Системный подход в современной науке.Концепция глобального эволюционизма.Гипотезы возникновения вселенной

Системный подход в современной науке.Концепция глобального эволюционизма.Гипотезы возникновения вселенной

Сильный антропный принцип: Вселенная должна быть такой, чтобы возникновение жизни было высоко вероятным.
Антропный принцип противоречит принципу Коперника (впервые определенному Николаем Кузанским еще в 15 веке, - "солнце – одна из бесчисленных звезд, Земля – один из бесчисленных обитаемых миров"), поскольку выделяет уникальную (до сих пор) планету Земля.
Синтезом двух этих антропных принципов можно считать спецификацию набора конкретных параметров, без которых никак не могла развиться жизнь на Земле.
В развитие и обоснование антропного принципа разработаны десятки моделей вселенных и их эволюций: параллельные миры; "естественный отбор" в последовательности возникающих ("пульсирующих") вселенных; изменение мировых констант во времени и т. д.
2.3 Экспериментальная основа космологии
Классические опытные данные, которые с необходимостью должны рассматриваться любыми космологическими гипотезами:
а) Красное смещение спектра удаленных галактик, которое подчиняется закону Хаббла:
,
где V – радиальная скорость, м/с, соответствующая величине эффекта Доплера7, вызывающего соответствующее изменение спектра; Н = (3…5) * 1018 с-1, - постоянная Хаббла; r – расстояние до галактики, м.
б) Наличие повсюду во Вселенной слегка анизотропного т.н. реликтового излучения температурой около 3 К .8
3. Научные мифы о сотворении мира
Стандартная космологическая модель получила название "теории Большого взрыва", т.к. при рассмотрении пути развития расширяющейся Вселенной в обратном направлении по времени она приводит, по законам термодинамики, к сверхплотным концентрациям энергии, при которых следует обращаться к теориям элементарных частиц и сверхвысоким температурам.
По современным теоретическим воззрениям, развитие Вселенной началось с "первоначального вещества" с плотностью 1033 кг/см3 с температурой 1028 К. Такая температура предполагает огромную кинетическую энергию, поэтому вещество начинает расширяться, остывая и становясь менее плотным. Спустя буквально мгновение после рождения Вселенная представляла горячее кварево из элементарных частиц — кварков и лептонов.
В результате самоорганизации во Вселенной последовательно ("эволюционно", развертываясь) рождались новые структуры материи: нейтроны и протоны, атомные ядра, атомы, звезды, галактики, скопления галактик и метагалактик (предел развития структур Вселенной?).
Итог рождения и эволюции Вселенной до наблюдаемой нами стадии: в "наших окрестностях" Вселенной содержится 100 млрд. галактик, в каждой из них около 100 млрд звезд. Звезды галактик удерживаются вместе силой гравитационного притяжения невидимой, но предполагаемой "темной материей", и, может быть, эта же темная материя руководит процессом все ускоряющегося расширения Вселенной.
Более подробно модель "Большого взрыва" рассматривает события после рождения Вселенной примерно так:
а) Вначале был взрыв. Не обычный взрыв с расширением материи вовне, а образование собственно пространства (и, наверное, времени) и его дальнейшее расширение, подобное растягиванию куска резиновой пленки.
25 – 30 лет назад благодаря работам российских физиков Э. Глинера и А. Старобинского, а также американца А. Гуса было описано новое явление, позволяющее подробнее описать процесс рождения Вселенной перед Большим Взрывом — сверхбыстрое инфляционное9 расширение Вселенной.
Для объяснения этого процесса пришлось привлечь вновь созданное понятие "инфлатонного" (от слова "инфляция") поля, которое претерпевало случайные колебания в произвольных точках пространства-времени. Именно благодаря этим колебаниям рано или поздно должна была образоваться однородная область инфлатонного поля размером более 10-33 см внутри Вселенной (по сути – флуктуация), которая к тому времени достигла размера порядка 10-27 см.
Без понятных обывателю объяснений, считается, что во Вселенной такой величины действуют те же физические законы, что и вокруг нас, и, оперируя ими, относительно легко можно предсказать дальнейшую эволюцию Вселенной.
Оказывается, энергетически выгодно для системы в целом, чтобы эта флуктуация стремительно расширялась (энергия инфлатонного поля стремится к минимуму). При времени расширения в целых 10-35 с диаметр Вселенной достигает размера порядка 1 см (т.е. вырастает в 1027 раз). Когда инфлатонная энергия достигает наименьшего значения, величина высвобождающейся при этом кинетической энергии рождающихся частиц вызывает нагрев Вселенной и разлет частиц, который и называют Большим взрывом.10
б) Уже через 0,01 с температура составляла только 1011 K, но при этом еще не могли существовать даже ядра атомов. Существовали фотоны и лептоны (электроны, позитроны, нейтрино) и немного нуклонов ( протонов и нейтронов).
в) Через примерно 14 с Вселенная охладилась до 3*109 К, при этом аннигилировали большинство электронов и позитронов. Остались нуклоны, нейтрино и антинейтрино.
г) Спустя 3 минуты температура упала настолько, что стали образовываться атомные ядра, начиная с дейтерия (протон+нейтрон) и гелия.
д) Через примерно полмиллиона лет в огромной Вселенной образуется в заметных количествах водород, который вместе с гелием сгущается под действием сил гравитации и образует галактики и звезды.
Далее происходит эволюция звезд, которой принадлежит в сотни раз больше гипотез и даже готовых к опровержению теорий, чем рождению Вселенной.
Все теории (гипотезы) ранней Вселенной не идут ранее 10-35 с, хотя некоторые из них предполагают, что в окрестности 10-43 с произошло объединение гравитации с другими силами, присущими физическому вакууму.
Описанная драма входит в большую часть современных концепций начала Мира с несущественными изменениями. Существующие расхождения касаются собственно причины взрыва и самой ранней его стадии.
Так, существует модель раздувающейся Вселенной, предназначенная для объяснения существующей в настоящее время неоднородности распределения масс. Вот её суть: внутри сверхгорячей Вселенной
(10-43…10-35с) небольшой участок охлаждается и расширяется быстрее остальных, порождая неоднородность дальнейшего процесса
Относительно сингулярности, с которой все началось, существуют спекуляции, связанные с понятием вакуума и нарушением его симметрии. Так, согласно идеям некоторых теоретиков, вакуум – особый фундаментальный тип реальности, способный порождать любые элементарные частицы в любом количестве.11
Существуют вполне обоснованные сомнения в верности описанных гипотез. Основное из них – в корректности описания уникального объекта, – Вселенной, как объекта "лабораторного", доступного наблюдению извне. Также непонятно в этих гипотезах решение проблемы измерений, особенно на самых ранних стадиях, невероятных с точки зрения принципа неопределенности Гейзенберга.
Корректность описания гравитационных взаимодействий и самого существования времени в его современном виде также очень сомнительна.
Человеку, довольно далекому от теоретической физики, современная космология представляется мифом, подобным мифологии мыслителей античности, где вместо огня воды воздуха и т.п. фигурируют лептоны, бозоны и т.д.12
4. Синтез знания и веры в космологии
Рассмотренные, безусловно интересные, положения гипотез о рождении Мира можно условно разделить на две части.
Первая - те, на которые теория Большого взрыва ответить пока не может, однако основные её положения обоснованы надёжными экспериментальными данными, а современный уровень науки позволяет с определенной степенью достоверности (если доверять физикам) описать эволюцию такой системы во времени, за исключением самого начального этапа — порядка сотой доли секунды от "начала мира".
Вторая – те, которым научное мировоззрение в принципе не способно дать объяснения, например, что послужило толчком к рождению Вселенной и в чем причина "тонкой настроенности" её на существование человека.
Эта вторая, но не менее важная часть проблемы может быть исследована при помощи гипотезы Бога-творца, как явления сверхъестественного, вневременного и внепространственного. С точки зрения теиста, уже принявшего идею бога (т.е. человека верующего), возможно существование Бога, как до Большого взрыва, так и после исчезновения Вселенной, если таковое когда-либо произойдет. Следовательно, Бог мог точно знать результат образования Вселенной даже до того, как оно началось.
Далее, следуя логике допущения идеи Бога, он мог предвидеть: