Evrenin paradoksları. Evrenin şaşırtıcı paradoksları

Ekolojiden geometriye, mantıktan kimyaya kadar her yerde paradokslara rastlamak mümkün. Makaleyi okuduğunuz bilgisayar bile paradokslarla dolu. İşte ilginç paradoksların on açıklaması. Bazıları o kadar tuhaf ki, asıl amacın ne olduğunu hemen anlamak zor...

1. Banach-Tarski paradoksu

Elinizde bir top tuttuğunuzu hayal edin. Şimdi bu topu parçalara ayırmaya başladığınızı ve parçaların istediğiniz şekilde olabileceğini hayal edin. Daha sonra parçaları bir yerine iki top elde edecek şekilde birleştirin. Bu toplar orijinal topla karşılaştırıldığında ne kadar büyük olacak?
Küme teorisine göre, ortaya çıkan iki top, orijinal topla aynı boyut ve şekilde olacaktır. Ayrıca topların farklı hacimlere sahip olduğunu dikkate alırsak toplardan herhangi biri diğerine göre dönüştürülebilir. Bu, bezelyenin güneş büyüklüğünde toplara bölünebileceğini gösteriyor.
Paradoksun püf noktası, topları herhangi bir şekle sahip parçalara ayırabilmenizdir. Pratikte bunu yapmak imkansızdır - malzemenin yapısı ve sonuçta atomların boyutu bazı kısıtlamalar getirir.
Topu istediğiniz şekilde kırmanın gerçekten mümkün olabilmesi için, topun sonsuz sayıda sıfır boyutlu nokta içermesi gerekir. O zaman bu tür noktaların topu sonsuz yoğunluğa sahip olacak ve onu kırdığınızda parçaların şekilleri o kadar karmaşık hale gelebilir ki belli bir hacme sahip olmayacaklar. Ve her biri sonsuz sayıda nokta içeren bu parçaları istediğiniz büyüklükte yeni bir top halinde birleştirebilirsiniz. Yeni top yine sonsuz noktalardan oluşacak ve her iki top da eşit derecede sonsuz yoğunlukta olacaktır.
Fikri uygulamaya koymaya çalışırsanız hiçbir şey işe yaramaz. Ancak matematiksel kürelerle (üç boyutlu uzayda sonsuza kadar bölünebilen sayısal kümeler) çalışırken her şey harika sonuç verir. Çözülmüş paradoksa Banach-Tarski teoremi denir ve matematiksel küme teorisinde büyük bir rol oynar.

2. Peto'nun paradoksu

Açıkçası balinalar bizden çok daha büyüktür, bu da onların vücutlarında çok daha fazla hücreye sahip oldukları anlamına gelir. Ve teorik olarak vücuttaki her hücre kötü huylu hale gelebilir. Bu nedenle balinaların kansere yakalanma olasılığı insanlardan çok daha fazladır, değil mi?
Bu taraftan değil. Adını Oxford profesörü Richard Peto'dan alan Peto Paradoksu, hayvan büyüklüğü ile kanser arasında hiçbir bağlantı olmadığını belirtiyor. İnsanlar ve balinaların kansere yakalanma şansı hemen hemen aynıdır, ancak bazı küçük fare türlerinin bu şansı çok daha yüksektir.
Bazı biyologlar, Peto paradoksundaki korelasyon eksikliğinin, daha büyük hayvanların tümörlere daha iyi direnç gösterebilmesiyle açıklanabileceğine inanıyor: hücrelerin bölünme süreci sırasında mutasyona uğramasını önlemek için çalışan bir mekanizma.

3. Günümüzün sorunu

Bir şeyin fiziksel olarak var olabilmesi için bir süre dünyamızda mevcut olması gerekir. Uzunluğu, genişliği ve yüksekliği olmayan bir nesne olamaz ve "süresi" olmayan bir nesne olamaz - "anlık" bir nesne, yani en azından bir süre boyunca var olmayan bir nesne, hiç mevcut değildir. .
Evrensel nihilizme göre geçmiş ve gelecek, şimdiki zamanda zaman işgal etmez. Üstelik "şimdiki zaman" dediğimiz süreyi ölçmek imkansızdır: "şimdiki zaman" dediğiniz herhangi bir zaman miktarı geçmiş, şimdiki zaman ve gelecek gibi parçalara bölünebilir.
Şimdiki zaman, örneğin bir saniye sürerse, o zaman bu saniye üç bölüme ayrılabilir: ilk bölüm geçmiş, ikincisi şimdiki zaman, üçüncüsü gelecek olacaktır. Şimdi şimdiki zaman dediğimiz saniyenin üçte biri de üç parçaya bölünebilir. Elbette fikri zaten anladınız; sonsuza kadar böyle devam edebilirsiniz.
Dolayısıyla şimdiki zaman gerçekte var değildir çünkü zaman içinde devam etmez. Evrensel nihilizm bu argümanı hiçbir şeyin var olmadığını kanıtlamak için kullanır.

4. Moravec'in paradoksu

Rastgele bir sayının "1" rakamıyla başlama şansı nedir? Yoksa "3" rakamından mı? Veya "7" ile mi? Olasılık teorisi hakkında biraz bilginiz varsa, olasılığın dokuzda bir yani %11 civarında olduğunu tahmin edebilirsiniz.
Gerçek sayılara bakarsanız, "9" sayısının vakaların %11'inden çok daha az sıklıkta gerçekleştiğini fark edeceksiniz. Ayrıca, beklenenden çok daha az sayı "8" ile başlıyor, ancak sayıların %30'u gibi devasa bir oran "1" ile başlıyor. Bu paradoksal model, nüfus büyüklüğünden hisse senedi fiyatlarına ve nehirlerin uzunluğuna kadar her türlü gerçek hayattaki durumda ortaya çıkıyor.
Fizikçi Frank Benford bu fenomeni ilk kez 1938'de fark etti. Rakam birden dokuza çıktıkça ilk görünen rakamın sıklığının düştüğünü buldu. Yani, "1" ilk rakam olarak yaklaşık %30,1 oranında görünür, "2" yaklaşık %17,6 oranında görünür, "3" yaklaşık %12,5 oranında görünür ve "9" görünene kadar bu şekilde devam eder vakaların yalnızca %4,6'sında ilk rakamdır.
Bunu anlamak için piyango biletlerini sırayla numaralandırdığınızı hayal edin. Biletlerinizi birden dokuza kadar numaralandırdığınızda herhangi bir sayının bir numara olma şansı %11,1'dir. 10 numaralı bilete eklediğinizde "1" ile başlayan rastgele bir sayının çıkma ihtimali %18,2'ye çıkmaktadır. 11'den 19'a kadar olan biletleri eklerseniz, "1" ile başlayan bilet numarasının gelme şansı artmaya devam ederek maksimum %58'e ulaşır. Şimdi 20 numaralı bileti ekleyip biletleri numaralandırmaya devam ediyorsunuz. Bir sayının "2" ile başlama şansı artarken, bir sayının "1" ile başlama şansı yavaş yavaş azalır.
Benford yasası tüm sayı dağılımı durumları için geçerli değildir. Örneğin, aralığı sınırlı olan sayı kümeleri (insan boyu veya ağırlığı) yasa kapsamına girmez. Ayrıca yalnızca bir veya iki sıralaması olan setlerle de çalışmaz.
Ancak kanun birçok veri türü için geçerlidir. Sonuç olarak yetkililer dolandırıcılığı tespit etmek için yasayı kullanabilirler: Sağlanan bilgiler Benford Yasasına uymadığında yetkililer birisinin verileri uydurduğu sonucuna varabilir.

6. C-paradoksu

Genler, bir organizmanın yaratılması ve hayatta kalması için gerekli tüm bilgileri içerir. Karmaşık organizmaların en karmaşık genomlara sahip olması gerektiğini söylemeye gerek yok ama bu doğru değil.
Tek hücreli amipler insanlardan 100 kat daha büyük genomlara sahiptir; hatta belki de bilinen en büyük genomlara sahiptirler. Ve birbirine çok benzeyen türlerde genom radikal biçimde farklılık gösterebilir. Bu tuhaflık C paradoksu olarak bilinir.
C paradoksunun ilginç bir sonucu, genomun gereğinden büyük olabileceğidir. İnsan DNA'sındaki tüm genomlar kullanılsaydı nesil başına mutasyon sayısı inanılmaz derecede yüksek olurdu.
İnsanlar ve primatlar gibi birçok karmaşık hayvanın genomu, hiçbir şeyi kodlamayan DNA içerir. Yaratıktan yaratığa büyük ölçüde değişen bu büyük miktardaki kullanılmamış DNA, hiçbir şeye bağlı değil gibi görünüyor ve C paradoksunu yaratan da budur.

7. İpteki ölümsüz karınca

Bir metre uzunluğundaki lastik bir ip üzerinde saniyede bir santimetre hızla sürünen bir karınca hayal edin. Ayrıca ipin saniyede bir kilometre uzadığını düşünün. Karınca sonuna ulaşabilecek mi?
Normal bir karıncanın bunu yapamaması mantıklı görünüyor çünkü hareket hızı, ipin esneme hızından çok daha düşük. Ancak karınca sonunda karşı uca ulaşacaktır.
Karınca henüz hareket etmeye bile başlamamışken ipin %100'ü onun önünde kalır. Bir saniye sonra ip çok daha büyüdü, ancak karınca da bir miktar mesafe yürüdü ve bunu yüzde olarak sayarsanız kat etmesi gereken mesafe azaldı - çok fazla olmasa da zaten %100'ün altında.
İp sürekli esnese de karıncanın kat ettiği küçük mesafe de artar. Ve genel olarak ip sabit bir oranda uzasa da karıncanın yolu her saniye biraz daha kısalır. Karınca da sürekli sabit bir hızla ilerlemeye devam eder. Böylece kat ettiği mesafe her geçen saniye artmakta, kat etmesi gereken mesafe ise azalmaktadır. Yüzde olarak elbette.
Sorunun çözümlenebilmesi için tek bir şart vardır: Karıncanın ölümsüz olması gerekir. Yani karınca evrenin varoluşundan biraz daha uzun olan 2,8×1043,429 saniyede sona ulaşacaktır.

Kozmolojide Evrenin sonluluğu veya sonsuzluğu sorusu büyük önem taşımaktadır:

Eğer Evren sonluysa, Friedman'ın gösterdiği gibi, durağan bir durumda olamaz ve ya genişlemesi ya da daralması gerekir;

Eğer Evren sonsuzsa, o zaman onun sıkışması veya genişlemesiyle ilgili tüm varsayımlar anlamını yitirir.

Sözde kozmolojik paradoksların, ne büyüklüğü, ne varoluş zamanı, ne de içerdiği maddenin kütlesi anlamında sonsuz olan sonsuz bir Evrenin var olma ihtimaline itiraz olarak ortaya atıldığı biliniyor. Ne kadar büyük olursa olsun herhangi bir sayıyla ifade edilebilir. Bakalım bu itirazlar ne kadar haklı çıkacak.

TAU'nun kozmolojik paradoksları özü ve araştırmasıdır

Zaman ve uzayda sonsuz bir Evrenin var olma ihtimaline yönelik başlıca itirazların şu şekilde olduğu bilinmektedir.

1. VIV 1744 İsviçreli gökbilimci J.F. Chezot, sonsuz bir Evren fikrinin doğruluğundan şüphe eden ilk kişiydi: Eğer Evrendeki yıldızların sayısı sonsuzsa, o zaman neden tüm gökyüzü tek bir yıldızın yüzeyi gibi parlamıyor? ? Gökyüzü neden karanlık? Yıldızlar neden karanlık boşluklarla ayrılıyor? Sonsuz Evren modeline yönelik aynı itirazın 1823 yılında Alman filozof G. Olbers tarafından da ortaya atıldığı sanılmaktadır. Albers'in karşı argümanı, uzak yıldızlardan bize gelen ışığın, yolundaki madde tarafından emilmesi nedeniyle zayıflaması gerektiğiydi. Ancak bu durumda bu maddenin kendisinin yıldızlar gibi ısınması ve parlak bir şekilde parlaması gerekir." . Ancak gerçekte durum böyle! Modern fikirlere göre, boşluk "fazladan bir şey" değil, çok gerçek fiziksel özelliklere sahip "ekstra bir şey"dir. O halde neden ışığın bu "şey" ile etkileşime girdiğini, ışığın her fotonunun bu "şey" içinde hareket ederken kat ettiği mesafeyle orantılı olarak enerji kaybedeceğini ve bunun sonucunda fotonun radyasyonunun spektrumun kırmızı kısmı. Doğal olarak, foton enerjisinin vakum tarafından emilmesine, vakumun sıcaklığındaki bir artış eşlik eder, bunun sonucunda vakum, arka plan radyasyonu olarak adlandırılabilecek ikincil bir radyasyon kaynağı haline gelir. Dünya'dan yayan nesne tAU yıldızı, galaksi tAU'ya olan mesafe belirli bir sınır değere ulaştığında, bu nesneden gelen radyasyon o kadar büyük bir kırmızıya kayma alır ki, boşluğun arka plan radyasyonuyla birleşir. Dolayısıyla sonsuz Evrendeki yıldızların sayısı sonsuz olsa da, Dünya'dan ve genel olarak Evrenin herhangi bir noktasından gözlemlenen yıldızların sayısı elbette uzayın herhangi bir noktasında gözlemci kendisini merkezdeymiş gibi görür. Belirli sınırlı sayıda yıldızın (galaksinin) gözlemlendiği Evrenin. Aynı zamanda, arka plan radyasyonunun frekansında, tüm gökyüzü, aslında gözlemlenen tek bir yıldızın yüzeyi gibi parlıyor.

2. 1850'de Alman fizikçi R. Clausius Vl.. doğada ısının sıcak bir vücuttan soğuk bir gövdeye geçtiği sonucuna vardı.. Evrenin durumu giderek belirli bir yönde değişmeli.. Bu fikirler İngiliz fizikçi William tarafından geliştirildi. Thomson'a göre evrendeki tüm fiziksel süreçlere ışık enerjisinin ısıya dönüşümü eşlik ediyor." Sonuç olarak, Evren "termal ölüm" ile karşı karşıyadır, dolayısıyla Evrenin zaman içinde sonsuz varlığı imkansızdır. Gerçekte durum böyle değil. Modern kavramlara göre madde, yıldızlarda meydana gelen termonükleer süreçler sonucunda “ışık enerjisine” ve “ısıya” dönüşür. Evrenin tüm maddesi termonükleer reaksiyonlarda "yandığında" "termal ölüm" meydana gelecektir. Açıkçası, sonsuz bir Evrende madde rezervleri de sonsuzdur, bu nedenle Evrenin tüm maddesi sonsuz uzun bir süre boyunca "yanar". "Termal ölüm", içindeki madde rezervleri sınırlı olduğundan, daha ziyade sonlu Evreni tehdit ediyor. Ancak sonlu bir Evren söz konusu olduğunda bile onun “termal ölümü” zorunlu değildir. Newton da şöyle bir şey söylemişti: “Doğa dönüşümleri sever.” Maddenin ışığa, ışığın maddeye dönüştüğü bir dizi farklı dönüşümde neden olmasın?” Şu anda bu tür dönüşümler iyi bilinmektedir: Bir yandan termonükleer reaksiyonlar sonucunda madde ışığa dönüşürken, diğer yandan fotonlar yani. ışık, belirli koşullar altında tamamen maddi iki parçacığa dönüşür: elektron ve pozitron. Dolayısıyla doğada, Evrendeki “termal ölümü” dışlayan bir madde ve enerji dolaşımı vardır.

3. 1895'te Alman gökbilimci H. Seliger Vl., sonlu yoğunluktaki maddeyle dolu sonsuz bir uzay fikrinin Newton'un yerçekimi yasasıyla bağdaşmadığı sonucuna vardı. Sonsuz bir uzayda maddenin yoğunluğu sonsuz küçük değilse, ancak Newton yasasına göre her iki parçacık karşılıklı olarak birbirini çekiyorsa, herhangi bir cisme etki eden yerçekimi kuvveti sonsuz büyüklükte olacak ve onun etkisi altında cisimler sonsuz derecede büyük bir ivme alacaktır.

Örneğin I.D. Novikov'un açıkladığı gibi, yerçekimi paradoksunun özü aşağıdaki gibidir. Evrenin ortalama olarak düzgün bir şekilde gök cisimleriyle dolu olduğunu, dolayısıyla çok büyük uzay hacimlerindeki ortalama madde yoğunluğunun aynı olduğunu varsayalım. Newton yasasına uygun olarak, Evrenin tüm sonsuz maddesinin neden olduğu çekim kuvvetinin, uzayda rastgele bir noktaya yerleştirilmiş bir cisme (örneğin bir galaksiye) etki ettiğini hesaplamaya çalışalım. Öncelikle Evrenin boş olduğunu varsayalım. A test cismini uzayda rastgele bir noktaya yerleştirelim. Bu cismi, R yarıçaplı bir topu dolduran yoğunluktaki bir maddeyle çevreliyoruz, böylece A cismi topun merkezinde oluyor. Topun merkezindeki madde parçacıklarının tamamının çekim kuvvetinin simetri nedeniyle birbirini dengelediği ve ortaya çıkan kuvvetin sıfır olduğu, yani hiçbir hesaplamaya gerek kalmadan açıktır. A cismine hiçbir kuvvet etki etmiyor. Artık topa aynı yoğunlukta daha fazla küresel madde katmanı ekleyeceğiz. Maddenin küresel katmanları iç boşlukta yer çekimi kuvveti oluşturmaz ve bu katmanların eklenmesi hiçbir şeyi değiştirmez, yani. daha önce olduğu gibi, A için ortaya çıkan yerçekimi kuvveti sıfırdır. Katman ekleme sürecine devam ederek, sonuçta A'ya etki eden yerçekimi kuvvetinin sıfır olduğu, eşit şekilde maddeyle dolu sonsuz bir Evren'e ulaşıyoruz.

Ancak muhakeme farklı şekilde gerçekleştirilebilir. Boş bir Evrende yine R yarıçaplı homojen bir top alalım. Vücudumuzu eskisi gibi aynı madde yoğunluğuna sahip bu topun merkezine değil, kenarına yerleştirelim. Artık Newton yasasına göre A cismine etki eden yerçekimi kuvveti eşit olacaktır.

burada M topun kütlesidir; m, test gövdesi A'nın kütlesidir.

Şimdi topa küresel madde katmanları ekleyeceğiz. Bu topa küresel bir kabuk eklendiğinde, kendi içine herhangi bir çekim kuvveti eklemeyecektir. Sonuç olarak, A cismine etki eden yerçekimi kuvveti değişmeyecek ve hala F'ye eşit olacaktır.

Aynı yoğunluktaki maddenin küresel kabuklarını ekleme işlemine devam edelim. F kuvveti değişmeden kalır. Limitte yine aynı yoğunluğa sahip homojen maddeyle dolu bir Evren elde ederiz. Ancak artık A cismine F kuvveti etki etmektedir. Açıkçası, başlangıçtaki topun seçimine bağlı olarak, düzgün bir şekilde maddeyle dolu bir Evrene geçişten sonra F kuvvetini elde etmek mümkündür. Bu belirsizliğe yerçekimi paradoksu denir... Newton'un teorisi, sonsuz bir Evrendeki yerçekimi kuvvetlerini ek varsayımlar olmadan açık bir şekilde hesaplamayı mümkün kılmaz. Yalnızca Einstein'ın teorisi bu kuvvetleri hiçbir çelişki olmadan hesaplamamıza izin veriyor."

Ancak sonsuz Evren TAU'nun çok büyük bir evrenle aynı olmadığını hatırlarsak çelişkiler hemen ortadan kalkar:

Sonsuz bir Evrende, topa ne kadar madde katmanı eklersek ekleyelim, onun dışında sonsuz miktarda madde kalır;

Sonsuz Evrende, yüzeyinde bir test gövdesi bulunan herhangi bir yarıçaplı top, ne kadar büyük olursa olsun, her zaman daha büyük yarıçaplı bir küre ile çevrelenebilir, öyle ki hem top hem de yüzeyindeki test gövdesi topun içiyle aynı yoğunluktaki maddeyle dolu bu yeni kürenin içinde olacak; bu durumda topun yanından test gövdesine etki eden yerçekimi kuvvetlerinin büyüklüğü sıfıra eşit olacaktır.

Böylece, topun yarıçapını ne kadar arttırırsak artıralım ve ne kadar madde katmanı eklersek ekleyelim, eşit olarak maddeyle dolu sonsuz bir Evrende, test cismine etki eden yerçekimi kuvvetlerinin büyüklüğü her zaman sıfıra eşit olacaktır. . Yani Evrendeki tüm maddelerin yarattığı çekim kuvvetlerinin büyüklüğü herhangi bir noktada sıfırdır. Bununla birlikte, test gövdesinin bulunduğu yüzeyde kürenin dışında herhangi bir madde yoksa; Evrenin tüm maddesi bu topun içinde yoğunlaşmışsa, o zaman topun içerdiği maddenin kütlesiyle orantılı bir yerçekimi kuvveti, bu cismin yüzeyinde yatan bir test cismine etki eder. Bu kuvvetin etkisi altında, test gövdesi ve genel olarak topun maddesinin tüm dış katmanları merkezine çekilecektir - maddeyle eşit şekilde doldurulmuş sonlu boyutlarda bir top kaçınılmaz olarak yerçekiminin etkisi altında sıkıştırılacaktır. kuvvetler. Bu sonuç, hem Newton'un evrensel çekim yasasından hem de Einstein'ın genel görelilik teorisinden çıkar: Sonlu boyutlarda bir Evren var olamaz, çünkü yerçekimi kuvvetlerinin etkisi altında, onun maddesinin sürekli olarak Evrenin merkezine doğru sıkıştırılması gerekir.

VlNewton, yerçekimi teorisine göre yıldızların birbirini çekmesi gerektiğini ve bu nedenle, öyle görünüyor ki... üst üste düşmeleri, bir noktada yaklaşmaları gerektiğini anlamıştı. Newton bunun böyle olduğunu söyledi (bundan sonra şu şekilde vurgulanacaktır: me tAU V.P.) uzayın sonlu bir bölgesinde yalnızca sonlu sayıda yıldıza sahip olsaydık gerçekten de durum böyle olurdu. Ancak yıldızların sayısı sonsuzsa ve sonsuz uzaya az ya da çok eşit bir şekilde dağılmışlarsa, o zaman bu asla gerçekleşmeyecektir çünkü onların düşmeleri gereken merkezi bir nokta yoktur. Bu akıl yürütme, sonsuzluktan bahsederken başınızın belaya girmesinin ne kadar kolay olduğunun bir örneğidir. Sonsuz bir Evrende, her iki taraftaki yıldızların sayısı sonsuz olduğundan herhangi bir nokta merkez olarak kabul edilebilir. (O zaman VP'yi yapabilirsiniz) .. tüm yıldızların birbirinin üzerine düştüğü, merkeze doğru yöneldiği sonlu bir sistemi alın ve söz konusu bölgenin dışına yaklaşık olarak eşit bir şekilde dağıtılan daha fazla yıldız eklerseniz ne gibi değişiklikler olacağını görün . Ne kadar yıldız eklersek ekleyelim, onlar her zaman merkeze yönelecekler." Dolayısıyla başımızı belaya sokmamak için sonsuz Evren'den belli bir sonlu bölge seçip, böyle sonlu bir bölgede yıldızların bu bölgenin merkezine doğru düşeceğinden emin olmalı ve bu sonucu sonsuz Evren'e kadar genişletmeliyiz. ve böyle bir Evrenin varlığının imkansız olduğunu ilan ediyoruz. İşte Vl..'nin bir bütün olarak evrene nasıl aktarıldığının bir örneği..B" mutlak bir şey olarak, öyle bir durum ki.. maddenin yalnızca bir kısmıB'nin tabi olabileceği" (F. Engels. Anti- Dühring), örneğin tek bir yıldız veya bir yıldız kümesi. Aslında sonsuz Evrende her nokta merkez olarak kabul edilebildiğinden, bu noktaların sayısı sonsuzdur. Yıldızlar bu sonsuz sayıdaki noktalardan hangisine doğru hareket edecek? Ve bir şey daha: Böyle bir nokta aniden keşfedilse bile, sonsuz sayıda yıldız bu nokta yönünde sonsuz bir süre boyunca hareket edecek ve tüm sonsuz Evrenin bu noktada sıkışması da sonsuz bir zamanda meydana gelecektir. , yani Asla. Evrenin sonlu olup olmadığı farklı bir konudur. Böyle bir Evrende, Evrenin merkezi olan tek bir nokta vardır - bu, Evrenin genişlemesinin başladığı noktadır ve genişlemenin yerini sıkıştırma aldığında Evrenin tüm maddesinin tekrar yoğunlaşacağı noktadır. . Dolayısıyla sonlu Evrendir, yani. Boyutları ve içinde yoğunlaşan madde miktarının her an sonlu sayılarla ifade edilebildiği Evren, daralmaya mahkumdur. Sıkıştırma durumunda olan Evren, bir tür dış etki olmadan bu durumdan asla çıkamayacaktır. Ancak Evrenin dışında madde, uzay, zaman olmadığından, Evrenin genişlemesinin tek nedeni VlDa ışık olacak!B ifadesiyle ifade edilen eylem olabilir." F. Engels'in bir zamanlar yazdığı gibi, "İstediğimiz gibi büküp çevirebiliriz, ama... her seferinde yeniden... Tanrı'nın parmağına dönüyoruz" (F. Engels. Anti-Dühring). Ancak Tanrı'nın parmağı bilimsel araştırmaya konu olamaz.

Çözüm

Sözde kozmolojik paradoksların analizi aşağıdaki sonuca varmamızı sağlar.

1. Dünya uzayı boş değildir, buna ister eter ister fiziksel boşluk diyelim, bir ortamla doludur. Fotonlar bu ortamda hareket ederken kat ettikleri mesafe ve kat ettikleri mesafeyle orantılı olarak enerji kaybederler, bunun sonucunda foton emisyonu spektrumun kırmızı kısmına kayar. Fotonlarla etkileşimin bir sonucu olarak, vakumun veya eterin sıcaklığı mutlak sıfırın birkaç derece üzerine çıkar, bunun sonucunda vakum, gerçekte gözlemlenen mutlak sıcaklığına karşılık gelen ikincil bir radyasyon kaynağı haline gelir. Aslında boşluğun arka plan radyasyonu olan bu radyasyonun frekansında, J.F. Chaizeau'nun varsaydığı gibi tüm gökyüzü eşit derecede parlak çıkıyor.

2. "Termal ölüm", R. Clausius'un varsayımının aksine, sonsuz uzunlukta bir sürede ısıya dönüşebilen sonsuz miktarda madde içeren sonsuz Evren'i tehdit etmez; Asla. “Termal ölüm”, sonlu bir zamanda ısıya dönüştürülebilen sonlu miktarda madde içeren sonlu bir evreni tehdit ediyor. Bu nedenle sonlu bir Evrenin varlığının imkansız olduğu ortaya çıkıyor.

3. Boyutları ne kadar büyük olursa olsun herhangi bir sayı ile ifade edilemeyen, sıfır olmayan yoğunlukta madde ile düzgün bir şekilde dolu olan sonsuz bir Evrende, Evrenin herhangi bir noktasına etkiyen yerçekimi kuvvetlerinin büyüklüğü eşittir. sıfıra - bu, sonsuz Evrenin gerçek yerçekimi paradoksudur. Maddeyle eşit biçimde dolu olan sonsuz bir Evrenin herhangi bir noktasında kütleçekim kuvvetlerinin sıfıra eşitliği, böyle bir Evrendeki uzayın her yerde Öklidyen olduğu anlamına gelir.

Sonlu Evrende, yani. Boyutları çok büyük sayılarla da olsa ifade edilebilen Evrende, Evrenin kenarında yer alan bir test cismi, içinde bulunan maddenin kütlesiyle orantılı bir çekim kuvvetine maruz kalır. bu bedenin Evrenin merkezine yöneleceği - sonlu Maddesi sınırlı hacmi boyunca eşit olarak dağılmış olan Evren, bir tür dış etki olmadan asla genişlemeye yer vermeyecek olan sıkıştırmaya mahkumdur.

Dolayısıyla zaman ve uzayda sonsuz bir Evrenin var olma ihtimaline karşı yapıldığına inanılan tüm itirazlar veya paradokslar, aslında sonlu bir Evrenin var olma ihtimaline yöneliktir. Gerçekte Evren hem uzayda hem de zamanda sonsuzdur; Sonsuz, ne Evrenin büyüklüğü, ne içindeki madde miktarı, ne de ömrünün süresi ne kadar büyük olursa olsun sayılarla ifade edilemez - sonsuzluk, sonsuzluktur. Sonsuz Evren hiçbir zaman ne bazı “Maddi” nesnelerin ani ve açıklanamaz bir şekilde genişlemesi ve daha da gelişmesi sonucu, ne de İlahi yaratılışın bir sonucu olarak ortaya çıkmamıştır.

Ancak yukarıdaki argümanların Büyük Patlama teorisini destekleyenler için tamamen ikna edici olmayacağı varsayılmalıdır. Ünlü bilim adamı H. Alven VI'ya göre, bilimsel deliller ne kadar az olursa, bu efsaneye olan inanç da o kadar fanatik hale geliyor. Öyle görünüyor ki, mevcut entelektüel iklimde Büyük Patlama kozmolojisinin en büyük avantajı sağduyuya hakaret olmasıdır: credo, quia absürt (alıntılanmıştır). Ne yazık ki, bir süredir şu ya da bu teoriye fanatik bir inanç bir gelenek haline geldi: Bu tür teorilerin bilimsel tutarsızlığına dair ne kadar çok kanıt ortaya çıkarsa, onların mutlak yanılmazlığına olan inanç da o kadar fanatik hale geliyor.

Bir zamanlar Rotterdamlı Erasmus, ünlü kilise reformcusu Luther ile polemik yaparak şöyle yazmıştı: "Burada bazılarının kulaklarını tutarak kesinlikle bağıracaklarını biliyorum: "Erasmus, Luther'le savaşmaya cesaret etti!" . Eğer biri bunu benim geri zekâlılığıma ya da cehaletime bağlamak isterse, o zaman ben onunla tartışmayacağım; yalnızca geri zekalıların, öğrenme adına bile olsa, Tanrı'nın daha zengin bahşettiği kişilerle tartışmasına izin verilse bile. Belki de fikrim beni yanıltıyor; bu nedenle yargıç değil, muhatap, kurucu değil kaşif olmak istiyorum; Daha doğru ve güvenilir bir şey sunan herkesten öğrenmeye hazırım.. Eğer okuyucu benim makalemin donanımının karşı tarafınkine eşit olduğunu görürse, o zaman kendisi tartacak ve neyin daha önemli olduğuna karar verecektir: tüm aydınlanmış insanlar..., tüm üniversiteler... veya şu veya bu kişinin özel görüşü... Biliyorum ki hayatta çoğu zaman çoğu şey en iyiyi mağlup eder. Gerçeği araştırırken daha önce yapılmış olanlara kendi çabanızı da katmanın asla kötü bir fikir olmadığını biliyorum.”

Bu sözlerle kısa çalışmamızı sonlandıracağız.

Klimishin I.A. Göreli astronomi. M.: Nauka, 1983.

Hawking S. Büyük patlamadan kara deliklere. M.: Mir, 1990.

Novikov kimliği. Evrenin Evrimi. M.: Nauka, 1983.

Ginzburg V.L. Fizik ve astrofizik hakkında. Makaleler ve konuşmalar. M.: Nauka, 1985.

Birlikte bakıyorlar.

Evrenin Paradoksları

Valery Petrov

giriiş

Kozmolojide Evrenin sonluluğu veya sonsuzluğu sorusu büyük önem taşımaktadır:

Eğer Evren sonluysa, Friedman'ın gösterdiği gibi, durağan bir durumda olamaz ve ya genişlemesi ya da daralması gerekir;

Eğer Evren sonsuzsa, o zaman onun sıkışması veya genişlemesiyle ilgili tüm varsayımlar anlamını yitirir.

Kozmolojik paradokslarözü ve araştırma

Zaman ve uzayda sonsuz bir Evrenin var olma ihtimaline yönelik başlıca itirazların şu şekilde olduğu bilinmektedir.

1. 1744'te İsviçreli gökbilimci J.F. Chezot, sonsuz bir Evren fikrinin doğruluğundan şüphe eden ilk kişiydi: Eğer Evrendeki yıldızların sayısı sonsuzsa, o zaman neden tüm gökyüzü tek bir yıldızın yüzeyi gibi parlamıyor? ? Gökyüzü neden karanlık? Yıldızlar neden karanlık boşluklarla ayrılıyor? . Sonsuz Evren modeline yönelik aynı itirazın 1823 yılında Alman filozof G. Olbers tarafından da ortaya atıldığı sanılmaktadır. Olbers'in karşı argümanı, uzak yıldızlardan bize gelen ışığın, yolundaki madde tarafından emilmesi nedeniyle zayıflaması gerektiğiydi. Ancak bu durumda, bu maddenin kendisinin yıldızlar gibi ısınması ve parlak bir şekilde parlaması gerekir. . Ancak gerçekte durum böyle! Modern fikirlere göre boşluk hiçbir şey değil, çok gerçek fiziksel özelliklere sahip bir şeydir. O halde neden ışığın bu şeyle etkileşime girdiğini, ışığın her fotonunun bu şeyin içinde hareket ederken kat ettiği mesafeyle orantılı olarak enerji kaybedeceğini, bunun sonucunda fotonun radyasyonunun kırmızı kısma kayacağını varsaymıyorsunuz? Spektrum. Doğal olarak, foton enerjisinin vakum tarafından emilmesine, vakumun sıcaklığındaki bir artış eşlik eder, bunun sonucunda vakum, arka plan radyasyonu olarak adlandırılabilecek ikincil bir radyasyon kaynağı haline gelir. Dünyadan bir yıldızın veya galaksinin yayan nesnesine olan mesafe belirli bir sınır değere ulaştığında, bu nesneden gelen radyasyon o kadar büyük bir kırmızıya kayma alır ki, boşluğun arka plan radyasyonuyla birleşir. Dolayısıyla sonsuz Evrendeki yıldızların sayısı sonsuz olsa da, Dünya'dan ve genel olarak Evrenin herhangi bir noktasından gözlemlenen yıldızların sayısı elbette uzayın herhangi bir noktasında gözlemci kendisini merkezdeymiş gibi görür. Belirli sınırlı sayıda yıldızın (galaksinin) gözlemlendiği Evrenin. Aynı zamanda, arka plan radyasyonunun frekansında, tüm gökyüzü, aslında gözlemlenen tek bir yıldızın yüzeyi gibi parlıyor.

2. 1850'de Alman fizikçi R. Clausius... doğada ısının sıcak bir cisimden soğuk bir cisime geçtiği sonucuna vardı... Evrenin durumunun giderek belirli bir yönde değişmesi gerektiği... Bu fikirler İngilizler tarafından geliştirildi. fizikçi William Thomson, Evrendeki tüm fiziksel süreçlere ışık enerjisinin ısıya dönüşmesinin eşlik ettiğini söylüyor. Sonuç olarak, Evren termal ölümle karşı karşıyadır, dolayısıyla Evrenin zaman içinde sonsuz varlığı imkansızdır. Gerçekte durum böyle değil. Modern kavramlara göre madde, yıldızlarda meydana gelen termonükleer süreçler sonucunda ışık enerjisine ve ısıya dönüşür. Evrendeki tüm madde termonükleer reaksiyonlarda yandığı anda ısı ölümü meydana gelecektir. Açıkçası, sonsuz bir Evrende madde rezervleri de sonsuzdur, bu nedenle Evrendeki tüm madde sonsuz uzun bir sürede tükenecektir. Isı ölümü, madde rezervleri sınırlı olduğundan, sonlu Evreni tehdit ediyor. Ancak sonlu bir Evren söz konusu olduğunda bile termal ölümü zorunlu değildir. Newton da şöyle bir şey söylemişti: Doğa dönüşümleri sever. Maddenin ışığa, ışığın maddeye dönüştüğü bir dizi farklı dönüşümde neden olmasın? Şu anda bu tür dönüşümler iyi bilinmektedir: Bir yandan termonükleer reaksiyonlar sonucunda madde ışığa dönüşürken, diğer yandan fotonlar yani. ışık, belirli koşullar altında tamamen maddi iki parçacığa, elektron ve pozitron'a dönüşür. Dolayısıyla doğada, Evrenin termal ölümünü dışlayan bir madde ve enerji dolaşımı vardır.

Bilim, genel kabul görmüş tanımıyla, dünyayla ilgili bazı fikirlerin gerçek kanıtlarını bulduğunu iddia eder. İnsanoğlu her zaman çevresinde olup biten olayların mantığını ve nedenlerini açıklamaya çalışmıştır. Bilim sürekli bir yenilenme, fikir devrimi ve paradigma değişimleri sürecidir. Bununla birlikte, bilimin aynı zamanda Evrenin makul bir şekilde yorumlanması ve anlaşılması konusunda genel olasılık konusunda şüphe uyandıran bir Aşil topuğu da vardır.

Paradoks – bir çelişkiyi, fikir çatışmasını, kabul edilen paradigmaya veya prensipte sağduyuya aykırı olan yeni bir yargının beyanını ifade eden bir terim. Antik çağda ortaya çıkan bu kavram hala geçerliliğini koruyor.

Birçok kişi bunlara aşinadır mantıksal paradokslar Yalancı paradoksu veya tavuk-yumurta problemi gibi. Bu yazıda günlük yaşamın ötesine geçen ve en gizemli ve açıklanamaz gizemlerden biri olan Evrenin yapısını etkileyen paradokslara bakacağız.

Fermi paradoksu

Fermi Paradoksu, yabancı uygarlıklar sorunuyla ilgilenenlere çok etkileyici gelecektir. Evrendeki tek akıllı varlık biz miyiz? Bir zamanlar İtalyan bir fizikçi bu soruyu sormuştu. Enrico Fermi, ama cevap vermedi. Paradoks şu ki, yalnızca galaksimizdeki olası akıllı gezegenlerin yaklaşık sayısını (yaklaşık 100 bin) hesaplayan Drake denklemine göre, insanlığın bunlardan en az biriyle uzun zaman önce temasa geçmiş olması gerekirdi. Ancak medeniyetimizin tüm varlığı boyunca insan, tek bir uzaylı sinyalini yakalayamadı.

Bu paradoksa çeşitli bilim adamlarından sayısız çözüm geldi. İşte en yaygın olanlardan bazıları:

Dünyalılar Evrendeki tek akıllı varlıklardır;
Dünya'ya benzer, yaşam üretme kapasitesine sahip gezegenler var ama buradaki yaşam, dinozorların gezegenimizin etrafında dolaştığı dönemdekiyle aynı seviyede;
Samanyolu'nun kolonileştirilmesi ve diğer uygarlıklarla iletişim, uzaylı ırklar için kesinlikle ilginç değildir;
Teknolojilerimiz süper uygarlıklardan gelen sinyalleri alamayacak kadar ilkel;
Komplo teorisi: Uzaylılarla iletişim zaten kuruldu, ancak dünya hükümeti bunu bizden saklıyor;
Süper uygarlıklar var ama kobaylar gibi bizi kenardan izliyorlar;
Aklımız ve duyularımız süper gelişmiş canlıları algılamayacak kadar ilkeldir.

İkiz paradoksu

Bu paradoks okul fiziği günlerinden beri herkes tarafından bilinmektedir. Bu sorunun ana olay örgüsünden biri haline geldiği “Yıldızlararası” (2014) filmini hatırlayalım. Genel olarak kabul edilen haliyle, ikiz paradoksu şuna benzer: ikizlerden biri Dünya'da, ikincisi uzayda seyahat ediyor. İkincisi Dünya'ya döndüğünde, kardeşi ondan çok daha yaşlı olacak, çünkü dünya saatine göre kendi saatine göre daha fazla zaman geçecek. Düzinelerce olası cevabın bulunduğu Fermi paradoksunun aksine, bu paradoksun basit bir açıklaması var. Zaman görecelidir. Uçuş sırasında her iki kardeş de farklı referans sistemlerindeydi ve bu nedenle onlar için zaman farklı hızlarda akıyordu.

Tanrı Paradoksu

Genel tablodan öne çıkan bir paradoks, ancak diğer her şey gibi, Evrenin yapısının ebedi gizemlerini açıklamaya çalışıyor. Bir Yaratıcı tarafından mı yaratıldı yoksa Büyük Patlama'nın sonucu mu?

Tanrı Paradoksu iki ifade içerir. Öncelikle Tanrı her şeye gücü yetendir. İkincisi, Tanrı her şeye kadirdir. Soru: Her şeye gücü yeten Tanrı, her şeye gücü yeten Tanrı'nın bile kaldıramayacağı bir taş yaratabilir mi? Buradaki paradoks şudur. Eğer Tanrı böyle bir taşı yaratabiliyor ama kaldıramıyorsa bu onun her şeye kadir olmadığı anlamına gelir. Eğer Tanrı onu yaratamıyorsa, o zaman Tanrı buna göre her şeye kadir değildir. Bu paradoks, Batı dini geleneğinde Tanrı'nın varlığının imkansızlığının kanıtı olarak görülmüştür. Öte yandan, Tanrı'nın her şeye kadir olduğu sorusu, genel olarak Tanrı'nın ne olduğu ve bu kudretini kendisine uygulayıp uygulayamayacağı konusunda bir tartışmaya yol açmıştır.

Yıldızlı Gökyüzü Paradoksu

Diğer isim - fotometrik paradoks. Sonsuz bir Evreni alalım ve içine sonsuz sayıda yıldız koyalım. Buna dayanarak gökyüzünün tamamen parlak olması ve karanlık alanların olmaması gerektiğini varsayabiliriz. Gerçekte ise tam tersi bir durum görüyoruz.

Bu paradoksa bir çözüm önerildi William Thomson Evrenin yaşına dayanmaktadır. Büyük Patlama'dan sonra yıldızların, kuasarların ve galaksilerin oluşması için milyarlarca yıl geçti ve bunlar bizden milyarlarca ışık yılı uzakta. Sonuç olarak, Dünya'ya kadar çok uzun bir mesafe kat etmek zorunda kalan ışık, bize ilk yıldızların doğumundan çok önce neler olduğunu gösteriyor.

Bilimsel ve mantıksal paradokslar insan için sürekli bir gizem oluşturmaktadır. Bazıları çözülüyor, bazıları ise hipotez ve varsayım düzeyinde kalıyor. Ancak hepsi insan ırkını, Evrenin sırrına hızla yaklaşmak, varoluşlarının anlamını açıklamak için sürekli olarak sorularına cevap aramaya teşvik ediyor.