Singularnost

Jednačine moderne kosmologije omogućavaju pronalaženje zakona širenja homogenog i izotropnog Univerzuma i opisivanje promjene njegovih fizičkih parametara u procesu širenja. Međutim, nije razvijena teorija koja nedvosmisleno određuje ponašanje Univerzuma u početnoj fazi.

U modelu izotropnog univerzuma izdvaja se posebno početno stanje - singularnost. Ovo stanje karakteriše ogromna gustina materije i zakrivljenost prostora. Eksplozivna ekspanzija počinje sa singularnošću, usporavajući se tokom vremena. U ovom stanju se krše klasični zakoni fizike, što tjera fizičare da traže konzistentne modele, o čemu će biti riječi u nastavku.

Slika u blizini singulariteta je sljedeća. U uslovima visoke temperature ne samo molekuli i atomi, već čak ni atomska jezgra ne mogu postojati u blizini singulariteta; postojala je samo ravnotežna mješavina raznih elementarnih čestica.

kvantna teorija gravitacije

Kao što je gore spomenuto, singularnost je "kamen spoticanja" za klasične zakone mehanike, termodinamike i gravitacije. Oni gube svoje fizičko značenje na tački singularnosti. Kvantna mehanika zauzima poseban položaj u vezi s tim. Kao što znate, potpuno je apstrahovan od pojmova kao što su koordinata i brzina i može uspješno opisati ponašanje objekata kroz energetske karakteristike: masu i energiju. Stoga se mnogi naučnici nadaju da će dobiti konzistentan opis rane faze evolucije Univerzuma koristeći teoriju kvantne gravitacije. “Nauka još nema potpunu i dosljednu teoriju koja ujedinjuje kvantna mehanika i gravitacije“, piše Stephen Hawking u jednom od svojih radova, „ali mogućnost opisivanja procesa samo uz pomoć kvantne mehanike vodi do revolucionarnih zaključaka“:

1. Zbog činjenice da se stanje Univerzuma opisuje samo njegovim kvantnomehaničkim karakteristikama, a ono ima vjerovatnostni karakter, takva karakteristika našeg postojanja kao što je vrijeme, potpuno nestaje.

2. Za kvantno mehaničko stanje je karakteristično da prošlost nije uzrok sadašnjosti, a sadašnjost nije uzrok budućnosti u strogom smislu te riječi. Stoga možemo reći da „čak i da je bilo nekih događaja prije Velikog praska, ne bi bilo moguće predvidjeti budućnost iz njih, jer u tački singularnosti, determinizam događaja je nula zbog kvantnomehaničkih procesa.”

Uzrok svijeta, kao što vidimo, još uvijek je otvoreno pitanje za nauku.

Alternativni modeli univerzuma

Stanje singularnosti, od kojeg je započela historija Univerzuma, može biti značajan argument u korist stvaranja svijeta. Nauka trenutno ne može odgovoriti na pitanje šta je bilo u vrijeme velikog praska, pa čak ni malo ranije. "Bijele mrlje" u ovoj oblasti teorijske fizike tjeraju naučnike na razvoj razni modeli Univerzum u kojem singularnost nije prepreka klasičnim zakonima fizike. U nastavku razmatramo najznačajnije od njih.

Model Hermana Bondija i Thomasa Golda

Godine 1948. Herman Bondy i Thomas Gold su predložili model stacionarnog svemira. Zasniva se na idealnom kosmološkom principu: "Ne samo da nema privilegovanog mjesta u svemiru, već i privilegiranog trenutka u vremenu." Stoga će u svakom trenutku u svim tačkama svemira prosječna temperatura i gustina Univerzuma imati iste vrijednosti. Takav Univerzum karakterizira eksponencijalna ekspanzija kompenzirana trajnim rođenjem materije. "Sinhronizam širenja Univerzuma i rađanja materije održava konstantnost gustine materije-energije i na taj način dovodi do reprezentacije vječnog Univerzuma, koji je u stanju kontinuiranog rađanja materije."

Modifikacija teorije relativnosti zaista "dozvoli" da 1 km3 Univerzuma stvori jednu česticu za 1 godinu. To nije u suprotnosti s eksperimentalnim podacima, ali, kako primjećuje Hawking, takva "produktivnost" je katastrofalno mala za "stvaranje" novih galaksija. Zbog činjenice da ne postoji “tanka veza” između širenja Univerzuma i rađanja materije, ova hipoteza je kontroverzna.

Manekenka Alana Guta

Kasnije je američki fizičar Alan Guth predložio model u kojem je Univerzum imao temperaturu ispod kritične temperature za Veliki prasak bez narušavanja simetrije sila. Ovo stanje se može uporediti sa prehlađenom vodom, kada se ona, kada se ohladi na određeni način, ne smrzava ni na negativnoj temperaturi. Univerzum u takvom stanju je nestabilan i ima dodatnu energiju, čije je antigravitacijsko djelovanje slično djelovanju n-člana u jednadžbi stacionarnog Univerzuma. Prema ovom modelu, čak i na mjestima gdje je Univerzum bio previše gust, međusobna privlačnost njegovih dijelova bila je slabija od odbijanja, što je uticalo na prirodu širenja Univerzuma. U ovom slučaju, sve heterogenosti bi se jednostavno mogle izgladiti, jer se bore izglađuju kada se gumena lopta naduva. Guth je došao do sljedećeg zaključka: „Iz sadašnje glatko homogeno stanje moglo bi se razviti veliki broj nehomogenosti“. Stephen Hawking se ne slaže s Guthovim zaključkom: "Svemir se širio tako brzo da predloženi model fazne tranzicije nije mogao postojati bez narušavanja simetrije sila." Štaviše, izotropija CMB-a ukazuje da je u "... prošlosti Univerzum bio još homogeniji."

Model Linde

Godine 1983., poznati kosmolog Andrei Linde predložio je haotični model inflacije. Prema ovom modelu, Univerzum je evoluirao bez faznog prelaza i prehlađenja, ali pod uticajem polja bez spinova. Kvantne fluktuacije ovog polja u nekim regijama ranog svemira su se povećale, kao rezultat toga, čestice su počele da se odbijaju. Energija polja počela je polako da opada sve dok se inflacija nije pretvorila u istu ekspanziju kao u modelu "vrućeg svemira". “Jedan od regiona,” primjećuje Linde, “može se pretvoriti u Univerzum koji promatramo.” Lindeov model je pokazao da je "trenutno stanje svemira moglo nastati iz velikog broja početnih konfiguracija, ali ne iz bilo kojeg početnog stanja kao što je naš svemir mogao nastati."

Model inflacije ostavlja otvorenim pitanje početnih uslova za nastanak univerzuma.

Hawking model

Stephen Hawking je posebno među teoretskim fizičarima. Glavna stvar za njega je pronaći odgovarajući konzistentan matematički model svijeta. Stoga je vrlo strastven oko uvođenja matematičkih varijabli, funkcija koje nisu odraz stvarnosti, već služe samo za pojednostavljivanje matematički aparat teoriju koju je postavio. Da bi pojednostavio matematički aparat, on može koristiti prijelaz iz jednog koordinatnog sistema u drugi i zamjenu realnog vremena imaginarnim, koje nije podržano nikakvim realnim fizičkim procesima.

Hawking smatra da singularnost modelu Velikog praska oduzima moć predviđanja, jer. u trenutku singularnosti, zakoni fizike su narušeni i "... bilo šta se moglo pojaviti iz Velikog praska." Budući da kvantna teorija kaže da se “svašta može dogoditi, osim ako nije apsolutno zabranjeno”, Hawking se oslanja na cijeli matematički aparat i metode kvantne teorije. On uvodi koncept talasne funkcije svemira. Potreba za integracijom zahtijeva uvođenje posebnih graničnih uslova. Hawking ih predstavlja: Granični uslov jer univerzum je taj da nema granica.” U njegovom modelu, svemir nema granica i zatvoren je. Hawking daje sljedeći primjer: ako idemo ekvatorom, vratit ćemo se u istu tačku, a da ne stignemo do ruba (granice) Zemlje, i niko neće tvrditi da je Zemlja ograničena. Hawking vjeruje da "pretpostavka da nema granica može objasniti cijelu strukturu svemira, uključujući male nepravilnosti poput nas."

Hawkingov univerzum ne doživljava nikakve singularnosti. Štaviše, "propozicija bez granica čini kosmologiju naukom, jer omogućava predviđanje ishoda bilo kojeg eksperimenta." U ovom modelu, svemir je bukvalno rođen ni iz čega, a za to nije potrebno postojanje vakuuma.

Hawking napominje da čak i ako "kvantna teorija vrati izgubljenu predvidljivost klasična teorija Ona to ne radi u potpunosti. Za Hawkinga, ne radi se o tome da njegova teorija ne odražava stvarnost, već da ova teorija ima moć predviđanja: „Ne zahtijevam da teorija odgovara stvarnosti, jer ne znam kako funkcionira. Realnost nije veličina koja se može testirati lakmusovim testom. Sve to pripisujem činjenici da teorija mora predvidjeti rezultate mjerenja.”

Međutim, sam Hawking se slaže da njegov kvantni model „ne opisuje Univerzum u kojem živimo, koji je ispunjen materijom...“, i da bi izgradio „realističniji model“, izostavlja kosmološki termin koji se ranije koristio za objasni i „uključuje“ polja materije: „...izgleda da u Univerzumu treba da imamo skalarno polje sa potencijalom V()“, što je ekvivalentno kosmološkom terminu samo pod određenim uslovima.

Po našem mišljenju, Hawkingov model je odraz autorovog pogleda na svijet. Da bi dobio spontano, haotično rođenje univerzuma, Hawking nameće univerzumu uslov da nema granica. Njegovom Univerzumu nije potreban Stvoritelj, ne treba mu vanjski uzrok, on postoji samo zato što ne može a da ne bude zbog svoje vlastite potrebe.

Ilya Prigozhin smatra da Hawkingovo uvođenje imaginarnog vremena umjesto realnog vremena iskrivljuje sliku stvarnosti: „Hawkingov prijedlog (o imaginarnom vremenu – V.R.) nadilazi teoriju relativnosti, ali u stvarnosti je to još jedan pokušaj poricanja stvarnosti vremena, opisujući naš Univerzum kao statičnu geometrijsku strukturu…”.

Vjerujemo da besprijekorna primjena matematičkog aparata može potvrditi bilo koju teoriju i svaki model, međutim, svijet obdaren karakteristikama vječnog postojanja ne može odražavati stvarnost u kojoj živimo.

Prigožinov kosmološki model

Laureat nobelova nagrada za dostignuća u oblasti neravnotežnih procesa, Ilja Prigogin je ponudio svoje razumevanje porekla Univerzuma. On smatra da je Univerzum nastao iz "kvantnog vakuuma" zbog ireverzibilne fazne tranzicije. On tvrdi da je Univerzum počeo da postoji u vremenu, tj. vrijeme je vječno, ali svijet, naš univerzum postoji određeno vrijeme. Model stvaranja svijeta "iz ničega" on naziva "besplatnim doručkom", i neodrživ je, jer "...vakum je već obdaren univerzalnim konstantama". Stoga, u njegovom modelu, Univerzum nastaje, formira se od nečega što je ranije postojalo. Prigožin stvaranje svijeta naziva činom transcendentnim u odnosu na fizičku stvarnost.

Prigožin samu pojavu vidljivog svijeta povezuje ne sa singularnošću, već s nestabilnošću kvantnog vakuuma. Veliki prasak, kaže on, nepovratan proces". Prigožin smatra da je „trebalo doći do fazne tranzicije iz vladavine univerzuma, koju nazivamo kvantni vakuum…“.

Prema Prigožinu, "Univerzumi nastaju tamo gde su amplitude gravitacionog polja i polja materije od velike važnosti."

Konačno pregled konceptima naučnika, treba napomenuti da je svako razmišljanje o fizičkom stanju univerzuma samo plod intelekta. Ovdje nauka dolazi „... do ivice pozitivnog znanja opasno blizu naučna fantastika“, budući da je eksperimentalna potvrda teorije nemoguća. Dakle, konstrukcija naučnika teorijski model Univerzum je uvijek odraz njegovog pogleda na svijet.

Singularno stanje u prošlosti nije baš dobro stanje sa stanovišta fizike. U ovom stanju, vrijednost fizičke veličine ili nula ili beskonačnost. Dimenzije su nula gravitacionih sila su beskonačni, gustina je beskonačna, temperatura je beskonačna, itd. Jako loše stanje - sva fizika staje, nema se šta računati. Uključenost kvantne teorije omogućila je da se ne dosegne ova singularnost, već da se zaustavi malo više. Max Planck je 1900. godine, kada je već otkrio kvant akcije i uveo konstantnu vrijednost, koja se danas naziva Planckova konstanta, odlučio pokušati spojiti tri fundamentalne fizičke veličine i vidjeti šta dobro može dati. Plankova konstanta, brzina svetlosti i gravitaciona konstanta. Poput fizičara, mora da se bavi ozbiljnim stvarima, ali je odlučio da ih kombinuje - šta se dešava. Uspio je dobiti sve mjerljive osnovne fizičke. Vrijednosti: udaljenost, koja se sada zove Planckova udaljenost, ispostavila se 10−33 cm, vrijeme je bilo 10−43 sekunde, energija - 1019 GeV, gustoća - 1094 g/cm3. Koje su to količine? Sada su to glavne veličine koje određuju temeljni nivo na kojem će se sve najzanimljivije stvari dešavati u fundamentalna fizika: i ujedinjenje svih interakcija, i izgradnja jedinstvene teorije, i otkrivanje kako je nastao svemir, itd. Međutim, možda ovo nije konačna istina. Obratite pažnju na gustinu. 1094g/cm3. Šta je ovo? Je li to zapravo fizička veličina? Poređenja radi, gustina vode je 1 g/cm3, gustina metala je 10 g/cm3. Da li je moguće zamisliti materiju čija stvarnost ima takvu gustinu? Veličina 10 -33 cm atomsko jezgro ko se seća? Najvažnije je, po mom mišljenju, ontološko pitanje: postoje li udaljenosti manje od Planckove dužine? Kako razumjeti kvantizaciju u ovom slučaju? Šta je uopšte kvant? Pitanje na koje niko ne želi da odgovori i niko ne želi da raspravlja. Šta je mehanika kablova? Šta je ovo, Hilbertova analiza? Jesu li ovo neka vrsta pravila kvantizacije? Ili je to teorija kvantiziranih objekata koji imaju diskretne i minimalne vrijednosti fizičke veličine? Kako razumjeti ove količine, kombinovane iz tri fizičke konstante? Većina o ovim količinama govori kao o nečem sasvim realnom. Jedan istaknuti kosmolog Linde je na jednom od svojih predavanja na FIAN-u rekao: „Plankova skala je, naravno, ozbiljna stvar, ali postoje veličine i manje od ove skale. Postoje veličine, ali lenjiri i satovi počinju da se ponašaju veoma loše na ovim razmerama. Lenjiri počinju da se krive, satovi počinju da zaostaju, itd.” Neka nova vizija ovog nivoa stvarnosti još ne postoji. A na ovom nivou je bio čitav naš univerzum! Planckovo vrijeme, kao što jedan veliki teoretičar piše u nekim radovima o kvantnoj kosmologiji i kvantnoj gravitaciji, je neka vrsta Plankova kvačica. To je zaista vremenski period. Ovo je kvantum vremena, a onda kako želite. Šta je kvantum vremena? Poređenja radi, čak i virtuelne čestice su vremena reda veličine 10-20 sekundi. A ovdje -43 stepena. Vjeruje se da na ovom nivou i prostor i vrijeme, i sama materija, postaju kvantizirani u prirodi. Prostor se razbija na Plankove ćelije.

Za izvođenje eksperimenata s Planckovim energijama potrebno je izgraditi akcelerator čija će veličina biti usporediva s veličinom galaksije. Superkolajder - 27 km, ali daleko od Plankove skale. Ova Plankova skala kaže da prostor, vrijeme i sve ostalo postaje diskretno. Sunčev sistem je takođe diskretan, ali oni postaju kvantni. Koja je svrha ulaska? Ako, slijedeći Lindea, pretpostavimo da su udaljenosti i manje, onda ovo konceptualno ne daje ništa zanimljivo, granica će biti nula, moramo pretpostaviti da se sve mora smanjiti na nulu, do singularnosti. Ali ovo je loše, ovo više nije kvantna teorija. Još nema novih ideja. Ipak, na osnovu ovih ideja, oni sada pokušavaju da izgrade fundamentalno novu teoriju. štaviše, neki veruju da je to fundamentalno novo, a neki pokušavaju da kombinuju kvantnu mehaniku i opštu relativnost. Oni pokušavaju da izgrade teoriju kvantne gravitacije. Zašto je ovaj problem zanimljiv?

Aleksandar Sergejevič Suvorov (Alexander Suvory)

WORLD CREATION.

Dio 6. KOSMOLOŠKA SINGULARNOST.

Dakle, šta imamo na početku-početcima prema Bibliji?

Bog, tama nad ponorom, i Duh Božji koji je lebdio nad vodama. Istovremeno, u početku je Bog stvorio nebo i zemlju, koji su bili bezoblični i prazni. (Autor, radi lakšeg pisanja teksta, izostavlja brojne ranije navedene citate u citatima).

Međutim, ovi podaci svedoče o tome šta se dogodilo pre nego što je Bog počeo da stvara svet koji ga okružuje, pre prvog dana stvaranja...

Ono što je bilo i bilo na početku, počelo je prema postojećem danas naučni model nastanak fizičkog, odnosno našeg modernog materijalnog univerzuma?

Prije ili u početnom trenutku "naučne" pojave, rođenja ili "Velikog praska svemira" postojalo je stanje "kosmološke singularnosti", odnosno "stanje beskonačne gustine i temperature" neke početne supstance (materije ).

Takvo "singularno" stanje materije (materija) dolazi iz "opće teorije relativnosti", koja opisuje "dinamiku širenja fizičkog univerzuma", koja " moderna nauka objektivno, eksperimentalno i teorijski istražuje i proučava na sve načine dostupne čovječanstvu.

Prema opštoj teoriji relativnosti, Univerzum je „nastao u određenom trenutku“ i ovaj događaj se dogodio. Nastao je na jednom mjestu, sa jednog mjesta, iz jedne tačke materijalnog prostor-vremena-materija.

Da bi se dogodio tako nezamisliv univerzalni Veliki prasak, ova materijalna prostor-vreme-materija je morala biti "beskonačno gusta i beskonačno vruća" (sa beskonačnom temperaturom).

U trenutno postojećem materijalnom ili materijalnom Univerzumu, bilo koja supstanca-materija beskonačne gustine i temperature ne može istovremeno da postoji, jer „sa beskonačnom gustinom, mera haosa supstancije-materije teži nuli“, apsolutnoj tvrdoći, masivnosti. Istovremeno, beskonačna temperatura toliko zagrijava supstancu-materiju da teži beskonačnom haosu, odnosno apsolutnom nestanku – uništenju.

Na primjer, najtvrđi i najgušći čelik ili bazalt postaje tečan kada se zagrije, gusta materija malih meteorita potpuno ispari tokom vatrenog prolaska kroz Zemljinu atmosferu, supergusto punjenje nuklearnih bombi trenutno se gotovo uništava tokom atomske eksplozije, raspadajući se u elementarne čestice i energiju zračenja.

Danas nauka ni na koji način ne može dati uvjerljivo objašnjenje za postojanje "kosmološke singularnosti" i izjavljuje: "Trenutak početka stvaranja, singularnost, ne pokorava se nijednom od poznatih zakona fizike."

Međutim, mi teoretski „znamo“ šta se dogodilo neposredno nakon početka Velikog praska svemira – gravitaciona singularnost ili zakrivljenost gravitacionog polja, ili transformacija materije u energiju i istovremena transformacija energije u materiju, ili transformacija antimaterije u materiju.

U stvari, Anti-Univerzum antimaterije se brzo "srušio", "smanjio", "smanjio", uništio, "uvio se", "srušio" u supergustu tačku kosmološke singularnosti i istovremeno brzo "eksplodirao", „otvoreno“, „ponovno rođeno“, „uskrsnulo“ u obliku prostorno-vremenske materije našeg modernog fizičkog Univerzuma.

Algoritmi "prevrata" ili "revolucija", "promena magnetnih polova", pojava supergustih "crnih rupa", ubrzano "usisavanje" čitavog okolnog sveta, svih najbližih prostor-vremena sa monstruoznom gravitacijom, kao i eksplozije superguste supernove, postoje i relativno često se dešavaju u našem svemiru.

Gotovo sve elementarne čestice i atomi svih supstanci iz kojih su svi materijalna tela našeg Univerzuma, uključujući naše Sunce, planete, Zemlju, atmosferu, geosferu, hidrosferu, kao i sve žive organizme i naša ljudska tijela, nastali su kao rezultat ovakvih istovremenih kolapsa-kompresija-urušavanja "crnih rupa" i eksplozija supernove.

To su već činjenice zasnovane na dokazima, potvrđene relevantnim eksperimentima i objektivnim činjenicama. naučnim otkrićima, ne zavisi od ničije volje, čak ni božanske.

“U početku je Bog stvorio” gravitaciju, gravitaciono polje, gravitacionu singularnost, trenutak i tačku gravitacionog razdvajanja supergustog stanja prostor-vreme-materija i superaktivnog stanja energije, “gore” i “dole”, “iznad” i “ispod”, koji su izraženi u simboličkim strukturama-slikama-riječima-konceptima “nebo” (vrh, energija) i “zemlja (dno, materija).

Dakle, u prvom dijelu prvog stiha prve Mojsijeve knjige "Postanak" Starog zavjeta, preambula događaja "stvorenje svijeta od Boga" nije jednostavno predstavljena, već je primarni događaj precizno izražen i podjela prethodnog stanja "primarne materije" na gravitacijske komponente - vrh i dno, energiju i materiju, "nebo" i "zemlju".

Zato je u sljedećoj strofi ovog stiha naznačeno da je „zemlja“, odnosno fizička materija „stvorenog svijeta“, u trenutku i na tački gravitacijske ili kosmološke singularnosti, „bila bez oblika i prazan”, odnosno nije emitovao ni jedan kvant svjetlosti i nije imao čak ni moderno fizičko materijalno ili materijalno oličenje.

Istovremeno "mrak", odnosno nesaglediva količina Crna materija a tamna energija (ovo je izraz simboličke strukture-slika-riječ-koncepta "tama"), već je bila "iznad ponora", odnosno iznad (oko) beskonačne, neograničene, superguste tačke gravitacione ili kosmološke singularnost, mesto postojanja "primarne materije", mesta gravitacionog kolapsa "antimaterije" - prethodno stanje prethodnog ili matičnog Anti-Univerzuma.

Važno je napomenuti da je "tamna materija" simbolična ženska ili majčinska inkarnacija prethodnog ili roditeljskog Anti-Univerzuma, a "tamna energija" je muška ili očinska. U isto vrijeme, mjesto ili tačka gravitacijske ili kosmološke singularnosti je mjesto, tačka "izrijeka" našeg modernog fizičkog Univerzuma.

U ovom trenutku i na mestu-tački gravitacione ili kosmološke singularnosti „iznad vode“, što je u ovom slučaju verovatno simbolični izraz fluidnosti, promenljivosti, transparentnosti i istovremeno prisustva primarne materije, „Duha“. od Boga lebdeo”.

Istovremeno, „Duh Božiji“ ili energija i slika Božija, odnosno određeni subjekt koji „stanuje“ u svim sistemima mitologija naroda sveta je uvek „iznad“, juri, juri. oko, drhtao, skakao, haotično se kretao, itd.

“Duh Božiji” je struktura-slika-simbol i utjelovljenje “prvobitnog uzroka”, “stvaralačke moći”, “energije stvaranja”, “roditeljskog embriona”, “genetskog roditeljskog modela”, na sliku i priliku od kojih je stvoren okolni svet - savremeni fizički univerzum.

"Duh Božiji", "Duh Sveti" ili Ruach ha-Kadesh - "dah", "vetar", "nevidljiva pokretačka sila", "Božja snaga", "životno vlasništvo Boga", "um, čast, savest, razum, intelekt Bog“, „stvaralačko mišljenje o Bogu“, „lična svest o Bogu“, „slika i prilika Božja“, „iskra Božija“, „ovaploćenje Boga“, „embrion Božiji“ - to je treća hipostaza jednog Boga – „Svetog Trojstva“.

Ovako je to prirodno uređeno u svakom "životu" bilo kojeg strukturnog sistema - svi i bilo koji "roditelji" moraju nestati, rastvoriti se u okolini, stvarajući novi zivot, koji sadrži roditeljske gene, kvalitete, parametre, slike, duh, pamćenje...

Čak i Bog Otac, kroz svoj Božji Duh i neku prostorno-vremensku materiju ili okruženje obitavanja Boga Oca, rađa svoga Sina Boga…

Dakle komparativ analiza sistema„stvaranje svijeta“ prema Bibliji i prema opšteprihvaćenom kosmološkom teorijskom modelu „Velikog praska“ pokazuje njihov identitet ili cjelovitost, identitet, sistemsko jedinstvo.

Postoje li fizički i teorijski znanstveni dokazi za ovaj identitet ili identitet biblijskog i fizičkog "stvaranja svijeta"?

Recenzije

Poštovani Aleksandre Sergejeviču!
Uglavnom, postavljate pitanja na koja se ne može dati jednoznačan odgovor.
Izgradnja fizičkih modela bez matematike u prozi nije ozbiljna. Ali skidam kapu - uradio si odličan posao.
Par upadljivih grešaka. Citiram: "Na primjer, najtvrđi i najgušći čelik ili bazalt postaje tekući kada se zagrije, gusta tvar malih meteorita potpuno ispari tokom vatrenog prolaska kroz Zemljinu atmosferu, supergusto punjenje nuklearnih bombi trenutno se gotovo uništi tokom atomske eksplozije, razbijanje na elementarne čestice i energiju zračenja."
Ne postoji jasna veza između gustine i tvrdoće. Gustina čelika i čistog željeza je blizu. Gustoća žive je 13,5 g/ml, čelika oko 7,86, a tvrdoća čelika i žive se ne mogu porediti i tako je sve jasno. Gustoća dijamanta je 3,5, a njegova tvrdoća za skoro dva puta premašuje tvrdoću najtvrđeg kaljenog čelika. Tačke topljenja sa tvrdoćom i gustinom takođe nemaju jasnu vezu.
Tako da riječi o tvrdoći, čak i umetnute radi jasnoće, izgledaju čudno.
Punjenje nuklearnih bombi, naravno, daleko je od supergustog. Čudno je to čuti. I naravno, anihilacija se ne dešava tokom eksplozije (nema antimaterije). Izuzetno mala masa materije se pretvara u energiju (maseni defekt).
Takva "vidljivost" samo šteti publikaciji.

Prema ovom modelu, naš svijet se pojavio prije otprilike trinaest milijardi godina kao rezultat Velikog praska određenog supergustog stanja našeg Univerzuma - singulariteta. Ono što je prethodilo ovom događaju, kako je nastao singularitet, odakle je došla njegova masa, bilo je potpuno neshvatljivo - ne postoji teorija takvog stanja. Takođe je bilo nejasno dalje sudbine Univerzum koji se širi: hoće li se njegovo širenje nastaviti zauvijek, ili će ga zamijeniti kontrakcija do sljedećeg singulariteta.

Teorija kosmogeneze, koju su nedavno razvili ruski istraživači, a prvi put je objavljena u maju prošle godine na međunarodnoj konferenciji u Institutu za fiziku. P. N. Lebedev iz Ruske akademije nauka, pokazuje da je singularitet prirodni proizvod evolucije masivne zvijezde koja se pretvorila u crna rupa. Jedna crna rupa može dovesti do brojnih "potomaka" u narednim svemirima. I taj proces se nastavlja kontinuirano, granajući se, kao Drvo svijeta iz skandinavskih legendi. Hiperuniverzum sa mnogo listova je beskonačan iu prostoru iu vremenu.

Svjetsko drvo

KOSMOLOŠKI MODEL

"U početku beše Reč, i Reč beše kod Boga, i Reč beše Bog." Kratko i jasno, ali neshvatljivo. Srećom, pored teologije, postoji i kosmologija – nauka o svemiru. Kosmološka slika svijeta je, po definiciji, objektivna, nereligiozne prirode i stoga zanimljiva svakoj osobi koja cijeni činjenice.

Sve do početka 20. veka kosmologija je ostala spekulativna disciplina: to još nije bila fizika zasnovana na empirijskom iskustvu i nezavisnom eksperimentu, već prirodna filozofija zasnovana na stavovima, uključujući i religiozne, samog naučnika. Tek sa dolaskom moderna teorija gravitacija, poznata kao GR - opšta teorija relativnosti, kosmologija je dobila teorijsku osnovu. Brojna otkrića u astronomiji i fizici dala su našoj heroini opservacijsko opravdanje. Važna pomoć za teoriju i zapažanja bila je numerički eksperiment. Imajte na umu da, suprotno nekim tvrdnjama, ne postoje kontradikcije između opšte teorije relativnosti, s jedne strane, i zapažanja i eksperimenta, s druge strane. Zaista, na osnovu opšte teorije relativnosti, ne samo da su izračunali otklon svetlosnog snopa u gravitacionom polju Sunca, što, iskreno, nije suštinski važno za nacionalnu ekonomiju, već su izračunali i orbite planeta i svemirskih letelica, kao i tehnički parametri akceleratora, uključujući i Veliki hadronski sudarač. Naravno, to ne znači da je opšta teorija relativnosti konačna istina. Međutim, potraga nova teorija gravitacije idu u pravcu generalizacije onoga što već postoji, a ne odbacivanja.

Definicija koju smo dali kosmologiji - nauci o svemiru - prilično je široka. Kao što je Artur Edington ispravno primetio, sva nauka je kosmologija. Stoga je logično konkretnim primjerima objasniti koji se zadaci i problemi odnose na kosmološke.

Izgradnja modela Univerzuma je, naravno, kosmološki zadatak. Danas je opšte prihvaćeno da je svemir homogen i izotropan na velikim razmjerima (većim od 100 megaparseka). Ovaj model se naziva Friedmanov model po njegovom otkriću Alexanderu Fridmanu. U malom obimu, materija Univerzuma je podložna procesu gravitacionog uvijanja zbog gravitacione nestabilnosti - sila privlačenja koja djeluje između tijela teži da ih spoji. U konačnici, to dovodi do nastanka strukture svemira - galaksija, njihovih klastera itd.

Univerzum je nestacionaran: širi se, a ubrzano (inflatorno) zbog prisustva tamne energije u njemu - vrsta materije čiji je pritisak negativan. Kosmološki model opisuje nekoliko parametara. To su količina tamne materije, bariona, neutrina i broj njihovih varijanti, vrijednosti Hubble konstante i prostorne zakrivljenosti, oblik spektra početne perturbacije gustoće (skupovi perturbacija različitih veličina), amplituda primarnih gravitacionih talasa, crvenog pomaka i optičke dubine sekundarne jonizacije vodonika, kao i drugih, manje važnih parametara. Svaki od njih zaslužuje posebnu raspravu, definicija svakog je čitava studija, a sve se to odnosi na zadatke kosmologije. Kosmološki parametar nije samo broj, već i fizički procesi koji upravljaju svijetom u kojem živimo.

RANI UNIVERZUM

Možda je još važniji kosmološki problem pitanje nastanka Univerzuma, onoga što je bilo na početku.

Vekovima su naučnici zamišljali da je univerzum večan, beskonačan i statičan. Činjenica da to nije tako otkrivena je 20-ih godina 20. stoljeća: nestacionarnost rješenja gravitacijskih jednačina teorijski je otkrio već spomenuti A. A. Fridman, a zapažanja (uz ispravno tumačenje) gotovo istovremeno nekoliko astronoma. Metodički je važno naglasiti da se sam prostor nigdje ne širi: govorimo o volumetrijskom širenju toka materije velikih razmjera koji se širi u svim smjerovima. Govoreći o početku Univerzuma, imamo u vidu pitanje nastanka ovog kosmološkog toka, kojem je dat početni podsticaj za širenje i data određena simetrija.

Ideja o vječnom i beskonačnom Univerzumu, kroz radove mnogih istraživača 20. stoljeća, ponekad suprotno njihovim ličnim uvjerenjima, izgubila je tlo pod nogama. Otkriće globalne ekspanzije Univerzuma značilo je ne samo da je Univerzum nestatičan, već i da je njegova starost konačna. Nakon mnogo debata o tome šta je to, i mnogih važnih opservacijskih otkrića, utvrđen je broj: 13,7 milijardi godina. Ovo je jako malo. Uostalom, prije dvije milijarde godina, nešto je već puzalo po Zemlji. Osim toga, radijus vidljivog Univerzuma je prevelik (nekoliko gigaparseka) za tako malo doba. Očigledno, ogromna veličina Univerzuma povezana je s još jednom - inflatornom - fazom širenja koja se dogodila u prošlosti i zamijenjena je fazom sporog širenja, kontroliranom gravitacijom zračenja i tamne tvari. Kasnije počinje još jedna faza ubrzanog širenja Univerzuma, koja je već pod kontrolom tamne energije. GR jednadžbe pokazuju da se s ubrzanim širenjem veličina kosmološkog toka povećava vrlo brzo i ispada da je veća od svjetlosnog horizonta.

Starost Univerzuma je poznata sa tačnošću od 100 miliona godina. Ali, uprkos tako "niskoj" preciznosti, mi (čovječanstvo) možemo pouzdano pratiti procese koji su se odvijali izuzetno blizu u vremenu "trenutka rođenja Univerzuma" - oko 10^-35 sekundi. To je moguće jer je dinamika fizičkih procesa koji se odvijaju na kosmološkim udaljenostima povezana samo sa gravitacijom i u tom smislu je apsolutno jasna. Sa dostupnom teorijom (GR), možemo ekstrapolirati kosmološki standardni model u modernom univerzumu u prošlost i "vidjeti" kako je izgledao u mladosti. I izgledalo je jednostavno: rani Univerzum bio je strogo određen i predstavljao je laminarni tok materije koja se širila iz supervisokih gustoća.

SINGULARITY

Trinaest milijardi godina je oko 10^17 sekundi. A "prirodni" početak kosmološkog toka sa takvom ekstrapolacijom poklapa se sa Planckovim vremenom - 10^-43 sekunde. Ukupno 43 + 17 = 60 narudžbi. Besmisleno je govoriti o tome šta se dogodilo prije 10^-43 sekunde, jer je, zbog kvantnih efekata, Plankova skala minimalni interval za koji je primjenjiv koncept kontinuiteta i ekstenzije. U ovom trenutku su mnogi istraživači odustali. Kao, nemoguće je ići dalje, jer nemamo teoriju, ne poznajemo kvantnu gravitaciju itd.

Međutim, ne može se zaista reći da je svemir „rođen“ upravo u ovom dobu. Sasvim je moguće da je tok materije "provukao" supergusto stanje za vrlo kratko (Plankovsko) vreme, odnosno nešto ga je nateralo da prođe kroz taj kratkotrajni stadij. I onda nema logičnog ćorsokaka s Planckovim vremenom i Plankovom konstantom. Samo treba shvatiti šta bi moglo prethoditi početku kosmološke ekspanzije, iz kog razloga i šta je gravitirajuću materiju "vuklo" kroz stanje supervisoke gustine.

Odgovor na ova pitanja, po našem mišljenju, leži u prirodi gravitacije. Kvantni efekti ovdje igraju sekundarnu ulogu, modificirajući i modificirajući koncept superguste materije u kratkom vremenskom intervalu. Naravno, danas ne znamo sva svojstva efektivne materije [ova „materija“ se naziva efektivnom jer uključuje i parametre koji opisuju moguća odstupanja gravitacije od opšte teorije relativnosti. S tim u vezi, podsjećamo da moderna nauka operiše odvojenim fizičkim konceptima materije i prostor-vremena (gravitacije). U ekstremnim uslovima blizu singulariteta, takva podela je uslovna - otuda i termin "efikasna materija".] u ekstremnim uslovima. Ali, s obzirom na kratak period ove faze, u mogućnosti smo da opišemo ceo dinamički proces, oslanjajući se samo na poznate zakone održanja energije i impulsa i pod pretpostavkom da oni uvek važe u prosečnom metričkom prostor-vremenu, bez obzira na kvantna "teorija svega" će biti stvorena u budućnosti.

KOSMOGENEZA

U istoriji kosmologije bilo je nekoliko pokušaja da se zaobiđe problem singularnosti i zameni, na primer, konceptom rođenja svemira kao celine. Prema hipotezi o rođenju iz "ničega", svijet je nastao iz "tačke", singularnosti, supergustog područja sa vrlo visokom simetrijom i svega ostalog što možete zamisliti (metastabilnost, nestabilnost, prelazak kvantne podbarijere u Friedmannova simetrija, itd.). U ovom pristupu, problem singularnosti nije riješen, a singularnost je postulirana u obliku početnog supergustog stanja nalik vakuumu (vidi "Nauka i život" br. 11, 12, 1996).

Bilo je i drugih pokušaja da se "pobjegne" od singularnosti, ali njihova cijena je uvijek bila visoka. Umjesto toga, bilo je potrebno postulirati nejasne konstrukcije bilo supergustih (subplankovskih) stanja materije, ili "odbijanja" Friedmanovog toka od visoke gustine (promjena od kompresije u ekspanziju), ili druge hipotetičke recepte za ponašanje visoko- materija gustine.

Niko ne voli Singularnost. Fizička slika svijeta pretpostavlja svijet koji se mijenja, razvija, ali stalno postoji. Predlažemo da drugačije pogledamo singularitet i pođemo od činjenice da su visoko komprimovana stanja da dinamički gravitaciono interagujući sistem (u najjednostavnijem slučaju, zvezda) ulazi i prolazi kroz određene uslove objektivna i prirodna za gravitaciju. Pojedinačne regije kao privremeni mostovi ili lanci povezuju šire domene našeg svijeta. Ako je to tako, onda moramo razumjeti šta uzrokuje da materija padne u posebna singularna stanja i kako ona izlazi iz njih.

Kao što je već spomenuto, kosmološka ekspanzija počinje kosmološkim singularitetom - mentalno vraćajući vrijeme unazad, neizbježno dolazimo do trenutka kada se gustoća Univerzuma pretvara u beskonačnost. Ovu tvrdnju možemo smatrati očiglednom činjenicom zasnovanom na QSM i GR. Uzimajući to zdravo za gotovo, postavimo sebi jednostavno naknadno pitanje: kako nastaje singularnost, kako gravitirajuća materija dolazi u superkomprimirano stanje? Odgovor je iznenađujuće jednostavan: ovo je uzrokovano procesom gravitacijske kontrakcije masivnog sistema (zvijezde ili drugog kompaktnog astrofizičkog sistema) na kraju njegove evolucije. Kao rezultat kolapsa, formira se crna rupa i kao rezultat toga njena singularnost. To jest, kolaps se završava singularitetom, a kosmologija počinje singularitetom. Mi tvrdimo da je ovo lanac jednog kontinuiranog procesa.

Pitanje nastanka Univerzuma, nakon nekoliko pokušaja, pokušaja da se ono formuliše i različitih tumačenja, dobilo je solidnu naučnu osnovu u 21. veku u vidu QSM-a i njegove nedvosmislene ekstrapolacije u prošlost na liniji opšte teorije relativnosti. Polazeći od razmatranja ovog problema iz jedinog nam poznatog Univerzuma, ne treba zaboraviti na opšti fizički princip povezan sa imenom Nikole Kopernika. Nekada se vjerovalo da je Zemlja centar svemira, zatim se povezivalo sa Suncem, kasnije se ispostavilo da naša galaksija nije jedina, već samo jedna među mnogim (samo vidljive galaksije su skoro trilion) . Logično je pretpostaviti da postoji mnogo univerzuma. Činjenica da još ne znamo ništa o drugima je zbog velike veličine našeg Univerzuma - njegova skala očito premašuje horizont vidljivosti.

Veličina (skala) Univerzuma je veličina uzročno povezane površine, rastegnute tokom njenog širenja. Veličina vidljivosti je udaljenost koju je svjetlost "prešla" tokom postojanja Univerzuma, može se dobiti množenjem brzine svjetlosti i starosti Univerzuma. Činjenica da je svemir izotropan i homogen na velikim razmjerima to znači početni uslovi u udaljenim područjima svemira bili su slični.

Već smo spomenuli da je ovaj veliki obim posledica prisustva inflatorne faze ekspanzije. U predinflatornom periodu Velikog praska, tok u ekspanziji mogao je biti vrlo mali i uopće ne imati karakteristike Friedmanovog modela. Ali kako napraviti veliki tok od malog nije problem kosmogeneze, već tehničko pitanje postojanja završnog međufaza inflacije koji može proširiti tok na isti način kao i površina napuhanog balon. Glavni problem kosmogeneze nije u veličini kosmološkog toka, već u njegovom izgledu. Kao što postoji dobro poznata metoda za formiranje skupljajućih tokova materije (gravitacioni kolaps), mora postojati prilično opšti i jednostavan fizički mehanizam za gravitaciono stvaranje („paljenje“) širećih tokova materije.

INTEGRABILNE SINGULARNOSTI

Dakle, kako prodrijeti "izvan" singularnosti? A šta se krije iza toga?

Zgodno je proučavati strukturu prostor-vremena mentalno lansirajući besplatne probne čestice u njega i posmatrajući kako se one kreću. Prema našim proračunima, geodetske trajektorije [najkraće udaljenosti u prostoru određene strukture. U euklidskom prostoru to su prave linije, u Rimanovom prostoru to su lukovi kruga, itd.] testnih čestica se slobodno šire u vremenu kroz singularne oblasti određene klase, koje smo nazvali integrabilnim singularitetima. (Gustina ili pritisak divergiraju u singularitetu, ali integral volumena ovih veličina je konačan: masa integrabilnog singulariteta teži nuli, budući da zauzima beznačajan volumen.) Nakon što prođu crnu rupu, geodetske putanje se nalaze u prostoru -vremenski domen (od francuskog domaine - površina, posjed) bijele rupe koja se širi sa svim znacima kosmološkog toka. Ova prostorno-vremena geometrija je unificirana i logično je definirati je kao crno-bijelu rupu. Kosmološki domen bijele rupe nalazi se u apsolutnoj budućnosti u odnosu na matični domen crne rupe, odnosno bijela rupa je prirodni nastavak i proizvod crne rupe.

Ovaj novi koncept je rođen sasvim nedavno. Kreatori su najavili njegovo pojavljivanje u maju 2011. godine na naučnoj konferenciji posvećenoj sjećanju na A. D. Saharova, održanoj u vodećem brodu ruske fizike - Fizičkom institutu. P. N. Lebedev Ruske akademije nauka (FIAN).

Kako je to moguće i zašto takav mehanizam kosmogeneze nije ranije razmatran? Počnimo s odgovorom na prvo pitanje.

Pronalaženje crne rupe nije teško, ima ih mnogo okolo - nekoliko posto ukupne mase zvijezda svemira koncentrirano je u crnim rupama. Poznat je i mehanizam njihovog nastanka. Često možete čuti da živimo na groblju crnih rupa. Ali može li se ovo nazvati grobljem (kraj evolucije), ili druge zone (domene) našeg složenog svijeta, drugi svemiri počinju izvan horizonta događaja crnih rupa?

Znamo da unutar crne rupe postoji posebna singularna oblast, u koju sva materija zahvaćena njom „pada dole“, i gde gravitacioni potencijal juri u beskonačnost. Međutim, priroda ne toleriše ne samo prazninu, već ni beskonačnost ili divergenciju (iako veliki brojevi niko nije otkazao). Bili smo u mogućnosti da "prođemo" kroz područje singularnosti zahtijevajući da gravitacijski (metrički) potencijali u njemu, a time i plimne sile, ostanu konačni.

Divergencija metričkih potencijala može se eliminisati izglađivanjem singularnosti uz pomoć efektivne materije, koja je slabi, ali je ne eliminiše u potpunosti. (Takav integrabilni singularitet može se uporediti sa ponašanjem tamne materije dok se približava centru galaksije. Njena gustina teži beskonačnosti, ali masa sadržana u opadajućem poluprečniku teži nuli zbog činjenice da je zapremina unutar ovog poluprečnika Ova analogija nije apsolutna: galaktička kvrga, područje divergentne gustine, je prostorna struktura, a singularnost crne rupe se javlja kao događaj u vremenu.) Dakle, dok se gustina i pritisak razilaze, gustina i pritisak se razilaze, singularnost crne rupe je prostorna struktura. plimne sile koje djeluju na česticu su konačne jer zavise od ukupne mase. Ovo omogućava ispitnim česticama da slobodno prolaze kroz singularitet: one se šire u neprekidnom prostor-vremenu, a informacija o raspodjeli gustine ili pritiska nije potrebna za opisivanje njihovog kretanja. A uz pomoć test čestica možete opisati geometriju - izgraditi referentne sisteme i mjeriti prostorne i vremenske intervale između tačaka i događaja.

CRNE I BIJELE RUPE

Dakle, možete proći kroz singularnost. I shodno tome, moguće je „videti“ šta se krije iza toga, kroz kakav prostor-vreme nastavljaju da se šire naše test čestice. I padaju u područje bijele rupe. Jednačine pokazuju da se javlja neka vrsta oscilacije: tok energije iz područja kontrakcije crne rupe nastavlja se u područje širenja bijele rupe. Zamah se ne može sakriti: kolaps se preokreće u antikolaps sa očuvanim ukupnim zamahom. A ovo je već drugačiji svemir, budući da bijela rupa ispunjena materijom ima sva svojstva kosmološkog toka. To znači da je naš Univerzum, možda, proizvod nekog drugog svijeta.

Slika koja slijedi iz dobivenih rješenja jednadžbi gravitacije, razvija takvu. Matična zvijezda kolabira u matičnom univerzumu i formira crnu rupu. Kao rezultat kolapsa, oko zvijezde nastaju destruktivne plimne gravitacijske sile, koje deformiraju i razbijaju vakuum, stvarajući materiju u prethodno praznom prostoru. Ova materija iz singularnog regiona crno-bele rupe pada u drugi univerzum, šireći se pod dejstvom gravitacionog impulsa primljenog tokom kolapsa matične zvezde.

Ukupna masa čestica u takvom novom svemiru može biti proizvoljno velika. Može značajno premašiti masu matične zvijezde. U ovom slučaju, masa formirane (roditeljske) crne rupe, koju je izmjerio posmatrač smješten u vanjskom prostoru matičnog univerzuma, je konačna i bliska masi kolapsirane zvijezde. Ovdje nema paradoksa, jer se razlika u masi kompenzira gravitacijskom energijom vezivanja, koja ima negativan predznak. Možemo reći da je novi univerzum u apsolutnoj budućnosti u odnosu na matični (stari) univerzum. Drugim riječima, možete otići tamo, ali se ne možete vratiti.

ASTROGENA KOSMOLOGIJA, ILI VIŠESTRUKI UNIVERZUM

Takve složeni svijet podseća na Drvo života (porodično stablo, ako želite). Ako se u procesu evolucije u Univerzumu pojave crne rupe, onda kroz njih čestice mogu ući u druge grane (domene) svemira - i tako dalje duž privremenih vijenaca crnih i bijelih rupa. Ako se crne rupe iz ovog ili onog razloga ne formiraju (na primjer, zvijezde se ne rađaju), nastaje ćorsokak - prekida se geneza (stvaranje) novih svemira u ovom smjeru. Ali pod povoljnim okolnostima, tok "života" može se nastaviti i procvjetati čak i iz jedne crne rupe - za to je potrebno stvoriti uvjete za proizvodnju novih generacija crnih rupa u narednim svemirima.

Kako mogu nastati „povoljni okolnosti“ i od čega zavise? U našem modelu, to je zbog svojstava efektivne materije, koja se rađa pod dejstvom ekstremne gravitacije u blizini singulariteta crnih i belih rupa. U stvari, govorimo o nelinearnim fazni prelazi u kvantnoj gravitaciji materijalni sistem, koji imaju karakter fluktuacija i stoga su podložni slučajnim (bifurkacijskim) promjenama. Suprotno Ajnštajnovoj frazi, možemo reći da "Bog baca kocku", a zatim se te kockice (početni uslovi) mogu formirati u determinističke domene novih univerzuma, ili mogu ostati nerazvijeni "embrioni" kosmogeneze. Ovdje, kao iu životu, postoje zakoni prirodne selekcije. Ali to je predmet daljnjeg istraživanja i budućeg rada.

KAKO IZBJEĆI SINGULARNOST

Svojevremeno je predložen koncept oscilirajućeg ili cikličkog Univerzuma, zasnovan na hipotezi „odbijanja“. Prema njoj, Univerzum postoji u obliku beskonačnog broja ciklusa. Njegovo širenje zamjenjuje se kontrakcijom gotovo do singularnosti, nakon čega slijedi ponovno širenje, a brojni takvi ciklusi idu u prošlost i budućnost. Ne baš jasan koncept, jer, prvo, nema opservacijskih dokaza da će jednog dana širenje našeg svijeta biti zamijenjeno kontrakcijom, a drugo, fizički mehanizam koji uzrokuje da Univerzum napravi takve oscilatorna kretanja.

Drugi pristup nastanku svijeta povezan je s hipotezom o samoizlječenju svemira, koju je godinama predlagao ruski naučnik A.D. Linde, koji živi u SAD-u. Prema ovoj hipotezi, svijet se može predstaviti kao uzavreli kotao. Globalno gledano, Univerzum je topla supa sa velikom gustinom energije. U njemu se pojavljuju mjehurići koji se ili kolabiraju ili šire, i pod određenim početnim uslovima, dugo vremena. Pretpostavlja se da karakteristike (bilo koje možete zamisliti, uključujući skup fundamentalnih konstanti) mehurića svetova u nastajanju imaju određeni spektar i širok raspon. Ovdje se postavljaju mnoga pitanja: otkud takva „čoha“, ko ju je skuvao i šta održava, koliko često se ostvaruju početni uslovi koji dovode do pojave univerzuma našeg tipa itd.

KAKO MOGU DA SE FORMIRAJU INTEGRABILNE SINGULARNOSTI

Kako se približavamo singularnosti, rastuće plimne sile djeluju na vakuum fizičkih polja, deformiraju ga i razbijaju. Postoji, kako kažu, polarizacija vakuuma i rađanje čestica materije iz vakuuma - njen raspad.

Takva reakcija fizičkog vakuuma na vanjsko intenzivno djelovanje brzo promjenjivog gravitacijskog polja je dobro poznata. To je, zapravo, učinak kvantne gravitacije - gravitacijske napetosti se pretvaraju u materijalna polja, dolazi do preraspodjele fizičkih stupnjeva slobode. Danas se takvi efekti mogu izračunati u aproksimaciji slabog polja (tzv. poluklasična granica). U našem slučaju, riječ je o moćnim nelinearnim kvantno-gravitacijskim procesima, pri čemu je potrebno uzeti u obzir inverzni gravitacijski utjecaj rođene efektivne materije na evoluciju prosječne metrike koja određuje svojstva četverodimenzionalnog prostora- vrijeme (kada kvantni efekti u gravitaciji postanu jaki, metrika postaje „drhtava“ i o tome možemo govoriti samo u srednjem smislu).

Ovaj smjer, naravno, zahtijeva daljnja istraživanja. Međutim, već se može pretpostaviti da će, prema Le Chatelierovom principu, obrnuti efekat dovesti do takvog restrukturiranja metrički prostor da će rast plimnih sila, koji uzrokuje neograničeno rađanje efektivne materije, biti zaustavljen i, posljedično, metrički potencijali će prestati da se divergiraju i ostaju konačni i kontinuirani.

Doktor fizičko-matematičkih nauka Vladimir Lukaš,
Kandidat fizičko-matematičkih nauka Elena Mikheeva,
Kandidat fizičko-matematičkih nauka Vladimir Strokov (Astrosvemirski centar FIAN-a),

Svi koji su naišli na pojam "singularnost" nastojali su da shvate šta je to? Ako napravimo doslovni prijevod s latinskog, ispada da se radi o posebnosti nekog događaja, stvorenja, pojave. Koncept singularnosti (obilježja) je uobičajen u mnogim oblastima nauke i tehnologije i ima određenu specifičnost. U zavisnosti od toga, singularnost može biti:

• matematički;
• gravitacija;
• kosmološki;
• tehnološki;
• biološki.

Ali ako pogledate više filozofski, onda je singularnost cijeli svemir u maloj tački. I to nije samo cjelokupna supstanca Univerzuma, već i naš život, sa njegovom sviješću, značajem i osjećajima.

Kosmološka singularnost

Inače, ovo je stanje koje je Univerzum imao u prvom trenutku Velikog praska. Karakterizira ga prisustvo beskonačnih vrijednosti gustoće i temperature tvari. Ovo stanje, koje je postalo primjer gravitacijske singularnosti, predvidio je Ajnštajn u odredbama opšte teorije relativnosti. Nevjerovatno je teško zamisliti da se Sunce može komprimirati do veličine atomskog jezgra, ali je još teže zamisliti da je cijeli Univerzum bio komprimiran do točke koja je bila mnogo manja od ovog jezgra. ipak, Univerzum je nastao iz takvog objekta, nazvanog singularitet. Ova verzija događaja je matematički izračunata i glavna je teorija nastanka okolnog svijeta. Ali postoje određene poteškoće koje ova teorija ne objašnjava.

1. Niko ne zna tačno gde se nalazila tačka iz čijeg jezgra je rođen naš Univerzum.
2. Nije jasno kako je ova osobina "rodila" beskrajne količine energije i materije.
3. Heterogenost univerzuma takođe nije sasvim jasna. Po svim kanonima trebalo je da postane homogen, ali te uniformnosti nije bilo ni u primarnom gasu.
4. nama poznato fizički zakoni, koji pomažu da opišemo svijet koji nam je poznat, ne funkcioniraju u slučaju singularnosti. Iz ovoga proizilazi da je moguće opisati samo one događaje koji su se desili nakon Velikog praska, ali ne i samu eksploziju, a ne njen prag.

Samu činjenicu nastanka kosmološke singularnosti, ako se vratimo u prošlost, rješenje koje opisuje dinamiku širenja Univerzuma, dokazao je S. Hawking 1967. godine. Ali je primetio da je singularnost izbačena iz zakona fizike. Nemoguće je da gustina i temperatura imaju beskonačne vrijednosti u isto vrijeme. Beskonačna gustina implicira da mjera haosa (entropije) teži nuli, a to se ne uklapa u beskonačnu temperaturu. Kosmološka singularnost (i sama činjenica njenog postojanja) postala je jedna od velikih problema kosmologija. Ovo proizilazi iz činjenice da sve dostupne informacije o tome šta se dogodilo nakon Velikog praska ne daju apsolutno nikakve informacije o pojavama koje su prethodile ovom velikom događaju. Ali naučni svijet neprestano pokušava riješiti ovaj problem, a ti pokušaji se odvijaju u različitim smjerovima:

• Pretpostavlja se da će biti moguće opisati dinamiku polja, gdje nema datih singulariteta, uz pomoć kvantne gravitacije, čija teorija još nije izgrađena;
• Vjeruje se da ako se uzmu u obzir kvantni efekti u negravitacijskim poljima, moguće je narušiti uvjet energetske dominacije, naime, to je naglasio Hawking;
• Postoje i druge teorije gravitacije koje ne privlače singularnost. U njima tvar, stisnuta do granice, uz pomoć gravitacijskih sila, ne doživljava privlačenje, već odbijanje.

Gravitaciona singularnost

Ako govorimo suhim jezikom fizičkih termina, onda je ovo tačka koja se nalazi u prostor-vremenu, kroz koju ne postoji način da se ravnomerno položi geodetska linija. Često gravitaciona singularnost čini veličine koje opisuju gravitaciono polje beskonačnim ili neodređenim. Ove veličine uključuju, na primjer, gustoću energije ili skalarnu krivinu. implicira da se singularnosti moraju pojaviti tokom formiranja crne rupe. Ako su ispod horizonta događaja, onda se ne mogu posmatrati. U slučaju Velikog praska postoji goli singularitet - njegovo posmatranje je sasvim moguće, osim ako, naravno, niste u blizini. Nažalost, nemoguće ga je direktno sagledati, pa je, na osnovu nivoa razvoja moderne fizike, samo teorijski objekt. Kada se razviju odredbe kvantne gravitacije, biće moguće opisati prostor-vreme u blizini ovih objekata.

Svaka crna rupa ima dvije glavne karakteristike - horizont događaja i singularitet, koji je centar ove rupe. Ovdje postoji distorzija, kao i jaz u prostor-vremenu. Zapravo, zakoni fizike ovdje gube logiku. Postoje teorije da je na takvim mjestima sasvim moguć prijelaz u druge svjetove. Razvijen matematički model- "Ajnštajn-Rozenov most", koji potvrđuje ovu opciju. Ovo se može učiniti skakanjem kroz singularnost. Ovdje se ukrštaju slojevi Univerzuma, formirajući neku vrstu podprostorne tranzicije. To je kombinacija dvije rupe - crne i bijele. Ovo je svojevrsni vremeplov, a sama činjenica tranzicije nije u suprotnosti sa principom uzročnosti. Skakanje kroz singularnost crne rupe koja se okreće omogućit će putovanje kroz vrijeme u bilo kojem smjeru. Budući da je crna rupa okružena horizontom događaja, singularitet se ne može vidjeti u golom stanju. Ali ipak se stvaraju modeli koji omogućavaju da se to uradi sa različitim stepenom realizma.

Ako zavrtite crnu rupu do određene brzine, horizont događaja se može odvojiti. Međutim, ovdje postoje određene poteškoće. Da biste zavrtili crnu rupu, morate u nju uliti dodatnu masu, što nije baš realno zbog prisutnosti jasne granice, izvan koje je rotacija rupe nemoguća. Ali obično se pretpostavlja da se masa dodaje već vrlo brzo rotirajućoj rupi. A ako pretpostavimo da je rotacija tek počela? Ova opcija vam omogućava da zavrtite crnu rupu u stanje u kojem njena singularnost postaje otvorena. Vjerovatno je da crne rupe putuju svemirom, razmetajući se golom singularnošću.

Singularnost u matematici

Matematički koncept date singularnosti je određena tačka u kojoj matematička funkcija teži beskonačnosti. Ili funkcija ima druge nepravilnosti u ponašanju (posebno kritičnu tačku).

Tehnološka singularnost

Ovaj koncept se uglavnom odnosi na polje futurologije, doktrine koja pokušava da predvidi budućnost. U ovom slučaju se za osnovu uzimaju neki postojeći trendovi u tehnologiji, ekonomiji, društvenim pojavama, a zatim se ekstrapoliraju. Vjeruje se da će uskoro doći trenutak kada će napredak u nauci i tehnologiji postati izvan ljudskog razumijevanja um. Vjerovatno će postati stvarna nakon mogućnosti stvaranja umjetna inteligencija i proizvodnja mašina koje se same reprodukuju biće prilagođena. Integracija osobe s kompjuterima ili oštra promjena u funkcionalnosti ljudskog mozga uz korištenje biotehnologije dovest će do istog rezultata. Ovo će postati tehnološki singularitet koji neki naučnici predviđaju u bliskoj budućnosti. V. Widge smatra da će se to dogoditi već 2030. godine, a R. Kurzweil odgađa revoluciju za 2045. godinu.

Singularnost u biologiji

U biologiji se ovaj koncept ne koristi često. Obično se koristi kao neka generalizacija u evolucijskom procesu.

Zaključci i značenje

Ako matematičke, tehničke i biološke singularnosti imaju prilično opipljive parametre, onda je situacija složenija s karakteristikama drugih opcija. Teško je operisati konceptima koji se ne mogu „osetiti“ i proceniti. Matematički proračuni su pouzdana stvar, ali samo ako su objekti istraživanja dovoljno materijalni. Singularnost je drugačija. Ne samo da nije materijalno, nego još nije dokazano. Stoga njegova primjena, čak i hipotetička, postavlja pitanja. Ako možete putovati kroz njega da biste ušli u druge dimenzije, kako onda ostati cijeli, prolazeći kroz gravitacijske Scile i Haribde? Vjerovatno će fizičari na kraju pronaći odgovore na sva pitanja. I definitivno ćemo ih prepoznati i konačno shvatiti šta je singularnost.