Глава 4. Что такое пространство? Происхождение Вселенной

4.5.Млечный путь. Пространства галактик

Продолжая разговор о  пространстве Вселенной, мы переходим к анализу образования пространства галактик. Ранее были рассмотрены пространство Метагалактики и его структура с позиций системной самоорганизации материи. С этой точки зрения удалось объяснить создание пространства Метагалактики с его уникальным ячеисто-сотовым строением, выполненным из скоплений и сверхскоплений галактик. Нам удалось показать, что все пространство состоит их плотной упаковки хронооболочек галактик, которые для Метагалактики играют ту же роль, что и молекулы в веществе. Поэтому если сравнивать строение вещества и строение Вселенной, то в первом приближении они удивительно похожи,  т.к. вся она состоит из одних и тех же структурных элементов – галактик, играющих роль «молекул» в «супервеществе» Вселенной. Поэтому мы можем сказать, что Вселенная – это не мир звезд, как считали раньше, а мир галактик.

Галактики – самые удивительные объекты Вселенной. Во всей Вселенной галактики настолько похожи друг на друга, считает Саган – известный популяризатор науки, как будто сделаны по одному шаблону. Мы будем рассматривать спиральные галактики, т.к. именно к этому типу относится и наша Галактика. Спиральных галактик не менее 70% от общего числа видимых галактик, и потому можно сказать, что спиральный узор – это не редкое явление, а скорее обычное свойство галактик. Вместе с тем распространенность спиралей указывает на то, что этот узор должен быть долгоживущим. И если действительно галактики сделаны по одному шаблону, то своей задачей будем считать определение схемы этого шаблона и анализ его устройства.

4.5.1. Основные особенности спиральных галактик

К основным особенностям строения спиральных галактик отнесем следующие. Галактика содержит две основных подсистемы, вложенные одна в другую и поэтому гравитационно-связанные между собой. Первая является сферической, которую также называют гало. Звезды гало концентрируются ближе к центру галактики, а плотность вещества, высокая в центре галактики, довольно быстро падает с удалением от него. Центральная, наиболее плотная часть гало в пределах нескольких тысяч световых лет от центра Галактики называется балдж (рис.4.17).

Вторая подсистема – это массивный звездный диск. Он представляет собой как бы две сложенные краями тарелки. В диске концентрация звезд значительно больше, чем в гало.

Рис.4.16. Так можно представить, как могла бы выглядеть наша Галактика.

Внутри диска звезды довольно быстро движутся по круговым траекториям вокруг центра Галактики, в отличие от гало, которое представляет собой медленно вращающийся эллипсоид, окружающий галактический диск. Центр симметрии гало Млечного Пути совпадает с центром галактического диска. В звездном диске между спиральными рукавами расположено Солнце.

Рис.4.17.

Покажем, что с точки зрения системной самоорганизации материи две подсистемы, которые составляют Галактику, относятся к разным модулям интегральной структуры мироздания (ИСМ). Первая – сферическая часть – описывается нулевым модулем. Вторая –дисковая часть Галактики – относится к первому модулю ИСМ. В принципе эти два модуля ИСМ и определяют образование двух подсистем Галактики: гало Галактики и  ее диска. В соответствии с причинно-следственными связями первый модуль или дисковая часть Галактики является следствием, тогда как нулевой модуль или гало считается причиной.

Разные интердективные законы, накладываемые на оба модуля в виде хрональных признаков, определяют и разные условия их рождения и эволюции. Сущностно разные законы организации обеих систем обуславливают не только разную топологию их пространств, но и разные условия образования и развития. Именно поэтому можно сказать, что сгустившийся диск галактики и реденькая звёздная оболочка гало вокруг него имеют так же мало общего, как «пирог и бумага, в которую он был завёрнут».

В связи с тем, что мы рассматриваем две системы, одна из которых является причиной, а другая ее следствием, следует более подробно установить, что будет соответствовать этим понятиям. Все основные свойства объектов определяются физическими свойствами времени, которые были подробно изучены Н.Козыревым. Вернемся еще раз к результатам его исследований. В работах Козырева ключевой идеей была мысль, что время обладает особым свойством, создающим отличие причин от следствий, которое может быть названо направленностью или ходом. Этим свойством определяется отличие прошедшего от будущего. С ходом времени Козырев также связывает скорость преобразования причины в следствие.

В нашем случае гало и диск Галактики существуют как единое причинно-следственное звено, где гало играет роль причины по отношению к диску. Такое однозначное соответствие определяет воздействие одной системы на другую посредством времени. Поэтому в одной системе (диск) время поглощается и происходит структуризация новой системы, в другой системе (гало) идут процессы с выделением времени, что обуславливает разрушение структуры и диссипацию энергии. По выражению Козырева, в таких системах «организованность уносится временем». Таким образом, передача энергии из одной системы в другую происходит посредством времени.

До этого, как мы помним, гало было следствием, причиной по отношению к нему являлась структура более высокого порядка, к которой относилась ячеисто-сотовая структура Метагалактики. В процессе эволюции любой объект проходит четыре стадии: рождение, развитие, старение и смерть. Пока гало находилось в роли следствия, оно проходило стадии рождения и развития. Теперь, став причиной рождения новой системы – диска, гало проходит стадию старения и умирания. Таким образом, можно сделать вывод, что время жизни сферической части нашей Галактики подходит к концу.

Рассматривая квантование пространства Метагалактики, было определено, что пределом его квантования являются галактики. Предельным уровнем квантования будем называть новую структурную организацию материи. К структурной организации материи, например, относится уровень молекул (вещество состоит из молекул), уровень атомов (молекулы состоят из атомов), уровень элементарных частиц, из которых состоят атомы. Предельным уровнем квантования Метагалактики являются галактики. Пределом квантования галактики являются звезды и звездные системы.

Вопрос о том, почему в иерархии Вселенной на уровне галактик наступает предел, является существенным для понимания эволюционных процессов. Ответ на этот вопрос связан со средней плотностью вещества, образующегося во Вселенной. В отличие от теории Большого взрыва, при котором первоначальная плотность материи была бесконечно большой, в системной самоорганизации материи плотность в первый момент образования пространства близка к нулю. Со временем средняя плотность вещества растет. Когда в отдельных хронооболочках она достигает величины 10^-20г/см³,  образуется следующий структурный уровень материи.

Сравнивая строение вещества со строением Метагалактики, мы уже говорили, что галактики играют роль молекул. Дальнейшая аналогия с веществом показывает, что, как молекулы состоят из атомов, так  галактики состоят из звезд. А звездные системы предлагают нам вариант строения атомов из элементарных частиц. Таким образом, уровни структурной организация материи определяются  количеством самой материи, и, как видно, это количество постоянно увеличивается. Поэтому при достижении определенной средней плотности вещества определяется и новый уровень в организации материи, т.е. в качестве элементарной структурной единицы Метагалактики  можно считать галактику, а элементарной структурной единицей галактики – звезду.

4.5.2.Характерные особенности пространства нулевого модуля

Говорить о самоорганизации и структуризации Галактики мы будем с точки зрения системообразующих принципов, которые способны объяснить самоорганизацию любой системы. А, как известно, любая информационная модель хороша тем, что она способна предсказать прошлое и будущее системы в отведённых ей пределах, то есть она должна быть прогностичной.

Рассматривая Метагалактику с позиции самоорганизации материи, мы установили, что она образуется согласно нулевому модулю ИСМ, характерные особенности которого сформировали ее структуру пространства в том виде, каком мы ее сейчас наблюдаем. Свойства нулевого модуля были проанализированы достаточно подробно. Поэтому, рассматривая Галактику, которая также начинается с нулевого модуля ИСМ, будем использовать все основные положения, выведенные для Метагалактики.

Хронооболочка нулевого модуля на начальном этапе эволюции представляет собой гравитационный веерный диполь. Веерный диполь – это такой структурный элемент в системе самоорганизации материи, которым можно описать одновременное возникновение материи и пространства в процессе преобразования потока времени. Энергия или время, вливающееся в систему, втекает не просто так. Оно претерпевает серьезную реорганизацию и по мере втекания времени в систему превращается в вещество и пространство, которые появляются вместе как две противоположности, отрицающие и дополняющие друг друга, как два «антипода», или два полюса диполя, на одном конце которого находится вещество, а на другом – расширяющееся пространство. Отличие веерного диполя от обычного показано на рис.4.18.

Рис.4.18.

Поэтому один полюс диполя обладает свойствами гравитирующих масс, а другой – антигравитирующими свойствами расширяющейся сферы вакуума. И хотя этот элемент назван диполем, он представляет собой материальную точку, окруженную сферой, т.к. второй полюс «размазывается» по сфере, поэтому и получил название веерный диполь. Таким образом, любой веерный диполь имеет физическое тело и трехмерное физическое пространство. Поэтому каждое причинно-следственное звено будет состоять из четырех элементов: тела причины и пространства причины, тела следствия и пространства следствия.

Стадии эволюции веерного диполя делятся на четыре этапа: стадия свернутого диполя (рождение), стадия белой дыры (развитие), стадия гравитационной капсулы (старение) и стадия черной дыры (умирание). Современное состояние гало является завершающей стадией, т.е. эволюция гало практически закончилась. К настоящему времени сферическая часть Галактики прошла этапы белой дыры, гравитационной капсулы и сейчас находится на стадии черной дыры. Возраст населения сферической составляющей Галактики превышает 12 млрд. лет, что считается возрастом самой Галактики. В отличие от нее дисковая часть Галактики находится на ранней стадии своей эволюции и является значительно моложе.

1). Граница гало

Пространство веерного диполя на стадии развития постоянно увеличивается, в результате чего происходит разбегание галактики. Когда энергия, поступающая в систему, заканчивается, расширение пространства прекращается. Пространство сферической части Галактики практически не увеличивается, т.е. оно достигло своих максимальных размеров.

Границей веерного диполя является мембрана, обладающая антигравитационными свойствами. Оно ограничивает вакуумную сферу и полностью замыкает пространство хронооболочки внутри себя. Размеры Галактики определяются масштабами гало, радиус которого значительно больше размеров диска, и по некоторым данным превышает 600 тысяч световых лет.

Граница вакуумной сферы гало представлена слоем водородной плазмы, окружающим снаружи гало, так называемой „короной“.  В силу своих антигравитационных свойств внешняя граница Галактики в виде мембраны отталкивает подлетающее к ней вещество. Но потенциал мембраны Галактики значительно ниже, чем у Метагалактики. Если за пределы Метагалактики выйти не возможно, то в отличие от нее граница Галактики тормозит ионы водорода, более тяжелые элементы хотя и тормозятся, но проникают сквозь нее. И, тем не менее, граница Галактики может быть четко обозначена, благодаря тому, что возле нее происходит торможение ионов водорода, которое мы и наблюдаем как корону Галактики.

2). Ячеисто-сотовая структура гало

В своем эволюционном преобразования гало прошло стадию инфляции, во время которой хронооболочка гало раздробилась на множество новых подсистем. Вместе с дроблением хронооболочек и увеличением их количества происходит создание и расширение их пространства. На этом этапе образования галактик они проходят стадию инфляции точно так же, как это происходило в Метагалактике. Мгновенное увеличение и рост Галактики можно тоже было бы сравнить с Большим взрывом, хотя понятно, что это не верно. Было дробление хронооболочки Галактики на множество подсистем, каждая из которых затем стала расти за счет образующегося в ней пространства, создавая внутри ячеисто-сотовую структуру гало.

Все новые подсистемы возникали как следствия, единой причиной которых являлось гало. Дробление хронооболочки гало происходит по тем же правилам, что и дробление Метагалактики, образуя множество хронооболочек будущих звездных систем. Пределом дробления галактик являются звезды и звездные системы. Так же как пределом в строении молекул являются атомы, так для Галактики пределом являются звезды. Т.е. в качестве элементарной структурной единицы Галактики считаются звезды и их системы.

Дробление хронооболочки Галактики происходит точно так же, как дробилась хронооболочка Метагалактики. Мы подробно рассматривали этот процесс при образовании его пространства. Первое дробление или дифференциация создает квадруполь первого уровня. Квадруполем названо образование, состоящее из четырех хронооболочек. Т.е. вначале единая хронооболочка Галактики дробится на четыре новых хронооболочки, представляющие собой первую внутреннюю структуру гало.

Энергетическая структура квадруполя, которая определяется взаимной циркуляцией энергии внутри каждой из хронооболочек, как показано ранее, представляет собой тетраэдр. В четырех вершинах тетраэдра находятся четыре хронооболочки. Циркулирующая энергия вначале выделяется вдоль ребер, а потом устремляется внутрь тетраэдра в центрах его граней и далее двигается к центрам хронооболочек. Квадруполь в таком виде представляет собой наиболее устойчивую энергетическую систему, поэтому он является широко распространенным элементом в мироздании. Последующее дробление дало нам в каждой новой хронооболочке квадруполя первого уровня еще по одному квадруполю второго уровня, потом еще по одному и т.д., т.е. квантование структур рассчитывается по степени числа четыре.

Рис.4.19. Квадруполь

Наиболее крупными структурами Галактики являются шаровые скопления. По некоторым оценкам их насчитывается около трёхсот, хотя в каталоги пока внесено всего 170 шаровых скоплений. Если быть точным, шаровых скоплений должно быть 256, что соответствует четвертой степени четверки. В шаровых скоплениях квантование происходит и дальше. Но для самой Галактики 256 шаровые скопления (16х16 ячеек) играют ту же роль, что и додекаэдрическая структура Метагалактики, состоящая из четырех квадруполей (16 ячеек), которую и будем называть ячеисто-сотовой структурой гало.

Рис.4.20 Ячеисто-сотовая структура гало. Такая же точно картина, что и при образовании Метагалактики.

3). Звездообразование

Вещество, образуемое вторым полюсом веерного диполя, относится к процессу образования звезд. В центре каждой хронооболочки, где находится гравитирующий полюс диполя, создается материя, масса которой постепенно растет. При достижении определенной величины поступающее вещество начинает разогреваться. По оценкам Козырева, способностью к саморазогреву должны обладать все небесные тела радиусом более 1000 км. В связи с этим он считал, что Луна обладает признаками вулканической деятельности. Впоследствии его выводы получили подтверждение, когда на Луне были обнаружены следы вулканической активности.

Козырев считал, что малые небесные тела способны к саморазогреву по той же причине, что и светят звезды, т.е. благодаря физическим свойствам времени. В конце жизни и впервые опубликованных в 1991 году издательством Ленинградского университета в «Избранных трудах», Козырев четко формулирует свою основную мысль: «Звезды во Вселенной существуют всюду. Поэтому причина их жизнеспособности должна иметь такую общность, которую имеют только пространство и время. Но в свойствах пространства нельзя усмотреть этой возможности потому, что пространство – это пассивная арена, где разыгрываются события Мира. Остается заключить, что время помимо пассивного, геометрического свойства, измеряемого часами, обладает еще и активными, физическими свойствами, благодаря которым время может взаимодействовать с материальными системами и препятствовать переходу их в равновесное состояние».

Звездообразование в ячеисто-сотовой структуре начинается от «стенок» и распространяется к центру ячейки, точно так же как и Метагалактике. Находись мы в Галактике на ранней стадии ее эволюции, мы бы прекрасно видели эту ячеисто-сотовую структуру гало, где интенсивное звездообразование оконтуривало бы стенки ячеек. Однако нам приходится наблюдать завершающий этап эволюции, когда звездообразование переместилось к центрам сфер, где в некоторых из ячеек скопилось от десятков тысяч до миллиона звёзд.  Здесь в основном находятся очень старые, неяркие маломассивные звёзды, чей возраст достигает тринадцати миллиардов лет. К последнему этапу эволюции гало относится звездообразование в хронооболочках, находящихся в центрах сфер квадруполей. Сами звезды к центрам ячеек не двигаются, перемещается только интенсивность звездообразовательного процесса. Но звезды совершают вращательное движение вокруг единого центра квадруполей. Как образуется такое вращение, рассмотрим при анализе пространства первого модуля.

4). Движение звезд гало

Казалось бы, что все 256 хронооболочек, образующихся в гало, должны быть абсолютно одинаковыми, т.к. все они относятся к одному и тому же хрональному N-признаку. Однако это не так, потому что очень многое зависит от того, в каком месте находится хронооболочка. Имеется 64 квадруполя, расположенных друг в друге по матрешечному типу, из них четыре – самых больших – первого уровня, внутри каждой – еще по четыре (итого еще 16) – второго уровня и т.д. Поэтому каждая из «маленьких» 256-ти хронооболочек содержится внутри больших четырех хронооболочек – «матрешек», каждая из которых больше предыдущей.

Вследствие этого некоторые хронооболочки находятся ближе к центру Галактики, другие – ближе к периферии. Направление вращения энергии в каждой из них так же индивидуально, т.к. оно в некоторых из них может совпадать с внешней хронооболочкой, а может не совпадать. В результате такого неравноправия звездообразование в каждой хронооболочке имеет свои особенности, например, в отношении плотности вещества или их движения.

Движение звезд в гало определяется свойствами энергии, поступающей в систему посредством времени. Одним из свойств времени является его способность передавать в систему вращательный момент, поэтому суммарный момент внешней и внутренней хронооболочки могут геометрически складываться из их моментов вращения. Он усиливается, если направления совпадают, и уменьшается, если моменты направлены противоположно. Поэтому движение звезд в гало зависит от местонахождения квадруполей и взаимным вращением энергии во внутренней и внешней хронооболочке. Других ограничений на движение материальных тел для пространства нулевого модуля нет, поэтому движение звезд в гало, в целом, приобретает хаотичный вид.

Получая в разных хронооболочках вращательный момент различных направлений, звезды хоть и вращаются  вокруг галактического центра, но двигаются по самым причудливым траекториям, пересекающим диск. Многие звёзды в гало вращаются в ином направлении, нежели Млечный Путь, вследствие того, что они принадлежат тому квадруполю, в котором направление вращения энергии противоположно. Из-за того, что вращение отдельных звёзд происходит почти беспорядочно (т.е. скорости соседних звёзд могут иметь самые различные направления), гало в целом вращается очень медленно.

Наблюдая движение звезд Млечного Пути, нельзя не заметить в их движении некий величественный порядок. Шаровые скопления ныряют сквозь галактическую плоскость и выходят с противоположной стороны, где замедляют свой ход, поворачивают и устремляются обратно. Мы никогда не видели, чтобы галактики существенно изменяли форму, но лишь потому, что это занимает слишком много времени. Млечный Путь совершает один оборот за четверть миллиарда лет. Сумей мы ускорить вращение, то убедились бы, что наша Галактика – динамичная, почти живая сущность, чем-то напоминающая многоклеточный организм.

Рис.4.21. Движение звезд в квадруполях

Астрономический снимок любой галактики –  это лишь стоп-кадр, фиксирующий один момент ее медленного движения и эволюции.

Представить, как могли бы двигаться звезды других квадруполей, поможет изображение на рис. 6. Анализируя результаты астрономических исследований, можно выделить звезды, принадлежащие квадруполю первого уровня, т.е. четырем самым первым хронооболочкам, которые образовались в Галактике. Одна из них совпадает с дисковой частью Галактики.

Две другие, вероятно, представляют собой вращающиеся вокруг Млечного Пути карликовые галактики на расстоянии в несколько сотен тысяч световых лет, которых насчитывается не менее девяти. Их орбиты лежат в двух разных плоскостях. Считается, что это остатки двух распавшихся когда-то галактик, которые скреплены плотными гало из тёмной материи. Но с точки зрения самоорганизации материи их просто нужно отнести к хронооболочкам другого уровня. Вообще, все карликовые системы, обнаруженные в пределах нашей Галактики, являются ничем иным, как хронооболочками квадруполя второго или третьего уровня, которые также представляют собой замкнутые самоорганизующиеся подсистемы, принадлежащие Галактике.

К четвертой хронооболочке первого квадруполя можно отнести движущуюся группу звезд, которую обнаружили нидерландские астрономы, изучая данные, собранные спутником „Гиппарх“. Они отыскали в движении звезд Галактики одну закономерность: около десяти процентов всех молодых звёзд, обнаруженных в гало, двигались с одной и той же скоростью по одной орбите. Она была сильно наклонена к плоскости диска и выглядела очень эксцентричной: расстояние этих звёзд до центра Галактики колебалось от 23 до 50 тысяч световых лет. Опять же с позиций современной космологии считается, что они принадлежали отдельной галактике, когда-то „проглоченной“ Млечным Путем. Однако, с позиции системной самоорганизации, эти звезды принадлежат одной из хронооболочек квадруполя первого уровня, и представляет собой примерно то же, что дисковая часть Галактики, но  в «недоразвитом» состоянии. Это связано с тем, что внутренняя энергия вращения хронооболочки не совпала с направлением вращения единого времени.

Из выше сказанного видно, что на развитие звездных систем существенную роль оказывает ее местонахождение в гало и задание первичного направления вращающего момента хронооболочки.

5) Завершающая стадия эволюции гало

Гало и диск Галактики представляют собой единое причинно-следственное звено, где гало играет роль причины по отношению к диску, поэтому воздействие одной системы на другую происходит посредством времени. Время втекает в систему от причины к следствию, следовательно, в одной системе (следствие) время поглощается и происходит организация внутренней структуры, а в другой системе (причина) процессы идут с выделением времени, что обуславливает разрушение ее структуры и рассеиванию энергии.

Гало в свое время тоже было следствием по отношению к другой системе более высокого порядка, когда время перетекало к гало и, поглощаясь им, шло на организацию структуры. Теперь выделение динамической энергии прекратилось. И поскольку структуризация гало завершается, то процессы диссипации энергии, определяемые вторым началом термодинамики, становятся определяющими. Организованность структуры уносится временем, а энтропия системы возрастает.

Расширение пространства также прекращается и уже не препятствует гравитационным силам, которые теперь начинают играть определяющую роль. В результате этого вся созданная в системе материя устремляется к центру хронооболочки. Этот центр становится для системы своеобразным аттрактором, к которому притягиваются все материальные тела. Постепенно к центру кварта устремляется все вещество, которое до этого было разбросано по всему объему Галактики. Скапливаясь в его центре, оно формирует мощные гравитационные поля, которые постепенно сжимают материю в черную дыру.

Стареющие звезды гало, какую бы стадию не проходили – красного гиганта или белого карлика, или нейтронной звезды, или сверхновой, в конце концов, приходят к тому, что вещество звезды постепенно рассеивается в пространстве. Вместо звезд мы будем наблюдать диффузные туманности или газовые облака, которые в дальнейшем своем движении устремятся к центру Галактики, влекомые к нему силами гравитации.

В 1958 году нидерландскими астрономами обнаружены газовые облака, которые состояли в основном из атомов водорода и мчались в сторону галактического диска со скоростью, превышающей двести километров в секунду. Спектральный анализ показал, что некоторые из этих облаков являлись остатками сверхновых звёзд. Другие облака, обнаруженные в гало, по спектру поглощения содержали гораздо меньше серы, чем галактический диск. Это подтвердило, что их возникновение не связано с галактическим диском. Но их вполне можно считать остатками диссипативных структур, притягивающиеся аттрактором.

Вперед

Назад