Упорядоченные фантазии о Метагалактике

В какой-то степени это понятно, ведь истина должна быть одна. Но как быть, если одно и то же явление с равным успехом может быть описано совершенно разными методами, которые исходят каждая из своих посылок и допущений? Я понимаю, что при дальнейших уточнениях и открытии новых фактов некоторые варианты отпадут сами собой. Но ведь подобный процесс может продолжаться бесконечно и всегда на данный момент может быть сразу несколько вариантов, каждый из которых не хуже остальных описывает действительность. В таком случае невозможно обойтись без того, что называют свободным выбором. Наука ведь не политика и не религия. Пока та или иная концепция дает хоть какой-то результат, более или менее адекватно описывающий наблюдаемые факты, она имеет право на существование. А то, что в науке (как и в других человеческих вещах) существует мода на те или иные концепции и воззрения, это всего лишь чисто психологический факт, от которого просто ни куда не денешься. Мои рассуждения нельзя назвать «модными» в тех кругах, которые близки к официальной науке. Тем не менее, я не собираюсь оспаривать те установленные на сегодня наукой факты, которые определяют достаточно проверенные соотношения между наблюдаемыми величинами в видимой нами части Вселенной (включая всю совокупность аппаратного оснащения этих наблюдений).

Говоря о Метагалактике в целом, имеет смысл говорить вначале о таком фундаментальном понятии, которое характеризует взаимное положение различных элементов этой самой Метагалактики друг по отношению к другу, то есть – о пространстве. Сейчас уже стали классическими такие рассуждения. Обыкновенный «здравый смысл» говорит нам о существовании трехмерного пространства, подчиняющегося Евклидовой геометрии. И дело тут не только об этом самом «здравом смысле». Очень богатый практический опыт показывает, что «Евклидовость» очень хорошо соблюдается в диапазонах от 10*-16 до 10*28 см. Приведу выдержку из работы Розенталя:

«В физике подробно изучены различные взаимодействия:

электромагнитное (в макро- и микроскопических проявлениях) и

микроскопические (слабое и сильное). Электромагнитное

взаимодействие исследовалось в огромных интервалах

расстояний: 10*-16 - 10*13 см. Самые малые расстояния

изучались с привлечением весьма тонких методов физики

элементарных частиц. В частности, измерялись рассеяния

электронов на электронах и электронов на позитронах.

Ценность этих опытов в том, что в них проявляется

практически только одно взаимодействие - электромагнитное. В

этих и аналогичных опытах с очень большой точностью (иногда

вплоть до десятого знака) было продемонстрировано, что

законы электродинамики справедливы. Электродинамика на самых

больших расстояниях проверялась с меньшей точностью

(радиолокация Солнца и планет, электродинамика Солнца).

Разумеется, с существенно большей точностью электродинамика

проверена в масштабах Земли (~10*9 см).
Законы микроскопических взаимодействий (слабого и

сильного) на малых расстояниях (10*-16 - 10*-13 см) также

хорошо (хотя и с меньшей точностью - до второго - пятого

знака) подтверждены опытом.
… Во всех упомянутых опытах делалось одно априорное предположение: пространство евклидово. Вероятно, можно для интерпретации отдельных опытов придумать объяснение на основе геометрий, отличных от евклидовой, но допущение, что вся огромная совокупность экспериментов

объясняется на базе неевклидовой геометрии, представляется

невероятной.
В заключение отметим, что современные представления о

структуре Метагалактики (Вселенной) также свидетельствуют,

что в ее пределах (размер ~10*28 см) пространство евклидово

или близко к нему.» [И.Л.Розенталь, «Геометрия,динамина,вселенная»].

Тем не менее, современный математический аппарат позволяет не зацикливаться лишь на таком описании пространства. Оказывается пространство можно представить как многомерное (с мерностью – большей трех). Это будет, как бы, «расслоенное» пространство, в котором обычное трехмерное Евклидовое пространство представляется лишь отдельным «слоем», коих бесконечное множество. Но эти множества определены уже в иных, более высоких, измерениях. Не хочу, даже поверхностно, разбирать здесь особенности многомерных представлений пространства Метагалактики (кратко – ПМ). Если говорить в целом о логике менявшихся представлений о последнем, то следует сказать и о том, что в эту многомерную систему включается и время. Причем временных координат может быть и более, чем одна. Гораздо важнее другое – зачем нужно такое сложное и далеко не очевидное представление о пространстве Метагалактики (ПМ)? Ведь как бы мы ни манипулировали нашими представлениями, все равно нам не уйти от того факта, что имеются три измерения, которые в высшей степени точно описываются именно Евклидовой геометрией. То, что тела внутри этого пространства как-то движутся и как-то взаимодействуют между собой, можно описать просто наличием различных «сил», которые заставляют эти тела взаимодействовать определенным образом. Какой смысл заменять подобное представление всякого рода «связностями» этих трехмерных «слоев» внутри многомерного образования (я пытаюсь избежать слова «искривления» в виду его неоднозначности и упрощенности)? А смысл первоначально заключался в том, что представлялся в высшей степени непонятным тот факт, что существует какой-то предел скорости и то, что эта предельная скорость совершенно не зависит от выбора системы координат. Можно было, конечно, придумать набор сил, которые в любом характерном случае так влияли на движущиеся тела, что не позволяли им двигаться и взаимодействовать иначе, как таким образом, что каждый раз, наблюдая движение, мы будем видеть и независимость предельной скорости от системы координат, и наличие самой этой предельной скорости. Однако наличие таких «хитрых» сил было уж как-то слишком нелогичным и искусственным. В теории всегда стремятся к какой-то логичности и обобщенности. И такую логичность и обобщенность как раз и давало новое представление о ПМ (пространстве Метагалактики), как об образовании, законы которого отличаются от простой геометрии Евклида. Разумеется, речь в данном случае не шла лишь о статических параметрах. Время органически входило в эту новую геометрию и придавало новой концепции определенную изящность и лаконичность.

А теперь давайте проследим общую тенденцию при возникновении подобного рода теорий. В них уже нет речи о какой-то наглядной представимости и очевидности в традиционном смысле. Тут уже идет речь лишь о логической непротиворечивости внутри некоторой ментальной модели, имеющей свойства математической абстракции. И уж раз подобный метод стал считаться законным, то почему кто-то может запретить мне строить столь же не поддающиеся наглядному представлению, но логически связанные и достаточно изящные, построения относительно пространства и его содержимого? К примеру – считать любые выбранные мною компоненты физической реальности некими абстрактными логическими структурами, своего рода «автоматами», взаимодействующими между собой по определенным алгоритмам? Если эти структуры красиво взаимодействуют между собой и дают непротиворечивые опыту результаты, то вполне можно считать подобный метод законным.

Какие же первичные компоненты физической реальности избрал я? А избрал я «точечные» объекты, обладающие двумя фундаментальными характеристиками – «кинетическим вектором» и «энергией покоя». Как бы ни критиковали понятие «точка» в отношении к реальным физическим объектам, а от нее никуда не уйти. Если хотите иметь конкретные величины при анализе положения и движения реальных объектов, то одними диапазонами (внутри которых, как правило, заключено бесконечное множество значений) вы никогда не обойдетесь. Абстракция, символизирующая точку, в высшей степени продуктивное понятие. Любой реальный физический объект можно представить в виде суперпозиции точечных объектов, связанных между собой алгоритмически определенным образом.

Если представить физическую точку внутри пространства Метагалактики в виде автономного «информационного автомата», то в него можно ввести два «регистра памяти», в одном из которых будет храниться скалярная величина – т. н. «энергия покоя», а во втором – векторная величина – т. н. «кинетический вектор» (своего рода импульс с размерностью энергии). Разумеется, при таком представлении и само пространство, и численные величины в нем должны быть дискретными. Я не буду в этой статье затрагивать математические аспекты данных представлений. О них можно почитать в отдельной работе. Сейчас же я хочу лишь описать картину в целом. Однако, в виду исключительной важности энергетического аспекта, скажу еще пару слов относительно двух фундаментальных параметров «информационного автомата» точки, которую я условно назвал «ячейкой ПМ». «Энергия покоя» – скалярная величина, «кинетический вектор», естественно, векторная величина (численно выражается умножением импульса на константу, равную максимальной скорости). Однако, модуль «кинетического вектора» очень точно количественно соотносится с «энергией покоя». В замкнутой системе взаимодействующих «ячеек ПМ» всегда сохраняется закон сохранения полной энергии этих ячеек. Причем, туда входят и «регистры» с «энергией покоя», и «регистры» с «кинетическими векторами». И внутри самой ячейки, и между взаимодействующими ячейками могут происходить обмены содержимым между этими «регистрами» (разумеется – по определенным алгоритмам). «Энергию покоя» можно символически назвать «законсервированным» движением ячейки. Изменение же «кинетического вектора» всегда приводит к изменению в движении «ячейки» по отношению к другим ячейкам. Если такого изменения нет – движение ячейки соответствует движению инерциальной системы.

Что касается понятия «масса», то как фундаментальную величину я ее исключил. Функционально-то ее можно отобразить через «энергию покоя» и «кинетический вектор». Но в качестве какой-то фундаментальной характеристики в моей концепции ее совершенно излишне представлять.

Еще одним фундаментальным качеством системы «ячеек ПМ» является то, что их положение и их движение друг по отношению к другу всегда определяется в парах взаимодействующих ячеек. Бинарное взаимодействие и движение – основа основ пространства Метагалактики (в моем представлении). Бинарная система двух взаимодействующих ячеек является строго Евклидовым пространством, локально привязанным к этой паре. Если кому-то нравится, можете назвать полную совокупность всех бинарных отношений между ячейками в ПМ «расслоенным пространством». Каждое такое пространство – отдельный «слой» этого гиперпространства. Поскольку в целом пространство Метагалактики (ПМ) является интегрированным и связным образованием, все его «слои» алгоритмически строго связаны друг с другом. Алгоритм достаточно прост, хотя и объемен в целом. Но тут уж ничего не поделаешь. Ведь ПМ охватывает весьма большой диапазон дискретных величин, охватывающих наибольшие и наименьшие расстояния в его пределах.

Главное взаимодействие между «ячейками ПМ» - гравитационное взаимодействие. Как и любое другое взаимодействие, гравитационное характеризуется в ячейках лишь изменением «кинетических векторов» (а если более точно – соотношением «кинетических векторов» и «энергий покоя» в парах ячеек). Собственно, любое изменение движения ячеек друг по отношению к другу должно быть вызвано тем или иным взаимодействием. И по самому факту изменения движения невозможно однозначно определить причину этого взаимодействия. Есть взаимодействие – есть изменение движения. Нет взаимодействия – движение неизменно (инерциально), хотя и определяется соотношением основных компонентов ячеек.

Чем представляются «элементарные» частицы (в их классическом понимании) в новой системе представлений? Естественно – тоже «автоматами», только более высокого уровня. Но алгоритмы их взаимодействия между собой ни в коей мере не нарушают основные свойства «ячеек ПМ» и закономерности их движения друг по отношению к другу. Алгоритмы, определяющие как саму частицу (как бы подчиняющие отдельные «ячейки ПМ» «автомату» этой частицы), так и их взаимодействие между собой, имеют лишь одно направление – закономерным образом перераспределить значения «кинетических векторов» и «энергий покоя» внутри системы подконтрольных ячеек. Разумеется – без нарушения вышеотмеченного «закона сохранения».

Данная концепция (в своем полном представлении) имеет одну особенность, за которую лет сто назад она подверглась бы основным нападкам. Систему подобных ячеек, интегрированных в единое связное образование, проще и естественней всего «развернуть» (в рамках представленных автором достаточно простых и линейных алгоритмов) из единой точки. Мало того, без такого процесса вообще невозможно представить себе, как такую «конструкцию» можно собрать. Оппоненты сказали бы так: мало того, что ты делаешь Метагалактику каким-то умозрительным творением, ты еще и закладываешь в нее «акт творения». Сейчас, слава богу, такие аргументы не являются столь уж крамольными.

Начало представляется как бы процессом разбегания отдельных пар ячеек друг от друга. Поначалу вся энергия сосредоточена в «регистрах», где содержатся «кинетические векторы». «Энергия покоя», естественно, в каждой ячейке нулевая. Ну и скорость, естественно, максимальная. Изотропность пространства определяется алгоритмами, связывающими линейные пространства каждой пары взаимодействующих ячеек. «Автоматы» элементарных частиц можно запустить в ПМ не сразу после «акта творения». Но, мне кажется, что через примерно секунду после этого вполне можно запустит сразу все «автоматы» элементарных частиц. Другое дело, что условия для возникновения конкретных частиц и конкретных систем из них (атомов), могут возникнуть и через миллиарды лет после «начала» ПМ.

Я понимаю, что то изложение, что представляется в данной статье, является весьма упрощенным и говорить на этой основе о сложных процессах в Метагалактике трудно, но давайте-ка попытаемся посмотреть на процессы эволюции внутри Метагалактики от момента «творения» по сегодняшний день именно на этой основе.

Несмотря на соблазн, не буду приводить распространенные сценарии начальных моментов, связанных с «большим взрывом», положившим начало Метагалактики. Подобные сценарии можно легко найти не только на книжных полках, но и в Интернете (причем – в изобилии). Я хочу обратить внимание лишь на отдельные моменты, которые мне представляются наиболее важными в контексте рассматриваемой темы. Начну с общего состава вещества Метагалактики. Поначалу считали, что основными продуктами «большого взрыва» явились: излучение (жесткие гамма-кванты), водород и небольшое количество гелия. В настоящее время приходится считать, что существовало еще что-то, что трудно с чем-то идентифицировать. Что же касается наблюдений и воззрений настоящего времени, то большинство теоретиков придерживаются мнения, что вещество, сосредоточенное в звездах, планетах и межзвездном газе составляет примерно 4% всей массы Метагалактики. Еще около 30% приходится на вещество неизвестной природы (его можно определить косвенно, наблюдая за распределением вещества в галактиках), а остальное (около 70%) – вообще не поддается определению. В моем сценарии, по крайней мере, основная доля вещества, не поддающаяся определению – это «ячейки ПМ», незадействованные в данный момент «информационными автоматами» элементарных частиц. Простая логика подсказывает, что именно они-то и должны доминировать в реальном пространстве Метагалактики (ПМ). Ведь вещество, образованное элементарными частицами, слишком быстро и легко структурируется. А незадействованные ячейки взаимодействуют и между собой, и с веществом лишь гравитационно. Ячейки (в сравнении даже с самыми легкими частицами) весьма малоэнергичны и подвижны. Их можно уподобить горячему легкому газу, заполняющему равномерно все расширяющееся пространство Метагалактики. Если по совокупным энергетических мерам они составляют львиную долю, то именно они и организуют макроструктуру ПМ, а также – характер его эволюции. А эволюция эта вполне «запрограммирована» начальным этапом расширения. Строго дозированные параметры начального «разбегания» ячеек могут быть таковы, что расширение асимптотически приближается к некоторому пределу, но такое приближение может продолжаться не меньше сотни миллиардов лет и гарантировать стабильное и «продуктивное» существование Метагалактики в границах, приближающихся к этому пределу. Под «продуктивностью» я и предлагаю порассуждать дальше.

И так, чистые материалисты могут тут же сказать: с «актом творения» он уже смирился (на поводу у теистов), а теперь уже начинает подводить базу под «планомерность» и «запрограммированность» процесса развития Метагалактики и ее наполнения. Но если бы я поступил иначе, то был бы похож на «эквилибриста», ведущего свою «логическую машину» между «Сциллою» чистого материализма и «Харибдою» чистого мистицизма, широко раскачиваясь то туда, то сюда. В этом плане я могу заявить следующее. В основе своих рассуждений я являюсь сторонником разумной обустроенности всех основных процессов, происходящих в Метагалактики от ее начала до сегодняшнего дня (с интерполяцией в будущее). Другое дело, что «разумная обустроенность» не носит абсолютный характер. Так же, как не носит абсолютный характер разумная обустроенность тех творений, что сотворил человек в процессе своей деятельности. С одной стороны разумная обусловленность присутствует, а с другой – это творческий процесс, допускающий и некоторые неоптимальности, и возможность альтернативных вариантов. Просто человеку говорить о неоптимальности тех процессов, которые он наблюдает в макромасштабе (и в протяженности, и во времени), весьма неудобно. Дай бог хотя бы разобраться в том, что получаем на опыте, априори считая все это разумно обустроенным кем-то, кто уж во всяком случае не глупее нас самих. Глупо было бы человеку, впервые узнавшему об электричестве, сразу подвергать критике создателей современной индустрии электроэнергетики, не приняв вначале четкую разумную обусловленность теории и практики электричества и не пытаясь понять эту теорию, исходя из ее разумности и связности. Так же и я желаю вести свою «логическую машину», опираясь на вышеназванную «Харибду», но при этом держа где-то там внутри себя допущение, что когда-то можно будет найти и некоторую неоптимальность в стройном здании под названием «Метагалактика». Заметьте, что чистые идеалисты себе такого даже и помыслить не позволяют.

Главная «разумность» на первом этапе «акта творения» – образование значительного количества свободного водорода (а если говорить более точно – протонов). Главной особенностью этой системы ячеек является такой факт – значительная концентрация «законсервированного движения» (в моей интерпретации – заполнения регистров «энергии покоя») в ячейках, контролируемых «информационными автоматами», символизирующими элементарную частицу под названием «протон». Когда в определенных условиях начинает реализовываться основная реакция звездного синтеза – слияние ядер водорода (в конечном итоге – образования ядра гелия), достаточно заметная часть этого «законсервированного движения» «расконсервируется», давая пищу для звездного синтеза и развития той или иной звездной системы. В звездах происходят сложные превращения и теория звездного синтеза сложна и во многом запутана. Но основной факт налицо – без запасенной энергии на первом этапе это было бы абсолютно невозможно.

Когда пытаются разобраться с наличием ячеистости Метагалактики – распределения вещества, сосредоточенного в частицах и образованных из них структур (звездных систем и межзвездного газа) в виде «губки» с пустотелыми ячейками – пытаются привлечь чисто физические процессы (к примеру – протозвезды Острайкера или «блины» Зельдовича). Но если уж я принял в качестве основной парадигмы наличие «информационных автоматов» различного ранга, то вполне логично и естественно принять к сведению наличие именно таких «информационных автоматов», которые диктуют ту или иную начальную (по крайней мере) структуризацию вещества на макроуровне. Здесь можно рассуждать много, но есть один минус – подобные вещи мы не можем проследить и измерить более или менее адекватно. Слишком большие расстояния, слишком большие интервалы времени. Сказать что-то можно лишь очень приблизительно и концептуально. И все-таки я не могу не сказать важного допущения, исходя из своей концепции. Та крайняя пустота, которая подразумевалась внутри таких макроячеек между галактическими плоскостями, не может быть слишком разряженной для «ячеек ПМ», незадействованных «информационными автоматами» элементарных частиц. Они в общем объеме ПМ распределяются более или менее равномерно, обеспечивая общую «запрограммированную» эволюцию ПМ как единого целого.

Другое дело – звездная эволюция. В этой сфере наблюдений масса и закономерностей обнаружено немало. На данном этапе я позволю себе небольшой экскурс, посвященный данной теме, в качестве исходной посылки (взял из Интернета):

Эволюция звезд с низкой и средней массой
Звездами с низкой и средней массой (0.08Мsun