|
|
Сухонос С.И.
Масштабная гармония Вселенной.
1.4.5. Коэффициенты масштабной симметрии 1010, 1020, 1060
Мы уже упоминали, что законам масштабной симметрии кроме размерных соотношений должны подчиняться и другие параметры нашего мира: масса, количество элементов, время, частота и т.п. У автора, однако, не было возможности проделать аналогичный анализ для всех этих параметров. Но кое-какие пропорции, на которые я буквально натыкался в ходе сбора информации по размерным соотношениям, накопились и представляют, я думаю, определенный интерес для читателя. Приводим их здесь для полноты картины.
Начнем с коэффициента 1010.
В обычных справочниках и энциклопедиях любой желающий может найти перечисленные ниже соотношения, которые хотя и являются приближенными, но выполняются с точностью до одного порядка:
Таковы факты. Вот еще один очень яркий пример.
Мы мало задумываемся о том, что все море света во Вселенной состоит не из непрерывных лучей, а из коротких волновых пакетов, ведь фотоны испускаются атомами квантами. Таким образом, если в космосе светит звезда, то ее лучи — это «соломка» из волновых пакетов.
В самом обычном справочнике по физике, изданным гигантским тиражом, можно найти сведения, что время испускания кванта света — 10-8 секунды, а скорость света — порядка 1010 см/с.
Т. е. длина волнового пакета:
Lc = 10-8 с · 1010 см/с » 102 см.
Итак, если средний размер атома равен 10-8 см, то длина световой «соломинки», равная 102 см, ровно в 1010 раз больше среднего размера атома.
Т. е., образно говоря, весь мир пронизан как бы «масштабными линейками» из световых лучей, длина которых в 1010 раз больше атомных размеров и соизмерима со средним ростом человека.
Этот факт лежит на поверхности, но в свете выявленных в книге масштабных закономерностей он вызывает массу размышлений.
МАСШТАБНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ — 1020. Проведенный анализ показал, что во Вселенной огромную роль играет масштабное подобие с коэффициентом — 1020. Любая точка на М-оси имеет как минимум еще две себе структурно подобных.
Для макромира, который доступен нашему прямому воздействию, в любом срезе масштабной оси можно найти подобные структуры в мега- и в микромире, которые будут соответственно на 20 порядков больше или меньше.
Сам коэффициент 1020 при этом становится некоторой фиксированной масштабной линейкой Вселенной, неким аршином, с которым считаются многие процессы. Его можно обнаружить не только в структурном подобии, но и во многих других пропорциях, как общих (где он проявляется усредненно), так и частных (где он проявляется точно).
Приведем несколько примеров.
1. Нормальные звезды имеют средний размер — 1012 см и состоят из атомов размером 10-8 см.
2. Белые карлики — средний размер 1010 см, состоят из сильно сжатых атомов размером 10-10 см.
3. Нейтронные звезды, сжатые гравитацией очень сильно, — до 107 см, состоят из нуклонов размером 10-13 см.
Во всех случаях масштабное «расстояние» между системой и ее элементами одно и то же — 1020 !
Напомним лишний раз, что звезды — это 99% вещества Вселенной, следовательно, М-коэффициент 1020 — это универсальная вселенская пропорция.
4. Пульсары излучают на различных частотах. Полный диапазон излучения
огромен. Так, «отношение частот на обоих концах огромного диапазона электромагнитных волн, на которых излучает
NP 0531, равно (1020: 1) — величина фантастически большая»138.
Итак, самая высокая частота излучения пульсара — это гамма-диапазон, он превышает 3 · 1027 герц, самая низкая частота — это радио-диапазон, он близок к 3 · 107 герц (длина волны 10 м), т.е. между ними опять наблюдается разница в 20 порядков.
5. В новом свете теперь можно рассматривать Проблему Больших Чисел.
Значения параметров, использованных при получении Больших Чисел, выбирались таким образом, что они относились к началу Макроинтервала и концу Мегаинтервала (см. рис. 1.4).
В результате были получены коэффициенты удвоенного масштабного подобия, близкие к (1020) 2 = 1040.
Итак, главный структурный инвариант имеет протяженность в 20 порядков на М-оси и разворачивается на масштабной длине Вселенной трижды: в микромире, макромире и мегамире. При этом он проявляется не только в подобии структур этих трех миров, но и, как показали приведенные выше примеры, в соотношении элементы — система, в отношении крайних частотных характеристик звезд и т. п.
Можно выразить уверенность, что со временем будет найдено великое множество других примеров проявления данного коэффициента масштабного подобия.
Коэффициент масштабной симметрии 1060. Мы уже упоминали, согласно модели Микро-Макросимметричной Вселенной М.А. Маркова, максимон может являться Вселенной для своей внутренней структуры, а Вселенная — максимоном для Метавселенной и т. д. (см. рис. 1.3). Опираясь на эту модель, можно говорить о возможном присутствии в природе глобальной симметрии подобия с коэффициентом 1060, и если такой коэффициент подобия существует, то закономерности изменения структур по мере их приближения к краям масштабного интервала (10-33 см и 1028 см) тоже будут подобными. Рассмотрим этот вопрос более подробно.
Начнем с того, что объекты Вселенной на множестве ее масштабных этажей могут принадлежать к различным типам структур.
Так, например, даже беглого взгляда достаточно, чтобы обнаружить подавляющее доминирование сферических образований на масштабах от 109 до 1013 см (КЛАСС №9) — звезд. На этаже 1020 — 1023 см (КЛАСС №11) галактики имеют более разнообразные формы, среди них встречаются не только эллиптические и спиральные, но и плоские, игловидные.
Однако не только галактические этажи отличаются от звездных своим среднестатистическим типом размерности. В макромире атомные этажи (КЛАСС №5) Вселенной имеют преимущественно ядерно-оболочечную структуру, а клеточные, организменные и биоценозные этажи (КЛАСС №6-8) — полицентрическую и более сложную. Все это наводит на важное предположение, что для каждого масштабного уровня Вселенной свойственна именно ему присущая структура, доминирование каких-то отдельных типов форм и видов симметрии. Поэтому в этом разделе далее будет дан предварительный анализ глобальной структурной размерности Вселенной, своего рода макро-обзор глобальных тенденций.
Чтобы не вдаваться в тонкости структурного анализа, ограничимся лишь самым важным критерием — размерностью системы. Будем выделять следующие основные типы размерностей: нульмерные, одномерные, двумерные, трехмерные и четырехмерные.
С одной стороны, очевидно, что любая реальная система в нашем мире имеет как минимум три измерения. Даже паутинка кроме длины имеет толщину. С другой стороны, во всех областях естествознания мы используем термины: линейная, плоская, объемная... система. Эти термины уже содержат в себе представление о размерности системы.
Без особых обоснований (они будут даны во второй книге цикла) введем критерий «потери» одного из измерений: вдоль него размер системы должен быть меньше в 3,3 раза, чем вдоль максимального размера системы. Тогда любые системы могут быть легко разделены нами на различные размерные типы (см. рис. 1.45).
Единственным исключением будет четырехмерный тип системы, где необходимо использовать более сложные критерии разделения, введение и обоснование которых мы также оставим на будущее.
Итак, начнем обзор глобальных тенденций сверху, с Метагалактики.
В астрономии накоплено множество неопровержимых фактов, которые позволили к концу XX века сделать предположение, что Метагалактика имеет ячеистую структуру. При этом средний размер ячейки равен 100 мегапарсекам (3 · 1026 см). Вся Метагалактика имеет при этом размер почти в 100 раз больший, чем средний размер ячейки, ~1,5 · 1028 см.
Что же из себя представляютячейки Метагалактики?
Сначала астрономы полагали, что они образуют что-то вроде пены или сот. Однако тщательные наблюдения показали, что «скопления галактик... образуют существенно одномерную структуру» 139, следовательно, «стенки» этих «сот» на самом деле — «дырявы» (см. рис. 1.46).
Поэтому более корректно сравнивать структуру Метагалактики с объемным проволочным каркасом, состоящим из вытянутых сверхскоплений1
. Если это так, то мы можем говорить о том, что на мегамасштабах 1027...1028 см в мире доминирует одномерность структур, поскольку соотношение длины этих «сверхпроволочек» к их диаметру равно в среднем 6:1.
Опустимся теперь вглубь, на масштабы 1025 — 1026 см. Здесь мы попадаем в мир скоплений и групп галактик140. Именно из них состоят нити сверхскоплений. При этом форма скоплений (~1025 см) и групп (~1024 см), как недавно выяснилось, преимущественно двумерна.
Астрономы в связи с этим часто применяют термин «плоские диски скоплений». Причем эти скопления неправильного142 типа однородны по плотности и состоят из наиболее молодых галактик (в частности — из спиральных). Поэтому если говорить о современной структуре Метагалактики, то на масштабах 1023 — 1026 см она представлена в основном двумерными структурами.
Встречаются, правда, и скопления «правильного» типа (число галактик в них — от 200 до 11 000)143, которые в основном состоят из старых эллиптических галактик, содержащих старые звезды первого поколения. От неправильных они отличаются еще и тем, что имеют преимущественно сферическую форму с сильной концентрацией галактик к центру, где плотность иногда в 40 000 раз выше, чем средняя плотность распределения галактик в Метагалактике144.
Итак, если говорить о структуре современной нам Вселенной (а не рассматривать остатки структуры Вселенной, когда она была очень молода и имела возраст всего 1 миллиард лет), то при переходе с уровня на уровень здесь четко проявляется достоверная, но очень загадочная, на первый взгляд, тенденция.
Уровень 1021 — 1023 см. Морфологическое разнообразие галактик позволяет выделить все размерные типы от нульмерного (квазары) до четырехмерного (спиральные галактики).
Уровень 1023 — 1025 см. Галактики соединены в основном в двумерные группы и плоские скопления, т. е. на уровне скоплений галактик доминирует плоскостная, двумерная структура.
Уровень 1026 см. Сверхскопления имеют преимущественно одномерную структуру. Доминирует линейная, одномерная структура.
Уровень 1028 см. Если стать на позицию М.А. Маркова, то вся Метагалактика для внешнего наблюдателя скорее всего представляет собой точечный, нульмерный объект.
Из всего этого следует очень простой и неожиданный вывод.
Начиная с уровня масштаба галактик и поднимаясь выше по масштабной лест-
нице Вселенной, обнаруживается пошаговое снижение размерности типов структур Вселенной:
4®3®2®1®0
Это феноменологическое обобщение трудно объяснить с позиций классической астрофизики.
Если обратиться к противоположному, левому краю масштабного диапазона Вселенной, к масштабным уровням микромира, то окажется, что и там можно найти нечто подобное, хотя и менее достоверно установленное. Речь идет о теории струн, которые пронизывают субмикромир. (см. рис. 1.47). Учитывая же позицию Маркова в отношении максимонов как точечных нульмерных объектов, каждый из которых может иметь внутреннюю структуру целой Вселенной, можно предположить, что на масштабных «краях» Вселенной размерность структуры симметрично понижается.
Тогда, идя слева направо вдоль М-оси, начиная от максимонов, и доходя до атомов, мы будем проходить следующую последовательность нарастающей размерности структур:
0®1®2®3®4
что же мы видим в центре М-оси?
Не вдаваясь в детали, можно утверждать, что в изученном нами к настоящему времени материальном мире наивысшее разнообразие форм, наивысшая сложность структур и наивысшая разноплановость размерностей характерны именно для Биосферы, которая в своем масштабном диапазоне в целом находится очень близко к масштабному центру Вселенной и далека от ее краев.
Из всего этого можно сделать предварительный обобщающий вывод, что глобальная сложность Вселенной возрастает от ее масштабных краев к ее масштабному центру (см. рис. 1.48).
Поскольку же структурная сложность, как будет показано в третьей книге цикла, является фундаментом информационной сложности систем, то, если мысленным взором проследить путь усложнения материи от мельчайших частиц микромира и дальше, перед нами предстанет красивая и загадочная по своей сущности феноменологическая картина.
От микромира постепенно, по мере перемещения по масштабной лестнице, нарастает сложность систем материи, достигает максимума в центре М-оси, проявляясь через фантастическое разнообразие живых форм, и затем начинает постепенно уменьшаться, пока не доходит в области галактик до основных типов морфологического разнообразия, а затем стремительно уменьшается вплоть до линейных структур, заканчиваясь нольмерным объектом (см. рис. 1.48). Данная модель «глобальной размерной волны» безусловно предварительна и представляет собой пока лишь образ, но в последующем мы покажем, что за этим образом скрывается глубокая физическая сущность масштабных взаимодействий во Вселенной.
Заканчивая этот раздел, сделаем промежуточное обобщение и введем следующий ряд коэффициентов масштабного подобия (симметрии):
Все они кратны друг другу, а их комбинации дают возможность получить ряд промежуточных безразмерных констант, например: 1015 — масштабный диапазон, 1040 — Большие Числа.
Итак, после анализа большого количества материала о размерах различных объектов Вселенной мы видим, что феномен Больших Чисел, который занимал умы многих физиков — Дирака, Гамова, Эйнштейна и других, — является лишь небольшой частью великой симметрии природы — МАСШТАБНОЙ СИММЕТРИИ ВСЕЛЕННОЙ.
Закрывая на этом раздел общего статического описания масштабной симметрии Вселенной, мы должны добавить, что фактического материала, который подтверждал бы наличие масштабной симметрии, в настоящее время у автора накоплено гораздо больше, чем приведено в этой части работы. В основном этот дополнительный материал позволяет уточнить или добавить некоторые частные аспекты изложенной модели, однако из него можно получить кроме того и информацию о тонких особенностях масштабной симметрии.
В следующей главе мы сделаем лишь первый шаг в этом направлении.
Примечания
Сухонос С.И. Масштабная гармония Вселенной. 1.4.5. Коэффициенты масштабной симметрии 1010, 1020, 1060 // «Академия Тринитаризма», М.,Эл № 77-6567, публ.11125, 07.04.2004
[Обсуждение на форуме «Масштабная гармония Вселенной»]
Масштабная гармония Вселенной.
1.4.5. Коэффициенты масштабной симметрии 1010, 1020, 1060
В обычных справочниках и энциклопедиях любой желающий может найти перечисленные ниже соотношения, которые хотя и являются приближенными, но выполняются с точностью до одного порядка:
- Видимая нами Вселенная состоит из 1010 галактик.
- Наиболее распространенные галактики в среднем содержат 1010 звезд солнечной массы.
- Мозг человека содержит 1010 нейронов.
- В каждой клетке в 46 хромосомах содержится около 1010 нуклеотидов.
- Кроме того, лет через пятьдесят население Земли составит 1010 человек, причем, по расчетам экологов, численность человечества должна стабилизироваться именно на этой цифре137.
 |
| «Масштабные линейки» из световых лучей |
огромен. Так, «отношение частот на обоих концах огромного диапазона электромагнитных волн, на которых излучает
NP 0531, равно (1020: 1) — величина фантастически большая»138.
Методологическое отступление
| Рис. 1.46. «Вблизи» ячеистая структура Метагалактики может быть такова, какой она изображена на рисунке школьной подругой дочери автора — Аней Абрикосовой. Эта чисто абстрактная фантазия «от нечего делать» могла быть и не случайной |
нице Вселенной, обнаруживается пошаговое снижение размерности типов структур Вселенной:
 |
| Рис. 1.47. Размерность пространства на масштабах планковской длины по представлениям некоторых физиков 134 |
 |
| Рис. 1.48. Размерность объектов во Вселенной повышается по мере удаления от ее масштабных краев (где размерность стремится к нулю) и приближения к МЦВ |
105 — 1010 — 1020 — 1060.
Примечания
-
Если быть точным, то термин «сверхскопление» абсолютно неверен, так как «численные эксперименты показывают, что ячеистая структура имеет первичное происхождение и образуется до того, как сформировались галактики и скопления галактик в эпоху газообразной фазы Вселенной…»141.
Таким образом, только для образований масштаба скоплений (1025 см) можно предполагать естественное скучивание галактик вместе, хотя, учитывая проблему «скрытой массы», и здесь осталось очень много неясного. Например, до конца еще не ясно: соединены ли друг с другом «проволочки» сверхскоплений в единую объемную конструкцию (как это изображено на рис. 1.46) или каждое сверхскопление существует отдельно. В последнем случае можно сравнить структуру Метагалактики с ватой, в которой, однако, каждая «ниточка» существует сама по себе и не связана с соседними «ниточками» ничем. Поэтому с некоторыми оговорками, но можно принять масштаб 1025 см как некоторую границу, разделяющую мир галактик и их систем с миром внутренней структуры Метагалактики.
Сухонос С.И. Масштабная гармония Вселенной. 1.4.5. Коэффициенты масштабной симметрии 1010, 1020, 1060 // «Академия Тринитаризма», М.,
 |