Світ як він є виктор комарів Новомосковскть онлайн

Світ як він є

Оскільки мова йде про будову і еволюцію Всесвіту, про наукову картину світобудови, природно виникає питання: чому світ такий, яким він є? Саме такий, а не який-небудь інший?

Однак отримати досить чітку відповідь на такий спосіб поставлене запитання навряд чи можливо.

Проблема сформульована занадто розпливчасто.

І мабуть, не випадково, зачіпаючи ту ж проблему, А. Л. Зельманов обмежився лише твердженням про те, що Всесвіт існує в тому вигляді, в якому вона є, в силу внутрішньої необхідності.

Для того щоб отримати на цікавий для нас питання вичерпну відповідь, нам треба було б вийти за рамки спостережуваного Всесвіту і охопити світ у всьому його нескінченному розмаїтті. А це, на жаль, неможливо як в принципі, так і з причин суто практичним,

Спробуємо, однак, звузити завдання. Обмежити її в такій мірі, щоб вона набула реального фізичний зміст. Очевидно, мова повинна йти тільки про спостережуваному Всесвіті і тих її властивості, які визначаються відомими нам закономірностями.

Що стосується самого питання, на який ми хочемо отримати відповідь, то він тепер буде виглядати приблизно таким чином: чи випадково те, що безпосередньо оточує нас світ має саме такими властивостями, а не якимись іншими?

У подібній формі проблема стає цілком правомірною, оскільки саме той варіант Всесвіту, який ми спостерігаємо, далеко не найбільш імовірний серед всіх мислимих варіантів.

Розібратися в цьому необхідно ще й тому, що, як стверджують релігійні теоретики, стрункість світобудови є результат діяльності творця.

«Досить поглянути на навколишнє нас природу, - пише український православний священик Л. Гайдукевич. - Скрізь панує дивний порядок. Кожне явище починаючи з найпростішої билини і закінчуючи міріадами зірок влаштовано доцільно, розумно і зовсім. Все носить на собі печатку постійного піклування Вседержителя - Творця ».

Перш за все слід зауважити, що певну картину світу ми спостерігаємо завдяки тому, що саме така картина забезпечує можливість життя. Як дотепно зауважив А. Л. Зельманов, ми є свідками процесів певного типу, тому що процеси іншого типу протікають без свідків.

Зокрема, ми зовсім не випадково живемо саме у Всесвіті і спостерігаємо червоне зміщення в спектрах галактик. Взаємне видалення галактик і зміщення їх випромінювання в бік довгих хвиль послаблює енергію електромагнітних випромінювань, що пронизують космічний простір. Якби галактики розбігалися, а зближувалися, в їх спектрах спостерігалося б не червоний зсув, а фіолетове - зрушення в бік високих частот і жорстких, короткохвильових випромінювань. Щільність випромінювання в такому Всесвіті була б настільки висока, що виключала б можливість існування біологічного життя ...

Які найбільш поширені форми тих космічних об'єктів, які нас оточують? Це зірки, пил, газ. Що стосується пилу і газу, то в газових і пилових туманностях зосереджена значна частка речовини Всесвіту. Але це перехідні форми.

Судячи з усього, в сучасному Всесвіті однією з найбільш стійких форм відокремлених космічних об'єктів є зоряна форма. Чи випадково те, що в самих різних куточках спостережуваному Всесвіті матерія концентрується саме в зірки?

У відомого американського письменника-фантаста Роберта Шеклі є дотепний розповідь, в якому описується, як якась космічна будівельна фірма за завданням деяких «замовників» створювала ... Метагалактику. Зрозуміло, це жарт, і подібний прийом знадобився письменникові для того, щоб виявити деякі закономірності, своєрідні правила гри.

Ось в цих щось «правилах гри» - вся суть справи. Якщо у нас є м'яч гравці, це ще далеко не все. З одним і тим же м'ячем можна грати в самі різні ігри. Щоб гра набула певний сенс і характер, необхідно підпорядкувати її тим чи іншим правилам.

Поставимо себе на місце фантастичних конструкторів Всесвіту. Перш ніж приступити до її створення, нам довелося б пе тільки встановити основні характеристики її основних елементів, а й розробити якийсь звід законів, що визначають поведінку і взаємодію всіх без винятку матеріальних об'єктів.

Які ж ті закони, завдяки яким в реальному Всесвіту переважним правом на існування користуються саме зірки?

У живій природі, як відомо, діє природний відбір. Виживають лише ті організми, які найкращим чином пристосовані до умов зовнішнього середовища.

Схоже, що своєрідний природний відбір діє і у Всесвіті. У процесі руху матерії можуть виникати найрізноманітніші об'єкти, але більшість з них виявляються нестійкими і швидко руйнуються.

І разом з тим деякі космічні об'єкти, в основному зірки, чомусь є досить стійкими і здатними існувати досить довго. Чому це так?

Мабуть, справа в тому, що у Всесвіті діє якийсь «загальний регулятор». Є міркування на користь того, що цей регулятор - так званий зворотний зв'язок.

В наш час, в епоху бурхливого розвитку кібернетики, електроніки і всіляких автоматичних процесів, цей термін широко відомий. Зворотній зв'язок використовується для управління польотом ракет, роботою верстатів і механізмів, без неї не було б радіоприймачів і телевізорів і багато чого іншого.

Якщо говорити просто, зворотний зв'язок - це коригування тих чи інших дій в залежності від того ефекту, який вони викликають.

У кібернетиці дається більш точне визначення. Уявіть собі якусь систему, скажімо: автомобіль або літак, мозок людини або космічний корабель або, нарешті, Сонце. Зупинимося, наприклад, на літаку. Керуючи літаком, пілот переводить важелі, натискає ті чи інші кнопки це вхідні сигнали. І всякий раз літак якось реагує на подібні дії: збільшує або зменшує швидкість польоту, набирає або втрачає висоту, робить віраж або мертву петлю. Це вихідні сигнали. Зворотній зв'язок діє тоді, коли вихідні сигнали впливають на вхідні, змінюючи їх відповідним чином. Скажімо, літак занадто круто втрачає висоту, і пілот, помітивши це, злегка бере штурвал на себе, зменшуючи кут зниження.

Людина користувалася зворотним зв'язком задовго до того, як вчені сформулювали це поняття і стали застосовувати його в різних технічних системах. Роблячи будь-яка дія, ми не тільки обов'язково враховуємо його наслідки, але і на ходу вносимо необхідні поправки.

Щось подібне відбувається і в природі. Саме наявність зворотного зв'язку в цілому ряді явищ навколишнього світу і забезпечує стійкий, стабільний характер багатьох природних процесів. Простий приклад: так званий фізичний маятник. Будь-яке його відхилення від положення рівноваги викликає поява сили, яка повертає маятник до цього положення.

Зворотній зв'язок проявляється не тільки в живій, а й в неживій природі. З саморегулюючими системами ми зустрічаємося і в світі зірок, і в хімічних перетвореннях, і в електричних процесах - словом, мало не на кожному кроці.

Характерний приклад-наше Сонце.

Відповідно до сучасних фізичних уявлень (які, незважаючи на несподівані результати нейтронних і деяких інших спостережень, поки ще не відкинуті і є загальноприйнятими), могутня енергія нашого світила народжується в його глибоких надрах, де вирує і клекоче термоядерна реакція. Людина, як відомо, теж опанував подібною реакцією і навчився витягувати енергію, що виділяється при об'єднанні ядер водню в ядра гелію. Але поки що штучна термоядерна реакція протікає миттєво, а вся енергія виділяється у формі вибуху. Сонце ж витрачає енергію поступово і неквапливо, підтримуючи роботу своєї ядерної топки на строго певному рівні.

Але як це - «підтримуючи»? Адже у Сонця немає ні власного розуму, ні «пульта управління», на якому працювали б якісь розумні істоти. Ось тут-то ми і зустрічаємося зі зворотним зв'язком і саморегулюванням.

Судячи з усього, термоядерний синтез водню протікає в самій центральній області світила. Ця зона оточена з усіх боків жахливими масами речовини. Могутнє тяжіння тягне їх до центру Сонця, але цьому перешкоджає колосальний тиск газів, народжених в полум'я термояда. Тим самим досягається відносна рівновага.

Але ось з якої причини інтенсивність термоядерної реакції дещо падає. Тоді знижуються температура і тиск, і під напором навколишнього речовини зона реакції починає стискатися. Стиснення підвищує тиск і температуру, і реакція входить в норму. І навпаки, якщо чомусь інтенсивність синтезу зростає, надлишок енергії розширює зірку. Розширення викликає охолодження центральної зони, яке триває до тих пір, поки реакція не увійде в свою звичайну колію.

Сонце - це окремий випадок, зірка, одна з конкретних форм існування матерії. Але вже давно вчені помітили і деякі загальні закономірності - свідоцтво того, що принцип зворотного зв'язку є одним з фундаментальних властивостей світу.

Одна з таких закономірностей була знайдена українським фізиком Е. X. Ленцем (1804-1865) в електромагнітних явищах. У шкільних підручниках вона викладається у вигляді «правила Ленца», яке має чисто практичне значення, - воно дозволяє визначати напрямок струму індукції. Насправді це один з випадків, що ілюструють принцип зворотного зв'язку. Будь-яке зміна магнітного поля викликає виникнення струму індукції, магнітне поле якого в свою чергу протидіє змінам, що викликало цей струм.

Подібні закони - деякі з них, ймовірно, має бути ще відкрити проглядаються в безлічі інших явищ. Саме зворотним зв'язком і природним саморегулюванням і пояснюється відсутність хаосу в природі, стрункість світобудови.

Тільки тим космічним об'єктам, де діє зворотній зв'язок і здійснюється саморегулювання, забезпечено досить тривале існування. Неважко здогадатися, що саме такі об'єкти будуть зустрічатися частіше за інших. Ось і можливу відповідь на зацікавив нас питання про те, чому так багато зірок у Всесвіті.

Але можна поставити і таке питання: чому самі зірки саме такі, а не які-небудь інші? У зв'язку з цим В. А. Амбарцумян висловив цікаву думку про те, що багато особливостей будови Всесвіту, в тому числі і багато властивостей зірок, як би «закладені» у властивостях елементарних частинок. І якби ці властивості були будь-якими іншими, то і космічні об'єкти виглядали б інакше, ніж в дійсності.

Так, теорія внутрішньої будови зірок приходить до висновку, що гранично можлива маса зірки прямо пропорційна масі Сонця і обернено пропорційна квадрату маси ядра атома водню - протона. Але цій формулі неважко розрахувати, що максимальна маса стійкою зірки не може перевищувати приблизно 75 сонячних мас. Але це при-тій масі, якою володіють протони в нашому світі. А якби маса протона була іншою? Скажімо, в сто разів меншою? В такому світі могли б існувати цілком стійкі зірки з масами порядку десятків тисяч мас Сонця ...

Але тут неминуче виникає наступне питання: чому протон має саме таку масу, а не яку-небудь іншу?

Відповідь на це та на інші подібні питання, які потягнуться один за іншим, - справа майбутнього.