В теории разрабатываются различные варианты сценария эволюции Вселенной. Хотя они существенно отличаются друг от друга, но наиболее перспективные из них имеют одну важную особенность, которая заключается в наличии представлений о существовании инфляционной стадии эволюции Вселенной - стадии экспоненциального раздувания Вселенной. «В рамках инфляционных теорий удается решить ряд космологических проблем, а также и предсказать наличие «островной» структуры Вселенной, что является следствием различных типов нарушения симметрии в разных мини-Вселенных. С этой точки зрения и сама жизнь оказывается результатом вполне конкретной цепочки определенным образом спонтанно нарушенных симметрии исходного вакуума». [2]
Идея спонтанного нарушения симметрии исходного вакуума вошла в физику элементарных частиц из физики твердого тела. Эта идея привела к созданию единой теории электромагнитного и слабого взаимодействий. Теория слабого взаимодействия была создана не сама по себе, а оказалась вписанной в единую электрослабую теорию. В настоящее время теория электрослабого взаимодействия подтверждена экспериментально. Идея спонтанного нарушения симметрии исходного вакуума означает отход от общепринятого представления о вакууме как о состоянии, в котором среднее значение энергии всех физических полей равно нулю. Здесь признается возможность существования состояний с наименьшей энергией при отличном от нуля значении некоторых физических полей, возникает представление о существовании вакуумных конденсатов - состояний с отличным от нуля вакуумным средним. «Спонтанное нарушение симметрии означает, что при определенных макроусловиях фундаментальные симметрии оказываются в состоянии неустойчивости. Платой за неустойчивое состояние системы является асимметричность вакуума». [3]
Таким образом, в физику с использованием калибровочного принципа вкупе с идеей спонтанного нарушения симметрии вакуума в качестве основного методологического принципа входит принцип рассмотрения физических явлений и процессов сквозь призму диалектики симметрии и асимметрии. Ибо здесь ясно просматривается диалектическое тождество этих противоположностей, когда симметрия содержит в себе в виде возможности асимметрию, а асимметрия зиждется на симметрии. «Успех этот стимулирует физиков в направлении поисков адекватной симметрии, объединяющей сильное и электрослабое взаимодействие, (Великое объединение) и симметрии, объединяющей Великое объединение и гравитационное (Суперобъединение)». [1]
Так как Вселенная расширяется, естественно думать, что раньше она была меньше, что когда-то все пространство было сжато в сверхплотную материальную точку. Это был момент так называемой сингулярности, который уравнениями современной физики описан быть не может. По неизвестным причинам произошел процесс, подобный взрыву, и с тех пор Вселенная начала «расширяться». Процессы, происходящие при этом, объясняются теорией «горячей» Вселенной. Во всех развитых динамических космологических моделях утверждается о расширении Вселенной из некоторого сверхплотного и сверхгорячего состояния, называемого сингулярным.
Общеметодологические принципы дают основание полагать, что физические законы, которые выражают гипотетические свойства сингулярного состояния, принципиально отличны от ныне известных законов. При стремлении последовательно проводить реалистический взгляд на природу можно абстрактно утверждать, что само сингулярное состояние есть продукт некоего предшествующего развития материи. Видимо, вполне удовлетворительно в качестве относительно первой формы движения принять ту, которая возникла при «Большом Взрыве», т.е. речь идет о моменте перехода от сингулярного состояния к известным ныне базовым формам движения - это движения элементарных частиц и их взаимодействия. [4] . В последнее время усиленно обсуждаются причины того «первотолчка», который послужил началом расширения Вселенной. Один из возможных механизмов, основанный на гипотезе о существовании кванта единого пространства - времени, описан в теории инфляционной Вселенной. Рассмотрим ее основные положения и выводы.
С точки зрения английского теоретика С. Хоукинга, на самой ранней стадии развития Вселенной образовывались маленькие черные дыры. Он также показал, что эти черные «дырочки» испаряются примерно через . Отсюда вытекает, что по истечении этого интервала времени во Вселенной существовала странная «пена» из черных дыр. В этот момент пространство и время были совершенно не похожие на теперешние - они не обладали непрерывностью. Эта пена представляла собой по сути дела смесь пространства, времени, черных дыр и «ничего», не связанных друг с другом. [6] . Расчеты квантовых процессов вокруг черных дыр, проделанные С. Хоукингом, показали, что существует квантовый процесс рождения частиц гравитационным полем самой черной дыры, приводящий к уменьшению массы и размера черной дыры. Конечно, эти процессы намного слабее тех, что происходят в сингулярности. Согласно расчетам Хоукинга черная дыра массой М (в граммах) рождает частицы точно так же, как абсолютно черное тело, нагретое до температуры .[5]
В философско-мировоззренческом плане Вселенная есть все существующее, вне её нет ничего, в том числе, разумеется, и пустоты. Причинами начала расширения Вселенной выступают квантовые эффекты, возникающие в поле тяготения при огромных плотностях материи. Эти эффекты во многом еще не ясны, современная физическая наука лишь начинает их исследовать и осмысливать; сам термин «Большой Взрыв» - больше метафора, чем точный теоретический конструкт. Современная космология еще не в состоянии дать достаточно достоверный ответ на вопрос о том, что же было до начала расширения Вселенной.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Барашенков В.С. Законы симметрии в структуре физического знания // Физическая теория. Философско-методологический анализ. - М.: Наука, 1980. - С. 332-351.
- Верешков Г.М., Минасян Л.А., Саченко В.П. Физический вакуум как исходная абстракция // Философские науки. - 1990. - № 7. - С. 20-29.
- Гриб А.А., Дамаскинский В.В., Максимов В.М. Проблема нарушения симметрии и инвариантности вакуума в квантовой теории поля // Успехи физических наук. - 1970. - Т. 102. - Вып. 4. - С. 587-620.
- Князев В.Н. Философия физики. В кн.: Философия науки. Методология и история конкретных наук. М.: «КАНОН+». 2007. - С. 99.
- Новиков И.Д. Эволюция Вселенной. - М.: Наука, 1983. - 175 с.
- Шипов Г.И. Теория физического вакуума. - М.: Наука, 1997. - 238 с.