Хью Росс « Творец и Вселенная»
Понятие акта сотворения становится не относящимся к делу, а наше существование может быть отнесено за счет одного удачного скачка. В конце концов, при условии бесконечного количества космических скачков, рано или поздно возникнут условия, необходимые для превращения частиц и атомов в человеческие существа. Рис. 1. Модель вечно пульсирующей Вселенной В модели пульсирующей Вселенной (Рис.1)
, предложенной такими физиками, как Роберт Дик и Джон Гриббин, во Вселенной происходит бесконечная смена фаз расширения и сжатия. Гравитация тормозит расширение и приводит к последующей фазе сжатия. Предполагается, что какой-то неизвестный физический механизм каким-то образом заставляет Вселенную проскочить фазу сжатия и перейти к расширению. Считается, что характеристики фаз сжатия и расширения во времени существенно не изменяются.
В 1965 году, когда модель пульсирующей Вселенной была впервые представлена как серьезная теория2 , многие астрономы пустились на поиски того количества массы, которое могло бы остановить и повернуть вспять расширение Вселенной. Однако и результаты наблюдений, и теоретические изыскания свидетельствовали (и продолжают свидетельствовать) о противоположном3 .
Даже принимая во внимание новые открытия, связанные с экзотической материей, общей массы все-таки недостает для запуска пульсационного механизма. ПРОБЛЕМА ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ Но недостаток массы не является единственной сложностью. Если бы даже Вселенная имела достаточное количество массы, чтобы расширение сменилось сжатием, и если бы механизм скачков был обнаружен или теоретически рассчитан, количество скачков или колебаний было бы ограниченным из-за энтропии (рассеивания энергии).
Второй закон термодинамики говорит о том, что энтропия Вселенной увеличивается со временем. Эта энтропия означает уменьшение количества энергии, необходимой для выполнения такой механической работы, как пульсация. Поэтому каждый последующий скачок оставляет все меньше энергии для следующего. Этот спад энергии от скачка к скачку имел бы два следствия.
Первое, он означал бы, что с каждым скачком Вселенная еще более расширяется, перед тем, как начать сжиматься. Представьте себе мяч, привязанный резинкой к палке. Когда резинка еще новая, ее упругость велика, и она с силой возвращает брошенный мяч обратно. Но нагреваясь и растягиваясь, она постепенно теряет эластичность, и мяч отлетает от палки все дальше и дальше.
Как это выглядит применительно к космосу, показано на рис. 2. Рис. 2. Термодинамическое рассеяние пульсирующей Вселенной Даже если бы Вселенная и могла пульсировать, это не могло бы продолжаться бесконечное время. Законы термодинамики требуют, чтобы максимальный диаметр Вселенной увеличивался от цикла к циклу. Поэтому у такой Вселенной бесконечное будущее, но конечное прошлое.
Момент сотворения может быть отодвинут назад максимум на триллион лет. Обратите внимание на следующее: чем больше время, тем дуги становятся больше и больше. Если заглянуть в прошлое, они становятся все меньше и меньше, вплоть до не очень отдаленного исходного толчка. С точки зрения физики Вселенная не могла испытать больше дюжины пульсации – далеко не бесконечное количество.
СОЖМЕТСЯ ЛИ КОГДА-НИБУДЬ ВСЕЛЕННАЯ? Обсуждение достоинств модели пульсирующей Вселенной становится отвлеченным спором, если у Вселенной недостает массы, чтобы остановить расширение и спровоцировать последующий коллапс. С каждым годом результаты наблюдений, подтверждающие расширение Вселенной (открытая Вселенная), становятся все более убедительными, в то время как свидетельства сжимающейся Вселенной (закрытая Вселенная), становятся все слабее и теряют силу.
Наиболее точные оценки плотности массы Вселенной в настоящее время исчисляются значениями между одной десятой и тремя десятыми критической4 . Второе следствие энтропии заключается в ее влиянии на энергию скачка. С каждым скачком теряется не только механическая энергия, нужная для сжатия, но также и энергия, нужная для нового скачка.
Если бросить резиновый мяч с высоты в три фута на жесткий пол, он подпрыгнет, но не до высоты трех футов. Какая-то часть энергии мяча уйдет при ударе мяча о пол. С каждым ударом все больше механической энергии будет превращаться в тепловую энергию, и в конце концов, мяч прекратит подпрыгивать. Хорошо накачанный волейбольный мяч может подпрыгнуть раз десять, прежде чем остановится.
Менее упругий – например, очень мягкий пенорезиновый мяч, – может подпрыгнуть всего лишь раза два и затем остановиться. Но Вселенная имеет намного меньший коэффициент упругости, чем пенорезиновый мячик. В 1983 и 1984 годах американские астрофизики Марк Шер, Алан Гут и Сидни Бладмэн продемонстрировали, что если бы даже Вселенная обладала достаточной массой, чтобы остановить свое расширение, любое сжатие (коллапс)
закончилось бы абсолютной остановкой, а не новым скачком5 . С точки зрения механической физики, Вселенная скорее напоминает кусок мокрой глины, чем хорошо накачанный волейбольный мяч (см. таблицу 1). Шер и Гут с полной уверенностью озаглавили свою работу «Пульсирующая Вселенная невозможна». Если Вселенная пульсирует, это означает, что она ведет себя, как мотор или как система, созданная для выполнения работы.
Способность системы или мотора выполнять работу или пульсацию зависит от ее КПД. Вселенная, фактически, стоит на самом последнем месте из всех существующих моторов. Ее КПД настолько мал, что пульсация совершенно невозможна. Табл.1: Механический коэффициент полезного действия некоторых известных систем Система или мотор КПД Дизельный мотор 40% Бензиновый мотор 25% Паровой двигатель 12% Человеческое тело 1% Вселенная 0,00000001% НОВЫЕ ПОДХОДЫ Шер, Гут и Бладмэн не были единственными, кто опровергал возможность космической пульсации.