Читать онлайн «Эволюционизм. Том первый: История природы и общая теория эволюции». Страница 140

Теория Вайнберга-Салама-Глэшоу, получившая название квантовой хронодинамики, была построена на допущении, что электромагнитное и слабое взаимодействия возникают под действием единой электрослабой силы. Соответственно в качестве носителей сильного взаимодействия были определены кварки, накрепко связанные глюонами и подвергнутые так называемому конфайнменту (от англ. слова, обозначающего пленение). На этих идеях и была построена стандартная модель элементарных частиц.

В 80-е годы XX века при опоре на стандартную модель стали предприниматься попытки объединения сильного, слабого и электромагнитного взаимодействия в одно базисное взаимодействие, которому присуща безразмерная константа. Такое приведение в единство трёх типов взаимодействий получило название Великого объединения. В настоящее время известно множество конкурирующих моделей Великого объединения, каждая из которых имеет свои космологические следствия, но напоминает прокрустово ложе, в которое авторы моделей пытаются уложить и втиснуть всё разнообразие и противоречивость фактов, полученных в экспериментальных исследованиях.

Ещё более трудную задачу представляет воссоединение трёх фундаментальных взаимодействий с четвёртой – гравитацией. Такое воссоединение получило название суперобъединения. Но гравитация как наиболее фундаментальная форма «космической инженерии» явно сопротивляется попыткам подчинить её потребностям суперобъединения.

На помощь приходит теория супергравитации, оперирующая гравитонами как квантами гравитационного поля, его переносчиками, которые сами не имеют массы, т. е. не участвуют в гравитационном взаимодействии. Гравитационное же поле образуется на основе их направленного движения. Теория супергравитации стремится объединить теорию тяготения, вытекающую из общей теории относительности, с современными представлениями о физическом вакууме.

В вакууме рождается и тут же исчезает в «ткань» пространства огромное множество виртуальных частиц, которые своей массой создают дополнительное поле тяготения и соответственно образуют дополнительные искривления пространства-времени. Соответственно геометрические свойства пространства-времени подвергаются бесчисленным мелким случайным изменениям – флуктуациям. С этой точки зрения гравитон, объединяющий в себе свойства элементарной частицы и волны, пронизывает пространство-время и придаёт ему квантованность, разрывность, которая гасится на макроуровне. Сторонники теории супергравитации считают, что на ранних этапах эволюции Метагалактики её пространство-время было дискретным, квантованным, и лишь по прошествии ряда этапов возникала единая непрерывность – пространственно-временной континуум. Флуктуации пространства-времени в настоящее время могут образовывать вакуумные конденсаты – сгущения виртуальных частиц, нарушающие состояние вакуума как среды, в которой среднее значение энергии любых физических полей равно нулю.

Физики, занимающиеся проблемами суперобъединения, претендуют на создание на её основе теории всего сущего (ТВС). Время покажет, насколько состоятельны претензии единой теории поля на описание и объяснение всех видов полей. Что же касается теории всего сущего, то она невозможна по трём причинам. Во-первых, эволюция и формируемый ею порядок бесконечно разнообразны и они не могут быть охвачены одной теорией раз и навсегда. Во-вторых, невозможно создать теорию всего, исходя исключительно из физического уровня движения материи. В-третьих, невозможно создать даже максимально обобщенную, абстрактную теорию всего, не обращаясь к общей теории эволюции. Тем не менее попытки создания физической теории всего могут привести к весьма важным для науки результатам.

9.1. Галактики

При взгляде на ночное небо оно нам кажется спокойным и умиротворённым. Сверкающие звёзды словно застыли в своём молчаливом великолепии. Проходят века, тысячелетия, а на небе можно найти те же созвездия, те же звёзды шлют нам свой свет сегодня, какой они посылали древним египтянам и шумерам на заре цивилизации.

Глядя на небо, человек успокаивается душой и предаётся философским размышлениям и медитативным состояниям. Он отрешается от житейской суеты и видит в Космосе образец вечного спокойствия. А между тем, Космос – сфера колоссальных скоростей, постоянных изменений, движения столь гигантских масштабов, что они совершенно несоизмеримы с кажущимися нам сверхскоростными передвижениями на нашей маленькой Земле. Невообразимо огромны и размеры космических систем, и расстояния между ними, и энергии, и катастрофы, и формы взаимодействия, и структурные образования космической материи. Здесь всё несётся с немыслимыми скоростями, вступает в бурные реакции, подвергается действию адских температур и могучих гравитационных полей. Так, наша Солнечная система несётся со скоростью 400 км в секунду в направлении созвездия Льва, но для нас, считающих огромными скорости автомобиля или самолёта, такая колоссальная скорость остаётся совершенно незаметной.

В Космосе постоянно разворачивается драматическая борьба двух фантастически огромных сил – расширения пространства-времени, подстёгиваемого скрытой энергией, и гравитации. Расширение пространства-времени приводит к «разбеганию», «разлетанию» галактик, увеличению расстояний между ними и соответствующему ослаблению гравитационного взаимодействия, поскольку его сила действует обратно пропорционально квадрату расстояния между тяготеющими массами. Но гравитация всё-таки берёт своё благодаря колоссальным массам вещественно-энергетических образований Космоса: она направляет движение по прямой линии между центрами тяжести взаимодействующих тел. В результате взаимодействий множества тяготеющих масс движение в Космосе происходит по самым разнообразным траекториям и вместе с тем формирует сходные категории объектов. Попадая в зону крупной тяготеющей массы, более мелкие образования либо падают на неё, либо движутся по касательной и становятся её спутниками, занимая определённую орбиту вращения.

Ещё одной силой, оказывающей влияние на движение в Космосе, выступают межзвёздные магнитные поля. Их существование было доказано в 1962 г. Они образуют наряду с тяготением газопылевые облака межзвёздной среды, конденсация которых при наличии благоприятных условий приводит к образованию звёзд. Возможно, магнитные поля играют более важную роль в движении космических систем, чем та, которая им отводится в современной космологии, исходя из возможностей наблюдательной астрономии. Логично предположить, что достаточно мощные магнитные поля имеют самые различные структурные образования Метагалактики, хотя с точки зрения современных астрофизических знаний это остаётся только предложением.

Структурная иерархия нашей Вселенной состоит из следующих соподчинённых компонентов: Матагалактика – её ячеистая крупномасштабная структура – сверскопления галактик – скопления галактик – группы галактик – скопления звёзд – звёзды – планеты. И каждая из этих систем состоит из мобилизационного ядра и движимой, мобилизуемой периферии.

Каждая из космических систем имеет свою историю происхождения и развития, которую мы воспроизводим, исходя из сравнений, сопоставлений, неполных и косвенных данных. И тем не менее мы знаем об эволюции этих систем же не так уж мало. Везде в Космосе мы находим свидетельства эволюции космических систем, все они определённым образом возникают, образуют определённый порядок, проходят путь становления и развития и уничтожаются, погружаясь в хаос, либо преобразуются в иные системы.

Важнейшими структурными компонентами Метагалактики являются галактики. Само название Метагалактики означает, что она объединяет все галактики, представляет собой надгалактическую, сверхгалактическую структуру. Слово же «галактика» произошло от греч. «галактикос» – «молочная». Древние греки называли Млечный путь галактическим, т. е. молочным кругом. Он представлялся им белым, как молоко из-за белого свечения множества звёзд, которые невооружённому глазу кажутся сплошной светлой пеленой, похожей на разлитое молоко.

Наша Галактика – Млечный путь – первой подверглась исследованию. Уже Демокрит догадывался о том, что «млечный круг» состоит из огромного множества звёзд, которые невозможно рассмотреть по отдельности из-за того, что они близко расположены на небосклоне по отношению к углу зрения наблюдателя, и вследствие этого сливаются воедино. Эта догадка была подтверждена наблюдениями Галилея, который рассмотрел отдельные звёзды в свой первый в мировой истории телескоп. Затем Уильям Гершель, систематически рассматривая в телескоп различные части нашей Галактики, нашёл её сходство с дорогой, по обеим сторонам которой высажены деревья. Это сходство обусловлено тем, что в направлении созвездия Геркулеса звёзды как бы раздвигаются, а на противоположной стороне – сближаются. Так Млечный круг превратился в Млечный путь.