Гимн Небес

В 70-х годах С. И. Сухонос поставил перед собой мировоззренческую задачу: определить, есть ли в масштабной иерархии Вселенной какой-либо самостоятельный порядок устройства. Он исходил из следующего принципа: все объекты и процессы во Вселенной объединяет общий гармонический принцип, проявляющийся через распределение объектов по размерам, а распределение полевых связей через длины волн; если же гармонии во Вселенной нет, то в расположении всех объектов на масштабной шкале должен царить хаос.

Используя справочные данные о размерах объектов Вселенной, Сухонос С. И. расположил их на шкале десятичных логарифмов (М-оси). И в результате выявлена поразительная закономерность: оказалось, что наиболее типичные объекты Вселенной занимают в своих средних размерах на М-оси места строго через 10⁵. Более того, многие ключевые системные свойства объектов Вселенной (структурных и динамических) имеют подобие с коэффициентами 10^10, 10¹⁵, 10²⁰. Впервые эти результаты были опубликованы в научно-популярном журнале (1). Затем последовали еще две публикации (2,3), которые в сжатом виде показывали основные закономерности открытого явления. Такие закономерности не могли появиться в условиях неуправляемого Большого Взрыва.

Обсуждая беспредельную красоту нашего мира, ученые Г. Вейль, П. А. М. Дирак, В. Гейзенберг, Р. Фейнман и другие в XIX в. и в начале XX в. открыли так называемые большие числа – числа, имеющие огромные, «безмерные», с точки зрения современной физики, значения 10²⁰, 10⁴⁰, 10⁶⁰, 10⁸⁰, 10¹²⁰ и т.д. (будем рассматривать их с точностью до порядка). Наиболее красивое объяснение проблемы больших чисел было предложено в 1937 году П. А. М. Дираком, связавшим все большие числа с космологическим временем управляемого Большого Взрыва, которое в атомных единицах также является одним из больших чисел. Эта замечательная идея Дирака дала мощный импульс развитию целого ряда программ – теорий гравитации с переменной гравитационной постоянной, геофизической теории расширяющейся Земли, исследованию изменения физических констант с космологическим временем, а также альтернативной антропной программе. Важнейшим аргументом против гипотезы Дирака является отсутствие на данный момент каких-либо хорошо установленных экспериментальных подтверждений изменения силы гравитационного взаимодействия. Вместе с тем, ученым не удалось до сих пор предложить иные физические объяснения появлению больших чисел, столь же простые и красивые, как идея Дирака.

Поскольку разные авторы анализировали разные большие числа и соотношения между ними, целесообразно рассмотреть их совокупность целиком. Г. Вейлем рассматривается первое соотнесение больших чисел между собой, Э. Милном была предложена идея зависимости гравитационной постоянной от времени.

К большим числам величия Вселенной относятся прежде всего параметры, характеризующие её в целом (для удобства будем рассматривать их с точностью до порядка):

1) Радиус наблюдаемой Вселенной:

R/ro 10⁴⁰,

Где ro – так называемый радиус электрона ro = Ke²/mc² (K – постоянная, зависящая от выбора электродинамических единиц).

2) Возраст Вселенной:

T/tо 10⁴⁰,

где tо – так называемое атомное время tо = h/mc², m – характерная масса элементарных частиц (обычно – электрона или протона).

3) Масса Вселенной, выраженная в массах протона:

M/mp 10⁸⁰ = (10⁴⁰)².

Большие числа характеризуют и параметры звезд – основных материальных объектов Вселенной:

Массы звезд, выраженные в массах протона:

M*/mp 10⁶⁰=(10⁴⁰)^3/2.

Наконец, одним из важнейших больших чисел является

4) Отношение электромагнитной и гравитационной сил между двумя частицами, например, между протоном и электроном:

5) Fэл/Fгр = Ke²/Gmemp 10⁴⁰,

В некоторых соотношениях большие числа присутствуют в скрытом виде:

6) G H², где H – параметр Хаббла,

7) HT 1,

8) GR h²/m³,

9) G/ (h⁴/m⁶c²),

10) GM/Rc² 1 и др.

С чем связано появление таких больших чисел в Природе? Среди больших чисел особое место занимает время существования Вселенной. В принципе само по себе оно не нуждается в объяснении – время постоянно увеличивается и таким образом достигло своего нынешнего значения. Чтобы измерять время нам приходится пользоваться некой единицей времени. В отличие от таких физических величин, как скорость, электрический заряд и другие, в настоящее время у нас нет столь же фундаментальной естественной единицы времени. Для измерения времени используются две различные шкалы – макрошкала (период вращения Земли и т.д.) и микрошкала, где в качестве единицы времени выбираются атомные единицы – время прохождения светом отрезка, равного комптоновской длине или "классическому" радиусу электрона или какой-либо другой частицы. В атомных единицах время существования Вселенной оказывается одним из больших чисел.