Квантована ли Солнечная система?
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Почему природа не делает ничего понапрасну, и откуда проистекает весь порядок и красота, которые мы видим в мире? И. Ньютон.
Гармония структуры и движений планет Солнечной системы, та «музыка сфер», что не давала покоя Иоганну Кеплеру, поражала даже непосвященных и поэтов. С давних времен эта гармония служила предметом глубоких философских размышлений и неустанного научного поиска. В чем скрытый смысл этой гармонии? Почему природа выбрала этот, наблюдаемый в единственном экземпляре и кажущийся нам гармоничным и естественным, а иногда и парадоксальным способ существования?
Солнечная система, наиболее близкая к нам планетная система, казалось бы, и лучше всего изученный астрономический объект Вселенной. Но в итоге нескольких тысячелетий развития наблюдательной астрономии и спустя несколько столетий после рождения небесной механики в ее современном понимании накопленные данные наблюдений подводят науку к необходимости радикального критического анализа существующих теоретических представлений. И не только эти данные или обнаруживаемые то и дело аномалии и несоответствия стимулируют новые поиски.
Более двухсот лет, например, классическая небесная механика хранит величественное молчание по поводу эмпирического закона Тициуса — Боде (закона планетных расстояний). Этот вызов, навеянный представлениями Кеплера и его «Гармонией мира» и «Космографической тайной», был брошен еще в 1766 году, но и до сих пор в рамках классических представлений не созрело какое-либо связное понимание того, что расстояния планет от Солнца либо отвечающие им периоды обращения планет должны подчиняться определенной, последовательно теоретически обоснованной закономерности. Почему? Возможно, проблема чрезвычайно сложна или узок концептуальный базис и фундаментальные основания сложившихся представлений?
В таком случае, какие современные взгляды могут претендовать на роль этого базиса, включать естественным образом в себя игнорируемые классикой факты и явления? Однако прежде — о самих фактах, точнее, лишь об одном их комплексе.
Наблюдаемая структура Солнечной системы в значительной степени характеризуется линейными размерами ее планетных орбит. Так, большие полуоси этих орбит, выраженные в астрономических единицах, представляют собой возрастающую последовательность чисел. Достаточно точные значения этих величин сами по себе еще не укладываются в какую-либо видимую закономерность. Но вот разности больших полуосей соседних планетных орбит, отнесенные (или, как говорят математики, нормированные) ко вполне определенной, специально выбранной величине, неожиданно дают практически целочисленный ряд чисел. Эта величина, равная 0,037219300 астрономической единицы, оказывается некоторым «ключом» к дешифровке структуры Солнечной системы, а ряд чисел, полученных с ее помощью, по-видимому, заслуживает того, чтобы называться «магическим».
Может быть, это просто случайное совпадение? Удачный интуитивный выбор «ключа», касающийся исключительно размеров орбит? Но тогда следовало бы ожидать, что иные параметры нашей планетной системы вовсе и не образуют целочисленных рядов. Однако можно непосредственно убедиться в том, что, несмотря на уже существующую связь такого рода (скорее же — при более тонком анализе — благодаря ей), некоторые динамические параметры Солнечной системы также выстраиваются в неслучайные ряды. Это, например, так называемые секториальные скорости планетных орбит, углы наклонов орбит и осей вращения небесных тел и так далее.
О чем же говорят приведенные «голые», пока еще, казалось бы, не обремененные какой-либо интерпретацией факты? Не о том ли, что получено весьма точное наблюдательное, эмпирическое, а потому убедительное, свободное от теоретических спекуляций доказательство, говоря современным языком, дискретности структуры Солнечной системы? Не позволяют ли эти факты сделать кажущееся справедливым утверждение: Солнечная система квантована, то есть обладает, в частности, свойствами дискретности и целочисленности (счетности) ее динамических параметров?
Не навязывая какого-либо предпочтительного образа мышления, имеет смысл призвать задуматься над смыслом возможных квантовых эффектов с самых широких позиций. Можно ли плодотворно интерпретировать подобные факты квантования Солнечной системы? Ведь они, сами по себе неожиданные и удивительные, все же нуждаются в объясняющей их доктрине, концепции, теории, толкают исследователей к пониманию фундаментальной сути связанных с ними явлений.
К этому объяснению могут быть призваны все возможные нетривиальные концепции — традиционные и нетрадиционные, и в первую очередь, разумеется, хорошо известные в науке – от классической небесной механики до общей теории относительности. Конечным итогом, думается, будет значительно более ясное представление о глубинной динамической структуре окружающего нас физического мира.
Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка
При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.