Техника - молодёжи 2002-01, страница 51

ГИПОТЕЗА

Василий РАБСКИЙ, кандидат технических наук

ПРИКОСНОВЕНИЕ

Можно предположить, что с представлением о бесконечности впервые столкнулись математики — после изобретения нуля, когда попытались разделить на него единицу: 1/0 = Но и до этого людей интересовали вопросы: что лежит за горизонтом, что скрыто за синевой неба?

На первый вопрос ответил Фернан Магеллан, обогнув земной шар и не найдя у него ни конца, ни края. Второй же вопрос до сих пор будоражит воображение любознательных. Но им приходится довольствоваться лишь умозрительными соображениями, потому что никогда не будет построена космическая каравелла, способная преодолеть грандиозные просторы Метагалактики, не говоря уже о Вселенной.

ПОД ПОНЯТИЕМ «МЕТАГАЛАКТИКА»

современная наука подразумевает некую ограниченную часть пространства с видимыми с Земли небесными телами — звездами и галактиками. Что же касается понятия «Вселенная», то с ним полной ясности нет: одни считают, что она тоже занимает некую конечную область пространства и, по сути дела, тождественна Метагалактике, по мнению же других, не имеет предела, и в ней таится неисчислимое множество Метагалактик.

Согласно наиболее популярной точке зрения, Вселенная — она же Метагалактика — возникла порядка 15 млрд лет назад в результате Большого взрыва из так называемой сингулярности, имевшей бесконечно малые размеры, и продолжает расширяться до сих пор. Эта гипотеза возникла после того, как еще в 1929 г. астроном Эдвин Пауэлл Хаббл обнаружил смещение спектральных линий удаленных звезд в красную область, что можно интерпретировать как их разбегание со скоростями, прямо пропорциональными расстояниям от Земли. Но будет ли этот процесс длиться бесконечно, или же расширение когда-нибудь сменится сжатием, а потом произойдет новый Большой взрыв? Все зависит от того, какова масса вещества Метагалактики: меньше она или больше некоторой критической величины. При этом, как считается, процесс сжатия обусловлен только силой гравитации. Однако высказывалось мнение (см. «ТМ», №7 за 1999 г.), что, помимо сил гравитации, на Метагалактику могут действовать еще и силы, подобные силам поверхностного натяжения, и тогда сжатие произойдет в любом случае.

Допустим, что существует пространство, не имеющее ни начала, ни конца, и вечное во времени. Как геометрическое место точек это пространство может быть описано обычной сис-

К темой координат — длиной, шириной, высотой. В таком бесконечном пространстве существуют материальные объекты —

Метагалактики, которые разделены абсолютной пустотой, в которой нет ничего материального (по крайней мере, в нашем понимании материи). Там нет гравитации, отсутствуют электрическое, магнитное и другие поля. Нет там и времени, ибо там нет смены явлений из-за отсутствия материи, там царит непроницаемая тьма и нет никаких ориентиров. Через это пространство не распространяется и никакая известная нам информация. Именно это обстоятельство дает возможность отождествлять Метагалактику и Вселенную.

Вместе с тем, такое пространство ни в коей мере не препятствует расширению Метагалактики после Большого взрыва. И, что любопытно, оно ничем не ограничивает скорость распространения вещества, которая может существенно превышать скорость света. Ибо в нематериальном пространстве нет ничего, что могло бы препятствовать движению материальной субстанции. Следовательно, вполне допустимо, что в течение некоторого времени Метагалактика расширялась со скоростью, превышавшей 3-10^е м/с.

Динамику ее расширения ограничивали и ограничивают не внешние, а внутренние факторы. А именно, затраты энергии-массы на создание субстанции, являющейся вместилищем всего материального. Эту субстанцию некогда называли мировым эфиром, а теперь именуют физическим вакуумом.

Мы мало что знаем о физическом вакууме — о его плотности, упругости, текучести, энергосодержании и т.д. Но, хотя, в отличие от частиц микромира, частицы физического вакуума бесконечно малы, представляют собой непрерывную среду, они способны взаимодействовать как между собой, так и с частицами вещества. И если эти частицы образуются из вещества с затратой энергии Е = тС^г, то между Метагалактикой и окружающим ее абсолютно пустым пространством существует как бы поверхность раздела, некая оболочка — «небесная твердь».

БЕСКОНЕЧНОСТЬ МЕТАГАЛАКТИКИ

трудно себе представить. Еще труднее представить себе ее границу, ее предел. Но этот предел все же существует! Этим пределом, этим концом бесконечности служит поверхность, отделяющая физический вакуум от абсолютной пустоты, простирающейся за пределами Метагалактики. Сквозь эту «небесную твердь» во внешнее пространство не может проникнуть ничто материальное.

Естественно, что на стадии расширения Метагалактики на приращение площади ее поверхности расходуется энергия-масса. Поэтому частицам физического вакуума необходимо преодолеть сопротивление оболочки, и при их выходе на

ее внешнюю сторону они ведут себя подобно электронам при эмиссии с катода или молекулам воды при испарении то есть преодолевают некий потенциальный энергетическии барьер. А теряя энергию, эти частицы оказываются как бы вмороженными во внешнюю поверхность «небесной тверди».

Но если некая частица вещества все же обладает энергией, достаточной для преодоления «небесной тверди», то при выходе на ее внешнюю поверхность она лишается стабилизирующего воздействия физического вакуума, распадается на бесконечно малые частицы, которые тоже «вмораживаются» во внешнюю поверхность «небесной тверди».

Таким образом, дефект энергии-массы налагает запрет на нарушение, если можно так выразиться, сплошности физического вакуума, на дробный выход частиц вещества в пространство, на их распыление в бесконечных просторах Вселенной. Если же рано или поздно приток энергии на периферию Метагалактики снизится до величины, при которой частицы не смогут разогреваться до температуры, необходимой для преодоления потенциального барьера «небесной тверди», расширение Метагалактики сменится ее сжатием.

НЕ РАЗ ВЫСКАЗЫВАЛОСЬ ПРЕДПОЛОЖЕНИЕ, что стабильность атомных ядер обусловлена давлением на них эфира. Расчеты показывают, что сила электростатического отталкивания двух протонов в ядре гелия может быть преодолена внешним давлением порядка 10³⁰ Па. Такое давление трудно вообразить: например, в земных условиях в металлах электронный газ находится под давлением порядка 2-10⁹ Па. Тем не менее это давление не мешает поверхностному натяжению скатывать в шарик капельку ртути или расплавленного припоя. Вероятно, и давление в физическом вакууме не мешает поверхностному натяжению сжимать Метагалактику, действуя совместно с силами тяготения.

Так что же может произоити при соприкосновении в бесконечных просторах Вселенной двух Метагалактик? Если одна Метагалактика состоит из вещества, а другая — из антивещества то начнется процесс аннигиляции с выделением огромного количества энергии, вследствие чего Метагалактики получат силовые импульсы, отталкивающие их друг от друга. А если обе Метагалактики состоят из одного и того же вещества, то они начнут сливаться друг с другом под действием сил поверхностного натяжения подобно двум капелькам ртути, тоже с выделением энергии. Возможно, именно подобным явлением объясняются необычные свойства квазаров — звездоподобных объектов, находящихся на границе нашей Метагалактики и отличающихся от любых других небесных тел чудовищной светимостью. ■

БЕСКОНЕЧНОСТИ

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 1 2 0 0 2