Углубление в тайны функционирования живой клетки поневоле возбуждает интерес к загадке возникновения земной жизни, а это затрагивает космологию. Но ситуация в современной космологии такова, что не взбудоражит разве что спящего летаргическим сном.

Одной из загадок Вселенной являются многочисленные свидетельства непонятного возникновения вещества и энергии «из ничего». Космос буквально нашпигован объектами, загадочным образом создающими новое вещество и энергию. Не стала исключением и Земля. Одна из главных загадок геофизики — принципиальное различие природы континентов и дна океанов. Континенты являются старыми и очень прочными участками земной коры толщиной в десятки километров, а дно океанов — это молодые участки коры толщиной в единицы километров. Рисунок континентов (а также сходство их геологических разрезов, ископаемых организмов и пр.) указывает на то, что в прошлом они были едины, а потом между ними возникли трещины, и они далеко разошлись. А открывшаяся при этом поверхность расплавленной магмы затвердела, образовав тонкую кору дна океанов. Чем объяснить этот процесс, каковы его движущие силы?

И этот вопрос висит в воздухе уже многие годы. С треском провалилась господствовавшая несколько десятилетий теория дрейфа континентов. Она предусматривала перемещение континентов непрерывно движущимися потоками подстилающей их расплавленной магмы. Но оказалось, что магма отнюдь не перемещается (во всяком случае, в масштабах, способных двигать материки). Например, при исследовании лавовых отложений на австралийском плато Кимберли зафиксированы миллиарды лет сохранения одного и того же, узко специфического состава вулканических извержений. А сейсмические разрезы с двух сторон от подводного атлантического хребта, наоборот, продемонстрировали резкое различие соседних профилей, чего тоже не могло бы быть при перемещениях магмы.

У нас нет здесь возможности углубляться в подробности, поэтому скажем лишь, что вместо плавания континентов по бурному океану магмы вырисовывается совершенно иная картина. Оказывается, Земля просто-напросто увеличивается в объеме. Это происходило на протяжении миллиардов лет ее существования, это продолжается и сегодня на наших глазах. Например, причиной возникновения гигантского цунами 26 декабря 2004 г., вызвавшего гибель ¼ миллиона людей в 11 странах, оказался разрыв дна Индийского океана, образовавший трещину длиной в 1000 км. При этом характерно, что увеличение объема и массы Земли происходит не за счет вещества, оседающего из космоса на ее поверхности. Новое вещество непонятным образом появляется в недрах планеты! И, по-видимому, нужно говорить не только о возникновении вещества, но и о появлении новой энергии. Иначе откуда взялась бы энергия гигантского цунами? О появлении новой энергии неизвестного происхождения заставляет думать и необычно теплая зима 2006–07 годов во всем северном полушарии. Ведь такое рекордное потепление не может происходить само по себе — оно говорит о получении откуда-то «незапланированной» энергии.

Земля отнюдь не одинока в своей энергетической непонятности. Данные астрофизики указывают на то, что Юпитер и Сатурн миллиарды лет излучают примерно вдвое больше энергии, чем получают от светила.

[Ситуация очень напоминает ситуацию с балериной (см. пункт 18 по ссылке).]

Даже активность подробно исследованного Солнца необъяснима. Измерение периода пульсаций солнечной атмосферы позволило сравнить теорию адиабатических газовых шаров с реальностью, и показало, что температура в центре нашей звезды, вместо ожидаемых 15 млн. Кельвинов составляет всего 6,5 млн. К. С учетом нелинейной зависимости реакции от температуры, оказалось, что термоядерный синтез гелия из водорода обеспечивает только 0,01% реального энерговыделения Солнца [Мартынов, 1988].

Чисто термоядерная энергетика Солнца (и других подобных звезд) вызывает сомнение и по другой причине. Факты хорошо коррелируют с гипотезой В. Г. Фесенкова, согласно которой в газопылевом облаке, давшем начало Солнечной системе, ближе к центру располагались тяжелые элементы, а на периферии — более легкие. Соответственно, средняя плотность планет в первом приближении нарастает от периферии к Солнцу. Максимум концентрации тяжелых элементов (в виде массивного металло-силикатного ядра), по этой гипотезе, следует ожидать в центре Солнца. А ведь это совсем не те условия, какие нужны для синтеза гелия из водорода.

[В этой связи люди, глубоко знакомые с книгой Ревича, не могут не поразиться аналогичности ситуации с человеческим телом, выражающуюся в том, что более тяжелые элементы имеют тенденцию концентрироваться в глубине клеточных ядер, а более легкие даже не проходят в клетки.]

К этой загадке нужно добавить мощное истечение ионизированного газа (так называемый «солнечный ветер»), которое, на удивление ученым, было зарегистрировано космическими аппаратами «Пионер» на всем пути, вплоть до условной границы солнечной системы, называемой гелиопаузой и расположенной втрое дальше нашей самой далекой планеты — Плутона. Сколько светит Солнце — столько времени солнечный ветер ежесекундно уносит весьма значительное количество материи. Однако астрофизики не отмечают ощутимого уменьшения массы Солнца!

Наиболее ярким примером возникновения во Вселенной вещества и энергии «из ничего» оказывается чудовищная, хаотичная активность миллионов квазаров (квазизвездных объектов), которая, судя по длине выбрасываемых струй газа (джетов), иногда продолжается многие миллионы лет подряд. Энерговыделение квазаров настолько велико, что термоядерные процессы не способны объяснить выделение таких количеств энергии из данного объема. При этом активность квазаров сходна с пожаром на складе боеприпасов, где взрывы долго и беспорядочно следуют друг за другом. В меньших масштабах подобное явление свойственно и ядрам так называемых спокойных галактик, в том числе, и нашей галактики Млечный Путь.

В целом нет ничего плохого в том, что вся космология выстроена на гипотезах — лишь бы они были удобоваримыми. Конечно, космос — не институтская лаборатория, в нем много невиданного, загадочного, требующего изобретения новых терминов и правил. Но хоть какая-то логика должна сохраняться?! Вместо этого, космология начинается с понятия сингулярной точки, где априори не соблюдаются известные физические законы, но зато «объясняется» рождение Вселенной. Согласно нынешней космологии, Вселенная возникла в результате Большого Взрыва, однако, наперекор всем известным взрывам, ее осколки почему-то непрерывно увеличивают и увеличивают скорость полета. Смещение спектральных линий света далеких галактик так велико, как если бы эти галактики удалялись от нас вшестеро быстрее света!

А чего стоит представление об энергии вакуума, которая якобы на 120 порядков превышает то, что удается обнаружить экспериментально? Да еще эта энергия обладает положительной массой, во много раз превышающей массу всей видимой Вселенной, но при этом, как ни странно, создает отрицательную гравитацию! Или представление о микроволновом излучении, якобы возникшем во время взрыва, и с тех пор сотни раз отразившемся от загадочной зеркальной сферы, окружающей Вселенную? Мистика, да и только!

Интересно сопоставить представления о Большом Взрыве с реальностью:

• Большой Взрыв предусматривает мгновенное возникновение всего вещества и всей энергии Вселенной в одной точке пространства из некоего сверхплотного начального образования или из вакуума. Реально же (если рассматривать только наиболее заметные примеры) мы наблюдаем непрерывное рождение вещества и энергии в миллионах разбросанных по Вселенной квазаров, при этом активность каждого из них длится миллионы лет.
• По мнению космологов «осколки» Большого Взрыва разлетаются со все нарастающей скоростью, тогда как вещество, реально выбрасываемое квазарами, на интервале, по крайней мере, в мегапарсеки, не проявляет ни малейшего поползновения ускорять движение.
• Для объяснения Большого Взрыва введено понятие о беззаконной точке сингулярности, но и она не решила всех проблем, вызывая все новые варианты объяснений вроде инфляции (мгновенного расширения пространства за 10^–35 секунды от квантовой величины до современного состояния), временного изменения скорости света на много порядков [Магейджо, 2001], существования «темной» энергии [Острайкер, Стейнхардт, 2001], создающей отрицательную гравитацию. Одним словом, складывается впечатление, что наукой занимаются сказочники-фантасты. И это при том, что фактическая ситуация может быть объяснена намного менее фантастичными гипотезами. Например, многое объяснила бы вполне реалистичная идея немецкого физика П. Иордана о существовании во Вселенной еще не обнаруженного вида материи, особого вида поля («поля творения»), для наблюдения которого еще просто нет инструментов, тогда как энергия этого поля постепенно переходит в обычные для нас формы — в энергию и массу элементарных частиц. Свойства этого поля напоминают свойства больших масс трудно регистрируемых нейтрино.

Самое разумное в сложившейся ситуации — вернуться к тем представлениям о вечной и бесконечной Вселенной, какие господствовали в умах ученых, пока Александр Фридман не убедил Альберта Эйнштейна в невозможности стационарной Вселенной при наличии одной только гравитации. Сегодня прочно укоренилось представление о существовании в космосе кроме гравитации также и неизвестных сил отталкивания, и, казалось бы, можно не вспоминать об этом печальном событии в жизни двух талантливых людей. Можно бы и не вспоминать, но вся нелепость сегодняшней космологии началась как раз с этого казуса. Позже отсюда родилось представление о Большом Взрыве, и достроилась остальная часть космологической сказки.

Главное, что подпитывает сегодняшнюю нелепую ситуацию — это глубокая убежденность космологов в доплеровской природе космологического красного смещения. Действительно, в лучах, приходящих от далеких галактик, спектральные линии смещены в красную сторону. За десятилетия увеличивалась сила астрономических приборов (правильнее сказать, сооружений), они заглядывали все дальше, и обнаруживали все большее красное смещение. Теперь оно, как уже отмечалось, соответствует удалению галактик со сверхсветовыми скоростями. Конечно, космологи предлагают такие формулы расчетов, при которых скорость света не превышается. Но это — конъюнктурные формулы. На самом же деле сверхбыстрое удаление галактик — иллюзия, вызванная неверной трактовкой природы космологического красного смещения.

Для разгадки данного явления нужно обратиться к такой слабо изученной частице, как нейтрино. Космос, буквально, переполнен этими частицами с чрезвычайно малой массой. Раньше самой легкой частицей считался электрон, который, грубо говоря, в тысячу раз легче протона. Теперь же выяснилось, что нейтрино почти в миллион раз легче электрона. Удивляет немыслимо высокая проникающая способность нейтрино. Оно может пронзить свинцовую стену толщиной в миллиарды километров. При такой толщине не может быть и речи о траекториях частиц, полностью «обошедших» все протоны, нейтроны и электроны. Значит, даже при нулевом «сечении взаимодействия» нейтрино с веществом, теоретически, оно не смогло бы пронзить стену. Здесь перед нами необычное явление, которое нужно понять и объяснить.

Можно предположить, что из-за очень малой массы нейтрино, наиболее приблизившейся к квантовому пределу массы, его соударение с другой частицей обычно оказывается слишком слабым, и не достигает квантового порога взаимодействия, называемого постоянной Планка. В таких случаях столкновения частиц как бы и не происходит — параметры движения каждой из них после встречи нисколько не изменяются. Это соответствует положениям квантовой механики, видящей в элементарных частицах пульсирующие, вращающиеся сгустки энергетических полей, которые, подобно математическим солитонам, могут пронизывать друг друга, нисколько не изменяя в результате свои параметры (если, конечно, не достигнут порог взаимодействия). И только в редчайших случаях очень точного соударения частиц, интенсивность «удара» достигает величины постоянной Планка, и нейтрино взаимодействует со встречной частицей.

Скорее всего, результативное соударение нейтрино с другой частицей маловероятно потому, что условия эффективного соударения требуют совпадения нескольких независимых случайных событий:

• расстояние между центрами частиц в момент взаимодействия не должно достигать некоторой пороговой величины (возможно, кванта расстояния),
• отклонение их траекторий от антипараллельности не должно достигать пороговой величины угла (возможно, кванта угла), и
• отклонения фаз колебаний частиц от нуля в этот момент не должно достигать еще одной пороговой величины (возможно, кванта времени).

Еще можно предположить, что при благоприятных условиях нейтрино может взаимодействовать с фотоном, отнимая у него энергию. Но из-за очень малой массы, нейтрино не могут, подобно атомам, целиком поглощать энергию встреченного фотона, чтобы затем переизлучить ее. Скорее всего, за одно столкновение нейтрино способно «отщипнуть» от фотона лишь минимальную энергию, соответствующую наименьшей порции взаимодействия, т.е. постоянной Планка. По расчетам, при таком механизме взаимодействия, фотон зеленого цвета, летящий в космосе, должен испытывать одно результативное соударение с нейтрино каждые 12 минут 10 секунд. Тогда эффект будет эквивалентен наблюдаемому красному смещению. И это — вполне реалистичный результат, сходный с другими случаями взаимодействий нейтрино.

Некоторые оппоненты возражают против диссипативной природы красного смещения из-за того, что фотоны, мол, участвуют лишь в электромагнитных, а нейтрино — лишь в слабых взаимодействиях. Действительно, здесь перед нами разительно отличающиеся силы — электромагнитные поля могут иметь даже космическую протяженность, а слабые взаимодействия проявляются лишь на субатомных расстояниях. Но в момент взаимодействия нейтрино с фотоном расстояние между ними сведено к минимуму, и различия в условиях проявления двух типов взаимодействий практически отсутствуют. Кроме того, в экспериментах (например, на Ровенском и Красноярском атомных реакторах) уже многократно использовалось рассеяние нейтрино на электронах, для которых электромагнитное взаимодействие характерно не в меньшей степени, чем для фотонов. Вспомним также, что пара фотонов может превращаться в пару электрон-позитрон, и наоборот. У фотонов лептонный заряд равен нулю, поэтому закон сохранения лептонного заряда тоже не запрещает взаимодействий нейтрино с фотоном. Не случайно Ш. Глэшоу, А. Салам и С. Вайнберг показали естественное объединение слабого и электромагнитного взаимодействий в квантово-полевом описании.

Возможны еще два возражения против диссипативной трактовки космологического красного смещения. Одно связано с тем, что в новой гипотезе речь идет о частичном поглощении энергии фотона, тогда как физики привыкли к полному поглощению фотона встретившейся частицей, с последующим переизлучением. Но ведь физики до сих пор и не изучали взаимодействий фотонов с частицами, в полмиллиона раз более легкими, чем электрон.

И главное возражение против такой трактовки происходящего — отсутствие рассеяния лучей, испытавших космологическое красное смещение. При соударении фотона с другой частицей рассеяние представляется физикам неизбежным. Но указанная выше природа диссипативного красного смещения устраняет и это возражение. Поскольку взаимодействие происходит только при строжайшей антипараллельности траекторий фотона и нейтрино (расхождение между ними не достигает «кванта угла»), то ни о каком рассеянии света не может быть и речи, взаимодействие оказывается настолько симметричным, что попросту нет причин для изменения траектории фотона. Если же антипараллельность траекторий фотона и нейтрино не точна, то и квантовый порог не достигается, взаимодействие не состоится, встреча частиц как бы и не происходит.

Таким образом, мы имеем целый ряд предположений о природе взаимодействий нейтрино с другими частицами, которые, конечно, пока нужно считать гипотезами. Такими же гипотезами, как и остальной теоретический фундамент космологии. Зато как такой взгляд меняет всю модель Вселенной! Представление об ускоряющемся «разлете» галактик оказывается иллюзией. Вселенная становится достаточно стационарной. Отпадает необходимость в сказочном Большом Взрыве. А заодно объясняется и ряд других труднейших загадок космоса, и, в первую очередь, совершенно утопическая идея о возникновении вещества и энергии «из ничего».

По оценкам Я. Б. Зельдовича и его сотрудников, в современной Вселенной концентрация нейтрино всех трех сортов (электронного, мюонного и тау-нейтрино) очень высока — от 150 до 500 частиц на кубический сантиметр, что на много десятков порядков превышает концентрацию протонов и нейтронов, приближаясь лишь к концентрации фотонов (500 на см³). Асимметрия вещества и антивещества может создать впечатление, будто количество нейтрино и антинейтрино в космосе резко неодинаково, что антинейтрино практически отсутствуют. Но нельзя закрывать глаза и на другие данные, например, на процессы радиоактивного распада. Известно, что для каждого атомного веса элемента существует одно наиболее стабильное соотношение протонов и нейтронов. Реально же в природе встречаются отклонения как в одну, так и в другую сторону, причем статистически они более или менее симметричны. Избыток протонов вызывает спонтанный распад одного из протонов ядра с образованием нейтрона, позитрона и нейтрино. При избытке же нейтронов, спонтанно распадается один из нейтронов, с образованием протона, электрона и антинейтрино.

Таким образом, в каждом случае распада протона или нейтрона, кроме соответствующей тяжелой частицы, возникает одна частица и одна античастица (позитрон и нейтрино или электрон и антинейтрино). Это — одна из причин, по которой можно ожидать присутствие в космосе примерно одинаковых количеств нейтрино и антинейтрино. Правда, нейтрино в космосе уже надежно зарегистрированы, а про антинейтрино этого сказать нельзя. Но, во-первых, основные усилия экспериментаторов были направлены как раз на регистрацию космических нейтрино, а не антинейтрино, а во-вторых, не исключено, что регистрация антинейтрино по какой-то причине более трудна, чем регистрация нейтрино.

Поскольку нейтрино и антинейтрино, несомненно, присутствуют в космосе — а куда им еще деваться, родившись в радиоактивном распаде? — они должны часто сталкиваться между собой и вызывать аннигиляцию. Но признаков аннигиляции нейтрино-антинейтрино в космической пустоте не обнаружено. Впрочем, это и не удивительно. Ведь обе частицы в полмиллиона раз легче электрона. Если проблематично взаимодействие нейтрино даже с тяжелым атомом свинца, то тем более нельзя ожидать взаимодействия нейтрино с антинейтрино, т.е. с частицей, во много миллиардов раз более легкой, чем этот атом. Потому-то в космической пустоте подобные взаимодействия и не происходят — интенсивность столкновений нейтрино-антинейтрино в космической пустоте никогда не достигает квантового порога (постоянной Планка).

Совсем другой должна быть ситуация в мощных гравитационных или электромагнитных полях, например, в ядрах квазаров. Интенсивные поля способны не только притягивать нейтрино из окружающего пространства, но и усиливать соударения нейтрино и антинейтрино, доводить их взаимодействие до квантового порога, и вызывать аннигиляцию. Именно этим может объясняться длительная и чудовищно мощная активность квазаров — выброс колоссальной энергии, и длительное истечение вещества без заметного притока вещества и энергии извне (ведь приток нейтрино к квазарам мы на таком расстоянии обнаружить не можем). Такой же процесс, но с меньшей интенсивностью, может объяснить недостающую часть выбрасываемой энергии и вещества в ядре нашей Галактики, в недрах Солнца и планет.

Именно металло-силикатное ядро в центре Солнца, создавая мощную гравитацию, способно объяснить нейтринную аннигиляцию в недрах светила и возникновение основной части его энергии. Характерной чертой нейтринной аннигиляции, наиболее выраженной в квазарах, является ее хаотичность, непредсказуемость. В меньшей мере, эта же черта заметна и в колебаниях солнечной активности, создающей сюрпризы земной погоды. Возможно, именно этим объясняется, например, исключительно теплая зима 2006–07 г.г. в северном полушарии Земли. Не исключено, что непредсказуемый процесс нейтринной аннигиляции, питая энергией электрические токи в земной мантии, создал для геофизиков головоломку хаотичных колебаний и поворотов магнитного поля Земли, вплоть до временного исчезновения.

Одним из доводов в пользу нейтринного источника выделяемой энергии можно считать Большое Красное Пятно Юпитера, по размерам втрое превышающее Землю. При ближайшем рассмотрении оно оказалось атмосферным вихрем, удерживающимся на одном месте, во всяком случае, не менее 300 лет. Длительное поддержание столь мощного вихря в одной точке планеты объяснимо, по-видимому, лишь устойчивым выделением в этой точке значительной энергии. Учитывая большую массу Юпитера и состав его атмосферы, близкой к атмосфере Солнца, можно было бы предположить возникновение в данной точке локальной термоядерной реакции, но этому противоречит недостаточное давление атмосферы. Даже в отношении Солнца никто не предполагает протекание термоядерного синтеза вдали от центра светила. Тем более это нелогично в отношении Юпитера. Совсем иная ситуация с нейтринной аннигиляцией — для нее требуются не высокие давление и температура, а интенсивное гравитационное или электромагнитное поле!

Кстати, интенсивность магнитного поля Юпитера на несколько порядков превышает интенсивность подобного поля Земли. По мнению астрофизиков, под сверхмощной атмосферой Юпитера скрывается твердое металло-силикатное ядро. Поверхность этого ядра может иметь, как и поверхность Земли, горные пики, горные районы с металлическими рудами и другие аномалии гравитационного и электромагнитного полей. Одна из таких аномалий как раз и способна миллионы лет питать Большое Красное Пятно энергией нейтринно-антинейтринной аннигиляции.

Соответственно, более слабое гравитационное поле Земли способно вызывать и менее интенсивную аннигиляцию нейтрино-антинейтрино в ее недрах, создавать относительно скромный, но устойчивый приток вещества (прежде всего, водорода) и энергии. Характерно, что наибольшую мощность этот процесс должен развивать не в центре планеты, а на глубинах порядка 2900 км, где земная гравитация достигает максимума. Отсюда — и рост объема Земли.

Одной из наибольших загадок Вселенной является отсутствие ее «тепловой смерти», предсказанной Рудольфом Клаузиусом. Большинство процессов в космосе сопровождается понижением температуры вещества. К тому же, коэффициент полезного действия (КПД) большинства процессов не достигает 100%, т.е. значительная часть энергии рассеивается в пространстве. Все это должно было бы выравнивать температуры Вселенной, создать рост энтропии и в итоге вести к прекращению большинства процессов. Но миллиарды лет существования Вселенной не подтвердили опасений Клаузиуса. Неизвестные науке процессы компенсируют рост энтропии, непрерывно вносят в космос вещество и излучение с температурой в миллионы градусов (что видно на примере квазаров), и удаляют остывшую материю, обеспечивая устойчивость Вселенной. Пожалуй, самое удивительное в том, что вечное энергоснабжение Вселенной, по-видимому, базируется на непрерывном, спонтанном рождении из обычного вещества различных античастиц, среди которых принципиальную роль играют антинейтрино.

Когда Эрнест Резерфорд предложил свою, еще несовершенную, модель атома, вряд ли кто-то видел за ней появление всего через несколько десятилетий термоядерной бомбы со стомегатонным тротиловым эквивалентом. Сегодня мы говорим о нейтринно-антинейтринной аннигиляции как о гипотетическом источнике космической энергии, компенсирующем миллиарды лет роста энтропии в других процессах. Но нужно видеть и иную сторону явления. Если эта гипотеза подтвердится (а она, скорее всего, подтвердится), мы окажемся перед лицом неведомого ранее, фантастического источника энергии, для использования которого не нужно копать глубокие шахты, съедающие жизнь тысяч горняков, не нужно поднимать энергоноситель транспортерами, обогащать и т.д. Теоретически (хотя пока неизвестно, каким именно образом) новая энергия может неограниченно извлекаться из любой точки пространства, и питать, например, реактивные двигатели космического корабля. Возникает удивительная перспектива создания сверхскоростных космических лайнеров, которые не нужно нагружать топливом.