Становление космологии и космогонии
23
академик В.Г.Фесенков доказал, что поглотив свет звезд, газовопулевые туманности вновь переизлучают поглощенную ими энергию, а это не избавляет нас от фотометрического парадокса. Таким образом, вопрос на многие годы оставался открытым.
Гравитационный парадокс
В конце XIX в. немецкий астроном Х.Зелигер обратил внимание и на другой парадокс, неизбежно вытекающий из представления о бесконечности Вселенной. Нетрудно подсчитать, если опираться на Закон всемирного тяготения Ньютона, что в бесконечной Вселенной с равномерно распределенными в ней небесными телами энергия тяготения (гравитационный потенциал) со стороны всех тел Вселенной на данное тело оказывается бесконечно большой. Результат зависит от способа вычисления, причем в этом случае относительные скорости небесных тел могли бы быть бесконечно большими [9].
Одно время казалось, что выход из затруднения найден. Если звезды образуют звездные системы, те - галактики, галактики, в свою очередь, сверхгалактики, и так до бесконечности, то в такой модели Вселенной, предложенной Ламбертом и Шарлье, мироздание будет состоять из иерархии материальных систем разных масштабов. Можно показать, что в такой «иерархической» Вселенной, несмотря на ее беспредельность, гравитационный парадокс, так же как и фотометрический, будет отсутствовать.
Однако наблюдения показали, что, по крайней мере, в пределах доступной нам части мироздания Вселенная не соответствует схеме Ламберта-Шарлье и, таким образом, гравитационный парадокс разрешен не был.
Термодинамический парадокс
В середине XIX в. был открыт великий закон природы - Закон сохранения энергии: при всех своих превращениях из одного вида в другой энергия не исчезает и не возникает из ничего. Общее количество энергии остается постоянным. Этот закон, мно¬
24
Глава 1.
жество раз проверенный опытом, практикой, и ныне считается основным законом природы.
Термодинамика - раздел физики, изучающий природу тепловых процессов и различные превращения тепловой энергии. То, что тепловая энергия, как и другие виды энергии, не исчезает при своих превращениях и не возникает из ничего, есть частное выражение Первого закона («Первого начала») термодинамики. Но в термодинамике существует Второй закон, говорящий не о количестве энергии, а об ее качестве.
Второй закон термодинамики состоит в том, что при всех превращениях различные виды энергии, в конечном счете, переходят в тепло, которое, будучи предоставлено само себе, рассеивается в мировом пространстве. Тепло может переходить только от более нагретого тела к менее нагретому телу. И когда все температуры уравняются, все процессы остановятся и наступит всеобщая смерть. Ее так и назвали - «Тепловая смерть».
В ходе рассуждений о «Тепловой смерти» немецкий физик Рудольф Клаузиус, сформулировавший проблему в 1850 г., ввел некоторую математическую величину, названную им энтропией. В буквальном переводе с греческого «энтропия» означает «обращение внутрь», то есть замыкание в себе, не использование. По существу же энтропия есть мера беспорядка в какой-либо системе тел. Чем больше беспорядок, тем больше и энтропия. По утверждению Клаузиуса, энтропия всюду в мире, в конечном счете, только возрастает. Мир неуклонно стремится к полному беспорядку, его энтропия стремится к максимуму.
«Чем больше Вселенная приближается к этому предельному состоянию, в котором энтропия достигнет своего максимума, тем меньше поводов к дальнейшим изменениям, - писал Клаузиус. - А если бы состояние было, наконец, достигнуто, то прекратились бы все изменения, и Вселенная застыла бы среди вечного покоя»
[10].
Ошеломляющее впечатление, произведенное Вторым законом термодинамики на естествоиспытателей, было особенно сильным еще и потому, что вокруг себя в окружающей нас при¬
