Антропный принцип и мега-история Вселенной

В своем развертывании (употребляем русское слово «развертывание» вместо латинского «эволюция», с тем чтобы не путать с его значением, принятым у эволюционистов в биологии, придерживающихся и сегодня взглядов Дарвина, Уоллеса и Геккеля) Вселенная прошла путь от начала Большого взрыва (будем исходить из наиболее признаваемой учеными версии Георгия Гамова возникновения горячей вселенной) несколько

этапов и процессов, приведших к генезису (рождению) и становлению последовательно физического, химического и биологического миров. Этапы и соответствующие им процессы панкосмогенеза, о которых пойдет речь, это этапы физио-, астро-, галактике-, химио-, гелио-, гео-, геохимио-, био- и антро-погенезиса. Несмотря на очевидную разницу каждого из этих этапов, им присуща (или свойственна) одна и та же чисто физическая особенность, которой можно попытаться дать философское объяснение, видя в этой особенности единство принципов мира и происходящих в нем процессов на всех уровнях его рождения и становления. Так, каждый из названных этапов и процессов, характеризуется в начальный момент высококачественной энергией (энергией при низкой энтропии из-за высоких исходных температур, поскольку энтропия, как характеристика беспорядка, является величиной обратно пропорциональной температуре). Можно также говорить о высокой негэнтропийностью процесса. Негэнтролийность возникает из-за значительного перепада исходной и конечной температур, и, соответственно, большой отрицательной (обозначаемой приставкой нег и добавляемой к слову энтропия по предложению французского физика Леона Бриллюэна) величине энтропии рассматриваемого нами созидательного процесса. Поясним сказанное на ряде примеров.

Процесс физиогенеза (или образование физического мира) характеризовался с момента начала «большого взрыва», катастрофическим снижением, на 20 порядков, температуры. В результате понижения температуры качество энергии резко снизилось, что и привело сначала к образованию из неопределенного (неопределяемого) планковского бульона частиц и античастиц менее чем за одну секунду протонов, электронов и фотонов, а затем, к концу 10 секунды, к синтезу первых легких элементов — водорода и гелия. Следует указать на одну впечатляющую странность процесса аннигиляции планковских частиц и античастиц, завершившегося в остатке равным числом протонов и электронов. Вот так, с первых мгновений существования физического мира, начинается то, что впоследствии в антропном принципе получит название тонких согласованностей! Пусть в первичном планковском бульоне действительно существовали известные сейчас кварки Гелл-Манна и Цвейга, из которых образованы нынешние адроны и мезоны (а также недавно теоретически предсказанные и экспериментально открытые в России в 2004 году пентакварки). Тогда для объяснения приведенного выше странного факта равенства числа протонов и электронов (надежно установленный экспериментальный факт электронейтральности мира) остается только предположить, что в этом бульоне существовали и электронные кварки, число которых было равно числу обычных адронных кварков, так как природа вряд ли могла отдать предпочтение какому-то одному из видов кварков. Таким образом, смесь всех видов кварков была электрически нейтральной и вместе с тем, каждый вид кварков должен был характеризоваться такой зарядовой асимметрией, чтобы породить одинаковую асимметрию как в числе протонов и антипротонов, так и в числе электронов и позитронов (антиэлектронов). Этот вывод приводит нас к заключению, что электроны, признаваемые сейчас бесструктурными, так же как и адроны, должны оказаться структурными образованиями, состоящими из электронных кварков, которые еще предстоит открыть.

Теперь об астро- и галактикогенезе. Возникший всего за 10 секунд физический мир оставался непрозрачным (по причине того, что фотоны переизлучались возникшими водородом и гелием) примерно в течение одного миллиона лет (но не менее 400-700 тысяч лет). Температура рождающегося мира по прошествии этого времени снизилась еще на 10 порядков (т. е. в 10 миллиардов раз) и составила всего около 3000 К (температура указана в единицах абсолютной шкалы температур Кельвина К). Этот момент оказался благоприятным для отрыва излучения или света (фотонов) от водорода и гелия. Среда (тогда это вся Вселенная) сделалась прозрачной (наступила эпоха рекомбинации), а начавший свое путешествие в разрастающемся мире свет стал остывать и воспринимается нами сейчас как реликтовое (древнее) излучение, с температурой к настоящему времени всего 2,73 К. Еще через один миллиард лет температура снизилась до 30 К, качество энергии стало низким, энтропийность чрезвычайно высокой, что способствовало началу процесса слипания атомов в легкие частицы (так называемые протоземали), вызвавшего сначала образование звезд и, в итоге, образование галактик (одним словом — космогенез). Еще раз напомним, что физический мир образовался в ничтожные мгновения. Эти мгновения ничтожны по нашим часам, но очень и очень продолжительны по физическим часам элементарных частиц, для которых характерны времена в миллиардные доли миллиардных долей секунды. Физический мир стабилен с тех пор (установлено, что протон живет не менее чем 1032 лет, и оно, это время, на 22 порядка превосходит время, прошедшее от момента «большого взрыва», не подвергался никаким изменениям. Космический мир (Вселенная, точнее, Метагалактика) образовался в течение первых миллиардов лет и, с тех пор, также неизменен, по крайней мере, в структурном отношении.

Химиогенез, образование тяжелых химических элементов, как известно, совершается в недрах звезд. Но это оказывается возможным, если на 7-9 порядков повысится от первоначальной (от 30 К) в их недрах температура, на столько же порядков возрастет качество энтропии (понизятся абсолютные ее значения), только тогда становятся возможными реакции термоядерного синтеза, сначала легких химических элементов (начиная с лития), а затем и следующих элементов, вплоть до элементов группы железа, имеющих атомные номера 26, 27, 28. Остальные же элементы (для существования жизни в том варианте, который нам известен, нужен полный перечень периодической системы элементов Д. И. Менделеева) могут образоваться либо при взрывах новых, либо сверхновых звезд. Это совершается при процессах с еще более высококачественной энергетикой, чем в рядовых звездах, в процессах, масштабно близких по качеству к качеству Большого взрыва (своеобразное возвращение к порождающему Вселенную началу). Так возникает и становится химический мир и далее не изменяется, хотя сам по себе этот процесс не прекращается никогда (об этом свидетельствует открытие, предсказанное советским астрофизиком Виктором Амбарцумяном в 50-х годах прошлого века, молодых горячих галактик и отдельных горячих звезд в нашей Галактике — Млечном Пути). Однако химический мир остается стабильным, новые химические элементы не появляются, и, как свидетельствует спектральный состав вещества звезд и галактик, во всей Вселенной они эквивалентны (тождественны) друг другу.

В раскрытии тайн и сущности антропного принципа важное место занимает рождение Солнечной системы и одной из ее планет — Земли, без которых невозможно появление совершенно конкретного вида жизни, единственно известного нам. Как осуществлялся наш конкретный гелиогенез, пока точно сказать невозможно (и вряд ли мы когда-нибудь об этом узнаем). Скорее всего, на месте нашего Солнца когда-то была некая большая звезда, которая взорвалась (в пределах 10 миллиардов лет назад) как сверхновая. В противном случае, трудно разумно объяснить наличие в недрах нашей Земли (и на других планетах и их спутниках) сверхтяжелых элементов, включая радиоактивные уран, торий и др.

 Скачать реферат