Формы темной материи и глобальная эволюция

Это «движение к темноте» как своего рода глобальная «антиэволюция» космической макроматерии представляет собой не только антипод глобальной эволюции, но и своеобразную форму (регрессивного) развития материи как ее самосохранения в ходе превращения в сингулярно-капсулированную форму: различия исчезают, а материя остается, она продолжает существовать в новой экзотической гомогенно-сверхплотной форме. Многообразное и сложное бытие ранее эволюционирующей структурированной материи исчезает, но сама материя остается, она самоохраняется в сингулярно-капсулированной форме. Однако между барионной и темной материей может происходить взаимный обмен в предполагаемых своего рода трансформаторах - посредниках, так называемых «серых дырах», где один вид материи переходит в другой вид (форму). Черные дыры как «капсула», самосохраняющая материю в сверхплотной форме, может превращаться через «серые трансформации» в белые дыры (и даже в возможную их «голую сингулярность»), где начинается процесс «рекапсулирования», и материя вступает на стезю усложнения и роста многообразия своих форм и новообразований [24, с. 261-262]. С этих позиций эволюция вещества в масштабах Вселенной как появление и рост ее неоднородностей (многообразия) в явном виде разворачивается (как и жизнь с фанерозоя) лишь, начиная с рождения частиц, т.е. фактически с плазменно-радиационной и атомарно-вещественной фаз эволюции и расщепления единого фундаментального взаимодействия на известные четыре также фундаментальные виды физических взаимодействий.

Если предположить, что неоднородности существуют и в сингулярно-капсулированной форме материи, то они имеют какую-то пока неведомую природу (например, виртуально-квантовую либо субэлементарную форму своего существования). Впрочем, в темной массе, как упоминалось, имеют место неоднородности, поскольку предполагается ее вещественный характер и даже обсуждаются «кандидаты» в качестве этих пока гипотетических своего рода элементарных частиц. Однако подобные гипотезы еще не обрели уровня достоверного знания и поэтому можно приписывать существование информации в темной массе, что позволяет применять информационный подход к отдельным объектам, например, к черным дырам [37, 39].

Однако в полной мере неоднородности, а, значит, и разнообразие - это атрибут той формы материи, которая приняла структуру вещественной Вселенной, составляющей лишь несколько процентов нашей минивселенной. Это дает возможность использовать информационные представления для описания эволюции и самоорганизации систем барионной материи видимой Вселенной. Сформулированный в начале второй половины XX века информационный критерий развития оказался пока применимым только к самоорганизующимся формам материи, содержащих и векторно изменяющих разнообразие. В существенной степени этот критерий отображал долговременные процессы прогрессивного развития материальных систем, которые увеличивали свою сложность и уровень эволюции, накапливали разнообразие. темный энергия мироздание вселенная

Возможно, что появление и рост количества информации (как разнообразия строения и форм материи) только в небольшой части Вселенной чем-то обусловлено, действует какой-то пока неведомый закон распределения форм материи в мироздании, аналогичный уже упомянутой негэнтропийной пирамиде в ходе усложнения вещественных материальных систем. Не случайно, что за появление и последующий рост разнообразия в эволюционных процессах в вещественном фрагменте Вселенной большей ее части приходится «платить» все большим однообразием и неподвижностью. Менее сложное оказывается и менее изменяющимся, а более сложное, увеличивая свое разнообразие (информационное содержание), все сильнее сужает свой объем, массу, суммарную энергию [40-42]. Причем эта тенденция характерна как для обычного вещества, так и для темной материи, в которой более гомогенная и неизменная темная энергия превышает примерно в три раза скрытое вещество.

Сейчас придется порассуждать о том, действительно ли темная энергия лишена информации? С одной стороны, казалось бы, да, в темной энергии как космическом вакууме, который однороден и лишен какой-либо структуры, каких-либо составляющих, а значит и разнообразия, информация должна отсутствовать. Впрочем, ситуация иная, когда темная энергия мыслится как квинтэссенция, а тем более как фантомная энергия, хотя вероятность этих моделей весьма незначительна. Но, с другой стороны, темная энергия как нечто целостное, но лишенное своих частей, обладает определенными свойствами и характеристиками, которые также можно квалифицировать как разнообразие целостных особенностей (а не структур и состава), а именно - наличие антитяготения и определенной плотности энергии (самой большой по сравнению с плотностью энергии видимого и скрытого вещества). Напомним, что согласно В.А.Рубакову, в отличие от "нормальной" материи темная энергия обладает еще рядом свойств, связанных с уже упомянутыми характеристиками [43].

Таким образом, темная энергия как космический вакуум в своем целостном виде обладает определенным разнообразием характеристик и свойств, по которым эта форма материи определяется и отличается от других форм материи (темной массы и барионной материи). Это уже не структурная, но связанная с темной материей информация. Здесь налицо различие связанной и структурной информации, которые в основном совпадали в обычном - вещественном мире, которой до сих пор изучала наука. Поэтому имеет смысл считать, что информация в темной энергии все же существует, но это не структурная информация, а информация, характеризуемая целостными свойствами и параметрами темной энергии. Это соответствует концепции информации, основанной на категории разнообразия, поскольку разнообразие не сводится только к разнообразию состава, структуры, связей и т.д. Это может быть и разнообразие свойств и целостных характеристик темной энергии. Здесь есть и отражение, хотя и одностороннее - воздействие космического вакуума на невакуумные фрагменты Вселенной, вызывающее ее расширение с ускорением. В случае темной энергии мы имеем дело с разнообразием свойств, или характеристик темной энергии как целостной формы материи. Пока известны всего несколько целостных свойств этой формы материи. Можно считать в первом приближении, что количество информации в темной энергии существенно меньше по сравнению с другими формами материи и составляет минимально возможное количество, которое еще надо определить. Однако следует согласиться с И.М. Гуревичем, что структурной информации (а он имел в виду именно этот тип информации) в темной энергии нет, разумеется, по современным представлениям об этой форме материи.

Как видим, изменение научной картины мира касается не только соотношения сохранения материи и ее изменения (эволюции), но и связанных с ними категорий тождества и различия (а, значит, и информации). Большая часть материи, «наполняющая» нашу Вселенную, содержит разнообразие в минимальном количестве. Но это означает, что, согласно современным представлениям, там информация фактически пока оказывается если не «излишней», то не главной для тех способов бытия (а, скорее всего, только для познания), которые не «используют» такой феномен как эволюция, что особенно характерно для космического вакуума. Как отмечают С. Ллойд и Дж. Энджи, предлагающие модель Вселенной как супергигантского компьютера, независимо от того, что представляет собой темная энергия, она не выполняет большого количества вычислений и не должна этого делать. Ее назначение -- обеспечение недостающей массы Вселенной и ускорения ее расширения -- простые в вычислительном отношении задачи [44, с. 32-42].

Таким образом, темная энергия в интерпретации космического вакуума в своем целостном виде обладает определенным разнообразием характеристик и свойств, по которым эта форма материи определяется и отличается от других форм материи (темной массы и барионной материи). Это уже не структурная, но связанная с темной материей информация. Здесь мы встречаемся с различием связанной и структурной информации, которые в основном совпадали в обычном - вещественном мире, который изучала наука. Поэтому будем считать, что информация в темной энергии все же существует, но это не структурная информация, а связанная с целостными свойствами и характеристиками темной энергии.

Количество информации возрастает при переходе от темной материи к барионной, и здесь она как бы «наверстывает упущенное» многообразие и способность к развитию, становясь в ходе универсальной эволюции основной субстанцией процессов самоорганизации в видимой и вещественной Вселенной. Информация в наиболее высоких структурных уровнях эволюции начинает играть приоритетно-доминирующую роль, «подчиняя» по мере развития вещественно-энергетические компоненты материальных систем.

Роль темной материи в глобальной эволюции

Большую часть «темной стороны» Вселенной вряд ли стоит включать в глобальную эволюцию. Но темная часть нашего мироздания создает определенные космические условия, без которых, скорее всего, упомянутая эволюция не происходила бы, по крайней мере, в том виде как она до сих пор разворачивалась [2]. Обращаем внимание на то, это влияние пока представляется односторонним - оно направлено от темной материи к обычному веществу, в котором и происходит эволюция.

Начнем с темной массы (которая предполагается существующей в двух формах - холодной и горячей), создавшей уже в первые примерно 300 тыс. лет после Большого Взрыва гравитационные неоднородности распределения вещества во Вселенной, в которых позже образовались галактические скопления и галактики. Скрытое вещество, увеличиваясь в своих размерах и создавая неоднородности, захватывает барионную материю, формируя галактики. Максимальная концентрация темной массы дает возможность появления галактическим кластерам и наиболее ярким галактикам. Без этого влияния темной массы дальнейшая глобальная эволюция была бы, скорее всего, не реализовалась. Потому что не смогли бы образоваться галактики при отсутствии либо недостаточном количестве темной массы. Это влияние продолжается и сейчас, поскольку галактики продолжают существовать и устойчиво эволюционировать в гравитационных потенциальных ямах, «вырытых» скрытым веществом.

В первые минуты и часы после Большого Взрыва все вещество во Вселенной было распределено достаточно равномерно (представляя собой горячую плазму из протонов, электронов, фотонов, легких ядер и темной массы). Распределение этого вещества оставалось таким до самого момента рекомбинации протонов с электронами при возрасте Вселенной примерно 375 тыс. лет после начальной стадии Большого Взрыва. Гравитационному сгущению обычного вещества препятствовало давление излучения, с которым это вещество интенсивно взаимодействовало до упомянутой рекомбинации. Между тем темная масса с излучением не взаимодействовала и образованию гравитационных сгущений ничего не препятствовало. Поэтому к возрасту около 375 тыс. лет во Вселенной уже образовалась определенная структура неоднородностей, состоящих исключительно из гравитирующей темной массы. Известные сейчас космологические модели образования галактик основаны на предположении, что темная масса состоит из каких-то частиц, которые почти не эволюционируют.

После эпохи рекомбинации водорода (электронов) обычное вещество просто упало в гравитационные потенциальные ямы, подготовленные до того темной массой. Если бы темная масса не успела образовать «темные» протогалактики, то галактики из обычного вещества в дальнейшем не смогли бы сформироваться, и упомянутое вещество рассеялось бы во Вселенной. Более того, и современные галактики и их скопления не могут устойчиво существовать вне потенциальных ям, образуемых темной массой, тяготение которой их также продолжает удерживать и заставляет скучиваться. Причем темная масса может взаимодействовать с обычным веществом не только через гравитацию. Существует взаимодействие этой части темной материи с обычным веществом через слабое взаимодействие (как в случае с нейтрино), на чем и основаны все современные попытки прямого обнаружения частиц темной массы.

Можно ли на основании изложенного выше включать в глобальную эволюцию «темную» часть нашей Вселенной? Однозначного ответа на этот вопрос пока нет, хотя можно полагать, что пока имеет смысл ограничить в какой-то степени глобальную эволюцию во Вселенной лишь барионными формами материи. Это связано с тем, что «темная» часть Вселенной практически не эволюционирует в том смысле, какой современная наука и философия науки придают понятиям «эволюция» и «развитие» при изучении видимой части Вселенной. Ведь эти понятия предполагают, что соответствующим формам материи и их конкретным материальным образованиям присущи направленные (векторные) изменения содержания материальных образований, причем, как правило, необратимые (чтобы сохранить их энтропию).

При обсуждении проблем глобальной эволюции до недавнего времени не возникало «темных» проблем, т.е. вопросов, связанных с ролью в этом процессе темной материи. В основном речь шла о том, что некоторые глобальные характеристики, прежде всего, основные физические константы, соответствующие четырем фундаментальным видам материальных взаимодействий, их подстройка и некоторые уже известные параметры Вселенной (размерность пространства и времени, топология и т.д.) таковы, что допускают процесс эволюции, включая глобальную эволюцию, на вершине которой сейчас находится человек и на которого возлагаются надежды по ее продолжению в космологической перспективе.

Между тем существующая темная энергия как космический вакуум с постоянной и неменяющейся плотностью энергии оказывает весьма существенное влияние на процессы эволюции вещественной части Вселенной. Доминируя в нашей Вселенной, темная энергия превосходит в три раза по плотности энергии все другие формы космической материи вместе взятые, создавая мощную всемирную антигравитацию. При возрасте Вселенной около 7 млрд лет, т.е. более 6 млрд лет началась эра космологического расширения с ускорением из-за того, что плотность темной массы постепенно снижалась и стала ниже плотности вакуума [18; с. 44, 53]. Это антигравитационное расширение Вселенной сменило космологическую эру доминирования тяготения над антитяготением и вещественных форм материи над вакуумной (темной энергией). То, что пока непонятный мир темной энергии отныне определяет космологическое расширение, которое, по современным представлениям будет неограниченно долго продолжаться, создает уверенность в том, что, как отмечалось, Вселенной уже не угрожает Большое Сжатие, которое могло бы привести к новой (второй) глобально-космологической сингулярности (хотя некоторые астрономы, например, Р. Пенроуз, все же предполагают возможность такого сценария).

Во фридмановских моделях Вселенной, полученных до открытия темной энергии, вещественная Вселенная в принципе благодаря тяготению могла себя коллапсировать в сингулярность-2. Такой эволюционно-деградационный исход, по сути дела, аналогичен ранее предсказанной тепловой смерти Вселенной и означал бы конец универсальной эволюции, а, может быть, и любого иного развития. Сейчас уже ясно, что продолжение этой эволюции реализуется лишь при условии существования во Вселенной темной энергии (которая в перспективе тоже может сыграть роковую роль - об этом далее).

В принципе в теоретической космологии выявлены и иные модели Вселенной, совместимые с эволюцией и глобальной эволюцией. Имеются открытые и не коллапсирующие модели, которые не содержат темной энергии, т.е. космологическая константа равна нулю. Описаны и замкнутые модели Вселенной с темной энергией (с ненулевой космологической постоянной). Если всю темную энергию в таких космологических моделях заменить на темную массу или даже на обычное вещество, сохраняя при этом среднюю плотность материи, то Вселенная останется плоской и открытой, она будет вечно расширяться, но не с ускорением, а с замедлением по степенному закону. Т.е. существуют теоретические модели Вселенной, которые допускают эволюционно-самоорганизующиеся процессы.

Однако реальность существования темной энергии позволяет считать, что перманентное продолжение супермагистрали глобальной эволюции «потребовало» уже не теоретических моделей без грядущего коллапса, а реального существования во Вселенной новой формы материи. Именно эта форма в виде темной энергии обладает свойством «всемирного антитяготения», чтобы мироздание не пошло по регрессивно-деградационному пути и не реализовался вселенский коллапс. В этом видится одно из основных направлений связи существования темной энергии и перспектив продолжения глобальной эволюции, в особенности в контексте ее социоприродного развертывания. Впрочем, и на этом пути расширения Вселенной появляется некий сценарий развития аналогичный тепловой смерти.

Предотвращая возможное сжатие мироздания, космический вакуум с его антитяготением вполне реально предупреждает вселенскую угрозу коллапса, оказывается «полезным» и для дальнейшего продолжения глобальной эволюции. Однако то, что антигравитация и далее будет расталкивать галактики все быстрее, приведет к тому, что они постепенно исчезнут из виду, как это считает К. Конселис [45] (и не только он). Окружающее пространство будет становиться все более пустым (в вещественном смысле), превращая галактику в изолированной остров, не зависящий от тяготения других космических объектов [46]. «В итоге, - отмечает А.Д. Чернин, - галактики, да и вообще все невакуумное вещество, оказывается в мире, свойства которого определяются не ими, а вакуумом. Так, эволюция мира в целом затухает, его пространственно-временной каркас застывает и остается таким «замороженным» навсегда» [18, с. 50-51]. Может быть, это новый вариант « тепловой смерти» Вселенной и конца глобальной эволюции?

Однако у природы есть еще возможности дальнейшей самоорганизации: ведь не исключено, что человечество может освоить новые способы эволюции, причем не только в нашей Вселенной, но и использовать другие минивселенные. Причем это связано с тем, что человек на определенном этапе может стать ключевым фактором космологического процесса, которому разум «дала» природа, чтобы предотвратить не только свою гибель, но и гибель окружающей его природы [10, 47, 48].

Темная энергия играет и играла гораздо более важную роль в эволюции Вселенной и об этом начинают догадываться ученые, которые обратили более пристальное внимание на проблему темной энергии именно как космического вакуума. Так, считается, что, когда Вселенная достигла среднего возраста и начался переход от доминирования тяготения к преобладанию антигравитации, завершилось формирование галактик и их скоплений (вспомним, что на начальном этапе их формирования важнейшую роль играла темная масса). Темная энергия влияет на морфологическую эволюцию и состав галактик, воздействует на способность галактик объединяться в скопления и на частоту их слияния.

Уместно также обратить внимание на тот факт, что начало космологической эры преобладания во Вселенной антигравитации совпадает по времени с появлением нового направления (рукава) супермагистрали глобальной эволюции (оба эти рукава были выявлены А.Д. Пановым). Первый рукав (направление), начиная от Большого Взрыва (около 14 млрд лет тому назад) до образования звезд, характеризуется замедлением эволюции и он не требовал внешних источников энергии в пространственном смысле. Здесь эволюционные процессы (в том числе и инфляция) происходили за счет начального предельно сильного отрицательного давления темной энергии, когда вещество оказывается источником отталкивания. Второй рукав (когда начинает доминировать антигравитация - 7 млрд лет тому назад) характеризуется сложными нелинейными процессами, где важную роль играет открытость систем и где процесс саморазвития за счет этого ускоряется. Временная граница между этими рукавами (периодами, направлениями) связана с эволюцией звезд, когда в них возникают тяжелые химические элементы и которые в дальнейшем для своего существования не требуют звездных условий и могут существовать уже вне «колыбели», сами по себе, например, на планетах, где начинается химическая эволюция и может появиться жизнь. Жизнь может возникнуть только тогда, когда в достаточном количестве появляются необходимые химические элементы (например, биосистемы в принципе не могли возникнуть в течение первого миллиарда лет после Большого Взрыва).

Два рукава глобальной эволюции оказались случайно связанными и именно в это время переходной процесс от первого рукава ко второму, именуемый «слабым консервативным переходом» [49, с. 78-80], характеризуется снижением стабильности эволюционирующих систем.

Если бы темной энергии было бы больше (например, она составила бы 99% всего масс-энергетического содержания мироздания), чем в реальности, то, как полагает К. Конселис, космическое ускорение началось бы гораздо раньше и вещество в ускоренном темпе разлетелось бы, остановив в зародышевом состоянии формирование крупномасштабных космических структур, в частности, повлияло бы на звездообразование и появление в достаточном количестве тяжелых элементов, из которых состоят планеты [45]. Но, если бы плотность энергии космического вакуума была слабее, чем это имеет место в действительности, то появившееся вещество было бы гораздо плотнее и в этом случае эволюция вряд ли могла реализоваться во Вселенной, либо ее темпы оказались настолько медленными, что не только человек, но и жизнь могли бы не появиться в нашей минивселенной Мультиверса. И хотя здесь было сказано об эволюции, но ясно, что это замечание тем более относится к глобальной эволюции.

Проблема темной энергии имеет прямое отношение к вопросу об эволюции (либо к отсутствию таковой), внося свою лепту также в космологические дискуссии уже почти столетней давности. Вопрос о неизменности мира обсуждался, начиная с А. Эйнштейна, который полагал, что Вселенная неизменна и статична. Но в 1917 г., применив общую теории относительности к космологии, А. Эйнштейн неожиданно обнаружил, что созданная им космологическая модель не подтверждает вечность, неизменность и статичность мироздания. Поэтому, чтобы сохранить представления о статичности и неизменности Вселенной он ввел так называемую космологическую константу в качестве одной из фундаментальных физических постоянных. Первая космологическая модель мира, предложенная А.Эйнштейном, представляла собой идеально симметричную модель мироздания в пространстве и во времени и такое представление сохранялось вплоть до открытия в 1929 г. Э. Хабблом космического расширения - удаления галактик друг от друга, что развеяло и, казалось бы, навсегда идею статичности и неизменности Вселенной.

Однако, как отмечает А.Д. Чернин, «не только космологическая константа, но сама исходная идея статической Вселенной неожиданно обрела в наши дни новый вид и новую жизнь… Но поразительней всего, пожалуй, то, что традиционная идея статичности мира находится в замечательном согласии с феноменом космологического расширения….» [18, с. 15]. И это действительно так: космологическое расширение как дальнейшее продолжение Большого Взрыва, вызвано именно темной энергией. И Большой Взрыв, возможно, вызван этим космическим вакуумом (его спонтанной флуктуацией) и само «разлетание» галактик с ускорением также можно трактовать как новый этап продолжения Большого Взрыва [18].

Причем космический вакуум везде одинаков, он существует вокруг нас, его плотность и давление неизменны. Установлено, что на темную материю не влияет все остальное материальное содержание Вселенной, но сама она, как уже отмечалось, воздействует на все остальное - и на темную массу, и на барионную форму материи. Космический вакуум не подчиняется уже известным физическим законам, в частности, закону Ньютона, согласно которому действие равно противодействию [18, с. 54-55]. И вакуум, как основная часть мироздания статичен и неизменен, причем он определяет, в конечном счете, свойства пространства и времени, которое должно быть одним и тем же. Это означает, как считает А.Д. Чернин, что мир, в котором господствует вакуум, должен быть неизменным во времени и однородным в пространстве, статичным, а все его четырехмерные точки (события) неразличимы. Это уже будет мир без информации и это новый аналог тепловой смерти теперь в «вакуумном» варианте.

Сейчас будущее Вселенной зависит от выяснения того, что представляет собой темная энергия. Рассмотрим это будущее, полагая, что темная энергия представляет собой космический вакуум. Однако, если темная энергия окажется фантомной энергией (что пока представляется маловероятным), то это приведёт к новому типу расширения Вселенной - расходящемуся расширению. При этом имеется в виду, что расширяющая сила действия тёмной энергии (как фантомной) будет непрерывно расти, и со временем превзойдёт все другие взаимодействия и силы во Вселенной. Если это возможно и действительно произойдет, то тёмная (как фантомная) энергия в отдаленной космологической перспективе разорвёт абсолютно все связанные тяготением системы и структуры Вселенной, потом превысит силы внутриядерных и электростатических взаимодействий. В конце концов, фантомная энергия может разорвать атомы, ядра и нуклоны и уничтожит Вселенную в бифуркационной катастрофе, получившей наименование Большого Разрыва.

Согласно другому, тоже маловероятному сценарию, тёмная энергия может со временем сменить антигравитацию на притягивающее действие и тогда гравитация окажется доминирующей, что может привести Вселенную к ранее предполагаемому Большому Сжатию. Возрождаются и космологические сценарии осциллирующей или циклической Вселенной. Приведенные здесь сценарии и гипотезы маловероятны и еще не подтверждаются какими-либо фактами, однако они окончательно не отвергаются, как это иногда представляют некоторые ученые.

Еще в прошлом - XX веке ученые и философы пытались доказать, что Вселенная не является статичной, стационарной и неменяющейся, что в ней имеет место не только видимое механическое движение космических тел, но происходят эволюционные процессы, идет усложнение при переходе на более высокий структурный уровень и рост многообразия форм и видов материи. И это действительно так и происходит, если иметь в виду нашу видимую Вселенную с ее барионной формой самосохранения и изменения материи, особенно на главной магистрали глобальной эволюции.

Особенности познания темной материи

Проблема познания темных форм материи имеет свою специфику, которая стала выявляться в последние годы. Возьмем в качестве примера такую составляющую темной массы как черная дыра (которую можно представлять и как особую форму материи). Черная дыра представляет собой замкнутую сферу, в которой вещество, которое туда попало, уже не может выйти даже в виде излучения из-за чудовищного сжатия (гравитационного притяжения). Под черной дырой понимается область пространства - времени, для которой вторая космическая скорость равна скорости света и гравитационное поле не выпускает даже фотоны [50, с. 4]. Хотя черные дыры - это пока и не полностью доказанная реальность (некоторые осторожные астрономы пока их не признают, полагая, что мало доказательств), тем не менее, большинство космологов все же полагают, что уже выявлено более тысячи объектов, которые могут претендовать на роль «кандидатов в черные дыры».

Пространственная граница черной дыры получила наименование горизонта событий, и она характеризует невозможность получения никакой информации о событиях и состояниях внутри черной дыры, т.е. за пределами этого горизонта (последние исследования с точки зрения теории струн показывают, что горизонт событий представляет собой пенящуюся массу струн, а не жёстко очерченную границу). Обычно считается, что любое космическое тело, вещество и излучение имеет возможность проникать, падать в черную дыру, но не может ее покинуть.

Однако это не совсем верно, если учитывать результаты применения квантовой теории к чёрной дыре. В середине 1970-х гг. физики предположили, что из черной дыры может все-таки выходить энергия и она постепенно испаряется благодаря тепловому излучению Хокинга. С. Хокинг открыл (теоретически), что эти космические объекты испаряются: фотон за фотоном излучает черная дыра свою энергию в окружающее пространство, сама при этом постепенно уменьшаясь. Согласно законам квантовой механики, пары виртуальных частиц и античастиц постоянно возникают в окружающем горизонт событий пространстве (вакууме). С. Хокинг показал, что гравитационная энергия чёрных дыр (гравитационное поле поляризует вакуум) может передаваться виртуальным частицам у самого горизонта событий. В этом случае упомянутые частицы становятся реальными лишь на мгновение, чтобы тут же аннигилировать. Причем черная дыра может поглотить одну из частиц (которая была чуть ниже горизонта событий) такой пары еще до того, как произойдет аннигиляция, а тогда другая частица, оказавшаяся чуть выше горизонта, уходит прочь от черной дыры, унося часть энергии (массы) чёрной дыры. Излучение Хокинга - это уходящие за пределы горизонта событий частицы, благодаря чему чёрная дыра испаряется.

Интенсивность такого излучения обратно пропорциональна размерам черной дыры и сверхмассивные черные дыры в центре галактик (которые своей колоссальной гравитацией удерживают эти галактики, в определенной мере предохраняя их от разбегания) излучают энергию медленнее, чем поглощают вещество. Поэтому такие чёрные дыры могут только увеличивать свою массу, так как испускаемое ими излучение имеет меньшую энергию, чем поглощаемое вещество и излучение. Это может продлиться до тех пор, пока фотонный газ реликтового излучения не остынет в результате дальнейшего ускоренного расширения Вселенной.

Однако менее массивные черные дыры будут становиться все меньше, полностью исчезая в последнем взрыве. Предполагается, что при образовании Вселенной могли формироваться реликтовые, или первичные чёрные дыры, часть из которых (с начальной массой 1012 кг) должны были бы заканчивать свое испарение лишь в настоящую космологическую эпоху. Масса первичных черных дыр не ограничена снизу, как в случае их образования при звёздном коллапсе и могла бы быть относительно малой. Обнаружение первичных чёрных дыр представляет особенный интерес в связи с исследованием феномена испарения чёрных дыр. Не исключено, что в сверхмощных ускорителях могут создаваться небольшие черные дыры, которые станут почти сразу же взрываться с мощной вспышкой излучения. Интенсивность испарения увеличивается в ходе уменьшения объема чёрной дыры и финальная стадия видится как взрыв чёрной дыры, которого, однако, пока еще не наблюдали. Небольшая чёрная дыра массой порядка тысячи тонн испарится меньше, чем за полторы минуты, выделив энергию, эквивалентную взрыву десятка миллионов атомных бомб средней мощности.

В черной дыре (как одной из экзотических форм самосохранения материи) согласно теории относительности, информация, содержащаяся в материальных системах, попадающих в нее, теряется, т.е. в ней исчезают неоднородности. И новая форма («черная») бытия материи, уже не «знает» своего прошлого и в настоящем не содержит никакого предыдущего разнообразия либо оно существенно уменьшается. Как замечает И. Николсон: «При образовании черной дыры навсегда теряется огромное количество информации» [51, с. 132]. В этой потере информации в черной дыре особую роль играет сингулярность как состояние пространственно-временного континуума внутри горизонта событий, когда его плотность и кривизна становится бесконечной. Тяготение черной дыры настолько колоссально, что, казалось бы, ничто не в силах вырваться за пределы упомянутого горизонта.

Однако согласно квантовой механике с помощью фотонов излучения Хокинга информация все же может вырваться из черной дыры, что приводит к противоречию между двумя упомянутыми теориями физики, или к так называемому "информационному парадоксу". Заметив это противоречие, С. Хокинг вначале предположил, что хаотичная природа "излучения Хокинга" (беспорядочный набор фотонов) означает, что энергия уходит из черной дыры, а информация в ней остается. Однако в дальнейшем он изменил своё мнение, полагая, что информация также уходит из черной дыры, причем, возможно, что вылетающие фотоны могут отображать информацию о содержимом самой дыры. Заметим, что такая перемена мнения вполне оправдана, если исходить из принципа всеобщности информации, иначе получается, что вылетающие из черной дыры частицы не содержат информации.

Согласно струнной модели, в чёрной дыре информация не уничтожается, поскольку предполагается, что сингулярности там нет (однако, это, скорее всего, это уже не черные дыры, а черные норы). Информация может храниться в струнах (масса которых распределяется по всему объёму до горизонта событий) и выходить за этот горизонт с помощью излучения Хокинга во внешнее пространство и тем самым черная дыра не только теряет массу, но и информацию. Передача информации из черной дыры во внешнее пространство может обеспечивать квантовая сцепленность (запутанность) состояний, представляющая связь на квантово-механическом уровне между двумя удаленными друг от друга объектами, которая определяет влияние измерений свойств одного объекта на аналогичные свойства другого объекта. Сцепленность даже допускает телепортацию, при которой информация передается от одной частицы к другой с такой точностью, словно частица переносится из одного места в другое со скоростью света.

Пока решение информационного парадокса не вызывает удовлетворенности в научном сообществе и предпринимаются попытки примирить упомянутые две физические теории, чтобы разрешить этот парадокс. Например, высказывается мнение, что информация не уходит, а только накапливается за горизонтом событий черной дыры, оставаясь недоступной для окружающей ее среды. А в самый последний момент, когда испарятся последние остатки черной дыры, вся информация выходит в эту среду. Однако этот вариант ничем не лучше первоначального предположения С. Хокинга. В другом варианте предполагается, что улетающие из черной дыры фотоны, несущие информацию, нам доступны, но расшифровать и извлечь эту информацию мы не можем. Это, конечно, лишь подступ к возможному решению, ведь причина парадокса связана с противоречиями между двумя фундаментальными физическими теориями в их применении к исследованию черных дыр.

Наличие информационного парадокса и других особенностей черных дыр ведет к тому, что познающий субъект не сможет получать информацию о внутреннем состоянии черной дыры, если будет находиться вне ее. Тем более это относится к центральной части черной дыры - сингулярности (если она все-таки существует) как сверхплотного состояния, где, как предполагается, не действуют известные нам законы природы. Но это лишь теоретическое предположение ученых, ибо информация из-за горизонта событий черной дыры не может дойти до наблюдателя. Поэтому в силу этих информационно-космологических обстоятельств внутренность черной дыры скрыта от наблюдателя, что «льет воду на мельницу» агностиков, но по совершенно иным причинам, чем это ранее представлялось.

Космическая материя, выпадающая на черную дыру, теряет, однако не вообще всю информацию, поскольку ее можно характеризовать с помощью массы, электрического заряда и собственного момента импульса (а, может быть, и количества содержащейся в ней информации, как это считают некоторые ученые). Более того, предполагается, что не попадающее в сингулярность тело вообще может сохранять всю или какую-то часть информации. В дальнейшем могут обнаружиться и иные характеристики и свойства материи, из которого состоит черная дыра, если в ней действительно содержится какое-то разнообразие.

Если внутреннее содержание черной дыры не поддается восприятию внешним наблюдателем, то само существование этого латентного космического объекта может быть обнаружено в силу наличия колоссальных гравитационных полей, представляющих мощные потенциальные источники энергии, которая в принципе может высвобождаться при попадании вещества на горизонт событий черной дыры. При этом выпадении (аккреции) вещества на черную дыру может излучаться очень большое количество энергии до того, как оно пересечет горизонт событий черной дыры, поскольку можно наблюдать рентгеновский ореол вокруг нее. Конечно, если в окрестности черной дыры нет никакого вещества и излучения, то она может остаться не обнаруженной (хотя это маловероятно из-за излучения Хокинга).

Но если в окрестности черной дыры имеется вещество и оно на нее падает, то для внешнего наблюдателя создается эффект испускания излучения, как будто бы частицы вылетают из этого скрытого космического объекта. Причем наибольшее излучение будет идти от сверхмассивных черных дыр, а точнее от сверхъяркого газа, поглощаемого чёрной дырой, разогревающегося и ускоряющегося при сближении с нею. Если в черные дыры падает вещество звезд и облака газа, то их яркость окажется самой мощной в нашей Вселенной, поскольку в этом случае высвобождается огромное количество энергии (на два порядка больше, чем в ядерных реакциях). Поэтому предполагается, что такие сверхмассивные черные дыры с мощнейшей гравитацией служат «темными» (скрытыми) источниками энергии в ряде космических процессов с колоссальной энергоотдачей и гигантской светимостью (квазары, ядра активных галактик). Такая черная дыра с массой около трех миллионов солнечных масс, по-видимому, находится в ядре нашей Галактики.

Обратим внимание на то, что занимающиеся космологическими проблемами ученые, как правило, придерживаются точки зрения о всеобщности информации. Более того, как отмечает Я. Бекенштейн, развитие физики учит нас, что информация является ключевым игроком в физических системах и процессах. Действительно, современная тенденция, начало которой было положено Дж. Уилером, состоит в том, чтобы считать физический мир состоящим из информации, которой случайно сопутствуют энергия и вещество. Только, что упомянутый Дж. Уилер предложил легко запоминающийся информационный принцип - все из бита («it from bit») [52]. Вряд ли стоит ставить информацию над веществом и энергией в физическом мире, но принцип всеобщности информации предполагает, что там, где есть неоднородность и разнообразие, должна быть и информация [53].

Это же замечание касается и черных дыр. Пока черная дыра не взорвалась, информация находится всегда внутри горизонта событий, но как-то может влиять на излучение Хокинга (например, в плане тонких корреляций между состояниями фотонов, которые могут кодировать информацию тел, попавших в черную дыру). Когда черная дыра в конечной стадии взорвется, то исчезнет и вся находившаяся в ней информация. Но информация как таковая не исчезнет из Вселенной.

Черную дыру некоторые ученые даже представляют как материальное образование, которое стихийно выполняет вычисления с максимально возможной в мире скоростью. Впрочем, эти ученые считают, что черные дыры -- просто самый экзотический пример общего принципа, гласящего, что Вселенная обрабатывает информацию. Квантовая механика позволила количественно обосновать связь термодинамики с информацией и ввести понятие квантовой информации. Вселенная состоит из квантовых битов -- кубитов, обладающих гораздо более интересными свойствами, чем обычные биты. Анализ Вселенной в терминах битов и байтов не заменяет ее рассмотрения в рамках обычных понятий, таких как сила и энергия, но позволяет выявить новые факты. Вселенная представляется не просто гигантским компьютером, а в качестве гигантского квантового компьютера Вселенная может хранить максимум 10123бита [44, с. 32-35].

Существуют и другие методы оценки количества информации в черных дырах. И.М. Гуревич полагает, что черная дыра содержит информацию, объем которой пропорционален квадрату ее массы [37, с. 225]. А если иметь в виду, что в ядрах почти всех галактик находятся сверхмассивные черные дыры, то объем информации в нашей Вселенной находится в диапазоне 1099 - 10107 бит [37, с. 232].

Эти утверждения имеют смысл в предположении о существовании устойчивых неоднородностей и «скрытого разнообразия» внутри черных дыр (за горизонтом событий). Однако пока неясно, как можно извлекать эту предполагаемую «черную информацию.

Гипотеза о наличии информации в минимальном количестве в большей части неживой космической природы (в основном в темной энергии) имеет неожиданные когнитивные последствия. А именно: познание таких форм материи существенно затруднено, причем эти трудности имеют нетрадиционный характер. Ведь информация от экзотических темных форм материи не доходит до субъекта познания, по крайней мере, как в той относительно простой гносеологической ситуации, которая характерна для изучения объектов вещественной Вселенной. Это, как выше было показано, отчетливо проявляется при исследовании таких крупномасштабных форм темной материи как черные дыры. Ученые как внешние наблюдатели, никакими способами не могут получить информацию о том, что же происходит внутри черной дыры, кроме воздействия их гравитационного поля на другие космические тела и, возможно, в будущем - излучения Хокинга.

Однако с эпистемологической точки зрения ясно, что если бы в каком-либо материальном объекте вообще не было бы информации, то он в сфере познания просто не существовал бы, поскольку никаких сигналов от него не поступало бы. Поэтому наличие научного знания о каком-то материальном объекте уже указывает на то, что он содержит информацию внутри себя или во «внешнем контуре», т.е. в своей целостности (холистическая информация), которая каким-то образом, в нашем случае косвенным путем достигает познающего субъекта. Темная энергия обнаружена по тому признаку, что она воздействует на остальные формы материи и на какие-то конкретные материальные объекты, хотя обратного воздействия не обнаруживается. А это означает, что космический вакуум как целостное материальное образование из темной энергии обладает каким-то минимальным количеством информации, которая, так или иначе, уже достигла субъекта познания. Эта информация, как отмечалось, содержится во «внешнем контуре» космического вакуума, т.е. как некоторого целостного объекта, где целостность понимается не только как «отгороженность» от других форм материи, а как совокупное воздействие на них со стороны темной энергии.

Проблема познания темной материи и других скрытых экзотических сверхплотных космических объектов представляет собой специальную когнитивную проблему, поскольку достоверность и надежность результатов научного поиска оценивается по косвенным, побочным признакам влияния их на обычную светящуюся материю и с помощью космологического моделирования. Предлагается и определенное моделирование эпистемологических ситуаций, используя аналогии при исследовании обычного вещества. Например, мы не знаем, как использовать синергетику и термодинамику для изучения темной энергии, поскольку для этого в прямом смысле не хватает информации. Однако для «скрытого вещества» уже обнаружены некоторые исследовательские подходы, в частности упомянутое выше моделирование. В этом моделировании используются, например, аналогии между физикой черных дыр и термодинамикой, а также между ними и теорией гравитации, о чем уже шла речь.

Познание космического вакуума затруднено еще и потому, что он не взаимодействует ни с чем, в том числе и с наблюдателем (субъектом), хотя, как упоминалось, влияние его на вещество в масштабе Вселенной не просто имеет место, а является определяющим для будущего мироздания.

Процессы эволюции и имманентно связанные с ней информационные процессы играют важную роль не только в самой Вселенной, но и в ее познании человеком и человечеством в целом (как интегральным субъектом познания). Эта связь между Вселенной и ее свойствами и характеристиками нашла отражение в антропном космологическом принципе, который реализуется в видимой Вселенной. Этот принцип говорит о наличии очень тонкой «подстройки» фундаментальных констант Вселенной и ее глобальных характеристик с возможностью перманентного протекания в ней эволюционных процессов, приводящих к формированию сложных форм вещества, а на определенном этапе - к появлению жизни и человека, который может познавать мироздание.

Основная идея, какие бы формы этот принцип ни принимал, заключается в том, что человек и вещественная Вселенная предполагают свое взаимное существование, наличие человека «требует» соответствующего ему «космического дома» в форме «нашей» Вселенной (которая теперь представляется как одна из локальных минивселенных Мультиверса). И наоборот: Вселенная должна быть такой, чтобы в ней мог появиться и существовать человек, который может познавать соответствующий ему мир, какие бы трудности на этом пути не возникали. Между человеком, появившимся на определенном этапе эволюции вещественной Вселенной, и всеми ему предшествующими этапами, включая начальный этап рождения Вселенной, как бы существовала обратная связь, имеющая, скорее всего, информационную природу, что вытекает из принципа системно-темпоральной целостности.

Человечество не желают исчезать как с лица Земли, так и из Вселенной, пытаясь включится в ее эволюционные процессы, могущие обеспечить ему бессмертие [54]. Оно пытается продлить свое существование в мироздании, и поэтому, если стихийное развитие человечества оказывается несовместимым с эволюцией природы, то возникает идея изменить форму социоприродного развития, вписавшись в супермагистраль глобальной эволюции и продолжив ее с помощью человечества. Это философско-мировоззренческий императив антропного принципа - человек должен присутствовать и действовать во Вселенной до тех пор, пока это возможно, желательно всегда или неопределенно долго. Эта антропоцентрическая точка зрения представляется вполне естественной, и она предполагает поиск теоретических ответов на космические и даже космологические вызовы грядущей эволюции.

Поэтому идея совместить будущее социоприродное устойчивое развитие и антропный космологический принцип как бы фокусируется в том, что человек не просто появился во Вселенной, что он существует в ней и наблюдает мироздание. Человечество пока в основном концептуально старается придумать способ, как продлить свое существование во Вселенной вопреки существующим земным и космическим угрозам и опасностям. Появляется надежда, что грядущий переход к устойчивому развитию (в том числе и в космическом направлении) окажется тем самым ключом к социальному бессмертию, к тому, что видимая Вселенная навсегда остается обитаемой людьми, существами, обладающими разумом и развивающими его, включая и еще не существующие ноосферно-цивилизационные формы.

Однако понятно, что человеческий фактор, в каком-то виде появившись в космологическом знании, который в перспективе мог бы изменить картину Вселенной, ни в какое сравнение не идет по масштабности и распространенности своей деятельности (и то лишь в отдаленном астрономическом будущем), с теми новыми «штрихами» картины мироздания, о которых речь шла выше. Некоторые астрономы (а особенно фантасты) рисуют картины поистине колоссальной космокреатической деятельности более высоких по уровню внеземных цивилизаций, преобразующих галактики и другие крупномасштабные космические объекты. И, тем не менее, человечество и пока гипотетические иные цивилизации вряд ли смогут совершать какие-то преобразовательные действия с «темной» частью Вселенной, которую изучать стало все сложнее из-за существенного уменьшения в ней разнообразия (информации).

Сам факт расширения Вселенной, несомненно, проявляющийся не только в пространственном, но и в расширении Вселенной во временном измерении также существенно может повлиять на наше изучение и освоение мироздания. Оставшаяся незамеченной ранняя «темпоральная инфляция» [55] сейчас сменилась более спокойным расширением (распространением) времени в будущее (также вначале с его замедлением, а затем ускорением). И этот процесс уже невозможно остановить, как и пространственное расширение нашей Вселенной в силу действия антигравитации темной энергии. «Растягивание» времени в будущее как процесс темпоральной футуризации уже 7 млрд лет сопровождается пространственным расширением Вселенной с ускорением - и это космологическое следствие воздействия космического вакуума на остальные фрагменты мироздания.

Как этот темпоральный все ускоряющийся процесс футуризации затем будет влиять из «далекого будущего» на ныне происходящее? Если футуризация как космический процесс ускоряется, мы все больше будем испытывать «футурошок» в различных сферах деятельности, в том числе и в социальной и социоприродной сферах, стимулируя опережающие действия. Однако теперь понятно, что существуют определенные онтологические (космологические) основания процесса футуризации, который проявляется на всех уровнях и ступенях эволюции материи, в том числе и в деятельности человечества.

Вместо заключения. Существует ли материя без движения?

Открытие форм темной материи поставило вопрос о том, что подавляющая часть материи является неизменной либо малоподвижной (темная масса) и каким-то неведомым образом самосохраняется, что наука пока объяснить не в состоянии. Как самосохраняется антигравитирующая часть материи многие миллиарды лет (большая часть, видимо, еще с момента Большого Взрыва), пока не ясно, поскольку там действуют еще неизвестные нам законы сохранения. Но когда это прояснится, современная научная картина мира настолько изменится, что в ней мало что останется от весьма общих и, казалось бы, незыблемых представлений сегодняшнего дня.

Все вышесказанное свидетельствует о том, что наука и научная картина мира находятся на пороге поистине революционных трансформаций. Дальнейшее исследование темной материи предвещает каскад не только новых научных открытий, но и существенных мировоззренческих инноваций, нарастание бифуркационного состояния во всей научной деятельности. Затронут ли эти научные пертурбации общенаучные понятия и философские категории, представление об их фундаментальности и изначальности? Ведь все они сформировались на базе изучения видимой Вселенной, которая изменяется и эволюционирует. А «темная часть» мироздания склонна к неизменности и стабильности.

Однако еще со времен античных мыслителей философы воедино связывали материю и движение, развитие. «Точно так же как нет движения без материи, - писал Гегель, - так не существует материи без движения» [56, с. 64]. А сейчас утверждается, что, по крайней мере, в темной энергии, т.е. трех четвертях нашей Вселенной, материя существует, а каких-либо изменений и тем более - эволюционных процессов там не наблюдается. Материя в темной стабильной форме существует, а эволюции, развития нет. Как происходит самосохранение трех четвертей материи без эволюции не понятно, во всяком случае, в видимой Вселенной самосохранение материи происходило и происходит через движение, развитие, самоорганизацию, эволюцию. Признание абсолютной неизменности трех четвертей мироздания тем самым ставит под сомнение положение диалектики о том, что движение - это атрибут материи. Атрибутом в свете новых космологических открытий выступает лишь покой как основная форма самосохранения (бытия) материи.