Население Земли как растущая иерархическая сеть

Эксцентриситеты орбит и углы наклона осей

Орбиты всех крупных планет Солнечной системы имеют аномально малые, по сравнению с экзосолнечными планетами, эксцентриситеты орбит. Это обстоятельство может рассматриваться как редкая случайность; до недавнего времени оно вообще никого не смущало, поскольку до открытия экзосолнечных планет, у которых степень эллиптичности высока, – это считалось нормой.

Кроме того, орбиты спутников планет Солнечной системы также обладают этим свойством, т. е. являются практически идеально круговыми, а плоскости этих орбит совпадают с плоскостью экватора планеты. Такие закономерности, выглядящие, если исходить из базовой теории, по меньшей мере странно, могут иметь своей причиной разумный замысел (Intelligent design).

Значения углов наклона осей вращения планет Солнечной системы к плоскостям своих орбит образуют ряд, естественное происхождение которого также представляется весьма маловероятным.

Таблица 1. Значения наклонов осей вращения планет (от Меркурия до Плутона) к плоскостям своих орбит, выраженные в градусах, в долях от прямого угла и округленно.

Учитывая, что ряд значений для наклонов планетных осей мог бы состоять, строго говоря, из любых величин (базовая теория утверждает, что наклоны осей отличаются от прямого благодаря соударениям планетезималей на ранней стадии формирования Солнечной системы), можно заметить, что упомянутая последовательность выглядит достаточно маловероятной.

Такую последовательность можно рассматривать как искусственно созданную и даже несущую в себе либо какой-то смысл, либо какую-то функциональную нагрузку. Следовательно, как и в случае с прогрессией Тициуса–Боде, здесь мы имеем простую последовательность, возникновение которой вряд ли можно объяснить лишь естественными причинами.

Все это очень напоминает правила квантования энергии и собственного момента импульса электрона в атоме. И все это снова говорит нам о финальности в устройстве Солнечной системы.

Резонансы периодов

Резонансным соотношением в небесной механике называется соотношение (1), где ω1, ω2… ωк – частоты обращения (средние угловые скорости) соответствующих планет вокруг Солнца (или спутников планеты вокруг самой планеты, или планет (спутников) вокруг своей оси), а n1, n2… nк – целые числа.

n1ω1 + n2ω2+…+nкωк = 0 (1)

Солнечная система – не атом водорода, а планеты – не электроны. Никакие физические законы не препятствуют им обращаться с любым несоизмеримым  друг относительно друга периодом. Но почему-то очень часто вращения небесных тел связаны резонансными соотношениями.

При орбитальном резонансе периоды обращения двух или более небесных тел относятся как небольшие целые числа, при спин-орбитальном резонансе синхронизируются орбитальное движение небесного тела и его вращение вокруг своей оси.

Иначе говоря, резонанс для астрономов – это соизмеримость, или почти соизмеримость, времён обращения небесных тел, при которой их периоды относятся как небольшие целые числа, чаще всего, как 1:1, 1:2, 1:3, 2:3, 2:5.

Известно, например, что орбита Урана обладает резонансом 1:3 относительно Сатурна, орбита Нептуна – резонансом 1:2 относительно Урана, орбита Плутона – резонансом 1:3 относительно Нептуна. Орбита Сатурна проявляет резонанс 2:5 относительно Юпитера, о чем знал еще Лаплас.

Российский математик А.М. Молчанов выдвинул гипотезу о существовании резонансной структуры (полной резонансности) Солнечной системы. По его мнению, эволюционно-зрелые колебательные системы неизбежно резонансны, и их состояние определяется, подобно квантовым системам, набором целых чисел.

Резонансность орбит, по мнению Молчанова, обеспечивается малыми диссипативными силами: приливными, тормозящими от межзвездной пылевой материи и другими. Эти диссипативные силы очень малы: на порядки меньше слабых возмущений за счет взаимодействия планет.

Но действуя миллиарды лет, они (гипотетически) приводят движения планет к стационарным резонансным орбитам. Молчанову удалось найти для планет Солнечной системы полную систему резонансов. Она представлена ниже таблицей 1. Таблица содержит числа nк, положительные, отрицательные и нули, такие что:

n1ω1 + n2ω2 +… + n9ω9 = 0

Таблица 1. Резонансы планет Солнечной системы.

Возьмем, например, пятую строку: 2ωЮп – 5ωСат = 0. Все эти резонансы приближенные, но выполняются с очень хорошей, порядка 1 %, точностью: таб. 2. Т. к. частоты вращения планет ωк связаны между собой рациональными числами, то всегда можно подобрать достаточно большие по модулю целые числа nк, определяющие резонанс высокого порядка с любой наперед заданной точностью.

Но суть открытия Молчанова в том, что числа nк в таблице 1 – малы. Аналогичные таблицы существуют и для систем спутников Юпитера, Сатурна и Урана. Отклонения истинных частот от резонансных не превосходят здесь 1,5 %.

Таблица 2. Отклонение фактических частот вращения планет от «теоретических».

Гипотеза Молчанова должна описываться теорией многочастотных нелинейных колебательных систем, причем Солнечная система выступает здесь лишь как объект иллюстрации эволюции таких систем.

Молчанов оценил вероятность наблюдаемого состояния Солнечной системы при таком подходе (а другого – нет!) как 3·10-12. Это означает, что планетная система, подобная Солнечной, при случайном образовании могла бы встретиться один раз среди десяти галактик подобных нашей, при условии, что у каждой звезды в галактике есть своя планетная система.

Этот результат противоречит принципу Коперника, космологическому принципу и принципу «-∞-». Очевидно, что наблюдаемое состояние Солнечной системы необъяснимо с точки зрения классической механики.

К тому же гипотеза Молчанова рождает новые вопросы, на которые также нет ответа: однозначна ли система небольших резонансных чисел, найденных Молчановым, или можно подобрать другую, не хуже? Почему Солнечная система пришла именно к этим резонансам, а не к каким-то другим? Каков механизм перехода системы в резонансный режим?

«Происхождение этих резонансов и особенно их влияние на динамические процессы, протекающие в Солнечной системе, не всегда ясны. Их наличие может привести к высокой чувствительности соответствующих систем к внешним воздействиям и возмущениям определенного информационного типа, т. е. имеющим подходящий (и устойчивый) спектр частот» [32].

Прошло уже более полувека с тех пор, как А.М. Молчанов предложил свою гипотезу, но все эти вопросы так и остаются без ответа [33]. Поскольку эти резонансные соотношения, очевидно, не могли возникнуть по случайным причинам, то финалистская гипотеза имеет здесь такое же право на существование, как и всякая другая.

Синхронизм в движении планет Солнечной системы выражается также в существовании замечательно простых целочисленных зависимостей между средними угловыми скоростями обращений планет вокруг Солнца (орбитальных движений) и их вращений вокруг своих осей (спин-орбитальная синхронизация). Существует целый ряд таких зависимостей. Вот только некоторые из них:

Движение Меркурия согласовано с движением Земли. Время от времени Меркурий находится с Землей в нижнем соединении. Так называют такое максимальное приближение Меркурия, когда он находится с Землей и Солнцем на одной прямой. Нижнее соединение повторяется каждые 116 суток, что в точности совпадает со временем двух полных оборотов Меркурия вокруг своей оси, и, встречаясь с Землей, Меркурий всегда обращен к ней одной и той же стороной. Но какая же сила заставляет Меркурий равняться не на Солнце, а на Землю?

«Механизм возникновения этого резонанса остается неизвестным, а попытки объяснить его приливными возмущениями в масконе, находящемся под поверхностью Моря зноя или в приливном горбе, представляются не очень убедительными. Силы приливных взаимодействий пропорциональны обратному кубу, а не обратному квадрату, как в законе всемирного тяготения; они быстро убывают с расстоянием, и поэтому приливные воздействия Земли на Меркурий в 1,6·106 раз меньше, чем от Солнца, и в 5,2 раза меньше, чем от Венеры. Но других объяснений пока нет» [31].

Период вращения Меркурия вокруг своей оси равен 58,65 суток, т. е. практически точно равен двум синодическим лунным месяцам. Период обращения Меркурия вокруг Солнца – 88 суток по отношению к неподвижным звёздам, т. е. близок к трем синодическим лунным месяцам (88,6 суток).

Орбита Меркурия находится в резонансе 115.88 земных суток относительно Земли, что близко к 4 синодическим лунным месяцам, 118 суток; точный резонанс был 130 млн лет назад. Удивительные совпадения! Прямая связь между движениями Луны и Меркурия представляется невероятной, точнее, пренебрежимо малой.

Еще больше странностей в движении Венеры. Период вращения Венеры (243.02) практически совпадает с резонансным периодом системы Земля-Венера (243.16). Период повторения нижних соединений с Землей равен 584 суток – это ровно 5 солнечных суток Венеры (116.8 земных суток), причем в эти моменты Венера всегда обращена к Земле одной и той же стороной.

«Этот странный взгляд, глаза в глаза, не может быть объяснен с точки зрения классической небесной механики» М. Карпенко. «Вселенная разумная»; «Известия», 24 июля 2002 года.

Синхронно вращаются вокруг своих планет (резонанс 1:1 – постоянно обращены к ним одной стороной) спутники Земли, Марса, Сатурна (кроме Гипериона, Фебы и Имира), Урана, Нептуна (кроме Нереиды) и Плутона. В системе Юпитера такое вращение характерно для значительной части спутников, в том числе для всех галилеевых.

Первым попытался обосновать резонансы в Солнечной системе еще Лаплас. Он объяснял резонансность спутников Юпитера приливными взаимодействиями. Такое объяснение вполне подходит, но при условии, что вращения спутников уже были почти резонансными, а приливы лишь довели их до точного устойчивого резонанса. Но на вопрос о том, почему изначально существовал приближённый резонанс, теория приливов ответа не дает.

В планетной же системе приливные эффекты заведомо слабы, и поэтому орбитальные планетные резонансы теория приливов вообще не объясняет. Нельзя же, например, всерьёз утверждать, что крошечный Плутон, отстоящий как минимум на 30 а.е. от Солнца, нагоняет на его поверхности мощную приливную волну! Вывод здесь таков: орбитальные резонансы и резонансы вращений одной лишь теорией приливов объяснить невозможно.

Существует еще одна странная закономерность, касающаяся вращений крупных быстровращающихся тел Солнечной системы, подмеченная астрофизиком Крымской астрофизической обсерватории В.А. Котовым (автор благодарен Валерию Александровичу Котову за плодотворную переписку и предоставленный материал по проблеме когерентной космологической осцилляции и, в частности, за статью: «Вращение Земли: почему 24?»[127] [42]).

Суть ее в том, что периоды обращения этих тел вокруг своей оси с очень хорошей точностью кратны периоду когерентной космологической осцилляции tcc = 160 минут или времени цикла сети пятого ранга в нашей теории (см. параграф «Цикл 160 минут и возраст Вселенной»): P ≈ Z·tcc. Где Z – небольшие натуральные числа, не превосходящие десяти.

Таб. 3. Крупнейшие быстровращающиеся тела Солнечной системы.

В третьем столбце Таб. 3 представлены отношения периодов обращения вокруг своей оси планет и астероидов Солнечной системы P/tcc к периоду 160 минут, с которым меняется излучение Солнца, некоторых других звезд, ядер галактик. Из таблицы видно, что чем больше размер и масса космического тела, тем ближе отношение P/tcc к целому числу. Причем вращение Земли синхронизировано с периодическим космическим процессом неизвестной природы, как показал В.А. Котов, с удивительной точностью 0.006%. [42]

Для астероидов небольших размеров эта закономерность уже не выполняется. Исключение составляют также Меркурий, Плутон (они гораздо меньше других планет) и Венера, один оборот которой вокруг своей оси по отношению к Земле происходит за 146 суток. Найденная закономерность для массивных ротаторов не является случайной: анализ спектра тесных двойных (исследовалось 5318 звезд) с периодами < 5 суток показал, что главный пик отвечает периоду 160(1) минут, совпадающему с периодом Солнца. [41]

По мнению В.А. Котова синхронизация вращения крупных тел связана с их большими массами и размерами, с особенностью их внутреннего строения, а также с неким универсальным периодическим процессом неизвестной природы. Очень ярко эта закономерность выражена и в отношении Земли: ее сидерический период составляет 8.97486(1) солнечных пульсаций; для синодического же вращения резонанс еще более выпуклый: отношение периодов равно 8.99943(1) [42].

Если исходить из нашей гипотезы, 160 минутный ритм Вселенной не есть какой-то универсальный естественный масштаб времени, а представляет собой цикл роста иерархических сетей пятого ранга, которые будут сопровождать авангардные системы универсальной эволюции в грядущую эпоху. (См. гл. «Цикл 160 минут».) Действительно, 160 минут – это ровно 1/9 земных суток и для наших потомков, жизнь которых еще многие тысячи лет будет связана с Землей, такой резонанс обеспечит необходимую цикличность их эволюции и развития синхронно с ритмами, связанными с вращением Земли.

Однако длительность земных суток не всегда была равна 24 часа. С момента своего возникновения, 4.5 млрд лет назад, из-за приливных сил Земля постоянно замедляла свое вращение, что связано с наличием у нее такого крупного спутника как Луна (500 млн лет назад сутки длились всего 18 часов). И только в наше время, за миг до конца эволюции (за 1.5 млн лет до точки Омега), земные сутки стали кратны с очень хорошей точностью 160 минутному периоду (а в сравнительно недалеком будущем будут кратны в точности).

О чем это говорит? Это говорит о том, что период 160 минут не есть какой-то неизменный, «данный нам самой природой» масштаб времени, а время главного цикла эволюции и развития в наступающую эпоху, подобно тому, как цикл продолжительностью 40 лет был главным циклом – в предшествующую. Все это сильно напоминает явление преадаптации в биологической эволюции, когда эволюционирующая система приобретает качества, которые понадобятся ей лишь в далеком будущем. И все это снова и снова говорит нам о финальности в устройстве Солнечной системы.

Принцип Коперника или гипотеза уникальной Земли?

Вечно движущаяся Вселенная не имеет ни центра, ни границы, ни верха, ни низа, она однородна, и в разных частях ее – господствуют одинаковые законы.

Принцип Коперника может быть сформулирован по-разному, но в любой формулировке он сводится к тому, что Солнце и Земля не уникальны и во Вселенной должно существовать множество таких же звезд и планет, населенных существами, подобными людям.

Его называют также принципом невыделенности, посредственности, заурядности в отличие от принципа уникальности, согласно которому существование такой планеты, как Земля, – явление чрезвычайно редкое, уникальное во Вселенной. Свое расширение принцип Коперника получил в космологическом принципе.

Этот принцип был предложен в тридцатых годах прошлого века британским астрофизиком Эдуардом Милном. Милн назвал его «расширенным принципом относительности»: согласно ему, «не только законы природы, но и события, происходящие в природе, и само мироздание должны представляться наблюдателю одинаковыми, где бы он ни находился». Иначе говоря, любой куб со стороной в пол миллиарда или более световых лет должен выглядеть точно так же, как и все другие такие же кубы во Вселенной. Сам термин «космологический принцип» ввел в обращение немецкий астроном Эрвин Финлей-Фройндлих.

Самым важным аргументом в пользу космологического принципа является реликтовое космическое микроволновое излучение. Оно изотропно с точностью до одной десятитысячной. Кроме того, о его справедливости говорит и высокая однородность распределения галактик на больших пространственных масштабах.

Космологический принцип провозглашает однородность и изотропию Вселенной, а также универсальность действующих во всех областях пространственно-временного континуума фундаментальных законов природы. Но выполняется он лишь приблизительно. Ось зла, сверхскопления и скопления галактик, в основном сосредоточенные в «стенках ячеек», войды, колебания плотности темной материи, галактики, ядра галактик, черные дыры, звезды, планеты, анизотропия околоземного пространства… – все это отклонения от однородности Вселенной.

В прошлом многие учёные предполагали, что Вселенная устроена иерархически: каждая материальная система входит в состав и подчиняется системе более высокого уровня. Космологический принцип утверждает, что, по крайней мере, для «светлой» составляющей материального мира – это не так.

Он постулирует атомистическое, а не иерархическое устройство Вселенной. Такое устройство предполагает, что все области пространства вместе с частицами и полями, находящимися в них, устроены в среднем одинаково. Причем вне зависимости от масштаба. Но не в смысле их масштабной инвариантности или фрактальности.

А лишь в том смысле, что если два наблюдателя исследуют какие-либо области пространства, например, в разных галактических скоплениях, в какой-то заданный промежуток времени по синхронно идущим часам, запущенным в момент Большого взрыва, то не обнаруживают никакой принципиальной разницы в тех процессах, которые там наблюдают. И это независимо от того на каком уровне: мега, макро или микро это исследование проводить.

(Такой подход, предполагающий существование для каждой точки пространства выделенной системы отсчета и возможность синхронизации часов для всех таких выделенных систем во Вселенной, не противоречит теории относительности в ее новой формулировке «Динамика формы». [35])

Т. е., рассматривая все более и более мелкие материальные образования: скопления галактик, галактики, ядра галактик, межзвездный газ, пыль, звезды, планетные системы, твердые тела, молекулы, атомы, элементарные частицы… – гипотетические наблюдатели находят, что сгустки видимой и темной материи, темной энергии, пусто́ты распределены в пространстве в среднем равномерно[128].

А также и то, что нет никакого качественного отличия в процессах, которые протекают во всех этих, разделенных пространственноподобным интервалом, областях пространства[129].

Но ни о какой однородности протекания этих процессов во времени говорить, конечно, не приходится. Причем во всех этих областях пространства идет не просто постоянный рост энтропии, а, согласно концепции Большой истории, развертывается единый, синхронный, прогрессивный, ускоряющийся процесс универсальной эволюции.

Таким образом, космологический принцип провозглашает не только однородность и изотропность (в среднем) различных областей пространства, соблюдение в них единых фундаментальных физических законов, но также и отсутствие принципиальных отличий в синхронно (и циклически, с устремленностью к финалу, согласно нашей гипотезе) протекающих в этих областях процессах универсальной эволюции.

Т. е. в такой формулировке он включает и принцип Коперника. Выполняться космологический принцип должен лишь в среднем, и разнообразные формы жизни (а не только водно-углеродная жизнь), в соответствии с ним, должны быть равномерно распределены во Вселенной.

Исходя из всего этого, можно заключить, что космологический принцип, провозглашающий глобальную симметрию мироустройства и идеально соответствующий всем законам эстетики и эвристики, должен занимать выделенное положение по сравнению со всеми другими теоретико-познавательными установками.

Его невыполнение, если не говорить о локальных отклонениях (т. е. невыполнение в глобальном масштабе), должно рассматриваться как серьезное нарушение в той гармоничной системе мироздания, которую всегда стремилась построить наука.

Земля содержит больше загадок, чем все остальные планеты Солнечной системы вместе взятые. Удивительна, например, согласованность орбитальных движений и вращений Земли с Венерой и Меркурием.

Земля – единственная планета из всех планет земной группы, на которой и в настоящее время идет активная тектоническая деятельность. Она единственная имеет крупный спутник, соизмеримый по массе с самой планетой. Неясно даже, можно ли считать Луну спутником, т. к. в некоторых случаях она ведет себя как независимая планета. Как мог появиться такой крупный спутник у Земли? Эта древнейшая загадка астрономии, похоже, нашла в наше время свое решение.

Старые приливные теории и теории захвата не выдерживают, с учетом последних данных о химическом и изотопном составе Луны, никакой критики. Наиболее общепринятой на сегодняшний день считается гипотеза гигантского столкновения, согласно которой Земля и Луна возникли в результате катастрофического столкновения молодой Земли и объекта, по размерам сходного с Марсом. Этот гипотетический объект иногда называют Тейя.

Очевидна малая вероятность такого столкновения (причем точно под таким углом, чтобы не разрушить планету) с учетом возникшего в результате «удачного» угла наклона земной оси, который обеспечивает смену сезонов, плюс создание условий для мощной литосферной тектоники, без которой стало бы невозможным воспроизводство «углеродного цикла».

Плюс важное значение оказываемое на прабиогенез приливов и отливов, вызываемых Луной, плюс стабилизирующее действие Луны на угол наклона земной оси к плоскости эклиптики, не будь которого жизнь на Земле так и не смогла бы зародиться.

Плюс удачное расстояние до Земли «уходящей» от нее Луны на тот момент времени, когда возникла цивилизация, обеспечивающее не слишком большую приливную волну, совпадение угловых размеров Солнца и Земли при наблюдении с Земли и совпадение периода обращения Луны вокруг Земли (равного периоду её вращения вокруг своей оси) кэррингтоновскому периоду вращения Солнца вокруг своей оси, обеспечивающее резонанс приливных и активных солнечных сил [32].

Плюс ее, возможно, решающая роль в будущем, когда она станет перевалочной базой при освоении человечеством Солнечной системы. Без Луны все представляется гораздо более сложным[130].

В связи со всеми этими фактами, не кажется уже такой удивительной тонкая настройка иерархической системы Галактика – Солнце – Земля и необъяснимая финальность в устройстве Солнечной системы.

Луна, видимо,  сыграла огромную, если не решающую роль в возникновении жизни на Земле. Всё это, наряду с множеством других, казалось бы, случайных факторов, о которых речь пойдет ниже, приводит к выводу о малой (ничтожно малой!) вероятности возникновения жизни на Земле и во Вселенной вообще. Во всяком случае, водно-углеродной жизни.

Гипотеза возникновения жизни и цивилизации, основанная на таких маловероятных совпадениях, получила название гипотезы Уникальной Земли (Rare Earth). Гипотеза уникальной Земли была впервые сформулирована в книге «Уникальная Земля: почему высокоразвитая жизнь не является распространённым явлением во Вселенной», написанной палеонтологом Питером Уордом и астрономом Дональдом Браунли.

Уорд и Браунли воспользовались расширенным уравнением Дрейка для доказательства того, что существование планеты с земными характеристиками во Вселенной следует считать невероятно редким явлением[131].

Такой взгляд на астрогенез, планетогенез и биогенез является противоположным по сравнению с принципом заурядности, который был предложен Дрейком, Саганом и другими. Принцип заурядности предполагает, что жизнь на Земле не является исключительным явлением и с большой долей вероятности может быть найдена в бесчисленном множестве других миров.

Для того, чтобы единственно известная нам форма водно-углеродной жизни могла возникнуть на какой-либо из планет некой звездной системы, эта звезда и ее планета должны удовлетворять целому ряду требований.

Прежде всего, планету, пригодную для возникновения жизни, следует искать только в планетных системах звезд, начиная от спектрального класса F до ранних подклассов К. Звезды этих типов редки: звезды типа G, такие как Солнце, составляют лишь 5 % звёзд в нашей галактике. Кроме того, такая планета должна обладать следующими особенностями [31]: