Узловые вопросы теории "Большого Взрыва"

И снова - свидетельства прошлого. За тысячи лет до того, как современное логически выдержанное, рациональное знание пришло к этой картине мира, подобное представление устойчиво присутствовало в сознании древнего человека. Вселенная, писал шумерский философ и жрец Бероуз (III в.н.э.), периодически уничтожается и потом воссоздается снова. Из древнего Шумера эта концепция пришла в эллинский мир, Рим, Византию. Или, если вспомнить Библию: «Все возвращается на круги своя…».
А как представляет себе гибель Вселенной современная космогония? Известный американский физик С.Вайнберг описывает это так. После начала сжатия в течение тысяч и миллионов лет не произойдет ничего, что могло бы вызвать тревогу наших отдаленных потомков. Однако, когда Вселенная сожмется до 1/100 теперешнего размера, ночное небо будет источать на Землю столько же тепла, сколько сегодня дневное. Затем через 70 миллионов лет Вселенная сократится еще в десять раз и тогда "наши наследники и преемники (если они будут) увидят небо невыносимо ярким". Еще через 700 лет космическая температура достигнет десяти миллионов градусов, звезды и планеты начнут превращаться в "космический суп" из излучения, электронов и ядер.

После сжатия в точку, после того, что мы именуем гибелью Вселенной (но что, может, вовсе и не есть ее гибель), начинается новый цикл. Вспомним об упомянутом уже реликтовом излучении, эхе "Большого Взрыва", породившего нашу Вселенную. Излучение это, оказывается, приходит не только из прошлого, но и "из будущего"! Это отблеск "мирового пожара", исходящего от следующего цикла, в котором рождается новая Вселенная. Температура реликтового излучения, наблюдаемого сегодня, на 3градуса выше абсолютного нуля. Это и есть температура "электромагнитной зари", знаменующей рождение новой Вселенной.
Реликтовое излучение - только ли оно пронизывает наш мир, приходя как бы с двух сторон - из прошлого и грядущего? Только ли это? Материя, составляющая мир, Вселенную и нас, возможно, несет в себе некую информацию. Исследователи с долей условности, но говорят уже о "внутреннем опыте", своего рода "памяти" молекул, атомов, элементарных частиц. Атомы углерода, побывавшего в живых существах "биогенные".
Коль скоро в момент схождения Вселенной в точку материя не исчезает, то не исчезает, неуничтожима и информация, которую она несет. Наш мир заполнен ею, как он заполнен, материей, составляющей его. Вселенная, что придет на смену нашей, будет ли она её повторением? Вполне возможно, отвечают некоторые космологи. Вовсе не обязательно, возражают другие. Нет никаких физических обоснований, считает, например, доктор Р.Дик из Принстонского университета, чтобы всякий раз в момент образования Вселенной физические закономерности были те же, что и в момент начала нашего цикла. Если же эти закономерности будут отличаться даже самым незначительным образом, то звезды не смогут впоследствии создать тяжелые элементы, включая углерод, из которого построена жизнь. Цикл за циклом Вселенная может возникать и уничтожаться, не зародив ни искорки жизни. Такова одна из точек зрения. Ее можно было бы назвать точкой зрения "прерывистости бытия". Оно прерывисто, даже если в новой Вселенной и возникает жизнь: никакие нити не связывают ее с прошлым циклом.
По другой же точке зрения, наоборот, «Вселенная помнит всю свою предысторию, сколь бы далеко (даже бесконечно далеко) в прошлое она ни уходила»…

Заключение:

Неужто физики взорвут Землю?

Признанные мировые авторитеты в космологии, профессор Аллен Гет из Массачусетского технологического института и его коллега Эдвард Ленге из Станфордского университета, пришли к выводу, что уже сегодня можно воспроизвести некоторые условия, существовавшие при рождении нашего мира. И тем самым положить начало еще одной, альтернативной Вселенной!

Путь к созданию такого эффекта в принципе прост, рассуждали властители дум. Нужно взять какое-то количество вещества и сжать его до предела, до той неимоверной плотности, при которой оно и может породить Большой взрыв.

Однако несложной такая процедура выглядит, конечно, только на бумаге. Каким способом добиться столь чудовищного давления, что оно даст – переход количества в новое качество? Этого толком не знали тогда даже сами авторы идеи. Они полагали, что важен уже сам по себе побудительный толчок.

Тем более что кроме слов имелись и экспериментальные установки. Эдвард Ленге высказал идею, что к этому делу можно приспособить самые мощные из современных ускорителей. Разогнать в них два встречных пучка частиц да и столкнуть их на страшной скорости. В результате разовьется сумасшедшее давление, которое мы никак не можем получить другим способом, и…

Чисто теоретическая идея, как это порой бывает, со временем получила поддержку со стороны экспериментаторов. И вот согласно замыслу теоретиков Брукхевенской лаборатории, в 4-километровом ускорителе сверхмощные магниты разгоняют в вакууме ионы золота, которые, столкнувшись между собой, образуют мельчайшие «капельки» сверхплотной материи с температурой в 10 тысяч раз большой, чем в недрах Солнца. Именно тогда и возникнут условия, которые привели 12 миллиардов лет назад к Большому взрыву.

Подробности этого опыта описаны в научном журнале «CERNcourier» осенью 1999 года. Здесь сообщается, что в одном из двух колец релятивистского коллайдера (ускорителя-сталкивателя) тяжелых ионов RHIC в Брукхевене начались эксперименты с пучками ядер золота. После испытания систем ускорения пучка установка была подготовлена к экспериментам по получению кварк-глюонной плазмы – состояния вещества, в котором оно находилось в первые мгновения после рождения Вселенной.

Далее, в ноябре 1999 года началась программа научных исследований на RHIC. Однако эта новость вызвала неоднозначную реакцию в научных кругах. В печати развернулась оживленная дискуссия о возможных последствиях эксперимента.

Джон Марбугер, директор Брукхвенской лаборатории, поручил комитету физиков исследовать возможность катастрофического бедствия при реализации этого проекта. Он полагает: существует риск того, что эта установка может породить новый тип материи из «странных кварков» (так называемые «strangequarks»), неких субатомных частиц.

Физики-теоретики из комитета просчитали возможность того, что может начаться неконтролируемая реакция по превращению всей материи в новое состояние.

Они даже обсудили шансы, пусть даже маловероятные, что сталкивающиеся частицы достигнут такой высокой плотности, что в итоге образуется черная дыра.

Как полагают, черные дыры создают в пространстве сверхмощные гравитационные поля, вовлекающие внутрь все окружающее вещество. И если вдруг такого рода черная дыра образуется в лаборатории, то вся наша планета будет разрушена, ее вещество окажется вовлеченным в гравитационную воронку.

Тем не менее, американские физики все же начали очередную серию экспериментов. Правда, эксперимент начали с получения только лишь пучка заряженных частиц внутри ускорителя, пока без попытки столкновения встречных пучков. Внутри ускорителя с атомов золота «обдираются» внешние электроны и затем ядра ускоряются в двух кольцах диаметром 2, 4 мили каждое. При этом частицы обретают скорость, равную 99,9% от скорости света.

В принципе, ионы в двух кольцах могут двигаться в разных направлениях. И когда два пучка выводят навстречу друг другу, они сталкиваются с чудовищными скоростями и энергиями. При этом, по расчетам физиков должна образоваться суперплотная материя с температурой в триллион градусов.

Таких условий во Вселенной в настоящее время не существует даже в глубинах больших звезд – они были лишь в момент рождения Вселенной при Большом Взрыве, который, как полагают, имел место 12-15 миллиардов лет тому назад.

При таких параметрах ядра атомов «испаряются» и создадут плазму из частиц, которые называют кварками и глюонами. Полученная кварк-глюонная плазма, состоящая из частиц меньших размеров обычного ядра, по мнению экспериментаторов, может вызвать так называемый ливень рождения других частиц.

Среди этих частиц могут образовываться и так называемые странные кварки. Они уже детектировались на некоторых ускорителях, но при этом оказывались всегда присоединены к другим частицам. Данный же коллайдер, по мнению исследователей, способен создать условия для возникновения уединенного странного кварка, что и было характерно в первые мгновения существования Вселенной.

Вот эти странные кварки и хотели обнаружить в чистом виде исследователи Брукхвенской лаборатории. Ведь тогда они смогут доказать, что ныне существующие представления о рождении Вселенной являются верными. Томас Лудлам, директор проекта коллайдера RHIC, сообщил, что комитет поддержал проведение первого краткого эксперимента по столкновению пучков.

И хотя американские участники эксперимента уверены в его безопасности, далеко не все разделяют их оптимизм. Например, Джон Нельсон, профессор ядерной физики из Бирмингемского университета, возглавляющий английскую команду в этом проекте, отметил, что хотя шансы несчастного случая при проведении эксперимента на ускорителе чрезвычайно малы, но все-таки необходимо их трезво взвесить и оценить: «Существует опасность возможного исчезновения планеты в мгновение ока. Удивительно неправдоподобно, что может быть такой риск, но я не могу доказать обратного…».

И все же физики не теряют надежды доказать безопасность этого эксперимента. Они планируют провести моделирование условий, соответствующих моменту пуска часов жизни Вселенной при помощи этого эксперимента. Он готовится коллективом из 700 специалистов под руководством профессора Нагамийа из Колумбийского университета. Кроме всего прочего, участники работ надеются найти объяснение загадки появления черных дыр, взрывов сверхновых звезд во Вселенной.

Приложение:

Приблизительная хронология событий, последовавших с нулевого момента времени - начала расширения, представлена ниже:

Список использованной литературы:

1. Карпенков С.Х. Основные концепции естествознания.- М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1998.
2. Загадки Вселенной / Авт.-сост. С.Зигуненко – М.: Изд «Аст», 2000. – 352с.
3. Издания Московского планетария.
4. Грибов Л.А., Прокофьева Н.И. Основы физики.- М.: Наука, 1995.