Мир вокруг нас
Шрифт:
Если пойти ещё дальше в прошлое (при ещё большем повышении концентрации энергии) — можно увидеть распад самих вакуумных частиц, и т. д. — бесконечно можно двигаться ко всё более глубоким уровням вещества (каждый из которых — имеет начало, и когда-то не существовал или был другим (как и Мир в целом)).
Итак, Большой Взрыв (а также время до Большого Взрыва, т. е. до планковской эпохи) — может представляться как последовательное остывание, падение концентрации энергии в окружающем Мире, в т. ч. связанное с переходами её на образующиеся (самоорганизующиеся) более высокие уровни вещества. Так, энергия движения вакуумных частиц (газовой фазы) — переходит, в конечном итоге, в энергию (массу) покоя элементарных частиц (= солитонов), сами
Заметим, что существование, в прошлом, полухаотичной (жидкой) и ещё более примитивных фаз вакуума — является возможным, но не обязательным, т. к. непрерывное падение концентрации энергии, в истории окружающего Мира — это лишь экстраполяция наблюдательных данных (о физическом расширении Мира), в прошлое, т. е. лишь возможное направление. Поэтому также не исключены процессы, в истории Мира, временно повышающие концентрацию энергии:
На неклассическом этапе, подобная возможность имеется в струнных теориях (Большой Взрыв как результат столкновения многомерных струн (бран), что приводит к выделению энергии); также и инфляция, до распада поля инфлатона — характеризуется падением температуры, но дальнейший распад поля инфлатона, вновь разогревает вакуум (наполняет окружающий Мир / конечную Вселенную энергией, в виде реальных частиц).
Вопрос о фазе вакуума, предшествующей процессу поднятия (и возможной инфляции), а также вопросы о более ранних этапах эволюции Мира, вплоть до бесконечно далёких времён — являются, естественно, выходящими за рамки окружающего Мира = доступной наблюдениям части Вселенной, на современном этапе. Но наиболее простые = наиболее вероятные варианты — можно видеть уже сегодня.
Простота окружающего Мира
Попробуем решить следующий вопрос: можно ли назвать окружающий Мир — самым простым из возможных Миров (а значит, и наиболее вероятным)?
Действительно, если рассматривать вакуум, то вакуумные частицы — представляются однообразными (одинаковыми), притом обладающими сферически симметричной формой своих эпицентров, что является самым простым вариантом устройства объектов. Кристаллическая решётка вакуума как плотноупакованная (в которой каждая вакуумная частица окружена 12-ю другими) — также (вероятно) самый простой вариант строения кристаллической решётки.
В итоге, является ли процесс поднятия из плоского состояния (с нарушением симметрии) — самым простым процессом из возможных, которые могли произойти? Будучи связанным с образованием наиболее простой кристаллической решётки, причём наиболее простыми частицами среды вакуума, поднятие, с откалыванием всего одной грани — действительно представляется самым простым процессом, и вариантом образования вещества / кристаллизации вакуума.
Этот вариант, как самый простой — имеет своим следствием, дальнейшее образование таких объектов как атомы. В итоге, существование лёгких элементарных частиц, электронов, образующих электронные оболочки вокруг атомных ядер (где каждый протон — примерно в 1 836 раз массивнее электрона, а нейтрон — в 1 839 раз), — также представляется самым простым вариантом устройства вещества, и окружающего Мира. (В иных условиях, в других (менее вероятных) Мирах — вместо атомов могут существовать совершенно другие объекты).
Благодаря наличию атомов — возможно образование ионов и химические реакции (между атомами), приводящие к появлению молекул, камней, океанов и т. д.
Итак, почему наш Мир таков как есть? Потому что такое строение Мира, которое реализовалось — является наиболее вероятным = наиболее простым, что можно наглядно видеть из геометрии.
Аналогична — причина появления человека в крупной галактике (Млечный Путь), что также реализовалось как наиболее вероятное событие (т. к. число звёзд тут, по сравнению с соседними галактиками — огромно).
Человек мог появиться и в малой галактике,
Далее: Итак, мы рассмотрели, в целом, общую картину Большого Взрыва, в связи с наглядными (постнеклассическими) представлениями об уровне вещества вакуума и элементарных частиц. При этом, детали, которые можно назвать (относительно) частными — были, естественно, опущены, а все процессы — рассматривались упрощённо (а некоторые моменты — ещё будут уточнены, позже). К рассмотрению уровня вещества вакуума и элементарных частиц, мы ещё будем возвращаться, далее, а сейчас — переходим к рассмотрению более высокого уровня вещества окружающего Мира, после атомных ядер, — т. е. атомов:
Атомы
Атом — состоит из ядра и электронов, что можно наглядно видеть, и уже рассматривалось ранее, на примере атома гелия-4 (рис. 203). Беря в расчёт, что электрон не является ни точкой, ни твёрдым шариком, но обладает безграничными размерами, и является волной (на постнеклассическом этапе — нелинейной волной в кристаллической среде вакуума), электрон может, взаимодействуя сам с собой (самодействие) и с атомным ядром, образовывать стоячие волны, — основу атомных (электронных) орбиталей (при этом, в размере любой орбитали должно укладываться целое число т. н. волн де Бройля электрона (что является условием образования стоячей волны)). Это число — было названо главным квантовым числом (n) (одно из первых, открытых в квантовой механике).
Орбитали с одинаковым n — составляют т. н. электронные оболочки атома, см. табл. 64. Из табл. видно, что первая электронная оболочка атома состоит из всего одной, 1s-орбитали, на которой может расположиться два электрона с противоположными спинами, что можно наглядно видеть на рис. 214. Вторая электронная оболочка, как видно из табл. 64 — состоит из одной 2s- и трёх 2p-орбиталей, и содержит уже 8 электронов. Третья — 18. И т. д.
Таблица 64
Число электронов на оболочках в атоме (примечание: s, p, d, f, g — орбитали; их число — указано в скобках)
Рис. 214
Причину, почему на атомных оболочках находится именно столько электронов — можно усмотреть из предположения о симметрии энергоуровней атомных ядер и атомов (как уже, в целом, рассматривалось ранее). С другой стороны, эти числа (2, 8, 18, 32 и 50) — в точности соответствуют увеличению площади сферы, при возрастании её радиуса на одинаковую величину: Например, если радиус сферы, которая соответствует месту, занимаемому 2 электронами, увеличить в два раза — площадь сферы возрастёт в 4 раза (согласно известной формуле S = 4r2 = d2), и т. о. на ней будет место для 8 электронов. Если радиус увеличить в три раза — площадь возрастёт в 9 раз, и будет место уже для 18 электронов (третья оболочка). И т. д., в четыре — для 32 (четвёртая оболочка), в пять — для 50 (на этой, пятой оболочке, уже имеются, пока неоткрытые, орбитали энергоуровня g, принадлежащие элементам за пределами (современной) таблицы Менделеева).