Виктор Печорин - Седьмое доказательство

Существует самая прямая и непосредственная связь между пространством и временем, выражаемая таким принципом: то, что ограничено в пространственном отношении, ограничено и во времени.

В самом деле, сколь ни велика Вселенная, но, коль скоро она ограничена в пространстве, у нее должна быть периферия и должен быть центр. И все объекты, находящиеся на каком-то удалении от центра, под влиянием гравитационных сил должны постоянно и, со всё возрастающими скоростями, падать в направлении этого центра. И, в конечном счете, упасть на него, что и будет означать гибель Вселенной. Возможен и другой вариант: Вселенная расширяется от центра к периферии, её объекты – звезды, галактики, туманности – разлетаются во все стороны, как осколки после взрыва. А разлетаясь, как мы уже знаем, – распадаются в силу явления энтропии. В конце концов, они потеряют друг друга из виду и рассеются в холодном и темном пространстве – и это тоже будет означать гибель Вселенной 27. Невозможен только стационарный вариант. Пространственно ограниченная Вселенная не стабильна, она не может существовать вечно: действующие в ней силы рано или поздно разорвут её.

Несмотря на свою очевидность, эта идея лишь сравнительно недавно пришла людям в голову. Вплоть до начала ХХ века Вселенная считалась стационарной, пребывающей в одном и том же состоянии. Даже Эйнштейн, разрабатывая в 1915 г. общую теорию относительности, был уверен в статичности Вселенной.

Однако, применив свою теорию к Вселенной как целой системе, Эйнштейн обнаружил, что такого решения, которому соответствовала бы не меняющаяся со временем Вселенная не получается. Этот результат не удовлетворил великого учёного. Чтобы добиться стационарного решения своих уравнений, Эйнштейн ввёл в них дополнительное слагаемое – так называемую космологическую постоянную («лямбда-член»).

Фактически «лямбда-член» Эйнштейна означает допущение существования некоторой «антигравитационной» силы, которая в отличие от других сил не порождалась каким-либо источником, а была заложена в саму структуру пространства-времени. Эйнштейн утверждал, что пространство-время само по себе всегда расширяется и этим расширением точно уравновешивается притяжение всей остальной материи во Вселенной, так что в результате Вселенная оказывается статической. Однако до сих пор никто не смог найти какого-либо физического обоснования этой таинственной силы.

В начале 20-х гг. советский математик Александр Фридман решил для Вселенной уравнения общей теории относительности, не накладывая условия стационарности. Он доказал, что могут существовать два решения для Вселенной: расширяющийся мир и сжимающийся мир. Полученные Фридманом уравнения используют для описания эволюции Вселенной и в настоящее время.

В 1929 г. американский астроном Эдвин Хаббл подтвердил расширение видимой части Вселенной по смещению положения спектральных линий наблюдаемых галактик.

Таким образом, теория относительности Эйнштейна и наблюдения астрономов подтверждают: вселенная конечна во времени.

Впрочем, к этому выводу можно прийти и гораздо более простым путем. Можно ли из неизменности количества вещества, находящегося в запаянной колбе, сделать вывод о вечности самой колбы? Закон сохранения вещества (являющийся частным случаем закона сохранения энергии) будет справедлив пока и поскольку система (в данном случае – колба с находящимся в ней веществом) остается замкнутой. Но вдруг: мышка бежала, хвостиком махнула, колба упала – и разбилась. И закон сохранения тут же перестал действовать. Или, скажем, безо всякой мышки произошел распад материала колбы…

Стало быть, из закона сохранения энергии нельзя сделать вывод о вечности Вселенной. Из этого закона следует совершенно противоположный вывод: Вселенная не вечна. Она ограничена в пространственном отношении и конечна во времени.

Закон сохранения энергии позволяет сформулировать еще одно, возможно, более убедительное возражение относительно вечности вселенной.

Согласно определению Большой Советской Энциклопедии, «весь окружающий нас мир представляет собой движущуюся материю». Обратите внимание – «движущуюся», а не застывшую. Действительно, согласно материалистическому воззрению, движение есть форма существования материи. Иными словами, есть движение – есть материя, есть Вселенная. Нет движения – нет материи, нет Вселенной.А мера движения – это энергия.

Как мы знаем, энергия бывает двух видов: свободная и связанная .

Если говорить о связанной энергии, то да, она как бы всегда присутствует в любой системе – иначе просто никакой системы не было бы.

Она присутствует, безусловно, и во Вселенной, но какой от неё прок? Она же не совершает работу. Не светит, не греет, не вращает небесные тела. Эта энергия вроде бы есть, но её как бы и нет. Она – потенциальная, а не актуальная. Что о ней говорить? Представьте себе первобытный хаос, в котором нет ни галактик, ни звезд, ни планет – вообще ничего. Что такая, с позволения сказать, Вселенная, что её отсутствие – велика ли разница?

Если вам трудно представить хаос, представьте незаведённые часы. Энергия-то в них, несомненно, есть, – равная их массе, умноженной на квадрат скорости света. Но толку от той энергии никакого, сколь большой бы она ни была.

Потому что это связанная энергия.

Не эта энергия крутит колесики и стрелки, бьет в колокольчик звонка, а та свободная энергия, которую вы сообщаете часовой пружине, когда заводите часы.

Функционирование часов зависит только от величины свободной энергии.

А величина свободной энергии равна той, которую вы затратили на подзавод часов (если пренебречь той небольшой частью, что ушла на преодоление трения, на нагрев вращающихся частей и т. д.).

Но часы – это не замкнутая система: энергия в них поступает извне.

Если говорить о по-настоящему замкнутой системе, не обладающей внутренними источниками энергии, и рассматривать её в длительном периоде, то, если там и было какое-то количество свободной энергии, оно рано или поздно перейдет в связанную форму. К этому ее принуждают законы термодинамики, с которыми мы познакомимся чуть позже.

И вот, представьте себе, что вся свободная энергия абсолютно замкнутой системы перешла в связанное состояние. Все процессы внутри системы прекратились, ее движение остановилось. По сути, система превратилась в неподвижный труп. Пусть даже она обладает массой, а стало быть и энергией. Но это – связанная энергия. Энергия, которая не может работать, энергия, не приводящая систему в движение…

А теперь вспомним определение: движение есть форма существования материи . Нет движения, – значит нет и существования материи, ничего нет.