Одна формула и весь мир

Седов Евгений Александрович

Перед нашим мысленным взором предстает Вселенная, напоминающая мехи музыкальной гармоники, которые, растягиваясь в одних местах, одновременно сжимаются в других. За тепловой смертью, наступившей в какой-либо части Вселенной, неизменно следует реанимация, стимулируемая такими «регулировщиками космического движения», как гравитационные, электромагнитные и ядерпые поля. Вселенная, как птица Феникс, то умирает, то восстает из пепла, одновременно копя порядок и увеличивая энтропию рассеиваемого тепла и распыленных в пространстве частиц.

Нельзя утверждать, что нарисованная нами картина намного оптимистичней, чем теория всеобщей тепловой смерти Вселенной. Мало кого утешит тот факт, что

космические пылинки, оставшиеся от нашего некогда гармоничного и упорядоченного мира, через громадный отрезок времени (а время без движения планет вокруг Солнца и отсчитывать-то непонятно в каких единицах) станут частицами каких-то неведомых новых планет. С тем же успехом можно пытаться утешить умирающего мыслью о том, что прах его сможет служить удобрением для растущих на его могиле цветов.

Утешаться можно другим: по расчетам ученых отрезок времени, прошедшего с момента образования Солнечной системы, неизмеримо меньше того срока, за который Солнце должно остыть. Так что на наш с вами век, как говорится, хватит. Что же касается человечества, которому, может быть, предстоит дожить до момента угасания Солнца, то кто знает, что к тому времени люди будут способны творить! Может быть, новое искусственное Солнце. А может быть, искусственную Землю, которую они заставят вращаться вокруг какой-то принадлежащей не нашей галактике горячей звезды.

Все это так же трудно себе представить, как и то, что где-то в далекой от нас части Вселенной уже сейчас существует, возможно, еще более развитый и совершенный, чем наш, населенный разумными жителями мир. Так что скорбеть сейчас по поводу обреченности Солнца и нашей планеты столь же бессмысленно, как неразумно цветущему юноше горевать о том, что в конце концов, в глубокой старости, он все равно умрет. Тем более что всей Вселенной предписана не смерть, а бессмертие: космический цикл, изображенный на нашем рисунке, показывает, что одновременно с разрушающимися системами, находящимися в области разбегающихся галактик, всегда будут существовать и такие области, в которых копится информация, развивается некий неведомый нам совершенный и упорядоченный мир. Он может быть во многом не схожим с привычным для нас с вами миром: в нем могут образоваться иные формы жизни и не похожие на нас с вами разумные существа. Не пытайтесь даже представить себе, как выглядят эти далекие братья по разуму, какие животные и растения их окружают: ваша фантазия наверняка беднее, чем фантазия природы, миллиардами лет пробовавшей «на прочность» различные комбинации атомов, молекул и клеток, из которых образовались сложные организмы и разумные существа.

Конкретные признаки могут быть бесконечно разнообразными, но сам процесс эволюции подчиняется общим законам, справедливым для всей Вселенной. В основе общего механизма эволюционных процессов лежит накопление информации, определяющей структуру клеток и тканей, взаимодействие органов создаваемых природой живых существ.

Можно ли считать нарисованную нами картину «вечной жизни Вселенной» в достаточной степени достоверной? Что это: фантастический вымысел, научная гипотеза или строго доказанный факт?

Современная наука располагает фактами, подтверждающими, что помимо тенденции к увеличению энтропии во Вселенной действуют и антиэнтропийные динамические процессы. Эти факты являются дополнительными аргументами против теории тепловой смерти Вселенной. Но полностью опровергнуть ее наука до сих пор не смогла.

Были попытки опровержения теории тепловой смерти Вселенной на том основании, что второй закон термодинамики распространяется только на закрытые (то есть полностью изолированные от внешнего мира) системы, а Вселенную нельзя отнести к категории закрытых систем.

Аргумент звучал неубедительно. Если считать Вселенную открытой системой, надо предположить, что она каким-то образом взаимодействует... С чем? Ведь она бесконечна! А раз так, значит, взаимодействовать ей вроде бы не с чем,разве что только с собой. Но сами с собой взаимодействуют как раз не открытые, а изолированные системы. А в них всегда растет энтропия.

Вместо убедительной научной аргументации получался порочный логический круг. И опять возникала мрачная тень тепловой смерти Вселенной.

Просто и убедительно аргументировал несостоятельность теории тепловой смерти Вселенной советский ученый А. А. Любищев: если тепловая смерть неизбежна, то почему этого до сих пор не произошло?

Это, конечно, довод, но еще не доказательство и уж во всяком случае не объяснение, каким образом удается Вселенной вопреки второму закону термодинамики избежать тепловой смерти и сохранить вечную жизнь. Наиболее убедительным на сегодняшний день представляется опровержение тепловой смерти Вселенной, основанное на рассмотрении антиэнтропийного характера гравитационных полей. Современная астрофизика изучает даже такие процессы, в которых второй закон термодинамики действует как бы наоборот. Вот что пишет по этому поводу сотрудник обсерватории Академии наук Казахской ССР доктор физико-математических наук И. Л. Генкин:

«...Один из основных постулатов термодинамики — постулат о существовании равновесного состояния — не имеет места для систем, состоящих из гравитирующих материальных точек (даже если мысленно представлять эти системы замкнутыми). Дело в том, что системы гравитирующих тел и их большие подсистемы, как можно показать, обладают отрицательной теплоемкостью. Обычная система охлаждается, теряя за счет испарения наиболее быстрые молекулы. Гравитирующая система, теряя быстрые частицы, становится горячее. Такие процессы происходят в реальных звездных системах, из которых навсегда улетают звезды со скоростями выше так называемой «второй космической» (параболической) При этом система (ее остаток) сжимается и «разогревается», то есть увеличиваются скорости звезд, что приводит к испарению новых звезд и т. п.

Эти процессы хорошо изучены в звездной динамике. Если учесть изменение массы звездной системы, то окажется, что ее энтропия непрерывно убывает, уносится из системы улетающими звездами. При этом сложность остатка системы возрастает, в нем образуются подсистемы звезд, усиливаются в целом внутренние связи между отдельными элементами, выделяется ядро и т. д.»

Так протекает реанимация, спасающая Вселенную от тепловой смерти и обеспечивающая ей вечную жизнь. Надо учитывать также грандиозность пространственных и временных масштабов космических циклов, не удивляясь тому, что один такт длится многие миллиарды лет.

Казалось бы, в свете современной науки от теории тепловой смерти не должно было остаться камня на камне: открыты реальные космические процессы, противоборствующие увеличению энтропии, установлены общие закономерности, согласно которым тенденциям равномерного растекания тепла по пространству, приводящим к увеличению энтропии, противостоят тенденции накопления информации, образования новых упорядоченных звездных и планетных систем.

Казалось бы... Но на самом деле все обстоит не так просто. Концентрация вещества в космосе неизбежно сопровождается выделением тепла в окружающее космическое пространство. Растекание тепла по пространству сопровождается увеличением энтропии. Второй закон термодинамики утверждает, что этот прирост энтропии по величине перекрывает уменьшение энтропии, обусловленное концентрацией вещества. И никто не сумел пока доказать, что это не так.