Единая теория поля: Философский анализ современных проблем физики элементарных частиц и космологии. Опыт синергетнческого осмысления - Минасян Л.А.
ISBN 5-4S4-G0179-X
Скачать (прямая ссылка):
Согласно идеологии ОТО гравитация должна создаваться всеми перечисленными выше квантованными полями. И как верно отмечают авторы [82. С. 81]: «Под самосогласованием имеется в виду, что гравитация создается квантовыми полями стандартной модели, а динамика квантовых полей в пространстве-времени в свою очередь в принципе учитывает и гравитационное взаимодействие. Полное описание этой физической ситуации, конечно, возможно только тогда, когда гравитационное пате тоже рассматривается с последовательно квантовых позиций. В общем случае, конечно, необходимо иметь в виду, что геометрические объекты -— метрика, связность и кривизна подвержены квантовым флуктуациям так же, как и характеристики кварков, лептонов и силовых полей». Однако синтез общей теории относительности и квантовой теории поля но настоящее
аа
Глава 2
время не осуществлен, хотя теоретические поиски и подвижничество ученых, работающих в этом направлении, огромны. Можно утверждать, что научная космология с момента своего возникновения н но настоящее время находится, выражаясь словами Томаса Куна, в стадии «нормальной науки». Таким образом мы констатируем наличие одного Периода развития научной космологии, в котором, тем не менее, имеются этапы, представляющие собой смену онтологии.
При выделении этапов в развитии космологии целесообразно использовать принцип преобразования онтологии. Как отмечает В. Л. Окладной: «Смена онтатогнй — совокупности явлении, свойств и отношений, которым придается статус реального существования, является одной из закономерностей перехода от старой теории к новой» [103. С. 51]. Применение принципа преобразования оптологий позволяет выделить три этапа в развитии научной космологии. Первый этап связан с решениями уравнений общей теории относительности, получением различных вариантов решений, предоставляющих в качестве теоретических моделей-гипотез определенную основу для экспериментального обоснования тех или иных положений. Господствующей моделью строения Вселенной на этом этапе становится фридмановская модель расширяющейся Вселенной. Второй этап ознаменован открытием реликтового излучения (1965 год) и господством модели, в основе которой лежит теория Большого взрыва. Третий (современный) этап — это разработка инфляционных сценариев эволюции Вселенной и попытки построения квантовой теории гравитации. Рассмотрим каждый из этих этапов более подробно.
В 1917 году А, Эйнштейн делает попытку применить общую теорию относительности ко всей Вселенной, построить общерелятивистскую космологическую модель. Нужно отмстить, что существовали альтернативные космологические решения уравнений ОТО. Все они представляли собой результаты теоретизирования. Казалось, что экспериментальное обоснование тех или иных моделей будет затруднительно. Тем не менее экспериментальное подтверждение одной из предложенных моделей не заставило себя долго ждать, — ей оказалась фридмановская модель расширяющейся Вселенной. Таким образом было достигнуто экспериментальное подтверждение онтологическое статуса одной из конкурирующих моделей, что утвердило определенную онтологию в теории, обозначив первый этап научной космологии.
Космологическая модель, предложенная Эйнштейном, — модель статичной Вселенной. В поисках статического решения для Вселенной Эйнштейн вводит в свои уравнения добавочное слагаемое, так называемую космологическую постоянную Л, которая должна была выражать собой гравитационное отталкивание, призванное скомпенсировать гравитационное притяжение. Таким образом, удавалось получить статическое решение
На пути построения единой теории поля
69
для Вселенной, обладающей нулевым давлением. В эйнштейновской модели получается бесконечная во времени, но конечная в пространственных сечениях Вселенная, что вносит свои коррективы в космологическую модель Ньютона.
В 1917 году голландским ученым де Ситтером было предложено другое решение уравнений общей теории относительности. Плотность вещества в этой модели оказывалась равной нулю. Одним из вариантов модели ле Сиїтсра является плоская Вселенная, масштаб пространства которой растет по экспоненциальному закону. Таким образом, была предложена модель расширяющейся Вселенной. Первоначально модель де Ситтсра не получила должной оценки по той причине, что в ней не содержалось вещество. Впоследствии именно идея о том, что если из Вселенной удалить вещество, останется только отталкивание, оказалась руководящим принципом современных космологических георий и составило ведущую парадигму на третьем этапе развития научной космологии.
В 1922-1923 годах А.Фридманом были получены решения обшей теории относительности для пространственно однородной, изотропной, но иесталионарной Вселенной, расширяющейся а настоящую эпоху, В 1929 году был получен экспериментальный результат, свидетельствующий о нествционарности Вселенной. Слайфером и Хабблом было обнаружено, что свет от удаленных галактик смещается в сторону более длинных волн. Было открыто, так называемое «красное смещение», интерпретировать которое можно было лишь как свидетельство удаления, раз бегания галактик. Это экспериментальное подтверждение модели Фридмана привело к изменению онтологической картины мира, — на смену статичной неподвижной Вселенной пришла Вселенная нестационарная и эволюционирующая. Таким образом, возникновение общей теории относительности поставило космологию на научную основу, обозначив эмпирическую и теоретическую стороны ее исследований. Появилась возможность определенные свойства Вселенной — ее крупномасштабную однородность, изотропность, скорость расширения, плотность материи в ней, структурность пространства-времени и т. д., получить не умозрительным путем, а как следствие математических уравнений. Немаловажное значение имеют также развитие релятивистской асгрофизики и открытие благодаря внедрению новейшей техники новых асгрономических объектов, таких как квазары (в конце 1950-х годов), пульсаров (в 1968 году) и др.
