωροχρόνος τομέας (από το γαλλικό domaine - περιοχή , κατοχή) μιας λευκής τρύπας, που διαστέλλεται με όλα τα σημάδια μιας κοσμολογικής ροής. Αυτή η χωροχρονική γεωμετρία είναι ενοποιημένη και είναι λογικό να την ορίσουμε ως ασπρόμαυρη τρύπα. Η κοσμολογική περιοχή μιας λευκής τρύπας βρίσκεται στο απόλυτο μέλλον σε σχέση με τη μητρική περιοχή της μαύρης τρύπας, δηλαδή η λευκή τρύπα είναι μια φυσική συνέχεια και δημιουργία της μαύρης τρύπας.

Αυτή η νέα ιδέα γεννήθηκε πρόσφατα. Οι δημιουργοί ανακοίνωσαν την εμφάνισή του τον Μάιο του 2011 στις επιστημονικό συνέδριο, αφιερωμένο στη μνήμη του A.D. Sakharov, που πραγματοποιήθηκε στη ναυαρχίδα της ρωσικής φυσικής - το Φυσικό Ινστιτούτο που πήρε το όνομά του. P. N. Lebedev Ρωσική Ακαδημία Επιστημών (FIAN).

Πώς είναι αυτό εφικτό και γιατί ένας τέτοιος μηχανισμός κοσμογένεσης δεν εξετάστηκε πριν; Ας ξεκινήσουμε απαντώντας στην πρώτη ερώτηση.

Η εύρεση μιας μαύρης τρύπας δεν είναι δύσκολη, υπάρχουν πολλά από αυτά γύρω - αρκετά τοις εκατό της συνολικής μάζας των αστεριών στο Σύμπαν συγκεντρώνεται σε μαύρες τρύπες. Ο μηχανισμός εμφάνισής τους είναι επίσης γνωστός. Μπορείτε συχνά να ακούσετε ότι ζούμε σε ένα νεκροταφείο μαύρης τρύπας. Μπορεί όμως αυτό να ονομαστεί νεκροταφείο (το τέλος της εξέλιξης) ή άλλες ζώνες (τομείς) του πολύπλοκου κόσμου μας, άλλα σύμπαντα ξεκινούν πέρα από τους ορίζοντες γεγονότων των μαύρων τρυπών;

Γνωρίζουμε ότι μέσα σε μια μαύρη τρύπα υπάρχει μια ειδική μοναδική περιοχή στην οποία «πέφτει» όλη η ύλη που συλλαμβάνεται από αυτήν και όπου το βαρυτικό δυναμικό ορμάει στο άπειρο. Ωστόσο, η φύση δεν ανέχεται όχι μόνο το κενό, αλλά και τα άπειρα ή τις αποκλίσεις (αν και κανείς δεν έχει ακυρώσει μεγάλους αριθμούς). Μπορέσαμε να «περάσουμε» την περιοχή της μοναδικότητας απαιτώντας τα βαρυτικά (μετρικά) δυναμικά εκεί, και επομένως οι παλιρροϊκές δυνάμεις, να παραμένουν πεπερασμένα.

Η απόκλιση των μετρικών δυναμικών μπορεί να εξαλειφθεί εξομαλύνοντας τη μοναδικότητα με τη βοήθεια αποτελεσματικής ύλης, η οποία την αποδυναμώνει, αλλά δεν την εξαλείφει εντελώς. (Μια τέτοια ολοκληρωμένη ιδιομορφία μπορεί να συγκριθεί με τη συμπεριφορά της σκοτεινής ύλης όταν πλησιάζει το κέντρο ενός γαλαξία. Η πυκνότητά της τείνει στο άπειρο, αλλά η μάζα που περιέχεται στη φθίνουσα ακτίνα τείνει στο μηδέν λόγω του γεγονότος ότι ο όγκος εντός αυτής της ακτίνας μειώνεται Η αναλογία αυτή δεν είναι απόλυτη: το γαλαξιακό άκρο, μια περιοχή αποκλίνουσας πυκνότητας, είναι χωρική δομή, και η ιδιομορφία της μαύρης τρύπας εμφανίζεται ως γεγονός στο χρόνο.) Επομένως, αν και η πυκνότητα και η πίεση αποκλίνουν, οι παλιρροϊκές δυνάμεις που δρουν στο σωματίδιο είναι πεπερασμένες, αφού εξαρτώνται από τη συνολική μάζα. Αυτό επιτρέπει στα δοκιμαστικά σωματίδια να περνούν ελεύθερα μέσα από τη μοναδικότητα: διαδίδονται σε συνεχή χωροχρόνο και δεν απαιτούνται πληροφορίες σχετικά με την κατανομή της πυκνότητας ή της πίεσης για να περιγραφεί η κίνησή τους. Και με τη βοήθεια δοκιμαστικών σωματιδίων, μπορείτε να περιγράψετε τη γεωμετρία - να δημιουργήσετε συστήματα αναφοράς και να μετρήσετε χωρικά και χρονικά διαστήματα μεταξύ σημείων και γεγονότων.

ΜΑΥΡΕΣ ΤΡΥΠΕΣ

Άρα, είναι δυνατόν να περάσουμε από τη μοναδικότητα. Και επομένως, μπορούμε να «δούμε» τι κρύβεται πίσω από αυτό, μέσω του οποίου ο χωροχρόνος συνεχίζει να εξαπλώνεται τα δοκιμαστικά μας σωματίδια. Και καταλήγουν στην περιοχή μιας λευκής τρύπας. Οι εξισώσεις δείχνουν ότι συμβαίνει ένα είδος ταλάντωσης: η ροή ενέργειας από τη συσταλτική περιοχή της μαύρης τρύπας συνεχίζεται στην περιοχή διαστολής της λευκής τρύπας. Δεν μπορείτε να κρύψετε την ώθηση: η κατάρρευση αναστρέφεται σε αντικατάρρευση ενώ διατηρείται η πλήρης ώθηση. Και αυτό είναι ένα διαφορετικό σύμπαν, αφού μια λευκή τρύπα γεμάτη με ύλη έχει όλες τις ιδιότητες μιας κοσμολογικής ροής. Αυτό σημαίνει ότι το Σύμπαν μας μπορεί να είναι προϊόν κάποιου άλλου κόσμου.

Η εικόνα που ακολουθεί από τις ληφθείσες λύσεις των εξισώσεων βαρύτητας είναι η εξής. Το μητρικό αστέρι καταρρέει στο μητρικό σύμπαν και σχηματίζει μια μαύρη τρύπα. Ως αποτέλεσμα της κατάρρευσης, δημιουργούνται καταστροφικές παλιρροϊκές δυνάμεις βαρύτητας γύρω από το αστέρι, οι οποίες παραμορφώνουν και διαλύουν το κενό, γεννώντας ύλη στον προηγουμένως κενό χώρο. Αυτή η ύλη από την μοναδική περιοχή της μαύρης-άσπρης τρύπας εισέρχεται σε ένα άλλο σύμπαν, επεκτείνοντας υπό την επίδραση της βαρυτικής ώθησης που λαμβάνεται κατά την κατάρρευση του μητρικού άστρου.

Η συνολική μάζα των σωματιδίων σε ένα τέτοιο νέο σύμπαν μπορεί να είναι αυθαίρετα μεγάλη. Μπορεί να υπερβεί σημαντικά τη μάζα του μητρικού αστεριού. Σε αυτή την περίπτωση, η μάζα της προκύπτουσας (γονικής) μαύρης τρύπας, που μετράται από έναν παρατηρητή που βρίσκεται στον εξωτερικό χώρο του μητρικού σύμπαντος, είναι πεπερασμένη και κοντά στη μάζα του αστεριού που έχει καταρρεύσει. Δεν υπάρχει κανένα παράδοξο εδώ, αφού η διαφορά στις μάζες αντισταθμίζεται από τη βαρυτική δεσμευτική ενέργεια, η οποία έχει αρνητικό πρόσημο. Μπορεί να ειπωθεί ότι νέο σύμπανβρίσκεται στο απόλυτο μέλλον σε σχέση με το μητρικό (παλιό) σύμπαν. Με άλλα λόγια, μπορείτε να φτάσετε εκεί, αλλά δεν μπορείτε να επιστρέψετε.

ΑΣΤΡΟΓΟΝΙΚΗ ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΑ, Ή ΠΟΛΛΑΠΛΑΣΤΙΚΟ ΣΥΜΠΑΝ

Ένας τόσο περίπλοκος κόσμος μοιάζει με το Δέντρο της Ζωής ( οικογενειακό δέντρο, αν σου αρέσει). Εάν κατά τη διαδικασία της εξέλιξης εμφανιστούν μαύρες τρύπες στο Σύμπαν, τότε μέσω αυτών τα σωματίδια μπορούν να εισέλθουν σε άλλους κλάδους (τομείς) του σύμπαντος - και ούτω καθεξής μέσα από προσωρινές γιρλάντες μαύρων και λευκών οπών. Εάν οι μαύρες τρύπες δεν σχηματιστούν για τον ένα ή τον άλλο λόγο (για παράδειγμα, τα αστέρια δεν γεννιούνται), προκύπτει ένα αδιέξοδο - η γένεση (δημιουργία) νέων συμπάντων προς αυτή την κατεύθυνση διακόπτεται. Αλλά κάτω από ένα ευνοϊκό σύνολο συνθηκών, η ροή της «ζωής» μπορεί να ξαναρχίσει και να ανθίσει ακόμη και από μια μαύρη τρύπα - γι 'αυτό είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν συνθήκες για την παραγωγή νέων γενεών μαύρων τρυπών στα επόμενα σύμπαντα.

Πώς μπορούν να προκύψουν «ευνοϊκές συνθήκες» και από τι εξαρτώνται; Στο μοντέλο μας, αυτό οφείλεται στις ιδιότητες της αποτελεσματικής ύλης που δημιουργείται υπό την επίδραση της ακραίας βαρύτητας κοντά στις ιδιομορφίες των μαύρων-άσπρων οπών. Στην ουσία, μιλάμε για μη γραμμικές μεταπτώσεις φάσης στην κβαντική βαρυτική σύστημα υλικού, που έχουν τη φύση των διακυμάνσεων και, ως εκ τούτου, υπόκεινται σε τυχαίες (διακλαδώσεις) αλλαγές. Ακολουθώντας τη συνθηματική φράση του Αϊνστάιν, μπορούμε να πούμε ότι «ο Θεός ρίχνει τα ζάρια» και τότε αυτά τα ζάρια (αρχικές συνθήκες) μπορούν να διαμορφωθούν σε ντετερμινιστικούς τομείς νέων συμπάντων ή μπορούν να παραμείνουν μη ανεπτυγμένα «έμβρυα» κοσμογένεσης. Εδώ, όπως και στη ζωή, υπάρχουν νόμοι. ΦΥΣΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗ. Αλλά αυτό είναι το αντικείμενο περαιτέρω έρευνας και μελλοντικής εργασίας.

ΠΩΣ ΝΑ ΑΠΟΦΥΓΕΤΕ ΤΗΝ ΜΟΝΑΔΙΚΟΤΗΤΑ

Κάποτε, προτάθηκε η έννοια ενός ταλαντούμενου, ή κυκλικού, Σύμπαντος, με βάση την υπόθεση της «αναπήδησης». Σύμφωνα με αυτό, το Σύμπαν υπάρχει με τη μορφή ενός άπειρου αριθμού κύκλων. Η επέκτασή του αντικαθίσταται από συμπίεση σχεδόν σε μια ιδιομορφία, μετά την οποία η επέκταση αρχίζει ξανά, και ένας αριθμός τέτοιων κύκλων πηγαίνει στο παρελθόν και στο μέλλον. Μια όχι πολύ σαφής έννοια, αφού, πρώτον, δεν υπάρχουν παρατηρητικές αποδείξεις ότι μια μέρα η διαστολή του κόσμου μας θα αντικατασταθεί από τη συμπίεση και, δεύτερον, ο φυσικός μηχανισμός που αναγκάζει το Σύμπαν να εκτελέσει τέτοια ταλαντευτικές κινήσεις.

Μια άλλη προσέγγιση για την προέλευση του κόσμου συνδέεται με την υπόθεση ενός αυτοθεραπευόμενου Σύμπαντος, που προτείνεται από τον Ρώσο επιστήμονα A.D. Linde, ο οποίος ζει στις Ηνωμένες Πολιτείες για πολλά χρόνια. Σύμφωνα με αυτή την υπόθεση, ο κόσμος μπορεί να φανταστεί ως ένα καζάνι που βράζει. Σε παγκόσμιο επίπεδο, το Σύμπαν είναι μια ζεστή σούπα με υψηλή ενεργειακή πυκνότητα. Σε αυτό εμφανίζονται φυσαλίδες, οι οποίες είτε καταρρέουν είτε διαστέλλονται και, υπό ορισμένες αρχικές συνθήκες, πολύς καιρός. Υποτίθεται ότι τα χαρακτηριστικά (οποιουδήποτε είδους μπορείτε να σκεφτείτε, συμπεριλαμβανομένου ενός συνόλου θεμελιωδών σταθερών) των φυσαλίδων των αναδυόμενων κόσμων έχουν κάποιο φάσμα και ένα ευρύ φάσμα. Πολλά ερωτήματα προκύπτουν εδώ: από πού προήλθε ένας τέτοιος «ζωμός», ποιος τον παρασκεύασε και τι τον υποστηρίζει, πόσο συχνά πραγματοποιούνται οι αρχικές συνθήκες που οδηγούν στην εμφάνιση συμπάντων του τύπου μας κ.λπ.

ΠΩΣ ΜΠΟΡΟΥΝ ΝΑ ΣΧΗΜΑΤΙΣΤΟΥΝ ΟΙ ΕΝΔΙΑΚΟΠΤΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ

Καθώς πλησιάζουμε την ιδιομορφία, αυξανόμενες παλιρροϊκές δυνάμεις δρουν στο κενό των φυσικών πεδίων, παραμορφώνοντάς το και διασπώντας το. Αυτό που συμβαίνει, όπως λένε, είναι η πόλωση του κενού και η γέννηση των σωματιδίων της ύλης από το κενό - η διάσπασή του.

Αυτή η αντίδραση του φυσικού κενού στην εξωτερική έντονη επίδραση ενός ταχέως μεταβαλλόμενου βαρυτικό πεδίοπολύ γνωστό. Αυτό είναι, στην ουσία, το αποτέλεσμα της κβαντικής βαρύτητας - οι βαρυτικές τάσεις μετατρέπονται σε υλικά πεδία και εμφανίζεται μια ανακατανομή των φυσικών βαθμών ελευθερίας. Σήμερα, τέτοιες επιδράσεις μπορούν να υπολογιστούν με την προσέγγιση ασθενούς πεδίου (το λεγόμενο ημικλασικό όριο). Στην περίπτωσή μας, μιλάμε για ισχυρές μη γραμμικές κβαντοβαρυτικές διεργασίες, όπου είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η αντίστροφη βαρυτική επίδραση της παραγόμενης αποτελεσματικής ύλης στην εξέλιξη της μέσης μετρικής που καθορίζει τις ιδιότητες του τετραδιάστατου χωροχρόνου (όταν τα κβαντικά φαινόμενα στη βαρύτητα γίνονται ισχυρά, η μετρική γίνεται «τρέμει» και μπορούμε να μιλήσουμε γι' αυτό μόνο με τη μεσαία έννοια).

Αυτή η κατεύθυνση βέβαια απαιτεί περαιτέρω έρευνα. Ωστόσο, μπορεί ήδη να υποτεθεί ότι, σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier, η αντίστροφη επιρροή θα οδηγήσει σε μια τέτοια αναδιάρθρωση του μετρικού χώρου ώστε η ανάπτυξη των παλιρροϊκών δυνάμεων, που προκαλούν την απεριόριστη γέννηση της αποτελεσματικής ύλης, θα σταματήσει και, κατά συνέπεια, τα μετρικά δυναμικά θα πάψουν να αποκλίνουν και θα παραμείνουν πεπερασμένα και συνεχή».

Διδάκτωρ Φυσικών και Μαθηματικών Επιστημών Vladimir Lukash,
Υποψήφια Φυσικομαθηματικών Επιστημών Elena Mikheeva,
Υποψήφιος Φυσικομαθηματικών Επιστημών Vladimir Strokov (Αστροδιαστημικό Κέντρο FIAN),

Μοναδικότητα

Οι εξισώσεις της σύγχρονης κοσμολογίας καθιστούν δυνατή την εύρεση του νόμου της διαστολής ενός ομοιογενούς και ισότροπου Σύμπαντος και την περιγραφή της αλλαγής των φυσικών παραμέτρων του κατά τη διαδικασία διαστολής. Ωστόσο, μια θεωρία που καθορίζει αναμφισβήτητα τη συμπεριφορά του Σύμπαντος στο αρχικό στάδιο δεν έχει αναπτυχθεί.

Στο μοντέλο ενός ισοτροπικού Σύμπαντος, διακρίνεται μια ιδιαίτερη αρχική κατάσταση - η μοναδικότητα. Αυτή η κατάσταση χαρακτηρίζεται από τεράστια πυκνότητα ύλης και καμπυλότητα του χώρου. Από τη μοναδικότητα ξεκινά μια εκρηκτική επέκταση που επιβραδύνεται με την πάροδο του χρόνου. Σε αυτή την κατάσταση, οι κλασικοί νόμοι της φυσικής παραβιάζονται, γεγονός που αναγκάζει τους φυσικούς να αναζητήσουν συνεπή μοντέλα, τα οποία θα συζητηθούν παρακάτω.

Η εικόνα κοντά στην ιδιομορφία είναι η εξής. Υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας κοντά στην ιδιομορφία, όχι μόνο μόρια και άτομα δεν θα μπορούσαν να υπάρχουν, αλλά ακόμη και ατομικούς πυρήνες; υπήρχε μόνο ένα μείγμα ισορροπίας από διάφορα στοιχειώδη σωματίδια.

Κβαντική θεωρία της βαρύτητας

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η ιδιομορφία είναι ένα «εμπόδιο» για τους κλασικούς νόμους της μηχανικής, της θερμοδυναμικής και της βαρύτητας. Χάνουν τα δικά τους φυσική έννοιαστο σημείο της μοναδικότητας. Η κβαντομηχανική κατέχει ιδιαίτερη θέση από αυτή την άποψη. Όπως είναι γνωστό, είναι εντελώς αφηρημένο από έννοιες όπως η συντεταγμένη και η ταχύτητα και μπορεί να περιγράψει με επιτυχία τη συμπεριφορά των αντικειμένων μέσω ενεργειακά χαρακτηριστικά: μάζα και ενέργεια. Ως εκ τούτου, πολλοί επιστήμονες ελπίζουν να αποκτήσουν μια συνεπή περιγραφή του πρώιμου σταδίου της εξέλιξης του Σύμπαντος χρησιμοποιώντας τη θεωρία της κβαντικής βαρύτητας. «Η επιστήμη δεν έχει ακόμη μια πλήρη και συνεπή θεωρία που να ενώνει την κβαντική μηχανική και τη βαρύτητα», γράφει ο Στίβεν Χόκινγκ σε ένα από τα έργα του, «αλλά η ικανότητα περιγραφής διεργασιών μόνο με τη βοήθεια της κβαντικής μηχανικής οδηγεί σε επαναστατικά συμπεράσματα»:

1. Λόγω του γεγονότος ότι η κατάσταση του Σύμπαντος περιγράφεται μόνο από τα κβαντομηχανικά χαρακτηριστικά του, και έχει πιθανολογική φύση, ένα τέτοιο χαρακτηριστικό της ύπαρξής μας όπως ο χρόνος εξαφανίζεται εντελώς.

2. Η κβαντομηχανική κατάσταση χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι το παρελθόν δεν είναι η αιτία του παρόντος, και το παρόν δεν είναι η αιτία του μέλλοντος με τη στενή έννοια της λέξης. Επομένως, μπορούμε να πούμε ότι «ακόμα και αν κάποια γεγονότα συνέβησαν πριν από τη Μεγάλη Έκρηξη, θα ήταν αδύνατο να προβλεφθεί το μέλλον από αυτά, επειδή στο σημείο της μοναδικότητας, ο προσδιορισμός των γεγονότων είναι μηδέν λόγω των κβαντομηχανικών διεργασιών».

Η αιτία του κόσμου, όπως βλέπουμε, είναι ακόμα ένα ανοιχτό ερώτημα για την επιστήμη.

Εναλλακτικά μοντέλα του Σύμπαντος

Η κατάσταση της μοναδικότητας, από την οποία ξεκίνησε η ιστορία του Σύμπαντος, μπορεί να είναι ένα ισχυρό επιχείρημα υπέρ της δημιουργίας του κόσμου. Η επιστήμη αυτή τη στιγμή δεν είναι σε θέση να απαντήσει στο ερώτημα του τι συνέβη την εποχή της Μεγάλης Έκρηξης ή ακόμα και λίγο νωρίτερα. Τα «τυφλά σημεία» σε αυτόν τον τομέα της θεωρητικής φυσικής αναγκάζουν τους επιστήμονες να αναπτυχθούν διάφορα μοντέλαΣύμπαντα στα οποία η μοναδικότητα δεν αποτελεί εμπόδιο στους κλασικούς νόμους της φυσικής. Παρακάτω θα δούμε τα πιο σημαντικά από αυτά.

Μοντέλο των Herman Bondi και Thomas Gold

Το 1948, ο Herman Bondi και ο Thomas Gold πρότειναν ένα μοντέλο ενός ακίνητου σύμπαντος. Βασίζεται σε μια ιδανική κοσμολογική αρχή: «δεν υπάρχει όχι μόνο προνομιακή θέση στο Σύμπαν, αλλά ούτε προνομιακή στιγμή στο χρόνο». Επομένως, ανά πάσα στιγμή, σε όλα τα σημεία του χώρου, η μέση θερμοκρασία και η πυκνότητα του Σύμπαντος θα έχουν τις ίδιες τιμές. Ένα τέτοιο Σύμπαν χαρακτηρίζεται από εκθετική διαστολή, που αντισταθμίζεται από τη μόνιμη δημιουργία της ύλης. «Η συγχρονικότητα της διαστολής του Σύμπαντος και της γέννησης της ύλης διατηρεί τη σταθερότητα της πυκνότητας ύλης-ενέργειας και έτσι οδηγεί στην ιδέα ενός αιώνιου Σύμπαντος σε κατάσταση συνεχούς γέννησης της ύλης».

Μια τροποποίηση της θεωρίας της σχετικότητας πραγματικά «επιτρέπει» σε 1 km3 του Σύμπαντος να δημιουργήσει ένα σωματίδιο σε 1 χρόνο. Αυτό δεν έρχεται σε αντίθεση με πειραματικά δεδομένα, αλλά, όπως σημειώνει ο Χόκινγκ, αυτή η «παραγωγικότητα» είναι καταστροφικά ανεπαρκής για τη «δημιουργία» νέων γαλαξιών. Λόγω του γεγονότος ότι δεν υπάρχει «λεπτή σύνδεση» μεταξύ της διαστολής του Σύμπαντος και της γέννησης της ύλης, αυτή η υπόθεση είναι αμφιλεγόμενη.

Το μοντέλο Alan Guth

Αργότερα, ο Αμερικανός φυσικός Άλαν Γκουτ πρότεινε ένα μοντέλο στο οποίο το Σύμπαν είχε θερμοκρασία κάτω από την κρίσιμη θερμοκρασία για τη Μεγάλη Έκρηξη χωρίς να σπάσει τη συμμετρία των δυνάμεων. Αυτή η κατάσταση μπορεί να συγκριθεί με το υπερψυγμένο νερό, όταν αυτό, όταν ψύχεται με συγκεκριμένο τρόπο, δεν παγώνει ακόμη και σε αρνητικές θερμοκρασίες. Το Σύμπαν σε αυτή την κατάσταση είναι ασταθές και έχει πρόσθετη ενέργεια, η αντιβαρυτική επίδραση της οποίας είναι παρόμοια με τη δράση του n-όρων στην εξίσωση του ακίνητου Σύμπαντος. Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο, ακόμη και σε μέρη όπου το Σύμπαν ήταν πολύ πυκνό, η αμοιβαία έλξη των μερών του ήταν πιο αδύναμη από την απώθηση, η οποία επηρέασε τη φύση της διαστολής του Σύμπαντος. Όλες οι ανομοιογένειες θα μπορούσαν απλώς να εξομαλυνθούν, όπως εξομαλύνονται οι ρυτίδες όταν φουσκώνει μια λαστιχένια μπάλα. Ο Guth κατέληξε στο εξής συμπέρασμα: «Η παρούσα ομαλή, ομοιογενής κατάσταση θα μπορούσε να έχει αναπτυχθεί από έναν μεγάλο αριθμό ανομοιογενειών». Ο Stephen Hawking διαφωνεί με το συμπέρασμα του Guth: «Το Σύμπαν επεκτεινόταν τόσο γρήγορα που το προτεινόμενο μοντέλο μετάβασης φάσης δεν θα μπορούσε να υπάρξει χωρίς να σπάσει τη συμμετρία των δυνάμεων». Επιπλέον, η ισοτροπία του υποβάθρου του λειψάνου δείχνει ότι «...στο παρελθόν το Σύμπαν ήταν ακόμη πιο ομοιογενές».

Μοντέλο Linde

Το 1983, ο διάσημος κοσμολόγος Αντρέι Λίντε πρότεινε ένα χαοτικό μοντέλο πληθωρισμού. Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο, το Σύμπαν εξελίχθηκε χωρίς μετάβαση φάσης και υπερψύξη, αλλά υπό την επίδραση ενός πεδίου χωρίς περιστροφή. Οι κβαντικές διακυμάνσεις αυτού του πεδίου αυξήθηκαν σε ορισμένες περιοχές του πρώιμου Σύμπαντος, προκαλώντας τα σωματίδια να αρχίσουν να απομακρύνονται. Η ενέργεια του πεδίου άρχισε να μειώνεται αργά έως ότου ο πληθωρισμός μετατράπηκε στην ίδια διαστολή όπως στο μοντέλο του «θερμού Σύμπαντος». «Μια από τις περιοχές», σημειώνει ο Linde, «θα μπορούσε να μετατραπεί στο Σύμπαν που παρατηρούμε». Το μοντέλο της Linde έδειξε ότι " τωρινή κατάστασηΤο Σύμπαν θα μπορούσε να έχει προκύψει από έναν μεγάλο αριθμό αρχικών διαμορφώσεων, αλλά ένα Σύμπαν σαν το δικό μας δεν θα μπορούσε να έχει προκύψει από κάθε αρχική κατάσταση».

Το μοντέλο του πληθωρισμού αφήνει ανοιχτό το ερώτημα των αρχικών συνθηκών για την ανάδυση του Σύμπαντος.

Μοντέλο Χόκινγκ

Ο Stephen Hawking ξεχωρίζει ιδιαίτερα μεταξύ των θεωρητικών φυσικών. Το κύριο πράγμα για αυτόν είναι να βρει έναν κατάλληλο συνεπή μαθηματικό μοντέλοειρήνη. Ως εκ τούτου, είναι πολύ πρόθυμος να εισάγει μαθηματικές μεταβλητές, συναρτήσεις που δεν αντικατοπτρίζουν την πραγματικότητα, αλλά χρησιμεύουν μόνο στην απλοποίηση του μαθηματικού μηχανισμού της θεωρίας που πρότεινε. Για να απλοποιήσουν τη μαθηματική συσκευή, μπορούν να χρησιμοποιήσουν τη μετάβαση από το ένα σύστημα συντεταγμένων στο άλλο και την αντικατάσταση του πραγματικού χρόνου με φανταστικό χρόνο, ο οποίος δεν υποστηρίζεται από καμία πραγματική φυσική διαδικασία.

Ο Χόκινγκ πιστεύει ότι η μοναδικότητα στερεί από το μοντέλο της Μεγάλης Έκρηξης την προγνωστική δύναμη, γιατί τη στιγμή της μοναδικότητας, οι νόμοι της φυσικής παραβιάζονται και «...οτιδήποτε θα μπορούσε να προέλθει από τη Μεγάλη Έκρηξη». Δεδομένου ότι η κβαντική θεωρία δηλώνει ότι «οτιδήποτε μπορεί να συμβεί εκτός αν είναι απολύτως απαγορευμένο», ο Χόκινγκ βασίζεται στην πλήρη μαθηματική συσκευή και μεθόδους της κβαντικής θεωρίας. Εισάγει την έννοια της κυματικής συνάρτησης του Σύμπαντος. Η ανάγκη για ένταξη απαιτεί την εισαγωγή ειδικών οριακών συνθηκών. Ο Χόκινγκ τους παρουσιάζει: «Η οριακή προϋπόθεση για το Σύμπαν είναι να μην έχει όρια». Στο μοντέλο του, το Σύμπαν δεν έχει όρια και είναι κλειστό. Ο Χόκινγκ δίνει το εξής παράδειγμα: αν πάμε κατά μήκος του ισημερινού, θα επιστρέψουμε στο ίδιο σημείο χωρίς να φτάσουμε στην άκρη (σύνορα) της Γης και κανείς δεν θα υποστηρίξει ότι η Γη είναι περιορισμένη. Ο Χόκινγκ πιστεύει ότι «η υπόθεση ότι δεν υπάρχουν όρια μπορεί να εξηγήσει ολόκληρη τη δομή του Σύμπαντος, συμπεριλαμβανομένων μικρών ανωμαλιών όπως εμείς».

Το σύμπαν του Χόκινγκ δεν βιώνει καμία ιδιομορφία. Επιπλέον, «η θέση της απουσίας ορίων μετατρέπει την κοσμολογία σε επιστήμη, αφού επιτρέπει σε κάποιον να προβλέψει το αποτέλεσμα οποιουδήποτε πειράματος». Σε αυτό το μοντέλο, το Σύμπαν γεννιέται κυριολεκτικά από το τίποτα, και αυτό δεν απαιτεί την ύπαρξη κενού.

Ο Χόκινγκ σημειώνει ότι ακόμη κι αν «η κβαντική θεωρία αποκαθιστά την προβλεψιμότητα που χάθηκε από την κλασική θεωρία, δεν το κάνει πλήρως». Αυτό που είναι σημαντικό για τον Χόκινγκ δεν είναι ότι η θεωρία του δεν αντανακλά την πραγματικότητα, αλλά ότι αυτή η θεωρία έχει προγνωστική δύναμη: «Δεν απαιτώ η θεωρία να αντιστοιχεί στην πραγματικότητα, αφού δεν ξέρω πώς λειτουργεί. Η πραγματικότητα δεν είναι μια ποσότητα που μπορεί να ελεγχθεί με λυδία λίθο. Όλα αυτά τα αποδίδω στο γεγονός ότι η θεωρία πρέπει να προβλέπει τα αποτελέσματα των μετρήσεων».

Ωστόσο, ο ίδιος ο Χόκινγκ συμφωνεί ότι το κβαντικό του μοντέλο «δεν περιγράφει το Σύμπαν στο οποίο ζούμε, το οποίο είναι γεμάτο με ύλη...», και για να οικοδομήσει ένα πιο «ρεαλιστικό μοντέλο» παραλείπει τον κοσμολογικό όρο που χρησιμοποιήθηκε προηγουμένως για εξήγηση και « περιλαμβάνει» πεδία ύλης: « ...φαίνεται ότι είναι απαραίτητο να υπάρχει ένα βαθμωτό πεδίο στο Σύμπαν με δυναμικό V()», το οποίο είναι ισοδύναμο με τον κοσμολογικό όρο μόνο υπό ορισμένες προϋποθέσεις.

Κατά τη γνώμη μας, το μοντέλο του Χόκινγκ είναι αντανάκλαση της κοσμοθεωρίας του συγγραφέα. Προκειμένου να επιτύχει μια αυθόρμητη, χαοτική γέννηση του Σύμπαντος, ο Χόκινγκ επιβάλλει μια συνθήκη χωρίς όρια στο Σύμπαν. Το Σύμπαν Του δεν χρειάζεται Δημιουργό, δεν χρειάζεται εξωτερικός λόγος, υπάρχει μόνο γιατί δεν μπορεί παρά να υπάρχει λόγω δικής του ανάγκης.

Ο Ilya Prigogine πιστεύει ότι η εισαγωγή του φανταστικού χρόνου από τον Χόκινγκ αντί του πραγματικού διαστρεβλώνει την εικόνα της πραγματικότητας: «Η πρόταση του Χόκινγκ (σχετικά με τον φανταστικό χρόνο - V.R.) υπερβαίνει τη θεωρία της σχετικότητας, αλλά στην πραγματικότητα αντιπροσωπεύει μια άλλη προσπάθεια άρνησης της πραγματικότητας του χρόνου, περιγράφοντας Το Σύμπαν μας ως στατική γεωμετρική δομή...».

Πιστεύουμε ότι η άψογη εφαρμογή του μαθηματικού μηχανισμού μπορεί να επιβεβαιώσει οποιαδήποτε θεωρία και οποιοδήποτε μοντέλο, αλλά ο κόσμος, προικισμένος με τα χαρακτηριστικά της αιώνιας ύπαρξης, δεν μπορεί να αντανακλά την πραγματικότητα στην οποία ζούμε.

Το κοσμολογικό μοντέλο του Prigogine

Δαφνοστεφής βραβείο ΝόμπελΓια επιτεύγματα στον τομέα των διαδικασιών μη ισορροπίας, ο Ilya Prigogine πρότεινε την κατανόησή του για την προέλευση του Σύμπαντος. Πιστεύει ότι το Σύμπαν προέκυψε από ένα «κβαντικό κενό» λόγω μιας μη αναστρέψιμης μετάβασης φάσης. Αναφέρει ότι το Σύμπαν άρχισε να είναι στο χρόνο, δηλ. ο χρόνος είναι αιώνιος και ο κόσμος, το Σύμπαν μας, υπάρχει για ορισμένο χρόνο. Το μοντέλο της δημιουργίας του κόσμου «από το τίποτα» ονομάζεται από τον ίδιο «δωρεάν γεύμα» και είναι αβάσιμο, αφού «...το κενό είναι ήδη προικισμένο με καθολικές σταθερές». Επομένως, στο πρότυπό του, το Σύμπαν προκύπτει, σχηματίζεται από κάτι που υπήρχε προηγουμένως. Ο Πριγκοζίν αποκαλεί τη δημιουργία του κόσμου πράξη υπερβατική σε σχέση με τη φυσική πραγματικότητα.

Η ίδια η ανάδυση ορατό κόσμοΟ Prigogine το συνδέει όχι με τη μοναδικότητα, αλλά με την αστάθεια του κβαντικού κενού. «Η Μεγάλη Έκρηξη», πιστεύει, «είναι μια μη αναστρέψιμη διαδικασία». Ο Prigogine πιστεύει «ότι μια μετάβαση φάσης θα έπρεπε να έχει συμβεί από το Σύμπαν Proverse, το οποίο ονομάζουμε κβαντικό κενό...».

Σύμφωνα με τον Prigogine, «τα σύμπαντα προκύπτουν όπου τα πλάτη του βαρυτικού πεδίου και του πεδίου της ύλης είναι μεγάλα».

Ολοκληρώνοντας μια σύντομη επισκόπηση των εννοιών των επιστημόνων, θα πρέπει να σημειωθεί ότι κάθε συλλογισμός για τη φυσική κατάσταση του Σύμπαντος είναι μόνο ένας καρπός της νόησης. Εδώ η επιστήμη έρχεται «...στο χείλος της θετικής γνώσης, επικίνδυνα κοντά στην επιστημονική φαντασία», αφού η πειραματική επιβεβαίωση της θεωρίας είναι αδύνατη. Επομένως, η κατασκευή ενός θεωρητικού μοντέλου του Σύμπαντος από έναν επιστήμονα είναι πάντα μια αντανάκλαση της κοσμοθεωρίας του.

Στρέφουμε στην εξέταση του πιο σημαντικού ζητήματος της κοσμολογίας - του ζητήματος της αρχής της κοσμολογικής επέκτασης, του ζητήματος της μοναδικότητας. Το γενικό αποτέλεσμα όσων αναφέρθηκαν στις προηγούμενες ενότητες είναι ότι το Σύμπαν διαστέλλεται ισότροπα και ομοιόμορφα, ξεκινώντας τουλάχιστον από τη στιγμή που ικανοποιήθηκε η ισότητα και με μεγάλο βαθμό πιθανότητας περιγράφηκε από το μοντέλο Friedman πολύ νωρίτερα, ξεκινώντας από το εποχή της σύνθεσης των χημικών στοιχείων, δηλαδή από τα πρώτα δευτερόλεπτα της διαστολής και από τις πυκνότητες της τάξης

Τι συνέβη ακόμη νωρίτερα; Το Σύμπαν επεκτάθηκε, σύμφωνα με τον Friedmann, ξεκινώντας από τη μοναδικότητα (ή τουλάχιστον από την «πλανκική» στιγμή, ή η πρώιμη εποχή ήταν ουσιαστικά μη Φριντμαννική; Η ύλη του Σύμπαντος πέρασε από μια απείρως μεγαλύτερη πυκνότητα (ή τουλάχιστον μέσω της «πλανκιανής» πυκνότητας ή η συμπίεση του Σύμπαντος σε μια ακόμη προγενέστερη εποχή έδωσε τη θέση της στη διαστολή σε πεπερασμένη πυκνότητα [βλέπε, για παράδειγμα, Alfven (1971)];

Σύμφωνα με το μοντέλο του Friedman, η διαστολή του Σύμπαντος ξεκίνησε από μια μοναδικότητα. Από τη δεκαετία του '30, για δεκαετίες, η κοσμολογία αναρωτιέται εάν η παρουσία μιας μοναδικότητας στην αρχή της επέκτασης είναι μια ειδική ιδιότητα του μοντέλου Friedmann (και άλλων αρκετά συμμετρικών μοντέλων)· εάν η ιδιομορφία θα εξαφανιστεί με την εισαγωγή μικρών ιδιόμορφων ταχύτητες κίνησης ή περιστροφής της ύλης;

Η αναλογία με το μηχανικό πρόβλημα της επέκτασης μιας μπάλας στη θεωρία του Νεύτωνα υποστήριξε τέτοιες υποθέσεις. Πράγματι, αν θεωρήσουμε στη θεωρία του Νεύτωνα τη διαστολή των βαρυτικών σωματιδίων που πετούν ταυτόχρονα κατά μήκος ακτίνων από ένα σημείο, τότε η διαστολή ξεκινά από μια ιδιομορφία. Ωστόσο, παρουσία μικρών ιδιόμορφων ταχυτήτων, τα σημεία πετούν το ένα δίπλα στο άλλο κοντά στο κέντρο, η πυκνότητα των σωματιδίων είναι πάντα πεπερασμένη και δεν υπάρχουν ιδιομορφίες

σηκώνομαι. Ίσως μια παρόμοια κατάσταση είναι δυνατή στο κοσμολογικό πρόβλημα της θεωρίας του Αϊνστάιν;

Είναι σημαντικό να σημειώσουμε εδώ μια περίσταση, την οποία τονίζουν οι Lifshitz και Khalatnikov (1963a, b). Εάν δεν υπήρχε ιδιομορφία στο παρελθόν και της παρατηρούμενης διαστολής του Σύμπαντος στο παρελθόν προηγήθηκε η συμπίεση, τότε το κοσμολογικό μοντέλο που περιγράφει το πέρασμα της ύλης από τη μέγιστη πυκνότητα και την επακόλουθη διαστολή θα πρέπει να είναι σταθερό, δηλ. να σχετίζεται με το « γενική λύση» στην ορολογία των Lifshitz και Khalatnikov. Με άλλα λόγια, ας υπάρχει κάποιο μοντέλο χωρίς ιδιομορφία που να περιγράφει τη συμπίεση της ύλης σε μια πεπερασμένη πυκνότητα (χωρίς ιδιομορφία), και στη συνέχεια την επέκτασή της, και ας μια μικρή αλλαγή στις παραμέτρους του μοντέλου κατά τη φάση συμπίεσης οδηγεί σε την εμφάνιση μιας μοναδικότητας. Τότε, προφανώς, αυτό το μοντέλο δεν μπορεί να εφαρμοστεί στην πραγματικότητα, αφού πάντα θα υπάρχουν τυχαίες διακυμάνσεις που οδηγούν το μοντέλο μακριά από μια λύση χωρίς ιδιομορφία. Έτσι, μια λύση χωρίς ιδιομορφία δεν πρέπει να είναι ούτε εξαιρετική ούτε εκφυλιστική, αλλά γενική για να ισχυριστεί κανείς ότι περιγράφει το πραγματικό Σύμπαν.

Ωστόσο, εάν η επέκταση ξεκινά από την ιδιομορφία, τότε η απαίτηση γενικότητας της λύσης κοντά στην ιδιομορφία δεν είναι πλέον απαραίτητη. Πράγματι, σε αυτή την περίπτωση, οι αρχικές συνθήκες που καθορίζουν τη λύση τίθενται από κάποιες άγνωστες διεργασίες σε τεράστιες καμπυλότητες του χωροχρόνου, δηλαδή κάτω από συνθήκες που δεν περιγράφονται από τη σύγχρονη θεωρία. Ίσως οι διεργασίες σε αυτή την περίπτωση οδηγούν σε ειδικές αρχικές συνθήκες για τη διαστολή του Σύμπαντος, για παράδειγμα, σε σχεδόν πλήρη ομοιογένεια και ισοτροπία [βλ. Peebles (1971a)]. Επομένως, ακόμη κι αν ήταν δυνατόν να αποδειχθεί αυτό κοινή απόφασηδεν περιέχει ιδιομορφία, αυτό δεν θα σήμαινε ότι η επέκταση δεν ξεκίνησε από την ιδιομορφία.

Άρα, η κοσμολογία βρέθηκε αντιμέτωπη με δύο διαφορετικά ερωτήματα: 1) υπάρχει γενική (με την έννοια της «σταθερής») κοσμολογική λύση χωρίς ιδιομορφία; και 2) Υπήρχε μια ιδιομορφία στο παρελθόν υπό συνθήκες που βρέθηκαν στο πραγματικό Σύμπαν;

Στα τέλη της δεκαετίας του '60, δόθηκε θετική απάντηση στη δεύτερη ερώτηση (Πένροουζ, Χόκινγκ, Γκέροχ). Αποδείχθηκε ότι η διαστολή του Σύμπαντος ξεκίνησε από μια ιδιομορφία (αν, φυσικά, ισχύει το GTR, αλλά η ίδια η αλλαγή στο GTR, εάν σχετίζεται με μεγάλη καμπυλότητα, απαιτεί "σχεδόν" ιδιομορφία), ωστόσο, πώς ακριβώς έγινε η διαστολή προχωρήσει κοντά η ιδιομορφία - σύμφωνα με τον Friedman ή πιο περίπλοκο τρόπο - δεν έχει τεκμηριωθεί. Μετά από αυτά τα έργα, ο επείγων χαρακτήρας του πρώτου ερωτήματος για την κοσμολογία εξαφανίστηκε. Πράγματι, η δομή της λύσης κοντά στη μοναδικότητα δεν αντιστοιχεί απαραίτητα στη γενική λύση και το πρόβλημα προκύπτει: κατά κάποιο τρόπο

να καθορίσει την αληθινή φύση της αρχής της διαστολής του πραγματικού Σύμπαντος.

Το 1972, μετά από πολύωρη δουλειά, οι Belinsky, Lifshits, Khalatnikov κατασκεύασαν μια γενική (σταθερή) λύση με μια ιδιαιτερότητα, δηλ. έδωσαν μια θετική απάντηση στην πρώτη ερώτηση.

Όσον αφορά τις ιδιότητές του, η γενική λύση αποδείχθηκε ποιοτικά η ίδια με τη λύση κοντά στη μοναδικότητα για το μοντέλο του «μικτού» κόσμου (βλ. §§ 4 και 5 του Κεφαλαίου 21).

Στην περαιτέρω παρουσίασή μας, θα επικεντρωθούμε στην απόδειξη της παρουσίας μιας μοναδικότητας στο παρελθόν στο Σύμπαν και σε φυσικές διεργασίες κοντά στην ίδια τη μοναδικότητα. Μπορεί κανείς να ελπίζει ότι στο μέλλον, μια ανάλυση αυτών των διεργασιών και των συνεπειών τους θα επιτρέψει να διαπιστωθεί η πραγματική φύση της διαστολής του Σύμπαντος στα πρώτα στάδια, σε πυκνότητες που υπερβαίνουν σημαντικά την πυρηνική.

Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο, ο κόσμος μας εμφανίστηκε πριν από περίπου δεκατρία δισεκατομμύρια χρόνια ως αποτέλεσμα της Μεγάλης Έκρηξης μιας ορισμένης υπερπυκνής κατάστασης του Σύμπαντος μας - μια μοναδικότητα. Αυτό που προηγήθηκε αυτού του γεγονότος, πώς προέκυψε η ιδιαιτερότητα, από πού προήλθε η μάζα της, ήταν εντελώς ακατανόητο - δεν υπάρχει καμία θεωρία για μια τέτοια κατάσταση. Η περαιτέρω μοίρα του διαστελλόμενου Σύμπαντος ήταν επίσης ασαφής: αν η διαστολή του θα συνεχιζόταν για πάντα ή αν θα αντικατασταθεί από συμπίεση μέχρι την επόμενη ιδιομορφία.

Η θεωρία της κοσμογένεσης, που αναπτύχθηκε πρόσφατα από Ρώσους ερευνητές και αναφέρθηκε για πρώτη φορά τον Μάιο του περασμένου έτους σε διεθνές συνέδριο στο Φυσικό Ινστιτούτο. Ο P. N. Lebedev της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών, δείχνει ότι η μοναδικότητα είναι ένα φυσικό προϊόν της εξέλιξης ενός τεράστιου άστρου που έχει μετατραπεί σε μαύρη τρύπα. Μια ενιαία μαύρη τρύπα μπορεί να δημιουργήσει πολλούς «απογόνους» στα επόμενα σύμπαντα. Και αυτή η διαδικασία συνεχίζεται συνεχώς, διακλαδίζοντας, όπως το Δέντρο του Κόσμου από τους σκανδιναβικούς θρύλους. Ο πολύφυλλος υπερσύμπαντος είναι άπειρος τόσο στον χώρο όσο και στον χρόνο.

Δέντρο του Κόσμου

ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ

Μέχρι τις αρχές του 20ου αιώνα, η κοσμολογία παρέμενε μια θεωρητική επιστήμη: δεν ήταν ακόμη φυσική, βασισμένη στην εμπειρική εμπειρία και σε ανεξάρτητο πείραμα, αλλά φυσική φιλοσοφία, βασισμένη στις απόψεις, συμπεριλαμβανομένων των θρησκευτικών, του ίδιου του επιστήμονα. Μόνο με την εμφάνιση της σύγχρονης θεωρίας της βαρύτητας, γνωστής ως GTR - η γενική θεωρία της σχετικότητας, η κοσμολογία έλαβε μια θεωρητική βάση. Πολυάριθμες ανακαλύψεις τόσο στην αστρονομία όσο και στη φυσική έδωσαν στην ηρωίδα μας παρατηρητική αιτιολόγηση. Τα αριθμητικά πειράματα παρείχαν σημαντική υποστήριξη στη θεωρία και τις παρατηρήσεις. Σημειώστε ότι, σε αντίθεση με ορισμένες δηλώσεις, δεν υπάρχουν αντιφάσεις μεταξύ της γενικής σχετικότητας, αφενός, και των παρατηρήσεων και των πειραμάτων, αφετέρου. Πράγματι, με βάση τη γενική σχετικότητα, όχι μόνο υπολόγισαν το μέγεθος της εκτροπής μιας δέσμης φωτός στο βαρυτικό πεδίο του Ήλιου, το οποίο, ειλικρινά μιλώντας, δεν είναι θεμελιωδώς σημαντικό για την εθνική οικονομία, αλλά υπολόγισαν επίσης τις τροχιές των πλανητών και διαστημόπλοιο, καθώς και τις τεχνικές παραμέτρους των επιταχυντών, συμπεριλαμβανομένου του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων. Φυσικά, αυτό δεν σημαίνει ότι το GTR είναι η απόλυτη αλήθεια. Ωστόσο, η αναζήτηση μιας νέας θεωρίας της βαρύτητας πηγαίνει προς την κατεύθυνση της γενίκευσης της υπάρχουσας και όχι της απόρριψής της.

ΠΡΩΙΜΟ ΣΥΜΠΑΝ

Η ιδέα ενός αιώνιου και άπειρου Σύμπαντος, μέσα από τα έργα πολλών ερευνητών του 20ου αιώνα, μερικές φορές σε αντίθεση με τις προσωπικές τους πεποιθήσεις, έχασε έδαφος. Η ανακάλυψη της παγκόσμιας διαστολής του Σύμπαντος σήμαινε όχι μόνο ότι το Σύμπαν είναι μη στατικό, αλλά και ότι η ηλικία του είναι πεπερασμένη. Μετά από πολλή συζήτηση για το τι ισοδυναμεί, και πολλές σημαντικές παρατηρητικές ανακαλύψεις, ο αριθμός έχει σταθεροποιηθεί: 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτό είναι πολύ λίγο. Άλλωστε πριν από δύο δισεκατομμύρια χρόνια κάτι σέρνονταν ήδη στη Γη. Επιπλέον, η ακτίνα του ορατού Σύμπαντος είναι πολύ μεγάλη (αρκετά gigaparsecs) για μια τόσο μικρή ηλικία. Προφανώς, το τεράστιο μέγεθος του Σύμπαντος συνδέεται με ένα άλλο -πληθωριστικό- στάδιο διαστολής, που συνέβη στο παρελθόν και αντικαταστάθηκε από ένα στάδιο αργής διαστολής, ελεγχόμενο από τη βαρύτητα της ακτινοβολίας και τη σκοτεινή ύλη. Αργότερα, ξεκινά ένα άλλο στάδιο επιταχυνόμενης διαστολής του Σύμπαντος, το οποίο ελέγχεται από τη σκοτεινή ενέργεια. Οι εξισώσεις της γενικής σχετικότητας δείχνουν ότι με την επιταχυνόμενη διαστολή, το μέγεθος της κοσμολογικής ροής αυξάνεται πολύ γρήγορα και αποδεικνύεται ότι είναι μεγαλύτερο από τον φωτεινό ορίζοντα.

ΜΟΝΑΔΙΚΟΤΗΤΑ

Η απάντηση σε αυτά τα ερωτήματα, κατά τη γνώμη μας, βρίσκεται στη φύση της βαρύτητας. Τα κβαντικά φαινόμενα παίζουν δευτερεύοντα ρόλο εδώ, αλλάζοντας και τροποποιώντας την έννοια της υπερπυκνής ύλης σε σύντομο χρονικό διάστημα. Φυσικά, σήμερα δεν γνωρίζουμε όλες τις ιδιότητες της αποτελεσματικής ύλης [αυτή η «ύλη» ονομάζεται αποτελεσματική επειδή περιλαμβάνει επίσης παραμέτρους που περιγράφουν πιθανές αποκλίσεις της βαρύτητας από τη Γενική Σχετικότητα. Ας θυμηθούμε από αυτή την άποψη ότι η σύγχρονη επιστήμη λειτουργεί με ξεχωριστές φυσικές έννοιες της ύλης και του χωροχρόνου (βαρύτητα). Σε ακραίες συνθήκες κοντά στη μοναδικότητα, μια τέτοια διαίρεση είναι υπό όρους - εξ ου και ο όρος «αποτελεσματική ύλη».] σε ακραίες συνθήκες. Όμως, δεδομένης της σύντομης περιόδου αυτού του σταδίου, είμαστε σε θέση να περιγράψουμε ολόκληρη τη δυναμική διαδικασία, βασιζόμενοι μόνο στους γνωστούς νόμους διατήρησης της ενέργειας και της ορμής και θεωρώντας ότι ικανοποιούνται πάντα στον μέσο μετρικό χωροχρόνο, ανεξάρτητα από το τι η κβαντική «θεωρία των πάντων» θα δημιουργηθεί στο μέλλον.

ΚΟΣΜΟΓΕΝΕΣΙΣ

Σε κανέναν δεν αρέσει η Μοναδικότητα. Η φυσική εικόνα του κόσμου προϋποθέτει έναν κόσμο που αλλάζει, εξελίσσεται, αλλά διαρκώς υπάρχει. Προτείνουμε να δούμε τη μοναδικότητα διαφορετικά και να προχωρήσουμε από το γεγονός ότι οι εξαιρετικά συμπιεσμένες καταστάσεις στις οποίες, υπό ορισμένες συνθήκες, πέφτει και διέρχεται ένα δυναμικά αλληλεπιδρώντα σύστημα (στην απλούστερη περίπτωση ένα αστέρι) είναι αντικειμενικές και φυσικές για τη βαρύτητα. Μοναδικές περιοχές, όπως προσωρινές γέφυρες ή αλυσίδες, συνδέουν πιο εκτεταμένους τομείς του κόσμου μας. Αν αυτό είναι έτσι, τότε πρέπει να καταλάβουμε τι κάνει την ύλη να εμπίπτει σε ειδικές ενικές καταστάσεις και πώς βγαίνει από αυτές.

Έχουμε ήδη αναφέρει ότι αυτή η μεγάλη κλίμακα οφείλεται στην παρουσία πληθωριστικού σταδίου επέκτασης. Στην προ πληθωριστική περίοδο της Μεγάλης Έκρηξης, η διευρυνόμενη ροή θα μπορούσε να ήταν πολύ μικρή και να μην είχε καθόλου τα χαρακτηριστικά του μοντέλου Friedman. Αλλά πώς να μετατρέψετε μια μικρή ροή σε μεγάλη δεν είναι πρόβλημα κοσμογένεσης, αλλά ένα τεχνικό ζήτημα της ύπαρξης ενός τελικού ενδιάμεσου σταδίου φουσκώματος, ικανού να επεκτείνει τη ροή με τον ίδιο τρόπο που αυξάνεται η επιφάνεια ενός φουσκωμένου μπαλονιού. . Το κύριο πρόβλημα της κοσμογένεσης δεν είναι το μέγεθος της κοσμολογικής ροής, αλλά η εμφάνισή της. Ακριβώς όπως υπάρχει μια πολύ γνωστή μέθοδος για το σχηματισμό συμπιεσμένων ροών ύλης (βαρυτική κατάρρευση), πρέπει να υπάρχει ένας αρκετά γενικός και απλός φυσικός μηχανισμός για τη βαρυτική δημιουργία («ανάφλεξη») διαστελλόμενων ροών ύλης.

ΕΝΣΩΜΑΤΩΤΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ

Πώς μπορείτε λοιπόν να ξεπεράσετε τη μοναδικότητα; Και τι κρύβεται πίσω από αυτό;

Αυτή η νέα ιδέα γεννήθηκε πρόσφατα. Οι δημιουργοί ανακοίνωσαν την εμφάνισή του τον Μάιο του 2011 σε ένα επιστημονικό συνέδριο αφιερωμένο στη μνήμη του A.D. Sakharov, που πραγματοποιήθηκε στη ναυαρχίδα της ρωσικής φυσικής - το Φυσικό Ινστιτούτο. P. N. Lebedev Ρωσική Ακαδημία Επιστημών (FIAN).

Η απόκλιση των μετρικών δυναμικών μπορεί να εξαλειφθεί εξομαλύνοντας τη μοναδικότητα με τη βοήθεια αποτελεσματικής ύλης, η οποία την αποδυναμώνει, αλλά δεν την εξαλείφει εντελώς. (Μια τέτοια ολοκληρωμένη ιδιομορφία μπορεί να συγκριθεί με τη συμπεριφορά της σκοτεινής ύλης όταν πλησιάζει το κέντρο ενός γαλαξία. Η πυκνότητά της τείνει στο άπειρο, αλλά η μάζα που περιέχεται στη φθίνουσα ακτίνα τείνει στο μηδέν λόγω του γεγονότος ότι ο όγκος εντός αυτής της ακτίνας μειώνεται Αυτή η αναλογία δεν είναι απόλυτη: το γαλαξιακό άκρο, μια περιοχή αποκλίνουσας πυκνότητας, είναι μια χωρική δομή και η ιδιομορφία της μαύρης τρύπας εμφανίζεται ως ένα γεγονός στο χρόνο.) Επομένως, αν και η πυκνότητα και η πίεση αποκλίνουν, η παλιρροιακή Οι δυνάμεις που δρουν στο σωματίδιο είναι πεπερασμένες, αφού εξαρτώνται από τη συνολική μάζα. Αυτό επιτρέπει στα δοκιμαστικά σωματίδια να περνούν ελεύθερα μέσα από τη μοναδικότητα: διαδίδονται σε συνεχή χωροχρόνο και δεν απαιτούνται πληροφορίες σχετικά με την κατανομή της πυκνότητας ή της πίεσης για να περιγραφεί η κίνησή τους. Και με τη βοήθεια δοκιμαστικών σωματιδίων, μπορείτε να περιγράψετε τη γεωμετρία - να δημιουργήσετε συστήματα αναφοράς και να μετρήσετε χωρικά και χρονικά διαστήματα μεταξύ σημείων και γεγονότων.

ΜΑΥΡΕΣ ΤΡΥΠΕΣ

Η συνολική μάζα των σωματιδίων σε ένα τέτοιο νέο σύμπαν μπορεί να είναι αυθαίρετα μεγάλη. Μπορεί να υπερβεί σημαντικά τη μάζα του μητρικού αστεριού. Σε αυτή την περίπτωση, η μάζα της προκύπτουσας (γονικής) μαύρης τρύπας, που μετράται από έναν παρατηρητή που βρίσκεται στον εξωτερικό χώρο του μητρικού σύμπαντος, είναι πεπερασμένη και κοντά στη μάζα του αστεριού που έχει καταρρεύσει. Δεν υπάρχει κανένα παράδοξο εδώ, αφού η διαφορά στις μάζες αντισταθμίζεται από τη βαρυτική δεσμευτική ενέργεια, η οποία έχει αρνητικό πρόσημο. Μπορούμε να πούμε ότι το νέο σύμπαν βρίσκεται στο απόλυτο μέλλον σε σχέση με το μητρικό (παλιό) σύμπαν. Με άλλα λόγια, μπορείτε να φτάσετε εκεί, αλλά δεν μπορείτε να επιστρέψετε.

ΑΣΤΡΟΓΟΝΙΚΗ ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΑ, Ή ΠΟΛΛΑΠΛΑΣΤΙΚΟ ΣΥΜΠΑΝ

Ένας τόσο περίπλοκος κόσμος μοιάζει με το Δέντρο της Ζωής (οικογενειακό δέντρο, αν θέλετε). Εάν κατά τη διαδικασία της εξέλιξης εμφανιστούν μαύρες τρύπες στο Σύμπαν, τότε μέσω αυτών τα σωματίδια μπορούν να εισέλθουν σε άλλους κλάδους (τομείς) του σύμπαντος - και ούτω καθεξής μέσα από προσωρινές γιρλάντες μαύρων και λευκών οπών. Εάν οι μαύρες τρύπες δεν σχηματιστούν για τον ένα ή τον άλλο λόγο (για παράδειγμα, τα αστέρια δεν γεννιούνται), προκύπτει ένα αδιέξοδο - η γένεση (δημιουργία) νέων συμπάντων προς αυτή την κατεύθυνση διακόπτεται. Αλλά κάτω από ένα ευνοϊκό σύνολο συνθηκών, η ροή της «ζωής» μπορεί να ξαναρχίσει και να ανθίσει ακόμη και από μια μαύρη τρύπα - γι 'αυτό είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν συνθήκες για την παραγωγή νέων γενεών μαύρων τρυπών στα επόμενα σύμπαντα.

Πώς μπορούν να προκύψουν «ευνοϊκές συνθήκες» και από τι εξαρτώνται; Στο μοντέλο μας, αυτό οφείλεται στις ιδιότητες της αποτελεσματικής ύλης που δημιουργείται υπό την επίδραση της ακραίας βαρύτητας κοντά στις ιδιομορφίες των μαύρων-άσπρων οπών. Ουσιαστικά μιλάμε για μη γραμμικές μεταπτώσεις φάσης σε ένα σύστημα κβαντοβαρυτικού υλικού, οι οποίες έχουν τη φύση των διακυμάνσεων και, ως εκ τούτου, υπόκεινται σε τυχαίες (διακλαδώσεις) μεταβολές. Ακολουθώντας τη συνθηματική φράση του Αϊνστάιν, μπορούμε να πούμε ότι «ο Θεός ρίχνει τα ζάρια» και τότε αυτά τα ζάρια (αρχικές συνθήκες) μπορούν να διαμορφωθούν σε ντετερμινιστικούς τομείς νέων συμπάντων ή μπορούν να παραμείνουν μη ανεπτυγμένα «έμβρυα» κοσμογένεσης. Εδώ, όπως και στη ζωή, υπάρχουν νόμοι της φυσικής επιλογής. Αλλά αυτό είναι το αντικείμενο περαιτέρω έρευνας και μελλοντικής εργασίας.

ΠΩΣ ΝΑ ΑΠΟΦΥΓΕΤΕ ΤΗΝ ΜΟΝΑΔΙΚΟΤΗΤΑ

Κάποτε, προτάθηκε η έννοια ενός ταλαντούμενου, ή κυκλικού, Σύμπαντος, με βάση την υπόθεση της «αναπήδησης». Σύμφωνα με αυτό, το Σύμπαν υπάρχει με τη μορφή ενός άπειρου αριθμού κύκλων. Η επέκτασή του αντικαθίσταται από συμπίεση σχεδόν σε μια ιδιομορφία, μετά την οποία η επέκταση αρχίζει ξανά, και ένας αριθμός τέτοιων κύκλων πηγαίνει στο παρελθόν και στο μέλλον. Μια όχι πολύ σαφής ιδέα, αφού, πρώτον, δεν υπάρχουν παρατηρητικές αποδείξεις ότι μια μέρα η διαστολή του κόσμου μας θα αντικατασταθεί από συμπίεση, και δεύτερον, ο φυσικός μηχανισμός που αναγκάζει το Σύμπαν να εκτελεί τέτοιες ταλαντευτικές κινήσεις είναι ασαφής.

Μια άλλη προσέγγιση για την προέλευση του κόσμου συνδέεται με την υπόθεση ενός αυτοθεραπευόμενου Σύμπαντος, που προτείνεται από τον Ρώσο επιστήμονα A.D. Linde, ο οποίος ζει στις Ηνωμένες Πολιτείες για πολλά χρόνια. Σύμφωνα με αυτή την υπόθεση, ο κόσμος μπορεί να φανταστεί ως ένα καζάνι που βράζει. Σε παγκόσμιο επίπεδο, το Σύμπαν είναι μια ζεστή σούπα με υψηλή ενεργειακή πυκνότητα. Σε αυτό εμφανίζονται φυσαλίδες, οι οποίες είτε καταρρέουν είτε διαστέλλονται και, υπό ορισμένες αρχικές συνθήκες, για μεγάλο χρονικό διάστημα. Υποτίθεται ότι τα χαρακτηριστικά (οποιουδήποτε είδους μπορείτε να σκεφτείτε, συμπεριλαμβανομένου ενός συνόλου θεμελιωδών σταθερών) των φυσαλίδων των αναδυόμενων κόσμων έχουν κάποιο φάσμα και ένα ευρύ φάσμα. Πολλά ερωτήματα προκύπτουν εδώ: από πού προήλθε ένας τέτοιος «ζωμός», ποιος τον παρασκεύασε και τι τον υποστηρίζει, πόσο συχνά πραγματοποιούνται οι αρχικές συνθήκες που οδηγούν στην εμφάνιση συμπάντων του τύπου μας κ.λπ.

ΠΩΣ ΜΠΟΡΟΥΝ ΝΑ ΣΧΗΜΑΤΙΣΤΟΥΝ ΟΙ ΕΝΔΙΑΚΟΠΤΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ

Αυτή η αντίδραση του φυσικού κενού στην εξωτερική έντονη επίδραση ενός ταχέως μεταβαλλόμενου βαρυτικού πεδίου είναι γνωστή. Αυτό είναι, στην ουσία, το αποτέλεσμα της κβαντικής βαρύτητας - οι βαρυτικές τάσεις μετατρέπονται σε υλικά πεδία και εμφανίζεται μια ανακατανομή των φυσικών βαθμών ελευθερίας. Σήμερα, τέτοιες επιδράσεις μπορούν να υπολογιστούν με την προσέγγιση ασθενούς πεδίου (το λεγόμενο ημικλασικό όριο). Στην περίπτωσή μας, μιλάμε για ισχυρές μη γραμμικές κβαντοβαρυτικές διεργασίες, όπου είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η αντίστροφη βαρυτική επίδραση της παραγόμενης αποτελεσματικής ύλης στην εξέλιξη της μέσης μετρικής που καθορίζει τις ιδιότητες του τετραδιάστατου χωροχρόνου (όταν τα κβαντικά φαινόμενα στη βαρύτητα γίνονται ισχυρά, η μετρική γίνεται «τρέμει» και μπορούμε να μιλήσουμε γι' αυτό μόνο με τη μεσαία έννοια).