Эльдар Ахадов - Бытие

Утвердив музыку как точную науку, Пифагор смог эффективно применить найденные им законы гармонических отношений ко всем феноменам Природы, пойдя настолько далеко, что установил при этом гармонические отношения между планетами, созвездиями и элементами. Интересным примером современного подтверждения древнего философского учения является прогрессия элементов согласно их гармоническим отношениям. Если упорядочить перечень элементов по восходящей в зависимости от атомных весов, то, по А. Ньюленду, каждый восьмой элемент заметно повторяет свойства. Кстати, именно это открытие в современной химии известно под именем закона октавы.

Итак, 2500 назад Пифагор, изучая «музыку сфер» с помощью монохорда, установил, что весь мир состоит из вибраций! Древнему мыслителю приписывается следующее высказывание: «Изучайте монохорд, и вам откроются тайны мироздания». Одна-единственная струна дала человеку возможность постичь не только микрокосмический аспект феномена вибрации, но и макрокосмические законы Вселенной… Можно ли доверять Пифагору? А почему нет? И тогда, возможно, строчка из Евангелия от Иоанна откроет ещё один свой глубинный смысл: «В начале всего была вибрация, и эта вибрация – Создатель всего сущего».

Кстати, звучит очень поэтично: Вселенную создала гармония вибрации – родоначальница музыки, родоначальница мира! Флуктуации, мерцания, вибрации… Всё сущее вибрирует. Не вибрирует только то, что не существует.

А как к этому утверждению отнесутся современные учёные? В своей книге «Теория струн и скрытые измерения Вселенной» всемирно известные учёные Шинтан Яу и Стив Надис пишут: «… все вещество, все силы и даже само пространство, является результатом вибраций крошечных струн в десяти измерениях». То есть, прав был великий Пифагор. И право Евангелие: вначале было Слово, воспринимаемое, как вибрация! Чем больше мы узнаем о невероятных просторах космоса, структуре материи и силах, которые связывают ее, тем более удивительной и загадочной предстает перед нами Вселенная. Куда ни посмотри, везде прослеживаются важные совпадения в фундаментальных законах физики и химии, которые будто сговорились сделать Вселенную идеальной для существования жизни. А, следовательно, всякая попытка понять Вселенную должна принимать во внимание тот факт, что в ней появились люди.

В 2001 году НАСА запустило аппарат WMAP (Зонд микроволновой анизотропии имени Уилсона) для составления карты реликтового излучения, образовавшегося в результате якобы Большого взрыва, а точнее, вибрации, которая, по мнению многих, привела в бытие пространство и время. На основе анализа реликтового излучения ученые вычислили возраст Вселенной и изучили ее начальную структуру. Но в этом излучении обнаружилась огромная пустота диаметром 1 млрд световых лет, получившая название Реликтового холодного пятна. К такому открытию НАСА не было готово.

Еще более странным кажется согласованное движение скоплений галактик, обнаруженное космологом Сашей Кашлинским и его коллегами из Центра космических полетов имени Годдарда (штат Мэриленд, США), которое они назвали темным потоком. Эти скопления мчатся в одном направлении с неожиданно высокой скоростью, будто бы подгоняемые мистической силой. Любопытно, но даже курс зонда WMAP изменился под воздействием неизвестной аномальной силы. С тех пор как был сформулирован антропный принцип, астрономы предложили разные способы интерпретации свидетельств, объясняющих нашу Вселенную. Целый ряд физических постоянных имеет значения, которые оказываются как раз такими, какие нужны для благоприятного развития галактик, долгоживущих звезд и сложной жизни. Ещё 12 лет назад неоднократно высказывались предположения о том, что прогресс в этом направлении может быть связан с включением в общую картину антропного принципа: человек существует именно в такой Вселенной, в которой его существование возможно.

Конечно, есть и другие объяснения этих явлений, но новые открытия дают ученым все больше доказательств в пользу именно теории струн. Первые же исследования показали, что теория струн достигает значительных успехов в описании наблюдаемых явлений. Оказалось, что теория струн замечательно может свести все четыре фундаментальных взаимодействия Вселенной к одному – колебанию одномерной струны с соответствующим переносом энергии. Вспомним ещё раз о Пифагоре с его монохордом и гармонией музыки!

Теория струн основана на гипотезе о том, что все элементарные частицы и их фундаментальные взаимодействия возникают в результате колебаний и взаимодействий ультрамикроскопических квантовых струн на масштабах порядка планковской длины 10 в минус 35 степени метра. Картину Вселенной, предлагаемую этой теорией, однако, достаточно легко представить себе наглядно. В масштабах порядка 10 в минус 35 степени метра, то есть, на 20 порядков меньше диаметра того же протона, в состав которого входят три связанных кварка, структура материи отличается от привычной нам даже на уровне элементарных частиц. На столь малых расстояниях (и при столь высоких энергиях взаимодействий, что это и представить немыслимо) материя превращается в серию полевых стоячих волн, подобных тем, что возбуждаются в струнах музыкальных инструментов. Подобно гитарной струне, в такой струне могут возбуждаться, помимо основного тона, множество обертонов или гармоник. И каждой гармонике соответствует собственное энергетическое состояние.

Процедура квантования действия Полякова приводит к тому, что струна может вибрировать различными способами, и каждый способ её вибрации генерирует отдельную элементарную частицу. Масса частицы и характеристики её взаимодействия определяются способом вибрации струны, или своеобразной «нотой», которая извлекается из струны. Получающаяся таким образом гамма называется спектром масс теории струн.

Первоначальные модели теории струн включали как открытые струны, то есть нити, имеющие два свободных конца, так и замкнутые, то есть петли. Эти два типа струн ведут себя по-разному и генерируют два различных спектра. Не все современные теории струн используют оба типа, некоторые обходятся только замкнутыми струнами.

Некоторые качественные свойства квантовых струн можно понять на интуитивном уровне. Так, квантовые струны, как и обычные струны, обладают упругостью, которая считается фундаментальным параметром теории. Упругость квантовой струны тесно связана с её размером. Рассмотрим замкнутую струну, к которой не приложены никакие силы. Упругость струны будет стремиться стянуть её в более мелкую петлю вплоть до размера точки. Однако это нарушило бы один из фундаментальных принципов квантовой механики – принцип неопределённости Гейзенберга. Характерный размер струнной петли получится в результате балансирования между силой упругости, сокращающей струну, и эффектом неопределённости, растягивающим её.