Основные научные теории происхождения галактики

Этот «червь» не может сказать: «Сейчас я взрослый, а раньше был ребенком». Течения времени не существует. Вся жизнь человека представляет собой единое целое. Такой взгляд на человека обесценивает наше личное восприятие прошлого, настоящего и будущего, вынуждая нас поставить под сомнение саму реальность этого восприятия.

По сути дела, эти представления отрицают сознание, которое подчеркивает реальность переживаемого момента. Наше нынешнее тело мы ощущаем как реальное, тогда как наше детское тело сохранилось только в памяти. Для нас нет никаких сомнений в том, что мы занимаем определенное место в пространстве в данный момент времени. Теория относительности превращает серии событий в единые пространственно-временные структуры, но мы ощущаем их как последовательность определенных этапов во времени. Следовательно, любая модель происхождения Вселенной, построенная на основе теории относительности, не способна объяснить наше восприятие времени, и потому все эти модели в их современном виде несовершенны и неприемлемы.

Все современные космологические теории также опираются на квантовую механику, которая описывает поведение атомных и субатомных частиц. Квантовая физика принципиально отличается от классической, ньютоновой физики. Классическая физика занимается описанием поведения материальных объектов, в то время как квантовая физика сосредоточена только на математическом описании процессов наблюдения и измерения. Вещественная материальная реальность исчезает из поля ее зрения. В квантовой механике наряду с объектом исследования и инструментами исследования элементом анализируемой картины становится наблюдатель.

Однако применение квантовой механики для описания Вселенной сопряжено с серьезными трудностями. По определению, все наблюдатели являются частью Вселенной. В случае Вселенной мы лишены возможности представить себе постороннего наблюдателя. В попытке сформулировать версию квантовой механики, которая не нуждается в постороннем наблюдателе, известный физик Дж. Уилер предложил модель, в соответствии с которой Вселенная постоянно расщепляется на бесконечное количество копий. Каждая параллельная Вселенная имеет своих наблюдателей, которые видят данный конкретный набор квантовых альтернатив, и все эти Вселенные реальны.

Чтобы по-настоящему оценить всю шаткость надежд ученых когда-либо найти разгадку происхождения Вселенной, нужно знать, что они возлагают их главным образом на еще не созданную теорию единого поля (ТЕП), которая должна будет объединить в себе теорию относительности и квантовую механику. Они надеются, что эта теория опишет все силы, действующие во Вселенной, с помощью одного компактного математического выражения. При этом теория относительности необходима для описания общей структуры пространства-времени, а квантовая механика — для объяснения поведения субатомных частиц. К сожалению, обе теории явно противоречат друг другу.

Первым шагом на пути к математической интеграции обеих теорий является теория квантового поля. Эта теория пытается описать поведение электронов, объединяя квантовую механику и частную теорию относительности Эйнштейна.

Мы уже убедились, что все попытки космологов втиснуть Вселенную в узкие рамки своих материалистических представлений ни к чему не привели. Более того, их теории не соответствуют даже их собственным представлениям о строении Вселенной. Например, теория большого взрыва не может объяснить существование галактик. Представьте себе гениального ученого, который досконально знает все современные космологические теории, но не имеет понятия об астрономии. Сможет ли он предсказать существование галактик? Нет. Современные версии космологических теорий предсказывают только появление однородного облака газа.

Плотность этого облака к настоящему времени должна быть не больше одного атома на кубометр — немногим лучше, чем вакуум. Чтобы получить нечто большее, требуется корректировка исходного состояния Вселенной, которую очень трудно научно обосновать. По традиции физическая теория считается приемлемой, только если она обладает предсказательной силой. Ценность теории, которую нужно долго подгонять, чтобы выжать из нее какие-то предсказания, очень сомнительна.

4 Эволюция и строение галактик

Мы знаем, что звезды нужны, чтобы светить, и наше Солнце дает необходимую для нашего существования энергию. А зачем нужны галактики?

Оказывается и галактики нужны, и Солнце не только обеспечивает нас энергией. Астрономические наблюдения показывают, что из ядер галактик происходит непрерывное истечение водорода. Таким образом, ядра галактик являются фабриками по производству основного строительного материала Вселенной — водорода.

Водород, атом которого состоит из одного протока в ядре и одного электрона на его орбите, является самым простым «кирпичиком», из которого в недрах звезд образуются в процессе атомных реакций более сложные атомы. Причем оказывается, что звезды совершенно не случайно имеют различную величину. Чем больше масса звезды, тем более сложные атомы синтезируются в ее недрах.

Наше Солнце как обычная звезда производит только гелий из водорода (который дают ядра галактик), очень массивные звезды производят углерод — главный «кирпичик» живого вещества. Вот для чего нужны галактики и звезды.

А для чего нужна Земля? Она производит все необходимые вещества для существования жизни человека. А для чего существует человек? На этот вопрос не может ответить наука, но она может заставить нас еще раз задуматься над ним.

Научные данные помогают нам сформулировать представление о нашем предназначении, о смысле нашей жизни. Обращаться при ответе на эти вопросы к эволюции Вселенной — это значит мыслить космически. Естествознание учит мыслить космически, в то же время не отрываясь от реальности нашего бытия.

Вопрос об образовании и строении галактик — следующий важный вопрос происхождения Вселенной. Его изучает не только космология как наука о Вселенной — едином целом, но также и космогония (греч. «гонейа» означает рождение) — область науки, в которой изучается происхождение и развитие космических тел и их систем (различают планетную, звездную, галактическую космогонию).

Галактика представляет собой гигантские скопления звезд и их систем, имеющие свой центр (ядро) и различную, не только сферическую, но часто спиралевидную, эллиптическую, сплюснутую или вообще неправильную форму.

Галактик — миллиарды, и в каждой из них насчитываются миллиарды звезд. Наша галактика называется Млечный Путь и состоит из 150 млрд. звезд. Она состоит из ядра и нескольких спиральных ветвей.

Ее размеры — 100 тыс. световых лет. Большая часть звезд нашей галактики сосредоточена в гигантском «диске» толщиной около 1500 световых лет. На расстоянии около 30 тыс. световых лет от центра галактики расположено Солнце.

Ближайшая к нашей галактика (до которой световой луч бежит 2 млн. лет) — «туманность Андромеды». Она названа так потому, что именно в созвездии Андромеды в 1917 году был открыт первый внегалактический объект. Его принадлежность к другой галактике была доказана в 1923 году Э. Хабблом, нашедшим путем спектрального анализа в этом объекте звезды. Позже были обнаружены звезды и в других туманностях.

А в 1963 году были открыты квазары (квазизвездные радиоисточники) — самые мощные источники радиоизлучения во Вселенной со светимостью в сотни раз большей светимости галактик и размерами в десятки раз меньшими их. Было предположено, что квазары представляют собой ядра новых галактик, и, стало быть, процесс образования галактик продолжается и поныне.

Заключение

Возникновение и развитие современной релятивистской космологии имеет большое мировоззренческое значение. Оно во многом изменило наши прежние представления о научной картине мира. Особенно радикальным было открытие так называемого красного смещения, свидетельствующего о расширении Вселенной. Этот факт нельзя было не учитывать при построении космологических моделей.

Считать ли Вселенную бесконечной или конечной — зависит от конкретных эмпирических исследований и прежде всего от определения плотности материи во Вселенной, что имеет решающее значение для оценки кривизны пространства — времени. Очевидно, что при нулевой или отрицательной кривизне модель должна быть открытой, при положительной — замкнутой. Однако оценка плотности распределения материи во Вселенной наталкивается на серьезные трудности, связанные с наличием так называемого скрытого (невидимого) вещества в виде темных облаков космической материи. Хотя никакого окончательного вывода о том, является ли Вселенная открытой или замкнутой, сделать пока еще нельзя, но многие свидетельства говорят, по-видимому, в пользу открытой бесконечной ее модели. Во всяком случае такая модель лучше согласуется с неограниченно расширяющейся Вселенной. Замкнутая же модель предполагает конец такого расширения и допущение ее последующего сжатия. Как мы уже отмечали выше, коренной недостаток такой модели состоит в том, что пока современная наука не располагает какими-либо фактами, подтверждающими подобное сжатие. К тому же сторонники замкнутой Вселенной признают, что эволюция Вселенной началась с «большого взрыва» .

Наконец, остается нерешенной и проблема оценки плотности распределения материи и связанной с ней величины кривизны пространства — времени.

Важной проблемой остается и оценка возраста Вселенной, который определяется по длительности ее расширения. Если бы расширение Вселенной происходило с постоянной скоростью, равной в настоящее время 75 км/с, то время, истекшее с начала «большого взрыва», составило бы 13 млрд. лет. Однако есть основания считать, что ее расширение происходит с замедлением. Тогда возраст Вселенной будет меньше. С другой стороны, если допустить существование отталкивающих космологических сил, тогда возраст Вселенной будет больше.

Значительные трудности связаны также с обоснованием первоначально «горячей» модели в сингулярной области, поскольку предполагаемые плотности и температуры никогда не наблюдались и не анализировались в современной астрофизике. Но развитие науки продолжается, и есть основания надеяться, что и эти труднейшие проблемы со временем будут разрешены. Главный же итог современных космологических исследований состоит в том, что они показали, что Вселенная не находится в стационарном состоянии, она непрерывно изменяется вследствие понижения в ней температуры и связанного с этим процесса ее расширения. Именно в результате такого процесса происходит эволюция материи, связанная с появлением все новых и сложных структур.

Теория «большого взрыва» должна, по идее, объяснять строение Вселенной, но беда в том, что многие характеристики Вселенной еще недостаточно изучены, чтобы их можно было объяснять. Одной из интригующих загадок является проблема «недостающей массы». «Измеряя световую энергию, излучаемую Млечным Путем, можно приблизительно определить массу нашей галактики. Она равняется массе ста миллиардов Солнц. Однако, изучая закономерности взаимодействия того же Млечного Пути с близлежащей галактикой Андромеды, мы обнаружим, что наша галактика притягивается к ней так, как будто весит в десять раз больше». Таким образом, разница в массе, определенной двумя методами, составляет 90%. Чтобы объяснить это, ученые решили списать недостаток массы на призрачные субатомные частицы, называемые «нейтрино». Первоначально нейтрино считались невесомыми, но, когда потребовалось, им приписали массу, чтобы «обнаружить» недостающую массу галактики. Очень удобно.

Даже если отложить вопрос о происхождении Вселенной и обратиться к ее строению, мы увидим, что и тут далеко не все обстоит благополучно. Ученые уверенно заявляют, что Вселенная простирается на Икс световых лет и что ее возраст — Игрэк миллиардов лет. Они утверждают, что знают природу всех основных космических объектов: звезд, галактик, туманностей, квазаров и т. д. В то же время мы не имеем ясного представления даже о галактике Млечного Пути, к которой мы принадлежим.

Всего сказанного выше достаточно для того, чтобы убедить любого непредвзятого читателя в необоснованности претензий космологов на то, что стратегия материалистического редукционизма помогла им успешно объяснить происхождение и природу Вселенной. У нас нет никаких оснований утверждать, что все ответы на вопросы космологии обязательно должны быть описаны простым математическим выражением. Количественный метод зачастую не может быть применен даже к явлениям, куда более простым и доступным, чем гигантская Вселенная. Поэтому преждевременно отвергать альтернативные подходы, подходы, которые могут быть основаны на иных законах и принципах, чем известные нам законы физики.

Анохин А. М. Философия и теоретические проблемы науки. — М., 1990.

Горелов А. А. Концепция современного естествознания. — М., 2004.

Грушевицкая Т.Г., Садохин А. П. Концепция современного естествознания. — М., 1998.

Данилова В.С., Кожевникова Н. Н. Основные концепции современного естествознания. / Уч. пособие для вузов. — М., 2001.

Дуничев В. М. Концепция современного естествознания. / Уч. пособие, 2 изд. — Южно-Сахалинск, 2000.

Концепция современного естествознания. — М., 1998.

Кузнецов В.И., Идлис Г. М., Гутина В. Н. Естествознание. — М., 1996.

Лозовский В.Н., Лозовский С. В. Концепция современного естествознания. — СПб., 2004.

Рузавин Г. И. Концепции современного естествознания. — М., 1997.

Степин В.С., Кузнецова Л. И. Современная научная картина мира. — М., 1997.

Данилова В.С., Кожевникова Н. Н. Основные концепции современного естествознания. / Уч. пособие для вузов. — М., 2001.

Анохин А. М. Философия и теоретические проблемы науки. — М., 1990.

Рузавин Г. И. Концепции современного естествознания. — М., 1997.

Степин В.С., Кузнецова Л. И. Современная научная картина мира. — М., 1997.

Грушевицкая Т.Г., Садохин А. П. Концепции современного естествознания. — М., 1998.

Лозовский В.Н., Лозовский С. В. Концепции современного естествознания. — СПб., 2004.

Данилова В.С., Кожевникова Н. Н. основные концепции современного естествознания. / Уч. пособие для вузов. — М., 2001.

Рузавин Г. И. Концепции современного естествознания. — М., 1997.

Рузавин Г. И. Концепции современного естествознания. — М., 1997.

Грушевицкая Т.Г., Садохин А. П. Концепции современного естествознания. — М., 1998.

Рузавин Г. И. Концепции современного естествознания. — М., 1997.