CC BY
108
УДК 523.11
ВОПРОСЫ ВЗАИМОСВЯЗИ СТРУКТУРЫ И ЭНЕРГЕТИКИ МАКРО- И МИКРОМИРА: ФИЗИЧЕСКИЕ И ФИЛОСОФСКИЕ АСПЕКТЫ
© В.А. Мартынов
Martynov V.A. 'Hie problems of the correlation between structure and power in macro- and microcosms: physical and philosophical aspects. The heaviest and the lightest hypothetical elementary particles (maximon and minimon) make the boundaries of particle mass spectrum whereas the heaviest one is bound up in each particle and forms its structure, parameters and reactions. The quantity of the constant of all the four interactions is adjusted. The decay of the most light particles into the heaviest particles in the Universe, which is pressed to the “Planck’s” density and the great energy released caused its extension from the point of compression in correspondence with De Sitter's physical model.
В последние годы явственно отмечается определенный прогресс в объединительных тенденциях фундаментальных физических теорий, появлении достаточно стройной картины этапов эволюции Вселенной, в области синтеза микро- и макрокосмоса, в физике элементарных частиц и космологии. Наметилось понимание природы фундаментальных физических постоянных, проблемы, которая казалась совершенно неразрешимой. Эти надежды обусловлены успешными работами по синтезу космологии и физики элементарных частиц, новому пониманию значения фундаментальных физических постоянных, даже небольшие изменения которых способны привести к кардинальному, качественному изменению структуры Вселенной При этом исследование физических процессов в настоящее время невозможно представить без сложного математического аппарата. Это непременное условие современного развития физики, хотя, кажется, что все большее усложнение математического аппарата физики, формирование все более абстрактного математизированного ее понимания имеет свои недостатки, так как отдаляет нас от понимания истинно физической картины бытия. Попытка выстроить некую целостную картину микро- и макромира через физические закономерности и соотношения может быть понята не только как допустимое упрощение понятийного аппарата физики элементарных частиц и космологии, но и как чрезмерно поверхностный подход. Однако, на наш взгляд, этот подход кажется заслуживающим внимания и рассмотрения, хотя и подразумевается его ограниченность.
Прежде чем перейти к раскрытию темы данной работы, кратко обозначим базовые, признанные в физике элементарных частиц закономерности и выводы.
Твердо установлено существование четырех фундаментальных физических взаимодействии.
Классической основой гравитационного взаимодействия является константа Ньютона (1 и формула взаимодействия двух точечных тел с одинаковыми массами (принимается масса электрона или протона), находящимися на расстоянии г друг от друга:
От5/Л (1)
Электромагнитное взаимодействие определяет движение заряженных тел, которое описывается уравнениями Максвелла - Лоренца, но оценочно его можно по аналогии с законом Ньютона выразить через куло-нонское взаимодействие зарядов е двух точечных тел (электрона или протона):
F=eV. (2)
Для облегчеш« решения задач в рамках квантовой теории поля, из этих величин с помощью универсальных констант - постоянной Планка И и скорости света с образуются безразмерные постоянные:
гравитационная - а* = От2 / Ис. (3)
электромагнитная - а* = е2 / Не. (4)
Слабое взаимодействие управляет распадом более тяжелых частиц на более легкие (например, распад нейтрона - |3-распад, распад нейтрино и т. п.) и характеризуется константой Ферми:
йе = 10"49 эрг/см3. (5)
Безразмерная константа при этом будет: а»=©пи2с//|3. (6)
Целостной картины сильного взаимодействия пока нет. Ранее его отождествляли с ядерным: с взаимодействием протонов и нейтронов в ядрах атомов. Это
взаимодействие описывалось с помощью потенциалов, форма которых подгонялась под оптимальное описание экспериментальных данных. С развитием квашовой хромодинамики, исследованием кварковых систем, динамики кварков, из которых, как предполагается, состоят протоны и нейтроны, выяснилось, что констан-
та cts сильного взаимодействия существенно зависит от переданной энергии-импульса или массы т [26]. Аналогичную зависимость мы видим при гравитационном и слабом взаимодействии, однако, для сильного взаимодействия эта зависимость не просто постулируется, в том числе из соображений размерности, а выводится из квантовой теории поля, и, кроме того, она уменьшается при увеличении массы. В результате сложных расчетов в асимптотическом приближении, когда т » шр:
cls = а / (lnwi / И1р). (7)
Здесь величина а зависит от числа сортов кварков и дня стандартной теории при 6 кварках а = 1. При т —» « as —» 0, а при т —> тр аs —>« , что выражает явление асимптотической свободы. В то же время «истинное» выражение cts при т « mv отсутствует. Ясно, что ах велика, и возможно это обстоятельство объясняет проблему невылетания кварков из протонов и нейтронов: при возрастании расстояний между кварками соответственно резко возрастает взаимодействие между ними, т. е. as, что препятствует их разлету. Вместе с тем эти вопросы до сего дня недостаточно разработаны, и косвенно недостаточно разработана проблема ядершлх сил. По-прежнему при расчетах используют феноменологические потенциалы, с помощью которых интерпретируются экспериментальные данные.
Существующие взаимодействия осуществляются с помощью обменных частиц: 1равитационное - гравитонами, слабое - промежуточными сверхтяжелыми бозонами, ’электромагнитное - фотонами, сильное -глюонами, имеющими различия по массе, по снину, изотопическому спину, наличию заряда и цвета и т. п.
Необходимо отметить, что из сопоставления различных постоянных определяется численное значение масс частиц, при которых происходит последовательное объединение четырех взаимодействий.
1. Слабое, электромагнитное - ткс ~ 10 ГэВ.
2. Слабое, электромашин юе, сиплое -»w = 1015 ГэВ.
3. Слабое, электромагнитное, сильное, гравитационное - ntmSG ~ I О19 ГэВ.
Кроме массы и заряда частицы имеют и другие характеристики.
1. Спин (I). Первоначально считался как собственный момент количества движения электрона Мс = h/2. Однако отсутствие внутренней структуры у электрона привело к другому определению: как вектора системы (электрона) в некотором пространстве. Длина вектора задается гак, чтобы его проекция на одну из осей равнялась ± h/2, а вращение ограничивалось вокруг заданного начала без перемещения в пространстве.
2. Изотопический спин (Iz). Различие в состоянии нуклона (протон это или нейтрон) характеризуется новым внутренним квантовым числом - изотопическим айном. Вектор изотопического спина может принимать два значения ±1/2. Условились полагать, что значение +1/2 соответствует протонному состоянию нуклона, а -1/2 - нейтронному состоянию нуклона. Таким образом, изотопический спил - внутреннее квантовое число, дня описания которого вводится воображаемое математическое пространство, так называемая группа преобразований (SU 2).
3. Странность (5). Появление этого квантового числа вызвано отрицанием некоторых реакций, не ■запрещенных в то же время никакими законами физики, например, отсутствие реакций с появлением одной Л-частицы и обязательное парное рождение частиц (реакция пиона с протоном с появлением только К- мезона). При этом К и Л-частицам было приписано новое квантовое число - странность (5). Для Л-частиц
5 = -1, дня К-мезонов 5 = +1. Позднее было установлено, что 5 может быть < 3.
Для единого описания всех квантовых чисел (1, Ь, Я) было предложено использовать не двумерное (как это было сделано для спина и изотопического спина), а трехмерное евклидово пространство. Вектор, соответствующий всем квантовым числам, функционирует именно в таком пространстъе Оруппа преобразований
зи (3)).
Конечная цель физики - создать единую теорию взаимодействия частиц, которая должна раскрывать два аспект:
- иметь обгцую константу или совокупность общих констант,
- соответствовать единому типу симметрии, общности свойств системы разных частиц, основанному на принципе калибровочной ннваришгшости, которому подчинен!,I все четыре взаимодействия.
Задав форму калибровочной инвариантности и параметры частиц - переносчиков взаимодействия, можно полностью определить все свойства этого взаимодействия. Другой пуп» - обобщение свойств фундаментальных элементарных частиц: лептонов, кварков, фотонов, сверхтяжелых бозонов. К сожалению, существенного прогресса в этих направлениях нет.
Базируясь на признанных физических закономерностях, полученных соотношениях различных констант и формулах, попытаемся сформулировать гипотезу о взаимосвязи структуры частиц и расширения Вселенной.
В настоящее время спектр масс фундаментальных элементарных частиц простирается от теоретически установленных сверхтяжелых бозонов, существующих при энергиях = 1015 гэВ, когда происходит объединение электромагнитного, слабого и сильного взаимодействий, до практически установленного нейтршю, у которого по некоторым исследованиям масса составляет ты = 5 1(ГИ г. Рядом физиков [35] выдвигается гипотеза о существовании сверхтяжелой частицы - план-кеона или максимона с массой тр/ =2,2 11Г5 г, образуемой в соответствии с теорией размерностей из фундаментальных констант.
В то же время, ряд соотношений указывает на возможное существование в микромире еще более легких частиц, которым по аналогии целесообразно дать название - «минимоны» с массой тт <= 3,5 1СГ35 г (не образуют ли они загадочный «эфир», который безуспешно пытались обнаружить, особенно в XIX веке. Во всяком случае, современными методами установлено, что основной вклад в массу Вселенной вносят не галактики, звезды и планеты, а некое «темное» межгалактическое вещество неизвестной пока природа) [27]. Можно предположить, что эти частицы в настоящее время с известными ныне элементарными частицами практически не взаимодействуют, но в самые первые
мгновения расширения Вселенной можно предположить, что они оказывали самое существенное влияние на физическую эволюцию Вселенной. Эго были те самые мгновения, когда четыре известных физических взаимодействия были объединены. Как мы увидим далее, процесс, послуживший началу расширения Вселенной из точки еингуллярности, неразрывно связан с существованием указанных сверхтяжелых и сверхлегких частиц, образующих предельные границы масс элементарных частиц в нашей Вселенной. Рассмотреть этот отрезок времени, начало которому лежит в момент времени I ~ ИГ13 с, нам позволит путь, по которому двигалась физика, опираясь на известный факт о неравенстве «голого» заряда электрона заряду, окруженному виртуальными частицами и античастицами. Этот подход позволил объединил, в теории сначала электромагнитное и слабое взаимодействие, а затем и сильное [35].
Как было отмечено ранее, объедините трех взаимодействий реализуется при энергиях элементарных частиц, составляющих 101 ГэВ, в сверхтяжелых частицах - бозонах.
Оценочное выражение для массы сверхтяжелых бозонов тЖ№ участвующих в этом триедином взаимодействии, имеет следующий вид:
In fflwu / nip = 1/4 о* —> mWcj=nip exp( 1 /4 0(e).
(8)
Здесь: П1Р - масса протона, г, си - постоянная топкой структуры.
При этих условиях констаты взаимодействий принимают равные значения:
Ое=а, = Owc=aw«= 1/35.
(9)
Представляется, что, воспользовавшись этим подходом, можно попытаться найти оценочные выражения для объединения четырех взаимодействий.
Ландау и Померанчуком было показано [35], что при импульсах, приближающихся к «планковским», заряд электрона обращается в бесконечность, а границы применимости квантовой электродинамики определяются следующим соотношением:
hi ag = -{«е)
(10)
где: а,, = От2 / /¡с.
Оно вступает в силу для областей микромира с массой частац больше некоторого значения:
т £ (otc/ic / G)1'3.
(П)
Известен и другой подход для получения аналогичного минимального критерия массы частиц, при которых происходит объединение четырех взаимодействий. Оно образуется при сравнении времени существования протона /р и Вселенной Ми:
tu = GA'/tz/c3 —> Мц- и«,~2 nip -> tu= GotgT2 mpl c3. (12)
tp~ Oc2 exp( 1 / a«) /< / ni,,c2. lP> to—> lnag>-(aerl.
(13)
(14)
Оказалось, что соотношение (14) выполнимо для случая, когда масса этой частицы соответствует массе протона, а чтобы выполнялось соотношение (10), необходимо, чтобы в выражение для ас входила частица с массой, равной массе упомянутого нами выше «ми-нимона».
Выразив время Вселенной и время протона через массу «минимона», вместо массы протона мы получим:
\nGmJ/ /1С~-(ОсУ' ->137= 137.
(15)
Эго выражение можно преобразовать следующим образом:
In GniJ / lie = -(а*)'1
-*\rniml mu > I/2ok.
him,,,2 Im.v2 ~ -(Ос) ' ->
(16)
Здесь шт - масса минимона, пш - масса планкеона (максимона), которая определяется по теории размерностей через /; - постоянную Шайка, с - скорость света и £ - гравитационную постоянную следующим выражением:
тм - (he / G)ln =2,210"5 г.
(17)
Тогда, при массе частиц, равной массе планкеона (максимона):
(Xwcjg “ 2(Хс,
(18)
а при массе то, определяющей подключение к трем взаимодействиям четвертого - гравитационного, константа единого взаимодействия будет равной:
та- (ctJic / G)'a.
OCwcjji OEjj О niG / he йс*
(19)
(20)
Составим схему объединения констант взаимодействия, начиная со значешы энергии 1015 ГэВ, принимая во внимание, что электромагнитное и слабое взаимодействие образуют единую константу awe при 102 ГэВ (рис. 1).
На рисунке 1:
А = niwejC2 — И)15 ГэВ,
В = (ae/ic/G)lV= 10|8ГэВ.
С = ni/.ic2~ К)14 ГэВ.
(21)
(22)
(23)
Найденные нами выражения описывают график изменения констант взаимодействия, начиная со значений масс частиц и их энергий в 1015 ГэВ.
При этом точка А соответствует энергиям объединения трех взаимодействий. Точка В показывает энергии, при которых происходит включение четвертого взаимодействия - гравтациониого. Точка С показывает предельные для нашей Вселенной энергии для областей микромира с массой элементарной частицы равной планковской массе - планкеону (максимону).
1’нг. 1. Изменение величин конспигт взаимодействий в завнси-мости от энергий, выраженное через величину постоянной тонкой структуры
Таким образом, объединение четырех взаимодействий наступает в точке В при кинетической энергии:
Е = (ojie / G)‘V -» си1Птмс\ (24)
При этом постоянная четырех взаимодействий равна гравитационной постоянной и постоянной тонкой структуры:
ttwujt“ otj¡- etc. (25)
Далее в точке С при массах, равных «планков-ским», постоянная четырех взаимодействий увеличивается и равна двум постоянным тонкой структуры:
Ctwesg “ 2 Ote* (26)
Указанные выше выводы обусловливают возникновение вопроса о структуре частиц. Представляется, что каждая частица состоит из планкеона (максимона), участвующего в четырех взаимодействиях, и полей известных в настоящее время виртуальных частиц, расположенных слоям вокруг него. Эти поля образуются при взаимодействии максимона о вакуумом и удерживаются им за счет гравитации. Масса реальной частицы определяется разностью между массой максимона и массой, эквивалентной энергии, удерживающей его внутри этой частицы. Параметры реальной частицы и вероятность рождения тех или иных частиц определяется совокупным вл(шшем полей виртуальных частиц, влиянием гравитации максимона, энергией взаимодействующих частиц и сечением реакций взаимодействия. Аргументом этому может служить факт о возможности выражения энергии частиц через энергию гравитационного поля максимона. Кроме того, основываясь на принципе изотонического спина, вектор которого характеризует протонное и нейтронное состояние нуклона, а также, исходя из принципа группы преобразований SU (3), можно с помощью этих преобразований предложить описать каждую фундаментальную элементарную частицу как соответствующее состояние максимона в трехмерном пространстве
в виде вектора, который может принимать любые значения спина, изотонического спина, странности (как уже известные их значения у существующих частиц, так и неизвестные у еще не открытых частиц). В эту гипотезу легко укладываются и идеи квантовой хромодинамики, так как кварки тоже можно представить как определенное состояние максимона. Однако необходимо отметить, что вышеизложенные идеи нуждаются в серьезной разработке, так как здесь они даны поверхностно, в соответствии с принятым в данной работе подходом. Учитывая выражение (17), для массы максимона можно вывести энергию от его полной аннигиляции:
Е = Gmu IR-тис1. (27)
R -» Л / /ид(С. (28)
Отсюда появляется идея о новых сверхмощных источниках энергии Вот ее краткая суть
Если частицы сближаются на шшнковскис расстояния г -» 1(Г33 см, то структура частиц разрывается, они прекращают свое существование и вместо mix рождаются максимонм.
В результате распада минимонов происходит выделение пошлине фантастической энергии от распада одного гипотетического минимона. равной:
Е = т„тм / т*сг. (29)
Можно прс;1положшъ, что «большой взрыв» нашей Вселенной был следствием указанной реакции. Для этого надо принять постулат, что до расширения Вселенной было ее сжатие, которое по достижении нашей Вселенной плотности вещества, равной р = 10м г/см3, закончилось взрывом и новым ее расширением.
Надо предположить, что минимоны вносят основной вклад в массу Вселенной. Их количество можно рассчитать путем деления массы Вселенной на массу минимона:
N=Mul т„ = 1056 / 10’35 <= 1091. (30)
При этом комптоновская длина волны минимона составит:
Хя = А//н„с= 3,5-10_3 см. (31)
В результате коллапса Вселенной минимоны сблизятся между собой на нланковские расстояния г -> Ю-33 см, что соответствует комптоновской длине волны максимона. Тогда объем Вселенной и ее радиус
составят:
Vuu = »Ь/У = 1091 (10'33)3 = 10* см3. (32)
Ruu= Vuulli = (lO-®)10 = 3,5-10"3см. (33)
Ruu =‘km = h/ тис. (34)
Как это ни парадоксально, но радиус Вселенной, сжатой до планковской плотности, оказался равен ком-
птоновской длине волны минимона -3,5-10~ см. Следовательно, при коллапсе Вселенной до радиуса 3.5-10-3 см гравитационное сжатие значительно превосходит все известные источники кинетической •энергии, способные остановить сжатие или повернул, его вспять. Потенциальная энергия 1равитации Вселенной в этот момент составляет:
Еаи = G Ми! R - Ю107 эрг.
(35)
Энергия от полной аннигиляции всего вещества Вселенной составит только:
Еуи = Ми с1 = 1077эрг.
(36)
Этой энергии недостаточно, чтобы остановить коллапс Вселенной и образование «черной дыры». Однако, в момент времени равный К)'43 с, тем не менее, гравитационная и кинетическая энергии сравниваются в результате распада мипимонов на максимоны и выделения огромной кинетической энергии. Это обосновывается следующим образом.
Оценочную массу Вселенной, как известно, можно получить через массу протона.
Ми <хх|, Шр.
где:
(37)
«да = Gffip I Ис = 10 ,
а также через массу минимона:
Mi, " ”'т .
где:
Ogm = GmJ / hc.
(38)
(39)
Преобразовав последнее соотношение для массы Вселенной, мы получим уравнение для гравиационной и кинетической энергии:
Ми - о.gm 3/2 тт —> GMu I Ru - (ni\i t »im) Мус1 =
где:
Ru—> її / nimc = 3,5 К)-3см.
(40)
(41)
Очевидно, 'по правая часть уравнешія (40) и соотношение (29) идентичны, только уравнение (29) показывает кинетическую энергию одной частицы (минимона) в результате ее распада на максимоны, а правая часть уравнения (40) - для кинетической энергии, выделившейся от распада всех минимонов во Вселенной.
Уравнение (40) также отражает равенство давления и излучения во Вселенной в точке сингуллярности в момент времени - 10'43 с
а это условие реализуется в модели расширяющейся Вселенной, предложенной де Снттером [13].
Таким образом, сценарий эволюции, на наш взгляд, начался после рождения из вакуума облаков, состоящих из злемеїггарньїх частиц. Одни облака уплотнялись, другие рассеивались. Одно из этих облаков имело массу Ми - 10* г и коллапсировало. Достигнув «планковской» плотности вещества р » 1094 г/см3 и радиуса Ru = 3,5 10'3 см, оно в результате распада минимонов на максимоны взорвалось и породило нашу Вселенную.
Отметим, что концентрации минимонов и фотонов в прошлом и ныне равны:
iu~nm = 10
«і
(43)
рим------------Et/Л/ ,
(42)
что свидетельствует о едином процессе их образования. Также важно отметить, что плотность излучения взорвавшейся Вселенной tuxt в точности равна плотности излучения абсолютно черного тела - Еь:
еш= Еш/Vt<M= Ю107эрг/ 10-*см3- Ю'^эрг/см3. (44)
Еь= 0 Vе 101|5эрг /см3. (45). 7Р| = 10з: К. (45)
Из этого вытекает возможность существования нашей Вселенной в форме непрерывного процесса сжатия, взрыва, последующего расширения и нового сжатия. Все эти процессы протекают под сферой Шварц-шильда, что обеспечивает существование Вселенной как термодинамически закрытой системы, т. е. она предстает как своего рода «вечный двигатель» (для «внешнего» наблюдателя нашей Вселенной, если таковой мог бы быть, она представляла бы собой «черную дыру», из которой не выходап никакой энергии и вещества) [28]. Кроме того, необходимо отметить, что в рамках предложенного в работе энергетического механизма взрыва Вселенной из точки сингуллярности, объем которой мы определили ранным около 10“8 см3, находит свое решение и проблема энергетики квазаров и ядер галактик, хотя эта проблема требует отдельного рассмотрения [6].
Важное значение имеет философское осмысление природа материи во всем ее многообразии, роль и место антропного, т. е. человеческого фактора, на чем хотелось бы остановиться особо. Вопросы происхождения окружающего нас мира, его многообразие всегда волновали умы человечества. И чем более человеческий разум овладевал знаниями, тем более разносторонним ему казался материальный мир и, казалось, меньше становился шансов увидеть его единство.
Одной из интереснейших загадок физики, отражающей поиски этого единства, является совпадение больших и малых величин, образованных из различных констант. Впервые на них указали Вейль, Эддингтон и затем Дирак [9].
К этим параметрам относятся: Ми - масса Вселенной, ри - ее плотность, Ru - ее радиус, Н - параметр Хаббла, шс и mv - массы электрона и протона, е - заряд электрона, г* и гр - радиус электрона и протона, с - скорость света, G - гравитационная постоянная, /; - постоянная Планка.
Было отмечено, что отношение гравитационного радиуса к электрическому того же порядка, что и отношение электрического радиуса к радиусу кривизны:
г,/ ге= вт2/ е2 = гс1 гк. (46)
а также, что целый ряд отношений параметров макро-и микромира дают большие совпадающие безразмерные величины или величины, равные единице.
Первая величина получается в результате сравнения электромагнитного и гравитационного взаимодействия:
О, = с2/Ом'2~ 1040, (47)
где те - масса электрона.
Вторая величина определяется в результате отношения радиуса Вселенной к классическому радиусу электрона:
02 = Лу/ гс= (с/И)/ (е2/»»сС2) = т^/Яе2» Ю40. (48)
Третья величина находится в сравнении плотности электрона с плотностью вещества Вселенной:
0э= (»»./г»3) / рив Ю40. (49)
Четвертая величина - это величина, обратная !ра-витациокной постоянной оо.
д4 = а*"1 = /»с / От„2«* 1040. (50)
Пятая величина представляет собой корень квадратный из количества нуклонов во Вселенной:
СЬ = (М)1'2= (1080)1'2 = 1040. (51)
Шестая величина показывает равенство плотности вещества нашей Вселенной ее критической плотности:
(}ь=Ори1Н2':\. (52)
Что эго - случайность или неизвестная закономерность? Тогда, да и сейчас, ответа на этот вопрос нет, хотя с тех пор минули десятки лет и возросли наши знания.
В константы, которыми оперировали выдающиеся физики, входили массы известных в ту нору частиц: протонов и электронов. В паше время спектр частиц существенно расширился, были открыты новые неизвестные в ту пору частицы с различной массой, в теоретических работах стали широко использоваться гипотетические частицы.
Выше мы уже отмечали, что максимонм - самые массивные из гипотетических частиц, которые участвуют во всех четырех взаимодействиях. Они рождаются на границе двух миров: там, где заканчивается микромир и начинается макромир. В этом смысле эти частицы - своеобразные кентавры, имеющие все свойства элементарной частицы и свойства макрообъекта «черная дыра».
В связи с этим проследим за изменением безразмерных величин во Вселенной, сжатой до планковской плотности, где вместо массы и радиуса протона и электрона появляется масса и классический радиус макси-мона. Запишем их в том же порядке, что и ранее:
Оіл/ = е2 / Єпц2 ~ 1- (53)
где ти= (Ас / 0)'а = 2,2 I О'5 г.
Огл/= Лсад/га/= 10м, (54)
где йш= 3,5-Ю-3см, п,= (0)і / с3)1'2» 10~33см.
Озл/= (Жд,/гм3)/ рша 1- (55)
0дл/= а*А/_| = Ас / Спц2 <= 1. (56)
Ом/ = (ЛЫ,/2 = (Ми/ »ш)'12 = (Ю°°)1/2= 1030. (57)
Овм-Орда///1- Ю30. (58)
Таким образом, вместо значений Ю40 и 1 мы получили значения I и (1030)", где и = 1; 4.
Особый интерес вызывает соотношение масс объектов макро- и микромира. Если к упомянутым в статье массам добавтъ массу Земли, которая составляет А/о = 1027 г, а также фигурирующую в некоторых гипотезам массу обменной частицы - переносчика гравитационного взаимодействия - г равитона, которая по некоторым оценкам составляет тг = 10~65 г, то получится следующее соотношение:
Ми: Мо: пщ: т„: тк =
= 1056 :1027: 10'5: 10'35: 10-*5= (Ю30)”,
где и = 1; 2; 3; 4, а величина Ю30 образуется от деления масс на каждое последующее значение.
Мы получили отношение, равное (Ю30)", и в дальнейшем постараемся найти объяснение этой странной величине. Характерно, что в этом соотношении собраны массы объектов, имеющие важное значение для формирования а1ггрогшого принципа в космологии. Действительно, если бы Вселенная имела даже незначительное отклонение в массе от существующего, мир никогда бы не принял сложные формы развития. С другой стороны, масса Земли оказалась идеально подходящей для зарождения жизни. Таким образом, ми-шмоны и максимоны - предельные по своей массе частицы во Вселенной - определяют ее прошлое, настоящее и будущее. Гравитоны обеспечили образовать сложноорганизованных физических объектов, на одном из которых (Земля) зародилась жизнь. Вероятно, в этом соотношении скрыта глубинная связь, отражающая единство мира, заложены основы развития материи до высшего ее состояния - разума.
Приведем еще несколько примеров появления величин - (Ю30)". Для этого введем следующие параметры: 1и ~ Ю,т с - время существования Вселенной, гр = Ю'13 с - время распада большинства частиц,
IР| « 1О"43 с - планковское время, р0 и 1 г/см1 - плотность Земли, ри ~ 10'50 г/см - плотность Вселенной в наше время, Грк/« Ю32 К - ш1анковская температура в момент взрыва, 7^ « 10'2 К - температура Вселенной к началу формирования галактик и звезд, а Мц / т„ = = 1056/ 10“35 а (10м)3 - количество минимонов во Вселенной, М'у« (Ю30)3 - количество бит информации во Вселенной, Ш//» Ю30 - количество бит информации у человека, 1<и и 1028 см - размер вселенной в настоящее время, Ним ~ Ю'3 см - размер вселенной в момент взрыва, гР| = Хм » КГ33 см - планковская длина, размер максимона.
Составим соотношения вышеприведенных параметров: Я1 = 1и:1р = 1017: 10-|3й Ю30.
& = р„: ри = 1 : Ю'30 «10м 53 = гр:гр1= 10'13: Ю-43« Ю30.
54=7в:7’ри/= 10'2: Ю32= Ю30.
55 = Л'„*(Ю30)3
56 = = (1030)3:1030 = (I О30)2.
= Ии : Ким = 10“: КГ3= 10м.
Как видим, здесь появилис!. те же значения (10м)" при // = 1...3. Наиболее примечательным здесь является, на наш взгляд, равенство количества минимонов и количества бит информации - (10м)3, равенство количества бит информащш у человека с установленной нами безразмерной величиной - 10м. В чем причина появления столь странных величин? По-видимому, они обусловлены симметриями и цикличностями в развитии материи, с присущими ей чертами самоорганизующейся системы. Подобное мы наблюдаем в окружающей нас природе, в развитии биологических и социальных систем. Что касается временных соотношений, то это цикличность Солнца, смена дня и нота, циклы развития организмов, экологических систем, биосферы. Здесь мы имеем дело с различными временными соотношсш1Ями, имеющими постоянные значения. Даже в развитии социальных систем можно найти определенные циклические закономерности, о которых мы судим по значительным датам в истории, хотя здесь и нет жестких временных рамок. Соотношения масс элементов и частиц прослеживаются в атомной физике и физике элементарных частиц и даже в биологии: между массой мозга, продолжительностью внутриутробного развития и продолжительносп.ю жизни организмов, а также во многих других сферах.
Таким образом, существование отмеченных нами соотношений и больших чисел не является чем-то исключительным, а скорее наоборот, их отсутствие было бы более чем странным. Бесспорно и другое - все отмеченные соотношения должны органично входил, в теорию, которая будет претендова л, на описание процессов макро- и микромира в их единстве, отражая квантовый характер развития материи.
ЛИТЕРАТУРА
1. Багров В.Г. Открытие неклассичсской логики поведения квантовых объектов - одно из удивительных достижений современной физики II Соросов, образоват. жури. 2000. Т. 6. № 37. С. 72-78.
2. Баранов AM. Алгебраическая классификация гравитационных полей в 5-мерном пространстве - времени // Изв. вузов. Физика. 1995. Т 38. №3. С. 71-78
3. Батпшни С. Замечательные нейтрино// Физика. 1996. № 36. С 1-13.
4 Бухбиндер ИЛ Теория струн и объединение фундаментальных взаимодействий //Соросов образоват жури 2001. Т. 7. № 7. С. 95-101
5. Васильев М. и ор. Сила, что движет мирами. М. Атомнздат. 1978.
6. Вильковиский ЭЛ. Квазары и активность ядер галактик. М Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1985. 176 с.
7. Владимиров Ю.С., Мицкевич Н.В.. Хорски Я. Пространство, время, гравитация. М.: Наука. 1984. 208 с
8. Герщтейн С.С. Что такое цветовой заряд или какие силы связывают кварки // Соросов, образоват жури. 2000. Т. 6. С. 78-84.
9. Горелик Г.Е История релятивистской космологии и совпадение больших чисел 'Эйнштейновский сборник 1982-1983 гг. / Под ред. И.Ю. Кобзарева. М.: Наука. 1986.
10. Губин В.Б. История с энтропией И Философ науки. 1997 Hi 3/4. С. 98-120.
11 Гуревич Л.Э., Черник АЛ. Происхождение галактик и звезд. М.; Наука, 1984
12. Ершов А.П. Взрыв // Соросов образоват. жури 2000. Т. 6 Sr° 1. С. 85-90.
13. ЗельдовичЯ.Б., Новиков И.Д (’троение и эволюция Вселенной. М.: Наука. 1975
14. Зельдович Я.Б., Хлопов ЮМ. Масса нейтрино в физике элементарных частиц и космологии ранней Вселенной // УФН. 1981 Т. 135 Jfc 1
15. Искаков Б Лептойный мир // Свет Природа и человек 2000. Нч 4. С. 10-13.
16. Кингап A.C. Вторичное квантование II Соросов образоват. жури 2001. Т 7. № 5. С. 92-96.
17. Киржмиц Д.А. Элементарная длина// Природа 1991. >¡2 10. С. 8-12.
18. Кпимишин И.А. Релятивистская астрономия / Пер с укр. В.В Босо-вича. под ред. B.C. Имшеиника М. Наука, Гл. ред. физ.-мат. литры. 1983 208 с
19. Кривогорницып Б.И. Мир гравитации // Свет: Природа и человек. 2000. №1. С. 36-37
20. Кривогорницын Б.И. Грандиозный мираж тяготения // Наука в России. 1998. № 4. С. 48-53.
21. Лавочкин В. Можно этому и не верить // Свет Природа н человек. 2000 № 9 С. 26-29
22. ЛанОауЛ.Д., Лившиц ЕМ. Теория поля М.: Наука. 1973.
23. Мартыненко А.П. Вакуум в современной квантовой теории // Соросов, образоват. жури. 2001. Т 7 JÖ 5 С 86-91
24. МйгдаяА.Б. Поиски истины. М Знание. 1978
25. Морозов А.Ю. Теория струн и фундаментальные взаимодействия II Природа 1990 № 1. С 13-22.
26. НамбуЕ Кварки. Пер. с япоиск М.: Мир, 1984. 225 с.
27. Новиков Н.Д Эволюция Вселенной. М.: Наука, 1983
28. Новиков IfJJ. Черные дыры во Вселенной. М.: Знание. 1978.
29. Носков В.Н. Геометризация электродинамики и полевая гипотеза происхождения ннерциальной массы материн в модели суперкон-тинуума// Изв. вузов Физика. 1995. Т. 38. .Vs 5. С. 94-101
30. Одинцов CJI Сравнение конформной с коварнантной калибровкой в 20-дидатонной гравитации // Изв. вузов Физика 1995. Т. 38. С. 120-123
31. Окунь Л.Б. eßx Z (Элементарное введение в физику элементарных частиц). М.: Наука, Гл. ред. фнз -мат лнт-ры. 1985 112 с.
32 Осипов А.И. Термодинамика вчера, сегодня, завтра Ч. 2. Неравновесная термодинамика // Соросов образован* жури. 1999. № 5. С 91-97.
33 Павелкин В.Н. Крупномасштабная анизотропия реликтового излучения в космологии с вращением // Изв. вузов. Физика. 1995 Т. 38 № 1 С. 89-93
34 Прошлое и будущее вселенной / Под ред. А.М. Черепащук. М.: Наука, 1986.
35 Розенталь ПЛ. Элементарные частицы и структура Вселенной. М. Наука. 1984. (Планета Земля и Вселенная). 112 с.
36. Салеев В.А. Кварк-глюонная плазма - новое состояние вещества // Соросов, образоват. жури. 2000. Т. 6. J6 5. С. 64-70.
37. СилкДж. Большой взрыв М.. Мир, 1982.
38 Симонов Ю.А.. Шевченко В. Пленение н освобождение кварков // Наука в России 1998 X* 2. С 4-8
39 Смояянский СА. Релятивистская кинетика // Соросов, образоват. жури 2001 Т. 7 Nt 5. С 88-94
40 Сонин A.C. Физический идеализм М.: Изд. фирма «Физ мат лит.». 1994 223 с.
41. Точные решения системы уравнений 5Г/ (2) Янга-Мнллса и Днрака / А.С. Вшивцев. А.С. Иванов и др. И Всстн. Москов. ун-та Сер. 3. Физика, Астрономия. 1995. Т. 36. № 1. С. 3-9.
42. Уиллер Дж. Предвидение Эйнштейна М : Мир. 1970.
43. Фильчснков МЛ. Квантовая механика ранней Вселенной // Изв. вузов. Физика 1995. Т. 38. № 4. С. 78-82.
44. Фреденхэген К. Математические рамки квантовой теории поля И РЖ. Социальные и гуманитарные науки отечественная и зарубежная литература Сер. 3. Философия. 1997. Хг 3. С. 60-61
45. Шелест 8.П. Осколки. М.: Энергонэдот. 1981. 152 с.
46. Шилов Г.И. Чудеса торсионного мира // Наука и религия. 2001. № 10. С. 95-101
47. Шкловский U.C. Вселенная, жизнь, разум 5-е изд. М.: Наука, 1980.
48. Шредингср Э. Пространственно-временная структура Вселенной Пер. с англ / Под ред Р.А. Асанова. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит-ры, 1986. 224 с.
49. Юрков Б.Я. Проблемы времени и второе начало термодинамики II Вести Москов. ун-та. Сер. 7 Философия. 2001. №2. С. 72-84
Поступила в редакцию 14 ноября 2002 г.
