Эволюция Вселенной

Введение
1. Сущность космологии
2. Гипотеза о фрактальности Вселенной
3. Эволюция Вселенной
Заключение
Список литературы

Эволюция Вселенной

Объем трехмерного тела измеряется трехмерными единицами измерения, т.е. кубиками единичного объема: мы подсчитываем, сколько таких кубиков поместится в измеряемом теле. Площадь двухмерной фигуры - квадратиками единичной площади: нас интересует, сколькими квадратиками может быть покрыта фигура. Длина линии измеряется отрезками единичной длины.
Если фрактал расположен в обычном трехмерном пространстве, то нулю равна его обычная трехмерная плотность массы. Для этого фрактал и должен обладать особой «всюду пустой» структурой, которая при проникновении в нее «расступается» до бесконечности.
Последнее обстоятельство крайне важно: реальные системы, отождествляемые сегодня с фракталами, такого бесконечного углубления в свою структуру не позволяют; на каком-то конечном шаге структура, будь то, скажем, угольная сажа или кровеносная система человека, теряет свой «фрактальный» вид. Так что фракталы возникают только «на бумаге» («в компьютере»).
Позволяя бесконечное (мысленное) проникновение в свою структуру, Вселенная, судя по всему, является единственным исключением, представляя собой фрактал в самом строгом смысле этого слова и имея, в силу этого, равную нулю "бесконечную" плотность массы, т.е. плотность любого ее фрагмента при (мысленном) устремлении его объема к бесконечности равна нулю.
Представления о фрактальности Вселенной понемногу обживаются космологами. Определяющее свойство фрактальных структур может быть обозначено как иерархическая системность, или системная иерархичность (самоподобие, масштабная инвариантность). Фрактал распадается на (под) системы, размеры которых и расстояния между которыми выдерживают определенную иерархию: чем большего размера (под) системы мы берем, тем больше расстояния между ними относительно размеров (под) систем. Именно такое устройство фрактала при бесконечном продолжении иерархии и приводит к его (фрактала) нулевой плотности. Именно так устроена Вселенная в видимой ее части. Фрактальность Вселенной порождает ее дискретность, которую мы воспринимаем как системность, или обособленность одних (компактных) фрагментов Вселенной от других.
Аналогичным образом устроены все фрактальные структуры - от атомных до органических и социальных. При этом реальные фракталы проявляют системную иерархичность не «от нуля до бесконечности», но лишь в некотором конечном интервале масштабов, почему о фрактальной размерности реальных «фракталов» (за исключением всей Вселенной) можно говорить, лишь имея в виду эти конечные интервалы масштабов, как иго порой и делается.
Другим общим свойством фрактальных (фракталоподобных) структур является их «мутоночность», так что подсистемы данного иерархического уровня (скажем, звезды в космических фракталах) не тождественны друг другу, но образуют некоторую «мутовку» типов организации.6
Фрактальностью (фракталоподобноетъю) наблюдаемого мира может быть объяснен известный фотометрический парадокс.7 То, что в пределах горизонта видимости радиусом около 15 млрд. св. лет так мало звезд, повинна именно фрактальность космического мироустройства.
Предположение о фрактальности Вселенной является нашим единственным предположением, которое и гипотезой-то трудно назвать, настолько оно правдоподобно, вытекая из известных фактов, и которое позволяет отказаться от целого ряда бытующих сегодня в космологии слишком сильных гипотез.
3. Эволюция Вселенной
До начала XX в., когда зародилась космология, представления об эволюции Вселенной практически не развивались. Во второй половине XIX в. существовал лишь вполне умозрительный миф об эволюции Вселенной к хаосу и неизбежности ее тепловой смерти, питавшийся ошибочной, как мы доказываем, трактовкой энтропии как меры беспорядка.8
Необратимость вносится в космологию моделью горячей Вселенной (точнее, нашей Метагалактики), которая вынужденно носит (полу) феноменологический характер. С созданием этой модели сама собой стала очевидной несостоятельность мифа о «тепловой смерти» Вселенной. С момента Большого взрыва наша Метагалактика, поначалу представлявшая собой чрезвычайно горячий и плотный сгусток протове-щества, вот уже около 15 млрд. лет расширяется, остывая с превращением тепла в другие формы энергии. Этот миф потихоньку умер, оставив после себя легкое недоумение в виде термодинамического парадокса астрономии: если Вселенная существует вечно, то состояние тепловой смерти должно было бы уже давно наступить.
Сегодня, однако, набирает силу второй миф, в известной мере противоположный первому. Если в первом речь шла о необратимом рассеянии тепловой энергии, то во втором говорится о необратимой гравитационной концентрации вещества. Многие космологи предсказывают Вселенной, если она замкнута, коллапс.9 Между тем равенство нулю «бесконечной» плотности Вселенной, как говорилось, делает всю ее в целом гравитационно устойчивой. Это означает, что в ходе эволюции Вселенной не происходит ни одновременного сжатия всех ее фрагментов, ни их одновременного расширения. Сжиматься и расширяться могут лишь конечные ее фрагменты, как это происходит, к примеру, с нашей Метагалактикой. Совершенно определенно всей бесконечной Вселенной коллапс не грозит.
Однако гравитационный коллапс может грозить отдельным космическим объектам. И если верить некоторым космологам, то эта опасность опять же носит для Вселенной глобальный характер: все сгинет в черных дырах. Этот «чернодырный кошмар» закрепляется вторым законом черных дыр, разработанным С. Хокингом в 1971 г. и совпадающим по форме со вторым началом термодинамики: «При падении чего угодно в черную дыру, при столкновении и слиянии или при столкновении и рассеянии нескольких черных дыр, а также при любом другом процессе, в котором так или иначе фигурируют черные дыры, сумма площадей поверхности участвующих в процессе черных дыр... никогда не может уменьшаться... В этом состоит второй закон динамики черных дыр».10
Все прогнозы насчет печального «чернодырного» будущего Вселенной представляются несостоятельными, а закон Хокинга - таким же преувеличением феномена концентрации гравитационной энергии, каким остается преувеличение феномена рассеяния тепловой. Скорее всего, черные дыры не осуждены быть таковыми вечно. Судя по всему, достаточно большие черные дыры после сжатия и некоторого периода расширения рано или поздно раскрываются, подобно тому, как сегодня, кажется, раскрывается наша Метагалактика.
Практически вся Вселенная находится за пределами горизонта видимости, и поэтому у нас на Земле нет и в принципе не может быть данных, которые позволяли бы конкретизировать представления об ее (Вселенной) эволюции. В рамках авторской эволюционной концепции можно говорить лишь о том, что, в соответствии с эволюционным принципом минимакса, Вселенная эволюционирует в сторону (мини) максимально быстрой интенсификации всевозможных метаболизмов, с образованием все новых структурных «этажей», ростом связанности «всего со всем» и разнообразия возникающих форм.
Фрактальность Вселенной может быть осмыслена как следствие принципа минимакса. Разные формы взаимодействий приписаны к структурам разных типов и уровней. Поэтому фрактальность Вселенной, означающая существование в ней структур самых разных форм, типов и уровней, обеспечивает существование великого разнообразия форм взаимодействий. Но чем больше имеется разных форм взаимодействий, тем более разнообразными и интенсивными могут быть процессы превращения разных форм взаимодействий друг в друга.
В нефрактальной, скажем однородной, системе разнообразие форм взаимодействий сведено к минимуму, вследствие чего процессы превращения разных форм взаимодействий друг в друга не могут быть интенсивными. Во фрактальных структурах интенсивность этих процессов может быть чрезвычайно большой и тем большей, чем более фрактальна данная структура, т.е. чем более ее фрактальная размерность отличается от топологической, т.е. чем она меньше ее. Более фрактальные структуры эволюционируют более интенсивно. Поэтому вектор эволюции направлен в сторону уменьшения размерности реальных фрактальных (фракталоподобных) структур. В частности, в ходе эволюции Вселенной ее фрактальная размерность уменьшается, так что Вселенная становится все более фрактальной, все дальше уходя от равновесного состояния, в котором собственная («фрактальная») ее размерность совпала бы с топологической, равной трем.
Подчиняясь общим законам эволюции, наша Метагалактика также эволюционирует с нарастанием степени фрактальности (т.е. с уменьшением фрактальной размерности) в сторону наращивания метаболизмов и связанности «всего со всем» с образованием все новых структурных «этажей», ростом сложности и разнообразия возникающих форм. И хотя современная теория не способна сказать ничего определенного о будущем нашей Метагалактики о ее прошлом кое-что известно. И то, что известно, подтверждает сказанное - эволюция нашей Метагалактики направлена в сторону усложнения.
Прошлое нашей Метагалактики более или менее прослеживается лишь от наших дней до начала Большого взрыва, что будет с ней после нынешней фазы расширения, неизвестно. Отказ от отождествления нашей Метагалактики со всей Вселенной избавляет нас от ряда вопросов и идей полумистического толка о рождении нашей Метагалактики «из ничего», о Творце Большого взрыва и пр. Все становится вполне прозаичным.
Наша Метагалактика - это космический объект вроде звезды, только побольше. И, подобно звезде, она имеет свою историю жизни, которая тоже конечна во времени. По Вселенной рассеяно бесконечное множество метагалактик и других космических объектов, которые рождаются в результате структурирования космического вещества, проживают свою жизнь, взаимодействуя друг с другом, и гибнут, распадаясь на составные элементы и излучение. Только разнообразие переживаемых нашей Метагалактикой фаз развития и возникающих в ней форм структурных образований из-за ее гигантских масштабов побогаче. И, в отличие от звезд, никакой сравнительной феноменологией метагалактик мы не располагаем, наша Метагалактика дана нам в наших наблюдениях и единственном числе. Не говоря уже о теории ее (необратимого) развития, которая, если не считать феноменологической во многих отношениях модели горячей Вселенной (нашей Метагалактики), можно сказать, отсутствует.
Из предположения о фрактальности Вселенной и ее наблюдаемой макрооднородности в пределах горизонта видимости можно вывести только то, что, переживая фазу расширения, наша Метагалактика является сегодня черной дырой, которая, впрочем, если справедливы наши соображения о «периферийном» ускорении космологического расширения, некоторое время назад начала раскрываться. Не имея данных, не стоит и фантазировать на предмет того, сменится ли наблюдаемое ее расширение сжатием.
Что касается феномена жизни во Вселенной, то, в дополнение к сказанному об антропном принципе, приведем два соображения. Соображение первое. Многообразие форм жизни и разума согласуется с фрактальностью эволюции. Нет никаких оснований полагать, что «фрактальные» законы эволюции не распространяются и на разумные формы жизни, которые тоже, по-видимому, образуют во Вселенной, включая нашу Метагалактику, эволюционную мутовку, и тогда человек - только одна из ее веточек.
Соображение второе. Из-за стохастичности и фрактальности наблюдаемого мира и эволюции будущее любой однажды возникшей формы или любого очага жизни, включая биосферу на Земле, не «записано на небесах», являясь в достаточной степени неопределенным (вероятностным). Можно только утверждать, что любая однажды возникшая структура имеет свой срок существования, рано или поздно «умирая». Смертны планетные биосферы. Смертна и жизнь в нашей Метагалактике. Бессмертен лишь феномен жизни во всей бесконечной Вселенной.
Заключение
Перенасыщенность космологии спекулятивными идеями, от которых мы здесь постарались освободиться, объясняется, мне кажется, не только ее слабой наблюдательной базой, но и детским желанием человечества путешествовать но Вселенной «налегке». Космологи подкладывают «научную» базу под придумки фантастов, которые любят писать про трансзвездные и трансгалактические прыжки с использованием иных измерений и «складок» пространства. Увы, реальность прозаичнее. Людям, полагаю я, если они не угробят себя на Земле, непременно доведется перемещаться по Космосу, однако эти перемещения будут происходить в обычном трехмерном пространстве, без превышения скорости света и прыжков но пространственным измерениям и «складкам».