Текст книги "К Вопросу Возникновения Вселенной (СИ)"

Автор книги: Владимир Лавочкин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 1 страниц)

Лавочкин Владимир Семёнович
К Вопросу Возникновения Вселенной

К ВОПРОСУ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ВСЕЛЕННОЙ

Процесс возникновения, зарождения, чего – либо, касается не только Вселенной, а и вообще любого возникновения какого-либо явления природы или физического процесса. Если рассматривать процесс рождения как рядовое событие, каковым оно и является, то любое изменение состояния физической системы и будет называться рождением. То есть для лучшего понимания природных явлений необходимо расширить понятие рождения, возникновения, для любого процесса. Это может быть падение предмета на пол или мощное землетрясение, выражаясь проще – любое изменение в любом физическом процессе можно считать рождением чего-то нового. В этом контексте каждый человек, например, много раз рождается заново в какой-то части своей жизни. Пробуждаясь утром, наш мозг и тело рождаются заново, так как до этого они находились в ином состоянии – состоянии отдыха, до этого было другое событие – засыпание, которое также входит в понятие возникновение, рождение, чего-то нового, то есть сна. Каждый шаг, совершаемый нами, можно также назвать рождением нового шага и так далее. Безусловно, возникновение Вселенной и возникновение нового шага, явления несравнимые по своим масштабам, но оба этих события входят в одно понятие – изменение предыдущего состояния физической системы, в первом случае – Вселенной, во втором случае – организма человека. Если следовать этой логике, то любое изменение в предыдущем состоянии физической системы можно называть возникновением чего-то или исчезновением его. По сравнению с тем, прошлым состоянием физической системы, происходят некие изменения, которые и воспринимаются как нечто новое, не существовавшее ранее. Иногда эти изменения видны сразу, если эти изменения значительные, например как рождение живого существа, иногда эти изменения медленные, как рост того же существа. То есть живое существо, рождаясь, и вырастая постепенно, проходит через череду изменений, рождений своего организма, изменяясь при этом, стареет и умирает, в конце концов, после чего никаких жизненных изменений у него уже не происходит. Этот процесс касается всех явлений в природе, в том числе и Вселенной, возникнув когда-то, она проходит через череду изменений своего состояния. Нетрудно увидеть в этом процессе – постоянных изменений некий закон природы, общий для всех наблюдаемых явлений природы. Этот закон можно назвать Законом движения, и он имеет решающее влияние на понимание процессов, происходящих в природе. Вопрос рождения имеет ещё одну важную особенность, он определяет обязательность изменения для всего существующего. Это в частности касается и таких «незыблемых» понятий, как пространство и время. По Закону движения пространство и время также должно возникнуть из чего-то иного, где нет пространства и времени. Понятие – время, своим существованием обязано только Закону движения, так как именно постоянные изменения во Вселенной приводят к понятию времени. Обратное утверждение – присутствие времени вне зависимости от наличия Вселенной не может быть реальным, так как время непосредственно связано с теми или иными событиями, а без них не может существовать. Пространство, вакуум, может возникнуть из другого вида пространства, что также входит в понятие – возникновение.

Природа, участниками которой являемся и мы, полна загадок. Эти загадки человечество решает с той или иной степенью успешности в течение всего времени своего существования. В первую очередь ценятся решения физических проблем, так как именно они определяют истинные знания о природе и соответственно качество нашей жизни. Для этого необходимо иметь теоретическое обоснование физики того или иного явления природы, в связи с чем учёными выдвигаются теории и гипотезы, которые затем подвергаются испытаниям. Немногие теории выдерживают эти испытания и имеют право на дальнейшее существование, остальные теории отмирают. Признанные теории опираются на ту или иную основу, признанную большинством учёных. По большей части эта основа логична и проста для понимания. Можно привести примеры таких основ – принцип относительности движения, принцип сохранения энергии, принцип наименьшего действия передачи энергии, стремление физической системы к минимуму. Именно эти принципы заложили основы современной физики и, исходя из которых, был построен математический аппарат под эти основы. Все они прошли испытания временем и успешно применяются в конкретных расчётах. Но возникает вопрос – исчерпывается ли природа этими основами или существуют ещё какие-то основы, непонятые исследователями предыдущих поколений? Безусловно – нет, не исчерпывается, должны существовать более глобальные основы, которые связаны с появлением Вселенной, так как этот процесс невозможно понять до конца с помощью уже известных основ. И в этой статье даны предварительные направления для определения этих основ. Само понятие – основа, является понятием относительным, так как с точки зрения возникновения какого-либо явления природы, необходимо объяснить каким образом оно возникло, если до того, как оно возникло, его не было. Это касается и таких "фундаментальных" явлений природы как пространство и время. Нельзя понять свойства пространства и времени без привязки их к процессу возникновения их из чего-то другого, из другой основы. Для раскрытия этих вопросов необходимы некие иные базисы, которые и приведены в этой предварительной статье.

Природа вокруг нас удивительно хорошо сбалансирована, настолько хорошо, что невозможно ничего убрать или добавить в разные проявления её. Это касается и взаимодействий между элементарными частицами и гравитации и тёмной энергии и существованием живых существ и красоты, с нашей точки зрения, природных явлений. Эта сбалансированность заставляет искать ответ о причине этого феномена. А причина эта кроется в самом факте возникновения и существования Вселенной.

Вопрос возникновения Вселенной не относится к разряду простых. Этот вопрос непосредственно связан с множеством других вопросов. Вот неполный перечень этих вопросов.

Что существовало до возникновения Вселенной? Почему она вообще возникла, ведь с точки зрения стремления любой системы к энергетическому минимуму этого не должно было произойти? Является наша Вселенная единственной, или Вселенных разных форм – множество? Исчезнет когда-нибудь наша Вселенная или будет существовать вечно? Если наша Вселенная исчезнет, то, в какое состояние она перейдёт и возникнет ли следующая Вселенная? Каким образом квантовые эффекты связаны с возникновением и исчезновением Вселенной?

Возможно ли существование Вселенной без элементарных частиц и вакуума или их существование – обязательное условие существования Вселенной? Возможен ли распад стабильных элементарных частиц, таких как протон, электрон и нейтрино в условиях существующей Вселенной? Каким образом возникли стабильные элементарные частицы, или они существуют вечно? А если они существуют вечно, то по какой причине? Как физические постоянные, такие как скорость света, гравитационная постоянная, минимально возможная температура вещества и тому подобное связаны с существованием Вселенной?

Мир, в котором мы живём, имеет чётко выраженное направление временного движения – от прошлого, через настоящее, в будущее, называемой – Стрелой времени. По какой причине это происходит и как это связано с возникновением и существованием Вселенной?

За время существования Вселенной в ней происходит бесконечно большое количество событий. Будет ли сохранена память обо всех этих событиях или они сотрутся вместе с её исчезновением? Если память о событиях предыдущей Вселенной сохранится, то, в каком виде она будет существовать? Будет ли эта память влиять на события следующей Вселенной?

Кроме возникновения Вселенной существует ещё один очень важный вопрос – появление живых существ на Земле? Хотя вопросы возникновения Вселенной и живых существ кажутся несвязанными, между ними очень много общего. По основным показателям – возникновения из "ничего", усложнения структур и некой продолжительности существования, Вселенная и жизнь очень похожи друг на друга. Существуют ещё и такие глобальные вопросы, как рождение и смерть живых существ? Собственно это относится к любому явлению природы, имеющего начало своего существования и конец его. До рождения живого существа, оно находилось в состоянии ноль, после смерти его, оно также превращается в ноль. До рождения конкретного живого существа, оно отсутствовало бесконечно большое количество времени, после смерти его, оно также будет отсутствовать бесконечно большое количество времени. То есть бесконечность во времени косвенно породила живое существо, и она же поглощает его. Каким образом связаны нули и бесконечности в зарождении жизни?

Во Вселенной, в момент возникновения её, существовал только водород, который затем превратился в другие, более сложные элементы – гелий, литий и так далее. Затем появилось разнообразие наблюдаемых химических элементов и их соединений. Очень похожие явления происходят и у живых существ – сравнительно простой микроорганизм, возникший вначале, начал размножаться и постепенно усложнялся. Этот процесс привел к созданию многоклеточных живых существ и появлению сложных организмов, обладающих удивительными свойствами. Процесс появления первого живого существа на Земле или где-либо ещё во Вселенной должен быть связан с известными физическими процессами. Также как и появления Вселенной должно быть связано с физическими процессами – общими для всего существующего.

Раскрытие этих глобальных физических процессов непростая задача, которая связана скорее с философией, чем с математикой.

Для ответов на вышепоставленные вопросы нужны некие общие базисы – непреложные для всего сущего. И такие базисы существуют. Одним из основных таких базисов любого процесса в природе является энергия. Соответственно сам процесс, это некое действие, проявление энергии. Энергия может проявиться при большей или меньшей разности её в пространстве. Когда этой разности нет, то нет и проявления энергии. Это простое и не подлежащее сомнению правило имеет огромное значение для понимания природы. Именно разность в энергетическом состоянии определяет – будет происходить то или иное действие или нет. Например, разность в температурном состоянии внутри помещения и вне его приводит к обмену тепла между помещением и внешним миром. Если температура в помещении и во внешней среде одинаковая, то никакого обмена теплом, то есть никакого действия не будет. Шарик, двигающийся с некоторой скоростью, ударяет другой, неподвижный шарик, в результате чего происходит переход энергии от двигающегося шарика к неподвижному шарику. Между подвижным и неподвижным шариками существует разность в энергетическом состоянии их. Разность в энергетическом состоянии двух областей пространства разделяет эти области на две составляющие их – больше, меньше, в одной области пространства энергия будет больше по сравнению с другой областью его. Это разделение приводит к некой симметрии, связывающей две области пространства – противоположностям, по типу больше меньше. Эти симметрии играют решающую роль в природе.

Разность в энергетическом состоянии имеют ещё одну сторону своего существования, если этой разности нет, то её можно создать, применив ту же энергию. Например, сжать пружину, нагреть помещение, придать телу некое ускорение и тому подобное.

Для дальнейшего развития этой темы необходимо раскрыть более полно само понятие – энергия. Несмотря на то, что этот термин вошёл в обиход физики давно, но до сих пор непонятна причина его существования. Под энергией понимается способность одного тела воздействовать на другое тело, передавая ему часть своего потенциала. Воздействие это может быть непосредственным, механическое столкновение двух тел или воздействие одного тела на другое тело на значительном расстоянии их друг от друга при помощи силового поля. Как в первом, так и во втором случаях таких воздействий, энергия связана непосредственно с физическим телом. Сама по себе энергия не существует, даже если неизвестна причина воздействия, оно всегда связывается с каким-то физическим телом. Возникает вопрос – может ли энергия существовать сама по себе вне какого-то тела? Вопрос этот далеко не праздный, так как ответ на него связан с возникновением Вселенной. Если до возникновения Вселенной не было ничего из наблюдаемого ныне, в том числе элементарных частиц и вакуума, то причиной их появления может быть только такое универсальное явление, как – энергия. Универсальность энергии заключается в том, что она легко переходит из одного вида в другой и без неё невозможно представить себе ничего. С другой стороны если энергия всегда связана с тем или иным телом или даже с пространством, то должен существовать и какой-то вид тела или вид пространства, который и является источником энергии. Однако и тело, и пространство могут возникнуть и существовать только в результате действия какой-то энергии. Этот вывод следует из того, что если допустить существование чего-то без сопутствующей энергии, то это что-то не сможет ни существовать, ни развиваться в нечто иное, а это нонсенс. Таким образом, физическое тело может существовать только одновременно с энергией, и само по себе тело является производным от энергии.

Разность в энергетическом состоянии двух тел или областей пространства обычно понимается как некая данность природой вещей, но в связи с этим возникает вопрос, откуда во Вселенной вообще может возникнуть разность в энергетическом состоянии? На этот вопрос ответ может дать само пространство. Всё, что мы наблюдаем вокруг нас имеет трёхмерное измерение. Любое другое измерение пространств, меньше трёхмерного – плоскость, линия, точка не могут содержать никакой энергии, так как в это противоречит самому понятию энергия. Энергия не может ограничиться меньшим, чем три, количеством измерений пространств, так как стремиться заполнить максимально возможное положение, по примеру избыточного давления воздуха. В этом смысле трёхмерное измерение пространств является минимально возможным и самодостаточным для этих целей. Трёхмерное пространство по этому принципу, возникновение его, является энергозависимым, то есть оно имеет непосредственную связь с понятием – энергия. Эту мысль можно продолжить, и сама энергия может являться порождением пространства. Любое измерение пространств имеет одинаковую возможность для появления, это может быть и пространство больших, чем три измерения, и меньших нуля измерений. И все они должны быть энергозависимыми. Только должен существовать некий простой механизм регулирующий существование и проявления этих пространств. Естественно, что измерения пространств, обладающих числом измерений больше трёх, будут обладать и большей энергией. Именно они "производят" элементарные частицы и всю энергию, наблюдаемую во Вселенной, и создают разность в энергетическом состоянии отдельных частей её. Об этом более подробно будет сказано в разделе – Измерения пространств.

Разность в энергетическом состоянии двух областей пространства приводит к некой противоположности, как уже упоминалось ранее. Возникновение этой разности можно рассматривать с точки зрения причины и следствия какого-либо явления природы, и тогда можно утверждать, что основой в природе являются причинно-следственная связь. То есть у любого следствия обязательно должна существовать причина, породившая это следствие. Причинно-следственные связи в свою очередь могут усложняться, что приводит к некой системе, где какие-то связи являются основными, другие следствием от этих основных связей. Всё это вместе сводится к понятиям так называемых Законов симметрий. Закон сохранения энергии – одно из многочисленных следствий Законов симметрий. Законы симметрий непосредственно связаны с ещё одним явлением, составной частью их – равновесием в природе. Равновесие подразумевает как минимум две составляющие его, для соблюдения этого самого равновесия, где одна часть равновесной системы будет противоположностью другой части его. Например – тяжесть нашего тела на земле компенсируются ответной реакцией вещества земли, где тяжесть тела и реакция земли на неё – противоположно направленные силы. Все явления в природе так или иначе связаны с какой-то своей противоположностью, причиной этих явлений. Законы симметрий ответственны за синусоидальность большинства явлений в природе, находящихся в движении. Это и волны на воде и электромагнитные волны. Волна на воде имеет вид синусоиды, где одна часть волны находится выше уровня спокойной поверхности воды, а другая часть её ниже уровня спокойной поверхности воды. То есть выпуклая часть волны порождает яму на воде и отдельно они существовать не могут. Похожее явление происходит и в электромагнитной волне, где изменения электрической части волны порождает магнитную часть её. То, что мы должны спать каждый день – это также действие Законов симметрий, когда подъём активности человека порождает снижение его активности и наоборот. Экономика любой страны, или ряда стран обязательно будет иметь спады и подъёмы в своём развитии и никакими усилиями нельзя избежать этого процесса. Мы рождаемся, стареем и умираем, отрабатывая, таким образом, Законы симметрий, где рождение человека обязательно приведёт к смерти его. Любая, самая современная мода через некоторое время уйдёт, уступив место новой моде. Наши эмоции также должны иметь спады и подъёмы, в чём каждый может себе признаться. Законы симметрий обязывают существование явления, противоположного наблюдаемому. Что выражается очень простой формулой – явление – противоположность этому явлению, это основной закон природы. За всеми проявлениями природы стоит энергия, а количество энергии, потенциальной его части, всегда ограничено. По этой причине энергия расходуется и заканчивается.

Ещё одним важным базисом, одним из следствий Законов симметрий, в природе являются Законы движения, уже упомянутые вначале статьи. Передача энергии от источника к потребителю обязательно приводит к какому-то виду движения. Движение это может быть в виде ускоренного движения массы, в виде движения электронов, в виде электромагнитных волн, в виде квантовых эффектов и тому подобное. Этому принципу следуют все без исключения системы, состоящие из источника энергии и потребителя его. В частности жизнь, как таковая проявляется только в движении. Она может быть и в состоянии памяти – генетическом коде, но это состояние нельзя назвать жизнью. Вселенная в этом смысле не является исключением из этого принципа, она также может существовать только при постоянной подкачке энергии извне, и поэтому она находится в постоянном движении. Стрела времени, присущая всем наблюдаемым явлениям в природе, одно из проявлений Законов движения. Необычное, с точки зрения классической физики, поведение элементарных частиц также объясняется с позиций Законов движения.

Одним из положений Законов симметрий и Законов движения является обязательное существование только одной Вселенной, которая, появившись когда-то обязательно должна исчезнуть. Из тех же Законов симметрий выходит ещё одно обязательное условие – до появления элементарных частиц и пространства не могло существовать ни того, ни другого. Этот вывод, в свою очередь, постулирует существование только одного пространства, что не оставляет места для других, параллельных Вселенных. Однако, в связи с этим, возникает вопрос о механизме появления элементарных частиц, пространства и взаимосвязи их друг с другом?

Для решения этого вопроса необходимо рассмотреть положения Измерений пространств, которые и отвечают на вопрос возникновения элементарных частиц, пространства и взаимодействия их друг с другом. Понятие – измерение пространств, относится в первую очередь к геометрическим понятиям пространства. Кроме хорошо известного трёхмерного пространства, существуют ещё и другие пространства, большие по количеству измерений или меньшие его. Именно пространства и являются "вместилищем" всей энергии Вселенной, которая переходит из одного вида пространства в другой вид его, и пока этот переход происходит, Вселенная существует, как только он закончится, прекратит своё существование и знакомая нам Вселенная. Причём количество энергии всей Вселенной не исчезнет и не уменьшится, а перейдёт в другой его вид, о чём написано ниже. Положения Измерений пространств также подчиняются причинно – следственным связям, когда одна область пространства является причиной появления другой области пространства, и этот процесс может происходить также в обратном направлении. То есть понять действие разных областей пространств можно только с помощью Законов симметрий.

Следствием рождения Вселенной, Большого взрыва, является взаимосвязь всех явлений в природе, так как все они появились в результате именно этого рождения. Большой взрыв предполагает возникновение "всего из ничего". Если до Большого взрыва не было ничего из того, что наблюдается сейчас, включая элементарные частицы и вакуум, то возникновение всех явлений природы должно иметь один общий корень. Этот общий корень всех явлений природы – точка, из которой тем или иным путём и произошли все явления природы. То есть все явления природы так или иначе должны быть связаны друг с другом, что и подтверждается переходом различных видов энергии от одного вида к другому. Механическая энергия переходит в электрическую, и наоборот. Химическая энергия также может переходить в механическую, электрическую, тепловая энергия также обладает этим свойством. Из всех наблюдаемых явлений природы какие-то явления являются приоритетными, в смысле возникновения, другие – производными от них. Например, плоскости и линии – производные от объёма и как постулируют законы геометрии, и само пространство – явление производное от вещества. Необходимо отметить, что Законы движения не допускают никакого иного сценария возникновения Вселенной кроме Большого взрыва, так как только в движении и может существовать что-либо. Это проистекает из самого понятия возникновения, рождения, любого явления природы, оно может возникнуть только в процессе того или иного изменения предыдущего своего состояния, то есть в процессе движения.

Ещё одним важным базисом для понимания возникновения Вселенной и многих других явлений природы являются Законы неопределённостей. Этот базис исходит из математических понятий нуля и бесконечности в применении их к физике. В состоянии отсутствия, нулевом состоянии, ни одно явление природы существовать не может. То же самое можно сказать и о противоположном состоянии любого явления природы – бесконечности. Бесконечно большая величина какого-либо явления природы равносильна его отсутствию, так как такая величина выводит любую систему за рамки любого физического процесса. Таким образом, для возникновения любого физического процесса необходимо избавиться от нулей и бесконечностей, то есть привести физическую систему в состояние конечных величин. Однако нули и бесконечности также присутствуют в окружающем нас мире, это состояние в механике называется – потенциальной энергией. Это энергия, которая в течение какого-то промежутка времени остаётся величиной постоянной. Точно также понятие потенциальной энергии можно применить и к любому физическому процессу – гравитации, электричеству, слабому и сильному взаимодействиям. Переход от потенциальной энергии к кинетической, означает избавление этой системы от нулей и бесконечностей, то есть переходу системы к конечным величинам. Процесс перехода от нулей и бесконечностей к конечным величинам и обратно в состояние нулей и бесконечностей, вызывает у элементарных частиц квантовые эффекты.

Естественно и сама Вселенная должна иметь два состояния – потенциальной и кинетической энергии. Или обладать состоянием в виде нуля и бесконечности или в виде конечных величин. Изменение количества потенциальной энергии – переходу её в кинетическую энергию, означает изменение состояния и собственно потенциальной энергии. Этот переход приводит состояние самой потенциальной энергии из нуля и бесконечности в состояние конечных величин. Само состояние Вселенной в виде конечных величин – это обязательное движение её, когда и отрабатываются Законы движения. Таким образом, Вселенная может находиться в состоянии потенциальной энергии и в состоянии кинетической энергии. Отсюда же следует вывод, что Вселенная состоит из двух частей, части с потенциальной энергией и части с кинетической энергией, которую мы и наблюдаем. На вопрос, где именно скрывается потенциальная энергия, дают ответ Измерения пространств. Не вдаваясь в подробности проявлений различных пространств можно говорить о двух областях пространств, взаимно противоположных друг другу. Потенциальная энергия Вселенной находится в одной области пространств и вызывает к существованию противоположную область пространств. Поэтому можно наблюдать огромные скопления звёзд с большим количеством энергии в каждой звезде. Когда потенциальная энергия Вселенной вся перейдёт в кинетическую энергию, в знакомую нам Вселенную, она исчезнет. Исчезнут стабильные элементарные частицы. Затем произойдёт обратный переход энергии в обратном направлении, и снова Большой взрыв и так далее. До Большого взрыва Вселенная находилась в состоянии неопределённости, где количество энергии одной области пространств было бесконечным, а в противоположной области пространств, знакомой нам Вселенной, оно равнялось нулю. Во время Большого взрыва бесконечно большое количество энергии одной области пространств превратилось в конечное, но очень большое количество энергии, за счёт противоположной части пространств, где нулевое состояние пространств сменилось сначала маленьким, но конечным количеством энергии. Произошло рождение Вселенной, обе области пространств пришли в движение, с образованием элементарных частиц, в одной части пространств и противоположности им в другой области пространств. Эта противоположная область пространств являет собой потенциальную энергию, которая постоянно подкачивает видимую Вселенную, не давая ей исчезнуть.

Собственно точно такие же процессы происходят в любой физическом процессе, где существует потенциальная и кинетическая части его. Например, автомобиль, пока он стоит с выключенным двигателем, находится в состоянии потенциальной энергии его топлива, после запуска двигателя, он переходит в состояние кинетической энергии, при затратах потенциальной энергии топлива. Для поддержания работы двигателя, топливо должно постоянно поступать в двигатель автомобиля.

То же самое касается и жизни живого существа, пока происходит подача энергии телу живого существа, в виде той или иной пищи, оно живёт, после прекращения подачи пищи оно умирает. Живые существа являются в большой степени производными от физических законов, поэтому на процессах деятельности живых существ удобно проверять те или иные теории физики. Но для этого необходимо расширить понятия, применяемые в узких разделах физики, до всех явлений природы. К уже упомянутому вначале статьи процессу возникновения, необходимо добавить ещё несколько фундаментальных понятий. Это такие физические понятия, как некоторые квантовые эффекты, например волновой характер жизнедеятельности и память, в виде всех явлений природы, стационарных в течение некоего периода времени. Волновой характер жизни проявляется в периодичности приёма пищи, в периодичности активности и пассивности живого существа, в половом разделении живых существ и тому подобное. Волновые свойства жизнедеятельности живых существ – прямое следствие Законов симметрий.

Понятие памяти можно применить ко всему окружению живых существ, имеющие одинаковые свойства на протяжении некоторого периода времени. Это предметы, не меняющие своих размеров в течение долгого промежутка времени, химические вещества, не меняющие своих свойств, при определённых условиях, это и сами живые существа, сохраняющие форму своего тела и свойства своего организма. Если существует память в течение некоторого периода времени, то её можно использовать, что и делают живые существа. В воде можно плавать, а по поверхности земли можно передвигаться тем или иным силовым способом, благодаря жидким свойствам воды и твёрдым свойствам поверхности земли. Более того, память можно создавать, что и делает человек в виде предметов своего быта, в виде домов, в виде записи музыки или в виде средств передвижения. Память можно менять и в самой генетике живого существа и необязательно в условиях естественного отбора. И наконец, память можно считывать и варьировать разными записями в этой памяти, что делает мозг живого существа.