Вселенная на ладони

gallery/solar-system-11188_1280

В свое время, книга профессора Лоуренса Краусса "Вселенная из ничего" вызвала бурную реакцию у публики и породило множество споров. Так или иначе, труды профессора, одназначно заслуживают внимания.

Идея возникновения чего-то из пустоты, практически, каждому человеку покажется абсолютной глупостью. Это вполне нормально, в повседневной жизни никто из нас никогда не наблюдал, как на голом участке сам по себе вырастает дом или как в пустой чашке из ниоткуда возникает ароматный кофе. Из повседневных картин, которые мы наблюдаем нашими ограниченными органами восприятия, складывается наше мировоззрение и образ мышления, мы полагаем, что для возникновения Вселенной также нужен кто-то, кто ее создает и нужно что-то, из чего ее создают. Но возникновение и развитие квантовой механики позволяет понять, что мир куда более интересен, чем может представить себе подавляющее большинство людей. 

Квантовая механика – это область физики, которая изучает элементарные частицы. На этом уровне, перестают действовать привычные нам законы классической физики и начинается настоящее волшебство, человеческая логика разбивается вдребезги. Дело в том, что в квантовых масштабах частицы могут возникать из ничего, исчезать в никуда и находится в нескольких местах одновременно, здесь нет привычных нам понятий «наверху» или «внизу», здесь есть квантовая суперпозиция. 

Это немного о квантовой механике, а теперь перейдем к трудам профессора Краусса и попытаемся понять самый важный момент. Еще в начале 20 века, для научного мира стала большой сенсацией разработка теории относительности Эйнштейна, всю теорию мы здесь рассматривать не будем, а лишь поговорим о космологической постоянной, которая вытекает из работ великого ученого прошлого и упоминается в работе профессора Краусса. Материя, как известно каждому, состоит из частиц, даже если убрать все частицы, оставшееся пустое пространство будет иметь энергию.  Это и есть космологическая постоянная. Немного подробнее об этом. Давайте вспомним школьный курс физики. Вещество состоит из атомов, атомы состоят из ядра и электрона, который крутится вокруг ядра, само ядро состоит из протона и нейтрона. На этом познания в рамках школьной программы заканчиваются, но этого нам явно недостаточно, поэтому углубляемся дальше, а впереди самое интересное, здесь уже прошу повнимательнее. Нас интересует протон, он в 2000 раз тяжелее электрона и составляет основную массу атома. Сам протон состоит из трех кварков. Но основную массу протона составляют не кварки, а т.н. виртуальные частицы, это частицы-взаимодействия кварков. Виртуальные частицы именуются виртуальными, потому что они существуют очень короткий промежуток времени, зафиксировать их невозможно, они возникают из ниоткуда и исчезают туда же, об их существовании стало известно лишь благодаря их воздействию на более стабильные частицы. Более 70% массы протона приходится именно на эти частицы. Только вдумайтесь, вся видимая материя примерно на 70% состоит из этих виртуальных частиц, которые возникают из пустого пространства. Итак, еще раз, убираем все частицы, вплоть до кварков, остается лишь пустое пространство, в котором бурлят виртуальные частицы, это и есть космологическая постоянная или по-другому вакуум. То есть, даже вакуум имеет массу и положительную энергию. Именно нестабильность пустого пространства является причиной возникновения Вселенной из пустоты.

Дополнительным аргументом против данной идеи, является закон о сохранении массы и энергии. На первый взгляд аргумент кажется справедливым, однако данный закон относится к объектам с положительной энергией. Наша же Вселенная имеет нулевую энергию, т.к. положительная энергия космологической постоянной компенсирована отрицательной энергией гравитации, следовательно, объект с нулевой энергией не подчиняется закону о сохранении массы и энергии и может возникать из ничего. Нестабильность пустого пространства и нулевая энергия Вселенной – это основные причины, благодаря которым, что-то возникает из ничего.

 

Теги: #квантовая механика #космология #физика #наука #астрономия