Гимн Небес

см. С другого края масштабов в нашем мире минимальный (определяемый экспериментально) размер имеет такая известная система, как протон, – 1,6 • 10

см или 10

см. Однако поскольку даже в экспериментах удалось проникнуть на несколько порядков глубже, то теоретиками был поставлен вопрос: есть ли вообще предел для расщепления микрочастиц на составные части?

Квантовая теория, опираясь на всю совокупность своих знаний, вывела некий теоретический предел расщепления материи на элементы – это так называемая фундаментальная длина. Ее свойства таковы, что любые меньшие частицы, если они существуют, уже не подчиняются законам нашего мира, и не могут быть описаны современной физикой. Мы не будем углубляться в эту область физической теории, она имеет свою специфику. Отметим лишь, что именно этот фундаментальный размер могут иметь некоторые гипотетические микрочастицы (их называли максимонами). Точное значение этого фундаментального размера 10

см.

99,9% вещества Вселенной сосредоточено в звездах, которые практически все собраны в галактики. Звезды более чем на 70% по массе состоят из водорода, ядром которого является протон. С учетом того, что по количеству элементов Вселенной водород превышает 90% содержания остальных атомов, а протон при этом является наиболее долгоживущей частицей Вселенной (~10

лет), – выбор данных объектов на масштабных уровнях определялся их подавляющей численностью. Выбор клетки и человека – субъективен лишь на первый взгляд. Место человека в этом ряду по крайней мере представляет собой определенный интерес. Соответственно человек, как и все многоклеточные организмы, состоит из клеток. Более того, по мнению многих биологов, клетка – это наиболее важная и представительная биологическая система Биосферы.

Известно, что ядра атомов определяют основные свойства самих атомов, хотя имеют размеры в 100 000 раз меньшие. Аналогично в мегамире, именно ядра звезд и галактик определяют их основные свойства, а их размеры примерно во столько же раз меньше самих звезд и галактик. Поэтому ядра звезд и ядра галактик выбраны для построения классификационной схемы.

Размеры протона и атома водорода известны науке с точностью до десятых долей. Средний рост человека колебался в истории его становления в довольно узких пределах. Размеры клеток, ядер звезд, ядер галактик и самих галактик определялись как среднегеометрические по одной и той же процедуре. Если, например, известно, что звезды не бывают менее 10

см и более 10

см, то средний размер звезды определялся как точка на шкале, равноудаленная от этих границ, т. е. – 10

см. Выбранный ряд систем (включая средние размеры звезд, галактик и т.п.) занимает на М-оси места, чередующиеся через 5 порядков. На рисунках 10, 12 изображена М-ось и точки нахождения на ней выбранных объектов. Этот результат свидетельствует о том, что в масштабной иерархии Вселенной присутствует строгий порядок, красота и периодичность, которая определяется безразмерным отношением: средняя галактика во столько раз больше среднего ядра галактики, во сколько последнее больше среднего размера звезды, и т.д.

Итак, используя общеизвестные данные астрофизики, мы получаем чрезвычайно важный результат: в масштабном центре расположена живая клетка – фундамент всей жизни на Земле. Учитывая гигантский размах масштабного интервала Вселенной – 61 порядок (!), нет оснований считать этот факт следствием слепой случайности. Помня же о том, что подавляющее большинство информации – о нашем организме, о нашем характере, внешности и, скорее всего, судьбе – мы получаем в наследство, можно уверенно утверждать, что генетический человек «переходит» из поколения в поколение через «узкое горлышко» масштабного канала с «сечением» около 50 мкм. При этом наше наследственное «Я», сохраняемое в каждой клетке, всегда находится точно в масштабном центре Вселенной! И это – ключ к пониманию жизни во Вселенной. Для простоты объяснения основной идеи используются две модели масштабной симметрии Вселенной: упрощенная, или округленная до целых порядков, и уточненная – с использованием сотых долей порядка. Упрощенная модель удобна для уяснения основных закономерностей масштабной симметрии, а уточненная – для проверки феноменологических данных. При этом упрощенная модель при описании и построении графиков использует значения размера от максимона – 10

cм до размера Метагалактики – 10

см, т.е. оперирует М-интервалом [–33; +27] длиной в 60 порядков. Уточненная модель использует те же значения размеров – от10

см до 10

см соответственно, т.е. рассматривает М-интервал [–32,8; +28,2] длиной в 61 порядок. Такая замена одного интервала на другой дает погрешность всего 1/60, т.е. всего 1,5%

Впервые наука столкнулась на странный масштабный порядок, которому трудно было дать какое-либо рациональное объяснение. Еще в начале века А. Эддингтоном и П. Эренфестом была обнаружена уникальная масштабная закономерность: оказалось, что разумная комбинация из различных космологических констант дает в результате одно и то же безразмерное число, близкое к 1040 или его кратное. Эта проблема привлекала внимание всех известных физиков, таких, как Эйнштейн, Гамов, Дирак, и других ученых, занимавшихся мировоззренческими проблемами устройства Вселенной. Оказалось, что полученный результат не следовал ни из одной теории, а многолетние попытки найти ему объяснение показали, что его нельзя вывести из какой-либо известной физической теории.

На размерной шкале десятичных логарифмов наш мир заключен в диапазоне 61 порядка: от максимона до Метагалактики (32,8 + 28,2 = 61). Наиболее известные и распространенные системы расположены на этой шкале в следующий ряд:

0 – максимоны, 2 – фотоны, 3, ядра электронов, 4 – протоны, ядра атомов, 5

– атомы водорода, 6 – живые клетки, 7 – человек, 8 – ядра звезд, 9

– звезды, 10

– ядра галактик, 11 – галактики, 12 – Метагалактика.

Таблица 2

Проблема получила название «проблема больших чисел». Она заключается в том, что существуют загадочные численные совпадения некоторых безразмерных численных отношений, составленных из атомных констант, скорости света и следующих космологических констант: возраста Вселенной tp, радиуса Вселенной Rp, средней плотности вещества во Вселенной ?p и гравитационной постоянной G.

Масштабный интервал в 40 порядков, который протянулся от протона до Метагалактики, свойствен не только соотношению размеров, но и соотношению масс, сил и времен. Некоторое время эти непонятные соотношения оставались предметом отдельного исследования. В 30-х годах на них обратил пристальное внимание П. Дирак, который понял, что они не случайны, а проявляют собой глубокую связь между космологией, гравитацией и электричеством. Он выдвинул гипотезу, что физические константы меняются со временем, и сформулировал следующий постулат – принцип Дирака: «Любые две очень большие (примерно 1040) безразмерные физические величины связаны простым математическим соотношением, в котором коэффициенты – величины порядка единицы».

Поскольку же этому принципу подчиняется и соотношение (4), в которое входит возраст Вселенной, то тут же встал вопрос:

– либо этот принцип действует во Вселенной всегда, но тогда с учетом изменяющегося возраста должны меняться космологические и атомные константы;

– либо данный принцип выполняется только в небольшой промежуток времени существования Вселенной, и тогда мы живем в каком-то особенном выделенном моменте ее развития.

Чтобы проверить первую версию, астрофизики провели теоретические исследования, направленные на поиск ответа: постоянны ли физические постоянные? Положительный ответ был получен с очень высокой точностью. Однако в ходе проверки выяснился еще один парадокс: оказалось, что любые, самые незначительные изменения физических констант приводят к тому, что вся Вселенная оказывается совершенно иной. Из этого следовал очевидный вывод: все константы «подобраны» таким образом, чтобы получилась Вселенная, в которой могла бы появиться жизнь, включая человека. Важным следствием из этого вывода является то, что все константы нашей Вселенной имеют не случайное значение, а строго увязанное друг с другом через неизвестный современной астрофизике закон их гармонизации.

Дальнейшее обсуждение результатов привело к появлению двух противоположных версий:

1. Гипотеза множественности вселенных (в частности, ее развивал Б. Картер). Согласно этой гипотезе, вселенных – бесконечное множество. Все они разные, и физические константы в них принимают какое угодно значение. Лишь в одной из вселенных благодаря случайному стечению обстоятельств константы приняли такое значение, что появилась возможность возникновения жизни.

2. Гипотеза глобального единства всех параметров Вселенной (в частности, ее развивает Дж. Уилер). Согласно этой гипотезе, Вселенная – одна, но в ней глобальные и локальные законы эволюции стянуты в один тугой концептуальный узел, что позволяет Уилеру задать следующий вопрос:

«Не управляет ли структурой Вселенной Космический Разум?» Проблема увязки физических констант нашего мира с возможностью существования человека настолько взбудоражила научный мир, что собственно породившая ее проблема больших чисел ушла в тень и оказалась на периферии внимания. Она так и осталась неразгаданным феноменом природы и лишь изредка упоминается в обзорных космологических работах.

В 70-х годах С. И. Сухонос поставил перед собой мировоззренческую задачу: определить, есть ли в масштабной иерархии Вселенной какой-либо самостоятельный порядок устройства. Он исходил из следующего принципа: все объекты и процессы во Вселенной объединяет общий гармонический принцип, проявляющийся через распределение объектов по размерам, а распределение полевых связей через длины волн; если же гармонии во Вселенной нет, то в расположении всех объектов на масштабной шкале должен царить хаос.

Используя справочные данные о размерах объектов Вселенной, Сухонос С. И. расположил их на шкале десятичных логарифмов (М-оси). И в результате выявлена поразительная закономерность: оказалось, что наиболее типичные объекты Вселенной занимают в своих средних размерах на М-оси места строго через 10

. Более того, многие ключевые системные свойства объектов Вселенной (структурных и динамических) имеют подобие с коэффициентами 10

10

, 10

. Впервые эти результаты были опубликованы в научно-популярном журнале (1). Затем последовали еще две публикации (2,3), которые в сжатом виде показывали основные закономерности открытого явления. Такие закономерности не могли появиться в условиях неуправляемого Большого Взрыва.

Обсуждая беспредельную красоту нашего мира, ученые Г. Вейль, П. А. М. Дирак, В. Гейзенберг, Р. Фейнман и другие в XIX в. и в начале XX в. открыли так называемые большие числа – числа, имеющие огромные, «безмерные», с точки зрения современной физики, значения 10

, 10

, 10

, 10

, 10

и т.д. (будем рассматривать их с точностью до порядка). Наиболее красивое объяснение проблемы больших чисел было предложено в 1937 году П. А. М. Дираком, связавшим все большие числа с космологическим временем управляемого Большого Взрыва, которое в атомных единицах также является одним из больших чисел. Эта замечательная идея Дирака дала мощный импульс развитию целого ряда программ – теорий гравитации с переменной гравитационной постоянной, геофизической теории расширяющейся Земли, исследованию изменения физических констант с космологическим временем, а также альтернативной антропной программе. Важнейшим аргументом против гипотезы Дирака является отсутствие на данный момент каких-либо хорошо установленных экспериментальных подтверждений изменения силы гравитационного взаимодействия. Вместе с тем, ученым не удалось до сих пор предложить иные физические объяснения появлению больших чисел, столь же простые и красивые, как идея Дирака.

Поскольку разные авторы анализировали разные большие числа и соотношения между ними, целесообразно рассмотреть их совокупность целиком. Г. Вейлем рассматривается первое соотнесение больших чисел между собой, Э. Милном была предложена идея зависимости гравитационной постоянной от времени.

К большим числам величия Вселенной относятся прежде всего параметры, характеризующие её в целом (для удобства будем рассматривать их с точностью до порядка):

1) Радиус наблюдаемой Вселенной:

R/ro ? 10