Запасные части для коммунальной и дорожно-строительной техники

Физмат

2007. Лесков С., "Как Бог запустил Вселенную" (2007) и "Найдено место для Бога" (2006).


Как Бог запустил Вселенную.

Лесков Сергей.

Сайт «Известия-наука» (Inauka.ru), 12 апреля 2007 года.
http://www.inauka.ru/space/article74181.html

        Большой и нужный взрыв.

        Очень долго политики интересовались Вселенной только применительно к конкурсу "Мисс Вселенная". Но теперь президент США увязывает свои амбиции с программой изучения далекого космоса. Президент России недавно на заседании Государственного совета, призывая сделать космические исследования стратегическим направлением, проявил завидную осведомленность в астрофизике, объявив, что через несколько миллиардов лет Солнце неминуемо погаснет. Это правда, и никакие политические подвиги и радения отдалить это событие не смогут. Тем не менее, по информации "Известий", президент России в приватном порядке прослушал курс лекций по космологии, теории Большого взрыва и истории Вселенной. Чем притягательна для политика далекая от земных реалий звездная и заоблачная тема?

        Темные века в "черной дыре".

        Вселенная состоит из сотен миллиардов галактик, и в каждой галактике десятки миллиардов звезд. На каждого обитателя Земли приходится по миллиарду звезд, что значительно расширяет возможности маленького принца Экзюпери, который скромно довольствовался всего одной планетой. Состояние Вселенной наиболее полно описывается теорией Александра Фридмана, рано умершего советского физика, который нашел смелость поправить теорию Эйнштейна. Но как возникла Вселенная? Будет ли она расти вечно? И умрет ли, чтобы навсегда оборвать ход времени?
        Рождение Вселенной произошло около 14 миллиардов лет назад, когда случился Большой взрыв. Как ни трудно это представить, до этого момента не было ничего. Не было времени. Не было размеров. Вселенная была не просто мала, они была сжата в ничто. Но заточенная в нуле Вселенная была бесконечно горячей. По неизвестной причине произошел Большой взрыв - энергия стала превращаться в свет и материю. Свет, рожденный через миллионную долю секунды после Большого взрыва, мы видим до сих пор. Этот свет называется реликтовым излучением, за его открытие в 2006 году присуждена Нобелевская премия. Телескоп "Хаббл", самый совершенный прибор в истории науки, заглядывает в прошлое на 12 миллиардов лет. Можно сказать, что каждый телескоп - это машина времени, каждый астроном - посланник из прошлого.
        Температура излучения по мере расширения снижалась. Как и в истории Земли, в истории Вселенной было множество периодов. Только длились они не века, а миллионные доли секунды - адронная и лептонная эры, эпоха горячего и холодного бариосинтеза, эпоха нуклеосинтеза, эра излучения и эпоха рекомбинации. Через секунду после Большого взрыва температура упала до 10 тысяч миллионов градусов, как в водородной бомбе. Через 100 секунд - до 1 тысячи миллионов градусов, как в звездах. При такой температуре протоны и нейтроны начинают объединяться. Но лишь через 3 минуты после Большого взрыва образовались первые ядра водорода и гелия. Через несколько часов формирование ядер прекратилось, и сотни миллионы лет Вселенная просто расширялась. До рождения первой звезды прошел еще миллиард лет. В космологии эти времена называются "темными веками".
        Наша планета Земля находится в галактике, которая называется Млечный путь. До ближайшей галактики Андромеды свет идет 2 миллиона лет. Разбегаемся мы друг от друга со скоростью 1,5 миллиона километров в час. Это еще маленькая скорость. Потому что на окраине скорость расширения Вселенной значительно выше - 1 миллиард километров в час. Наше Солнце - совсем небольшая звезда на задворках Вселенной. Солнце в 10 раз меньше и в 20 раз холоднее первых звезд.

Рис.1. Вселенная в настоящее время.

        Если Вселенная будет расширяться вечно, она остынет и умрет. Погаснет наше Солнце, звезды превратятся в жидкий и холодный суп. Галактики миллиард за миллиардом будут бесследно проваливаться в "черные дыры". Есть ли эликсир жизни для Вселенной? Вопрос усложняется тем, что науке известна природа лишь 5% вещества, из которого состоит Вселенная. Эти 5% мы видим вокруг и сами из него сделаны. Остальное суть великая тайна. Но единственная возможность частичного замедления скорости расширения Вселенной - существование загадочной "темной материи", природа которой неизвестна. По расчетам, Вселенная должна состоять из нее на 25%. Еще 70% энергии Вселенной приходится на столь же таинственную, возникающую из пустоты "темную энергию", которая расталкивает галактики. Поистине темна вода в облацех. Обнаружить всю эту темноту наука пока не может, хотя подбирается в тончайших экспериментах. Если получится, это будет величайшим открытием и решит вопрос о будущем Вселенной
        Но если нашей Вселенной грозит тепловая смерть, то нельзя ли добраться, вроде перелета с планеты на планету, до другой Вселенной? Вообще, существуют ли другие Вселенные и не случалось ли других Больших взрывов? Из общей теории относительности следует возможность существования пространственно-временных тоннелей и перехода в другие Вселенные. Но эти возможности закрыты для материи в обычном понимании, и никакой гений изобретательства здесь не поможет.

        Эйнштейн верил и не верил...

        Все современные теории о происхождении Вселенной в основе имеют общую теорию относительности Эйнштейна. Был ли самый знаменитый ученый всех времен и народов верующим человеком? Однажды, рассуждая о том, что законы, по которым живет Вселенная, в принципе непредсказуемы и носят случайный характер, Эйнштейн удивленно воскликнул: "Неужели Бог играет в кости?" Но кого он имел в виду? В 1921 году Эйнштейн получил телеграмму от нью-йоркского раввина Герберта Гольдштейна: "Верите ли вы в Бога тчк оплаченный ответ 50 слов". Эйнштейн уложился в 24 слова: "Я верю в Бога Спинозы, который проявляет себя в закономерной гармонии бытия, но вовсе не в Бога, который хлопочет о судьбах и делах людей". Проще говоря, Богом для Эйнштейна была природа.

        Четыре вечные загадки.

        Всемирно знаменитый физик Стивен Хокинг, который занимает в Кембридже ту же кафедру, что занимал Ньютон, сформулировал 4 принципиальных вопроса, на которые современная космология не знает ответа.
        1. Почему ранняя Вселенная была такой горячей?
        2. Почему Вселенная однородна и одинакова в больших масштабах, если информация между частями Вселенной не передается?
        3. Почему Вселенная начала расширяться с критической скоростью, только благодаря которой не произошло ее повторное сжатие, и почему она до сих пор продолжает расширяться примерно с той же скоростью?
        4. Что было причиной флуктуаций в плотности вещества, которые привели к образованию звезд и галактик?

        Как Бог запустил Вселенную.


Рис.2. Как возникла Вселенная. Схема.

        Проблема возникновения Вселенной занимала людей еще до появления современной науки. В основе интереса - желание дойти до первопричины всего сущего. И вывести из этой первопричины все наблюдаемые нами следствия. В Библии, кстати, указана даже точная дата сотворения мира - 5 тысяч лет до нашей эры. Историческое обоснование этой даты может быть в том, что она примерно соответствует последнему ледниковому периоду - 10 тысяч лет до нашей эры. В V веке н.э. автор "Христианской науки" Блаженный Августин указывал, что до возникновения Вселенной понятие времени лишено смысла, что удивительным образом совпадает с представлениями современной науки. Августин писал, что Бог создал и Вселенную, и время, поэтому до рождения Вселенной времени не было.
        Иммануил Кант в "Критике чистого разума" составил перечень антимоний, главной из которых было противоречие между началом Вселенной и бесконечным периодом времени, который должен предшествовать этому началу. Почему тогда Вселенная возникла в какой-то определенный момент времени? Проще подходили к проблеме древние греки: великие мудрецы Платон и Аристотель считали, что мир неизменен и существует вечно, но лишь иногда в нем случаются катастрофы, которые отбрасывают человечество назад. Надо сказать сразу, что наука уже сто лет категорически отрицает возможность существования стационарной и неподвижной Вселенной просто по той причине, что она была бы нестабильной. Это вроде велосипеда, который не может стоять на месте.
        Одним из создателей теории Большого взрыва был бельгийский священник Жорж Леметр, впоследствии президент Папской академии наук. Отец Леметр сформулировал свою теорию после посещения в конце 1920-х годов лаборатории Маунт-Вилсон в Калифорнии, где астроном Эдвин Хаббл (его именем назван современный телескоп) обнаружил, что галактики стремительно, как осколки гранаты, удаляются друг от друга. То есть раньше галактики были стянуты в одно место, а потом Вселенная по непонятной причине стала расширяться. "Становление мира, - писал Леметр, - можно сравнить с отгорающим залпом фейерверка. Мы стоим на остывшей лаве и смотрим, как медленно гаснут солнца". Но кто вынул пробку и выпустил галактического джинна из бутылки?


Рис.3. Масштаб Вселенной. Схема.

        Сегодня космология, наука о происхождении и развитии Вселенной, является едва ли не единственной областью, где возможно сотрудничество науки и религии. Можно бы обидеться за Бога, что ему находится место только в космологии, но именно она является верховной в Храме науки. "Признание Большого взрыва облагородило облик Бога!" - иронически заметил папа Иоанн Павел II. Позиция Церкви сейчас состоит в том, что эволюцию Вселенной (и эволюцию живой природы) после Большого взрыва изучать можно, но в сам Большой взрыв вторгаться не следует, потому что это акт Сотворения. То есть картина ясна, а причина по-прежнему непонятна. Наука кивает: для начала Вселенной нет никакой физической необходимости, и Сотворение может быть отнесено к любому моменту. Однако из всех теорий следует, что если Бог и запустил Вселенную, то предвидеть в деталях, как она будет развиваться, он не мог. Или, тоже вариант, не хотел предвидеть. Рождение Вселенной из пустоты и ее движение в пустоту приводит ученых к парадоксальной формулировке: Бог есть Ничто.

        Теория катастроф управляет миром.

        Директор Института космических исследований, член-корреспондент РАН Лев Зеленый.
        Теория катастроф едина и для процессов во Вселенной, и для обвала финансовых рынков. Социальные конфликты, эскалация всякого рода напряжений имеют характер неустойчивых процессов с обратной связью, в результате чего происходит качественный скачок, который можно назвать в одном случае взрывом, в другом - революцией или бунтом. А разве не вызывают печальных земных ассоциаций волны-убийцы, которые возникают из-за случайных турбулентных причин в космическом пространстве и наносят электромагнитные удары по земным спутникам в 20-30 раз сильнее среднего космического шума?
        Помню, в давние годы мы забавы ради написали работу "Фрактальная теория распада Римской империи", где с помощью моделей, разработанных для изучения космических объектов, исследовали исторические процессы. Получилось, что Римская империя должна распасться на 15 частей, как и вышло по истории. Думаю, фрактальные теории, было бы желание, можно применить к распаду Югославии и СССР.
        Космическое пространство и звезды состоят из плазмы, это четвертое состояние вещества. Но по хронологии Вселенной это самое первое состояние вещества. 150 тысяч лет после рождения Вселенной в ней были только свет и плазма. Иногда мне кажется, что плазма живая. Вроде мыслящего океана в "Солярисе". У человека есть всего пять органов чувств. А в плазме десятки способов передать возмущение из одной точки в другую, каждую секунду проходят миллионы информационных сообщений. Плазма мобильнее живого существа, ее трудно удержать, она выскакивает из любой магнитной ловушки. На Земле мы видим плазму уже в умирающем состоянии во время полярных сияний.

        Лучше бы Маркс занялся астрономией.

        Директор Астрономического института имени Штернберга, член-корреспондент РАН Анатолий Черепащук.
        Самое сильное чувство, которое приходит, когда занимаешься астрономией, - ощущение бренности земной жизни. Земля - ничтожнейшая песчинка во Вселенной - меньше атома в наших масштабах. И отсюда идет понимание того, что надо снисходительно относиться к тем суетным заботам, которые захватывают наше земное воображение. Жизнь на Земле безмерно хрупкая, и надо наслаждаться ею, любить ее, получать удовольствие от каждого прожитого дня. Таким образом, занятия астрономией делают человека добрее и терпимее. Астроном чем-то похож на жителя Соломоновых островов, который понимает, что каждый день может прийти цунами и разрушить всю налаженную жизнь. На Соломоновых островах, думаю, люди похожи на астрономов.
        Но астрономия делает человека еще и мудрее. Процессы рождения, жизни и умирания звезд и галактик протекают в нелинейном режиме. По начальным условиям нельзя предвидеть, как будет проходить развитие звездных скоплений. На переходном этапе ничтожный штрих может развернуть звездную историю в непредсказуемую сторону. Но точно так же в социальных процессах нет определенности - сломанная подкова или чай у королевы способны развернуть историю. Политические и экономические процессы развиваются в нелинейном режиме, происходит накопление тонких эффектов - и в определенный момент совершается качественный сдвиг в неизвестном заранее направлении.
        Если бы Маркс был астрономом, он понимал бы, что бессмысленно прогнозировать длительные процессы, не зная всех тонких эффектов, которые появятся в будущем. В астрономии это детское упрощение, Маркса подняли бы на смех.

Справка:

Зелёный Лев Матвеевич (1948 г.р.), доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН (2003), профессор, директор Института космических исследований (ИКИ) РАН.

Черепащук Анатолий Михайлович (1940 г.р.), доктор физико-математических наук (1976), профессор (1985), член-корреспондент РАН по Отделению общей физики и астрономии (специализация «астрономия», 1997), академик по Отделению физических наук (специализация «физика, астрономия», 2006), директор (с 1986 по наст. время) Астрономического института им. П.К. Штернберга, заведующий астрономическим отделением (с 1986 по наст. время), заведующий кафедрой астрофизики и звездной астрономии (с 1986 по наст. время) физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.



Найдено место для Бога.

Лесков Сергей.

Сайт «Известия-наука» (Inauka.ru), 19 января 2006 года.
http://www.inauka.ru/analysis/article60920.html
Бог есть?
Бог весть...
Борис Заходер

        На крупнейшем в Европе суперкомпьютере Института имени Макса Планка интернациональный Vigro-консорциум, составленный учеными из Германии, США, Великобритании и Канады, обработал данные обсерваторий по всему миру и создал наиболее полную математическую модель эволюции Вселенной. Чтобы суперкомпьютер не отвлекался, его отключили от прочих задач. Воспроизведено существование 20 миллионов галактик, прослежен путь 10 миллиардов частиц загадочной темной материи и в итоге выполнено 500 триллионов математических операций. Главный результат: Вселенная лишь на 5% состоит из привычного видимого вещества. Все остальное - таинственные темные субстанции.
        Самый знаменитый вопрос Эйнштейна сводится к тому, был ли у Бога какой-нибудь выбор, когда он создавал Вселенную, или все мировые законы и константы задали жесткую предопределенность событиям. Многие выдающиеся умы пытались разгадать замысел Творца или же, напротив, не оставить во Вселенной места для Бога. Надо признать, из всех наук более всего поссорила ученых и богословов астрономия.
        Смертельно поссорила - чего стоят Галилео Галилей и Джордано Бруно! Усмешка истории в том, что сегодня астрономия способствует сближению науки и религии. Наука о возникновении и строении мира утверждает, что 14 миллиардов лет назад Вселенная возникла из бесконечно раскаленной точки бесконечно малого объема и бесконечно большой плотности. Эта теория называется теорией Большого взрыва. До этого момента ни времени, ни материи не было.
        Большой взрыв признают и верующие астрономы, и законченные безбожники. Сформулирована теория бельгийским священником, астрономом и президентом Папской академии наук Жоржем Леметром. Большой взрыв в деталях повторяет картину сотворения мира, которая описана в Библии. Недавно главный астроном Ватикана иезуит Джордж Койн защитил теорию эволюции Вселенной и призвал не преподавать в школах те учения, в которых Бог выглядит ее конструктором и проектировщиком.
        Перед суперкомпьютером Института имени Макса Планка может быть поставлена новая задача - по проверке скандальной теории директора Гринвичской обсерватории сэра Мартина Риса о том, что вероятность современной цивилизации дожить до следующего столетия составляет всего 50%. Причина - в загадочных темных субстанциях, из которых на 95% состоит Вселенная и которые обрекают галактики на бесконечное разбегание. Другой путь к стабильности - подвергнуть ревизии теорию Эйнштейна, ввести в пространство дополнительные измерения, в которых может обитать черт-те кто.

        Бог - это скалярное поле.

        Анатолий Черепащук, директор Астрономического института им. Штернберга, член-корреспондент РАН.
        Четырнадцать миллиардов лет назад, в момент рождения, вся Вселенная была заключена в точке радиусом 10^-33 см, что неизмеримо меньше радиуса протона - 10^-13 см. В этом объеме уже была заложена вся информация о будущем Вселенной. Произошел Большой взрыв. Большинство ученых считает, что с этого момента Вселенная расширяется с ускорением, но никогда не сжималась. Но ведь силы гравитации должны замедлять расширение на больших расстояниях. Понять парадокс можно только в том случае, если существует антигравитация с отрицательным давлением. Над этим парадоксом мучился великий Эйнштейн.
        Лишь 3-5% Вселенной - привычная материя из барионов (протоны, нейтроны, электроны и кванты света). На 70% Вселенная состоит из вещества с положительной плотностью энергии и отрицательным давлением. Это вещество называют "темной энергией". Еще на 25% Вселенная - частицы неизвестной природы, которые не открыты, но ясно, что они тяжелее протонов и не достигают скорости света. На Земле барионов много, мы можем черпать из них энергию. Рассеянная энергия вакуума Вселенной, которая несопоставимо больше, нам недоступна. Где здесь место для Бога? Для физиков в качестве Бога может рассматриваться скалярное поле, которое не открыто, но наличие которого следует из теории.

        Ничего темнее Вселенной в мире не существует.

        Алексей Старобинский, главный научный сотрудник Института теоретической физики им. Ландау, член-корреспондент РАН.
        Vigro-консорциум с максимальной точностью доказал, что 95% материи во Вселенной приходится на неизвестные виды материи, которые невозможно увидеть. Но кое-что об этих субстанциях уже известно. 25% Вселенной - темная материя, сквозь которую электромагнитные волны проходят свободно, без взаимодействия. Самое непонятное - темная энергия, 70% массы Вселенной. Темная энергия загадочна, не имеет частиц и равномерно распределена по пространству. Неясно даже, меняется ли плотность темной энергии. Плотность обычной материи из-за того, что Вселенная расширилась в 2 раза, уменьшилась в 8 раз. Почему плотность темной энергии не падает? Или мы не можем пока это измерить? Сплошная темнота.

        Русские физики уже нащупали темную материю.

        Михаил Данилов, заместитель директора Института теоретической и
экспериментальной физики, член-корреспондент РАН.
        Одной из перспективных моделей для объяснения темной материи являются так называемые суперсимметричные частицы, которые могут рождаться при столкновении фермионов (к ним относятся протоны, нейтроны, электроны) и бозонов, то есть частиц, которые подчиняются статистике Бозе-Эйнштейна. Модель разработана в ФИАНе - очень красивая и элегантная теория. Суперсимметричные частицы ищут на новейших ускорителях. В США это уже готовый тэватрон. Но наибольшие шансы на успех имеют эксперименты на Большом адронном коллайдере, который при российском финансовом и научном участии создается в ЦЕРНе в Швейцарии.
        Второй путь поиска суперсимметричных частиц - космические лучи. Российские ученые разработали новый тип детектора для совместного с Англией эксперимента. Основная проблема - отделение фонового излучения от энергии темной материи. Надеюсь, загадка темной материи будет решена через 8-10 лет. Долго? Но предсказанную Паули частицу - нейтрино искали целых 30 лет.

        Этапы формирования Вселенной.

        14 миллиардов лет назад произошел Большой взрыв, из которого родилась Вселенная.
        13,999 миллиарда лет назад - эпоха рекомбинации, когда излучение отделилось от вещества. Именно это излучение мы называем реликтовым, до этого момента мы ничего не видим.
        13,999-13 миллиардов лет назад - "темная эпоха", о которой почти ничего не известно, происходит формирование структуры галактик и галактических скоплений.
        13 миллиардов лет назад - появление звезд 1-го поколения, у которых из-за отсутствия тяжелых элементов еще не могло быть планет.
        4,5 миллиарда лет назад - рождение нашей Солнечной системы с Солнцем, звездой 3-го поколения.
        3 миллиарда лет назад - появление на Земле органических соединений.
        40 тысяч лет назад - появление на Земле современного человека. Если всю историю Вселенной рассматривать как дистанцию длиной в 100 метров, то жизнь человеческой цивилизации длится лишь 30 миллиметров.

        Верующие ученые.

Монах Грегор Мендель - основоположник генетики.
Чарльз Дарвин - основоположник теории эволюции.
Альберт Эйнштейн - автор теории относительности, лауреат Нобелевской премии.
Нильс Бор - создатель модели атома, лауреат Нобелевской премии.
Макс Планк - основоположник квантовой физики, лауреат Нобелевской премии.
Андрей Туполев - академик, знаменитый советский авиаконструктор.

Справка:

Лесков Сергей Леонидович, главный обозреватель газеты "Известия", сын известного физика, д.ф.-м.н. Лескова Леонида Васильевича (1931-2006). Лесков С.Л. считается одним из лучших научных журналистов страны, занимается космической тематикой уже более четверти века, его первая статья - интервью с космонавтом Леоновым - была опубликована в 1979 году. В течение 8 лет Лесков занимался космической тематикой в "Комсомольской правде", еще в те времена, когда журналистов "на космос" утверждал Отдел пропаганды ЦК КПСС. В 1989 году в "Известиях" без разрешения цензуры появилась статья Лескова "Как мы не слетали на Луну" о засекреченной лунной программе СССР. Лесков дружит со многими космонавтами, множество раз бывал в Звездном городке, на космодроме Байконур и в европейских космических центрах, им опубликовано более 2 тысяч статей про космос.

Данилов Михаил Владимирович (1946 г.р.), физик, член-корреспондент РАН (1997). Директор (с 1997) Института теоретической и экспериментальной физики им. А.И. Алиханова (ИТЭФ), заведующий кафедрой физики элементарных частиц ИТЭФ.

Старобинский Алексей Александрович (1948 г.р.), физик, кандидат физико-математических наук (1975, тема "Квантовые эффекты и рождение частиц в сильных гравитационных полях"), член-корреспондент РАН (с 1997 г.), главный научный сотрудник Института теоретической физики им. Л.Д. Ландау (ИТФ) РАН, лауреат премии им. А.А. Фридмана РАН за исследования в области гравитации и космологии (1996). Окончил физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова (1972).

Черепащук Анатолий Михайлович (1940 г.р.), астроном, доктор физико-математических наук (1976), профессор (1985), член-корреспондент РАН по Отделению общей физики и астрономии (специализация «астрономия», 1997), академик по Отделению физических наук (специализация «физика, астрономия», 2006), директор (с 1986 по наст. время) Астрономического института им. П.К. Штернберга, заведующий астрономическим отделением (с 1986 по наст. время), заведующий кафедрой астрофизики и звездной астрономии (с 1986 по наст. время) физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.