Лев Гиндилис – SETI: Поиск Внеземного Разума (страница 62)

В рамках теории Суперобъединения исчезает различие между частицами физической материи фермионами и частицами переносчиками взаимодействий — бозонами. При Е ~ 10¹⁹ ГэВ они могут свободно переходить друг в друга.

Другой важнейшей чертой Суперобъединения является дальнейшее обобщение понятия пространства — введение многомерных пространств и, соответственно, дополнительных пространственных измерений. Мы привыкли к тому, что наше физическое пространство трехмерно, и не допускаем того, что мир может быть устроен более сложно. Но математики давно работают с многомерными пространствами, однако до последнего времени считалось, что это — лишь теоретические конструкции. В физике многомерные фазовые пространства широко используются в качестве удобных теоретических моделей, но не более. Мир предполагается трехмерным и считается, что дополнительные пространственные измерения не могут иметь никакого отношения к действительности. Это превратилось в своего рода философскую догму.

Однако уже первая попытка объединить теорию гравитации с электромагнетизмом, предпринятая в 1920-е годы Т. Калуцой и О. Клейном, привела к неожиданному результату. Оказалось, что это возможно только в том случае, если ввести дополнительное четвертое пространственное измерение, т. е. рассматривать пятимерный пространственно-временной мир. Работа Т. Калуцы и О. Клейна была первым шагом. Они пытались объединить гравитацию непосредственно с электромагнетизмом. Сегодня мы знаем, что синтез возможен только через Великое объединение (сначала электромагнетизм объединяется со слабым взаимодействием, потом с сильным и только после этого возможно объединение с гравитацией). Однако возникшая в их теории необходимость введения дополнительных пространственных измерений оказалась не случайной. Современные теории показывают, что невозможно добиться Суперобъединения в рамках трехмерного пространства. Наименьшее число пространственных измерений, для которых удается построить теорию суперобъединения, равно 9. То есть мы имеем 9-мерное пространство или 10-мерный пространственно-временной мир. Возможно, полное число пространственных измерений больше 10.

Конечно, все эти дополнительные пространственные измерения не могут быть пустыми, поскольку пространство не существует вне материи. Автор полагает, что дополнительные пространственные измерения имеют определенный не равный нулю объем, в отличие от тех теоретических построений, которые приводят к нулевому объему. Несомненно, они заполнены какой-то материей. Но какой? Скорее всего, это материя неизвестного нам вида, которую мы пока не научились обнаруживать посредством физического эксперимента. Может быть, это та материя, которая лежит «за пределом» физического вакуума. Вероятно, в этих неизвестных нам пространственных мирах действуют и какие-то другие, неизвестные нам закономерности. Например, в нашем трехмерном мире каждая физическая величина выражается определенным действительным числом. Развитый в математике аппарат мнимых чисел остается невостребованным[162]. Может быть, в других пространственных измерениях какие-то характеристики материи измеряются мнимыми числами? Может быть... Космос, несомненно, таит в себе еще много неизведанного.

В свете этих представлений философская идея о неисчерпаемости форм материи приобретает более реальные очертания. Вместе с тем качественно новое значение приобретает понятие «беспредельности». Если ранее оно трактовалось как беспредельность пространственного протяжения Вселенной, то теперь мы должны включить в это понятие все беспредельное многообразие миров и форм материи вечно меняющегося, эволюционирующего Космоса.

Вернемся к «пирамиде физических теорий». Симметрия и завершенность этой конструкции могут навести на мысль, что с объединением всех фундаментальных физических теорий в одну Единую физическую теорию (теорию Суперобъединения) завершается развитие физического знания[163]. Так ли это? Несомненно, создание ЕФТ будет означать окончание очень важного этапа в развитии наших знаний о физическом мире. Но, конечно, это не финал познания. Я думаю, что Единая физическая теория явится не только завершением, но и мощным истоком новых теоретических представлений, новых теорий, новых знаний, опирающихся на новые экспериментальные открытия. Более того, завершенность «пирамиды знания» указывает, на мой взгляд, на то, что дальнейшее развитие будет связано в принципиальными качественными изменениями. Вероятно, оно будет включать изучение новых пространственных измерений и новых форм движения материи.

Несмотря на волнующие воображение достижения науки в изучении безграничных пространств и глубин Вселенной, не следует слишком обольщаться этими успехами. Мы познали (и притом не полностью!) лишь один срез, один слой окружающего Мира. Сегодня мы стоим на пороге революционного изменения всей научной картины мира. Многие процессы, которые сейчас происходят в физике, биологии, психологии, являются предвестниками того, что ожидает нас за этим порогом — там, где сияет Беспредельный Космос.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бакулин П. И., Кононович Э. В., Мороз В. И. Курс общей астрономии. — М.: Наука, 1977. 544 с.; новое издание: Кононович Э. В., Мороз В. И. Курс общей астрономии / Под ред. В. В. Иванова. — М.: УРСС, 2001. 544 с.

2. Засов А. В., Кононович 3. В. Астрономия. Пробный учебник для 10 класса средней школы. — М.: Просвещение, 1986. С. 192.

3. Физика Космоса. Маленькая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1986. 783 с.

4. Еремеева А. И., Цицин Ф. А. История астрономии (основные этапы развития астрономической картины мира). — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1989. 349 с.

5. Зельдович Я. Б., Новиков И. Д. Строение и эволюция Вселенной. — М.: Наука, 1975. 736 с.

6. Чаругин В. М. Космология: теория и наблюдения. — М.: Знание, 1979. 59 с.

7.Вайнберг С. Первые три минуты. Современный взгляд на происхождение Вселенной. — М.: Энергоиздат, 1981. 208 с.

8. Новиков И. Д. Эволюция Вселенной. — М.: Наука, 1988. 175 с.

9. Новиков И. Д. Как взорвалась Вселенная. — М.: Наука, 1988. 175 с.

10. Шаров А. С., Новиков И. Д. Человек, открывший взрыв Вселенной. Жизнь и труд Эдвина Хаббла. — М.: Наука, 1989. 205 с.

11. Розенталь И. Л. Проблемы начала и конца Метагалактики. — М.: Знание, 1985. 54 с.

12. Розгачева И. К. Саморегулирующиеся системы во Вселенной. — М.: Знание, 1989. С. 58.

13. Паркер Б. Мечта Эйнштейна: в поисках единой теории строения Вселенной. — М.: Наука, 1991.

14. Сажин М. В. Современная космология в популярном изложении. — М.: УРСС, 2002. 240 с.

15. Куликовский П. Г. Справочник любителя астрономии. — М.: УРСС, 2002. 688 с.

См. также астрономические главы в книгах [3-5] из списка литературы к главе 1.

ГЛАВА 3. Человек и Вселенная

Для человеческих существ почти неизбежна вера, что мы имеем какое-то особое отношение к Вселенной...

Неразрывными узами связано человечество с Космосом.

3.1. Шкала масштабов и шкала времени

Теперь, когда мы познакомились с тем, как устроена Вселенная, естественно возникает вопрос: какое место занимает человек в этом мире? Мельчайшая из известных нам материальных структур — нуклон, элементарная частица, входящая в состав атомных ядер, имеет размер порядка 10~¹³ см. А размер человеческого тела порядка 10² см. Представим себе масштабную лестницу, каждая ступень которой отличается по размеру от предыдущей в 10 раз (в логарифмическом масштабе все ступени будут одинаковы). Если взять человека за центр отсчета, то увидим, что 15 ступеней ведут от него в глубь микромира, до самых мельчайших частиц материи. Пройдя столько же ступеней в направлении увеличения масштаба, мы достигнем внешних границ Солнечной системы и приблизимся к ближайшим звездам. Следующие 6 ступеней приведут нас к границам Галактики. А чтобы достичь пределов наблюдаемой области Вселенной, придется пройти еще 5 ступеней. Таким образом, на «масштабно-структурной лестнице» Вселенной человек не занимает среднего положения: 15 ступеней ведут от него «вниз» — в глубины материи, и 26 ступеней ведут «вверх» — в просторы Вселенной. Вследствие подобной «асимметрии» космические масштабы гораздо больше отличаются от масштаба привычных нам вещей, чем объекты микромира. Впрочем, если в качестве наименьшего масштаба принять планковскую длину 10^-33 см, то асимметрия масштабов изменит знак[164].

Посмотрим теперь, в каких временных рамках разворачивается «Вселенская Драма». Как мы видели, с момента Большого взрыва прошло приблизительно 10 млрд лет. Примем этот промежуток времени за некоторый условный Космический Год. Тогда в этой временной шкале 1 Месяц будет соответствовать 830 миллионам земных лет, Сутки — 28 млн лет, Час — 1,2 млн лет, Минута — 20 тысяч лет и Секунда — примерно 300 лет.

В течение первых 10 Минут нашего Космического Года во Вселенной завершился процесс образования первичного вещества — нейтрального водородно-гелиевого газа, из которого возникают все последующие структуры. В середине Января начинается процесс формирования галактик. Наша Галактика образуется, вероятно, в начале Февраля. В течение нескольких Месяцев в Галактике протекает процесс формирования звезд первого и второго поколений, при вспышках сверхновых межзвездная среда обогащается тяжелыми элементами; из этой обогащенной среды возникают звезды третьего поколения, к которому принадлежит наше Солнце. Образование Солнечной туманности начинается, вероятно, в конце Июня. К середине Июля заканчивается формирование Земли как самостоятельного космического тела. Почти сразу же, в конце Июля, на Земле возникают простейшие формы жизни, начинается процесс биологической эволюции. В первые месяцы после происхождения жизни атмосфера сохраняет еще первичный состав. В океане бурно разрастаются водоросли, в результате их жизнедеятельности формируется богатая кислородом вторичная атмосфера Земли. Этот процесс завершается к концу Октября. В Ноябре растения и животные выходят на сушу, жизнь начинает завоевывать континенты. В последней декаде Декабря появляются млекопитающие. А 31 Декабря Космического Года на Земле появляется человек. Вся известная нам (письменная) история человечества, на протяжении которой возникали, возвышались и гибли великие цивилизации, занимает последние полминуты Космического Года. А современная техническая эра нашей цивилизации длится не более одной Космической Секунды.