11
Современная концепция вселенной
Мы идем по жизни, практически ничего не понимая об окружающем нас мире. Откуда возникла вселенная и куда она идет? Как и почему она возникла? Имеет ли вселенная начало, а если так, что было до того? Какова природа вселенной? Идет ли она к концу, и если да, то как? Что на самом деле происходит на самых ранних или самых поздних стадиях вселенной? На самом ли деле вселенная имеет начало и конец, и если да, то на что они похожи? Каково наше место во вселенной и откуда мы появились? Почему вселенная такова, как она есть? Почему здесь должна быть вселенная? Почему вселенная проходит через все перипетии существования? Происходит ли это в силу ее собственного существования? С другой стороны, есть ли нужда в Создателе, а если да, то оказывает ли вселенная влияние на Него? Более того, кто сотворил Его? Эти вопросы интересны нам всем.
До двадцатого века ученые в основном принимали, что, либо вселенная существовала всегда в неизменном состоянии, либо она была сотворена в определенное время в прошлом, и, более или менее, просуществовала по сей день.
Сегодня ученые описывают вселенную в рамках двух основных теорий – общей теории относительности и квантовой механики. Современные ученые считают две эти теории великими интеллектуальными достижениями первой половины этого столетия. Общая теория относительности описывает силу гравитации и макроструктуру вселенной, то есть структуры размером от всего лишь нескольких миль до 1000000000000000000000000 (один с двадцатью четырьмя нулями) миль, что составляет размер обозримой вселенной, согласно мнению современных ученых. Квантовая механика, с другой стороны, имеет дело с феноменами чрезвычайно малого размера, такими как миллионные доли миллионных долей дюйма. Однако, эти две теории известны как не согласующиеся друг с другом – обе они не могут быть правильными. Сегодня одно из главных направлений физики – найти новую теорию, которая включала бы их обе – квантовую теорию гравитации.
Если кто-то посмотрит на небо в ясную безлунную ночь, он увидит бесчисленные звезды. Видимые звезды кажутся разбросанными по всему небу, но особенно сконцентрированы в одном поясе, который мы называем Млечным Путем. Начиная с 1750 года, некоторые астрономы предполагали, что появление Млечного Пути можно было бы объяснить, если бы большинство видимых звезд лежали в единой дискообразной конфигурации, вроде того, что сейчас ученые называют спиральной галактикой. Лишь несколько десятилетий спустя, астроном сэр Уильям Гершель подтвердил эту идею, рассмотрев положение большого количества звезд. Даже так, идея не обрела общего признания вплоть до начала этого столетия.
По мере того, как накапливались экспериментальные и теоретические данные, стало вполне очевидно, что вселенная должна иметь начало во времени. В 1970 году, Роджер Пенроуз и Стефен Хокинг показали, что эйнштейновская общая теория относительности подразумевает, что вселенная должна иметь начало и конец. Это показало, что общая теория относительности неполна: она не может сказать нам о том, как вселенная началась, поскольку она предсказывала, что все физические теории, включая ее саму, разбиваются в начале вселенной.
В Бхагаватам подтверждается, что вселенная имеет начало и конец. В отличие от современных теорий, Бхагаватам описывает в подробностях, как начиналась вселенная. Он также соглашается с предсказанием общей теории относительности, что все физические законы разбиваются в начале вселенной. Это явление происходит в начале вселенной потому, что материя переходит из непроявленного состояния в проявленное. Материя в проявленном состоянии управляется физическими законами природы, но материя в непроявленном состоянии не подчиняется ни каким физическим законам. Материя в непроявленном состоянии не физична и не может быть воспринята физическими органами чувств или каким-либо аппаратом. Поэтому, ее невозможно описать в рамках физических законов. Более того, физические законы в это время не существуют. Так что, вместо того, чтобы говорить, что начало вселенной разрушает все физические законы, правильнее было бы сказать, что в начале вселенной физических законов не существовало. Естественно, мы не можем чего-либо сказать или обрисовать о начальном состоянии вселенной. Это нечто вроде производства первого компьютера. До того, как первый компьютер был создан, принципов его функционирования не существовало. Однако идея о первом компьютере и принципах его функционирования должна была существовать в уме разработчика до его производства. Итак, компьютер существовал в уме разработчика в тонкой форме. Анатогично, до начала вселенной прототип вселенной уже существовал в уме Создателя, но на этой стадии она принадлежала нефизической реальности. Вот почему начальная стадия вселенной управляется нефизическими законами природы, и именно эти нефизические законы нам нужно описать. Мы можем найти их в писаниях.
Успех научных теорий, в частности ньютоновской теории гравитации, привел французского ученого, маркиза де Лапласа, в начале девятнадцатого века к мнению о детерминизме вселенной. Лаплас предположил, что должна быть система научных законов, которые позволили бы предсказывать все, что могло бы произойти во вселенной, если бы мы узнали полное состояние вселенной в данный момент.
Бхагаватам (5.16.4) отвергает теорию детерминизма, объясняя, что экспансии материальной энергии нет предела. Этот материальный мир есть трансформация материальных качеств, однако никто не может объяснить его в совершенстве, даже прожив столько же, сколько и вселенная. Никто в материальном мире не совершенен, а несовершенная личность не может описать этот материальный мир совершенно, даже после долгих размышлений.
Доктрина научного детерминизма резко отвергалась многими людьми, но оставалась стандартным представлением науки вплоть до начала этого века. Однако в 1926 году немецкий ученый Вернер Гейзенберг, сформулировал свой принцип неопределенности. Чтобы предсказать будущее положение и движение частицы, человек должен точно измерить ее нынешнее положение и движение. Гейзенберг показал, что чем точнее человек пытается измерить положение частицы, тем менее точно он может измерить ее скорость, и наоборот. Принцип неопределенности Гейзенберга это фундаментальное, неотъемлемое свойство вселенной.
Бхагаватам, хотя ему и 5000 лет, описывает этот принцип, как принцип ачинтйа или принцип непостижимости.
Принцип неопределенности просигналил конец мечте Лапласа о теории науки, модели вселенной, которая была бы полностью детерминистической: явно невозможно предсказать точно грядущие события, если невозможно даже точно измерить нынешнее состояние вселенной! Можно было бы вообразить, как Стефен Хокинг сказал: «что есть законы, которые полностью определяют события для некоего Сверхъестественного Существа, Которое может наблюдать состояние вселенной, не тревожа ее».
В 1920-х годах, Гейзенберг, Шредингер и Дирак сформулировали квантовую механику, основанную на принципе неопределенности. В общем, квантовая механика не предсказывает одного определенного результата наблюдения. Вместо этого, она предсказывает ряд различных возможных исходов и говорит нам о том, насколько вероятен каждый из них. Поэтому квантовая механика вводит неизбежный элемент непредсказуемости или случайности в науке. Эйнштейн сильно возражал против этого, несмотря на важную роль, которую он играл в развитии этих идей. Эйнштейн был награжден Нобелевской премией за его вклад в квантовую теорию. Тем не менее, Эйнштейн никогда не принимал, что вселенная может управляться случаем; его взгляды можно суммировать в его знаменитом высказывании: «Бог не играет в кости». Общая теория относительности Эйнштейна кажется руководящей для макроструктуры вселенной. Она есть то, что называется классической теорией; то есть, она не принимает в расчет принцип неопределенности квантовой механики.
Вот три причины, почему теория вселенной, претендующая на всеохватность, будет ограниченной:
1. Ограничение, что принцип неопределенности квантовой механики накладывает на возможность предсказания.
2. Никто не может точно решить уравнения теории, кроме самых простых случаев.
3. Теорема неполноты Годеля фатальна для любой попытки извлечения действительно истинных теорий.
Тимоти Ферриш описал теорему Годеля и ее применение: «Теорема Годеля утверждает, что полная ценность любой системы, включая научные, невозможно продемонстрировать в самой этой системе. Другими словами, всеохватность теории не может быть установлена, пока есть что-либо за пределами рамок проверяемости – нечто, выходящее за границы, определенные термодинамическим равновесием, или коллапсом квантовой волновой функции или любой другой теорией или законом. А если есть такие более широкие рамки, тогда теория определения не объясняет всего. Короче, нет, и никогда не будет полного и всеохватывающего научного воззрения на вселенную, которая могла бы быть признана ценной. Создатель должен был обеспечить неопределенность, ибо Он дал его нам навсегда». [9]
Когда ученые объединяют квантовую механику с общей относительностью, они принимают, что пространство и время вместе могут образовывать конечное, четырехмерное пространство без сингулярностей и границ, вроде поверхности земли, но с большим количеством измерений. «Но если вселенная полностью замкнута на себе, без сингулярностей или границ, это полностью подтверждает роль Бога как Творца», сказал Стефен Хокинг.
Эйнштейн как-то задал вопрос: «Как много выбора имеет Бог при конструировании вселенной?» Стефен Хокинг ответил: «Если предположение безграничности верно, Он вовсе не имел свободы выбора начальных условий. Он, конечно, имел бы все же свободу выбирать законы, которым подчиняется вселенная».
Есть и другое очень важное высказывание Стефена Хокинга; «Если бы мы нашли ответ на вопрос, почему существуем мы и вселенная, это был бы наивысший триумф человеческой мысли – ибо тогда мы познали бы замысел Бога». Итак, концепция Бога становится для современных ученых необходимой, чтобы объяснить существование вселенной.
12
Черные дыры
Термин черная дыра появился недавно. Он был предложен в 1969 году американским ученым Джоном Уилером, как графическое описание идеи, которая зародилась, по крайней мере, двести лет назад во времена, когда имелось две теории света: одна, которой благоволил Ньютон, состояла в том, что свет состоял из частиц; вторая состояла в том, что свет состоял из волн. Однако, согласно корпускулярно-волновой двойственности квантовой механики, свет может рассматриваться и как волна, и как частица. Поэтому, если свет состоит из частиц, можно ожидать, что они будут подвержены воздействию гравитации подобно пушечным ядрам и ракетам. Вначале люди думали, что частицы света движутся бесконечно быстро, из-за чего гравитация не способна замедлить их, но открытие Реомюра, что свет движется с конечной скоростью, означает, что гравитация может оказывать существенное воздействие.
В этой связи декан из Кэмбриджа, Джон Мичелл, написал в 1783 году статью в «Философских Трактатах Королевского Общества в Лондоне», в которой он подчеркивал, что если бы звезда была достаточно массивной и компактной, она имела бы настолько сильное гравитационное поле, что свет не смог бы излучаться - любой свет, изошедший с поверхности звезды, был бы затянут обратно гравитационным притяжением звезды прежде, чем отошел бы очень далеко. Митчелл предположил, что может быть много подобных звезд. Мы не способны увидеть их, поскольку их свет притягивается сильными гравитационными полями и недоступен для наблюдения кем-либо. Хотя мы могли бы почувствовать их гравитационное притяжение. Такие объекты и есть то, что мы сейчас называем черными дырами.
Современные ученые объясняют жизненный цикл звезды и образование черной дыры следующим образом. Звезда образуется, когда большой объем газа (в основном водорода) начинает сжиматься вследствие гравитационного притяжения. При сжатии, атомы газа сталкиваются и ударяются друг о друга все чаще и чаще, все с большей и большей скоростью, что приводит к разогреву газа. Постепенно газ становится настолько горячим, что когда атомы водорода сталкиваются. Они более не отбрасывают друг друга, но соединяются, образуя гелий. Тепло, выделившееся в ходе этой реакции, которая подобна управляемому взрыву водородной бомбы, вызывает сияние звезды. Этот дополнительный жар увеличивает давление газа до тех пор, пока оно не станет достаточным, чтобы уравновесить гравитационное притяжение и газ прекращает сжиматься. Это немного напоминает воздушный шар – там имеется равновесие между давлением воздуха внутри, которое пытается заставить шар раздуваться, и натяжением резины, которое заставляет шар сжиматься. Звезда будет оставаться стабильной подобным образом долгое время, пока жар от ядерных реакций уравновешивает гравитационное притяжение. Постепенно, однако, звезда израсходует водород и другое ядерное топливо. Современные ученые предполагают. Что, возможно, у солнца достаточно топлива на последующие пять тысяч миллионов лет или около того. Когда на звезде заканчивается топливо, она начинает остывать и сжиматься. По мере сжатия звезды, гравитационное поле на ее поверхности становится сильнее и эффект притягивания света возрастает. Это все более затрудняет излучение света, и для стороннего наблюдателя свет становится все тусклее и краснее. Постепенно, когда звезда сожмется до определенного радиуса, гравитационное поле на ее поверхности становится столь сильным, что свет притягивается так сильно, что не может больше излучаться. Согласно теории относительности, ничто не может двигаться быстрее света. Поэтому. Если свет не может исходить, то и все остальное тоже не может; все втягивается гравитационным полем. Таким образом, создается область пространства-времени, из которого ничто не может изойти, даже свет, чтобы достичь взора наблюдателя. Эта область и есть то, что современные ученые называют черной дырой.
В истории науки, черные дыры – лишь один из довольно малого числа случаев, когда теория была разработана и подробностях, как математическая модель, прежде, чем какие-либо свидетельства от наблюдений показали ее правильность. Это используется как главные аргумент противниками черных дыр: как можно поверить в объекты, доказательством которых служат только расчеты, основанные на сомнительной теории общей относительности?
Общая теория относительности Эйнштейна как таковая предполагает, что пространство-время началось со большого взрыва сингулярности и заканчивается либо большой сингулярностью (когда вселенная сжимается), либо сингулярностью внутри черной дыры (когда сжимаются локальные области, такие как звезды).
Однако недавно некоторые ученые, такие как Стефен Хокинг, предположили, что черные дыры должны излучать радиацию в форме рентгеновского излучения и гамма-лучей. Такие дыры вряд ли заслуживают титула черных, поскольку они на самом деле раскалены до бела и излучают энергию мощностью около десяти тысяч мегаватт. Когда эта идея была впервые объявлена, она столкнулась с большим скепсисом: «Как может черная дыра излучать что-либо?» Хотя позже многие ученые пришли к заключению, что черные дыры должны излучать наподобие раскаленных тел, если другие идеи общей относительности и квантовой механики верны.
Мы не можем найти каких-либо подтверждений теории черных дыр в писаниях. Согласно Бхагаватам, все планеты проявляются в начале вселенной и остаются стабильными на протяжении 4320000000 солнечных лет. Такова длительность вселенского дня. После вселенского дня все планетные системы вплоть до Джаналоки уничтожаются. Они уходят в непроявленное состояние через дыру, находящуюся в центре вселенной. Ничто ниже области Джаналоки не может избежать этого процесса сворачивания. Обитатели остальной части вселенной не могут наблюдать этот процесс каким-либо образом. В этом описании частичного уничтожения мы можем найти некоторое сходство с идеей черной дыра. Хотя этот процесс в значительной мере не похож на коллапс отдельной звезды, которая сравнительно невелика.
