Виктор Комаров - Тайны пространства и времени

• Название: Тайны пространства и времени
• Автор: Виктор Комаров
• Издательство: Вече
• Жанр: Философия
• Год: 2000
• ISBN: 5-7838-0711-7

Известный ученый и публицист В.Н. Комаров в своей книге размышляет над тайнами пространства и времени – самыми загадочными в ряду тайн мироздания.

---

Главный вопрос: при каких условиях все физические взаимодействия могут сливаться в одно единое? Отметим, что для трех различных видов полей тяготения такое слияние – «супергравитация» – должно было иметь место в первые мгновения расширения Вселенной, при гигантских температурах. Есть веские основания предполагать, что одновременно произошло и «Величайшее объединение» физических взаимодействий.

Но только ли сверхвысокие температуры требовались для этого? Оказывается, не только. События, о которых идет речь, должны были развертываться не в трехмерном, а в многомерном пространстве. Так для осуществления «супергравитации» подходило только… десятимерное пространство. Лишь в этом случае удается устранить из теории все возникающие в ней внутренние противоречия, лишающие ее физического смысла. А для теории «Величайшего объединения», тесно связанной с представлениями об элементарных частицах, как о так называемых суперструнах, требуется пространство с фантастическим числом измерений. Их должно быть ни много ни мало… пятьсот шесть!

В действительности все, по-видимому, было еще сложнее. Очень многие обстоятельства заставляют предположить, что в начальный период образования нашей Вселенной размерность пространства вообще была величиной переменной.

Затем, в какой-то момент, пространство по подавляющему большинству направлений почему-то «свернулось», «скомпактифицировалось». Причем все грандиозные события, о которых идет речь, уложились в ничтожную долю секунды. Дальнейший «вселенский спектакль» разыгрывался уже на трехмерной сцене.

В трехмерном мире

Что же касается геометрии нашей Вселенной в современную эпоху, то на больших космических расстояниях пространство трехмерно, а на очень малых микроскопических расстояниях, в самых сокровенных глубинах микромира пространство в принципе может оказаться и многомерным! В частности, не исключено, что на очень малых расстояниях порядка 10-33 сантиметра трехмерный мир имеет чрезвычайно малые «отростки», уходящие в четвертое, пятое, а возможно, и в еще более высокие измерения. На первый взгляд, это может показаться невероятным, но когда речь заходит о глубинах микромира, надо быть готовым к любым неожиданностям! Удастся ли человеку непосредственно «пощупать» эти ответвления в другие миры, а, может быть, на них и воздействовать, покажет будущее.

Что же касается возможных гипотетических «посетителей» нашего мира, то эту ситуацию трудно представить. Допустить, что нечто подобное действительно имеет место – слишком фантастично. Решительно отрицать? Но ведь мы практически ничего не знаем о реальных условиях существования в тех многомерных мирах, о которых идет речь. Впрочем, кое-что о некоторых физических условиях, которые должны были бы в них существовать, все же известно. В свое время выдающийся физик Эренфест показал, что в пространствах, обладающих большим числом измерений, чем наше, закон тяготения имеет иную форму. Поэтому там заведомо не могут существовать образования типа планетных систем или атомов. К аналогичному заключению пришел и знаменитый английский астроном Артур Эддингтон, который показал, что в таких мирах электрические заряды взаимодействуют между собой с гораздо большей силой, чем в нашем. В результате электроны здесь неизбежно попадали бы на атомные ядра и все атомы должны были бы «схлопнуться» и перестать существовать.

Выходит, что мы вовсе не случайно обитаем именно в трехмерном мире, где атомы достаточно устойчивы. Если же многомерные миры все же существуют и в них есть жизнь, то она должна быть совершенно иной, построенной из совершенно иных элементов! Но каких? Возможно, это особые «полевые структуры». А может быть, жизнь эта носит не индивидуализированный, а «коллективный» характер.

В мирах иных измерений

А что было бы, если бы наш мир имел больше трех измерений? Как повлияло бы «лишнее», дополнительное измерение на течение различных физических процессов?

Попытаемся подойти к ответу на этот вопрос несколько издалека…

В современной научно-фантастической литературе довольно часто можно встретиться с почти мгновенным преодолением огромных космических расстояний с помощью так называемой нуль-транспортировки или перехода через «гиперпространство», или «подпространство», или «надпространство». Что при этом имеют в виду писатели-фантасты?

Ведь известно, что максимальной скоростью, с которой могут перемещаться в пространстве любые реальные тела, является, согласно теории относительности, скорость света в пустоте, равная 300 тысячам километров в секунду. Причем практически и эта скорость недостижима! О каких же стремительных «скачках» через миллионы и сотни миллионов световых лет может идти речь? Разумеется, идея подобных «переходов» – фантастическая. Однако в ее основе лежат довольно интересные физико-математические соображения.

Представим себе «одномерное существо» – точку, обитающее в одномерном пространстве, то есть на прямой линии. В этом «тесном» мире имеется только одно измерение – длина и только два возможных направления движений – вперед и назад.

У воображаемых двумерных существ – «плоскатиков» – возможностей уже значительно больше. Они могут перемещаться в двух измерениях: в их мире помимо длины есть еще и ширина. Но они точно так же не способны выйти в третье измерение, как и существа-точки не могут «выпрыгнуть» за пределы своей прямой линии. Одномерные и двумерные обитатели в принципе способны прийти к теоретическому выводу о возможности существования большего числа измерений, чем в их мирах, но путь в следующие измерения для них практически закрыт!

По обе стороны от плоскости расположено трехмерное пространство, в котором обитаем мы – трехмерные существа, неведомые двумерным жителям, заключенным в свой плоский мир: ведь даже видеть они могут только в пределах своего пространства. С трехмерным миром и его обитателями двумерные жители могли бы практически столкнуться только в том случае, если бы какой-нибудь человек, к примеру, проткнул их плоскость гвоздем или иголкой. Но и тогда двумерное существо могло бы наблюдать только двумерную область пересечения плоскости и гвоздя. Вряд ли этого было бы достаточно, чтобы сделать какие-либо заключения о «потустороннем», с точки зрения двумерного жителя, трехмерном пространстве и его «таинственных» обитателях.

Но точно такие же рассуждения можно отнести и к нашему трехмерному пространству, если бы оно было заключено в более «обширном» четырехмерном пространстве, подобно тому как двумерная плоскость заключена в нем самом.

Однако попытаемся сперва выяснить, что вообще представляет собой четырехмерное пространство. В нашем трехмерном мире, как это уже было отмечено выше, существует три взаимно перпендикулярных направления – длина, ширина и высота – три взаимно перпендикулярные оси координат. Если бы к этим трем направлениям можно было добавить четвертое, также перпендикулярное к каждому из них, то мы получили бы пространство, обладающее четырьмя измерениями – четырехмерный мир!

С точки зрения математической логики наши рассуждения о построении четырехмерного пространства абсолютно безукоризненны. Но сами по себе они еще ничего не доказывают, поскольку логическая непротиворечивость не является доказательством «существования» в физическом смысле. Такое доказательство способен дать только опыт. А опыт свидетельствует о том, что в нашем пространстве через одну точку можно провести только три взаимно перпендикулярные прямые линии.

Обратимся еще раз к помощи «плоскатиков». Для этих существ третье измерение, в которое они не могут выйти, все равно, что для нас четвертое. Однако между воображаемыми плоскими существами и нами, обитателями трехмерного мира, есть важное различие. В то время как плоскость является двумерной частью реально существующего трехмерного мира, все имеющиеся в нашем распоряжении научные данные убедительно свидетельствуют о том, что пространство, в котором живем мы, – геометрически трехмерно и не является частью какого-то четырехмерного мира! Если бы такой четырехмерный мир действительно существовал, то в нашем трехмерном мире могли бы происходить весьма странные события и явления.

Вернемся снова к двумерному, «плоскому» миру. Хотя его обитатели и не могут «выходить» за пределы своей плоскости, все же, благодаря наличию внешнего трехмерного мира, в принципе можно представить себе некоторые явления, предполагающие выход в третье измерение. Это обстоятельство делает возможными такие процессы, которые в самом по себе двумерном пространстве происходить бы не мог ли. Представим себе, например, нарисованный в плоскости циферблат часов. Какими бы способами мы ни вращали и ни перемещали этот циферблат, оставаясь в плоскости, нам никогда не удастся изменить расположение цифр таким образом, чтобы они следовали друг за другом в направлении против часовой стрелки. Этого можно достичь, лишь «изъяв» циферблат из плоскости в трехмерное пространство, перевернув его, а затем вновь возвратив в плоскость.