Коллективные эффекты (синергетика во Вселенной)

Эволюционные процессы наблюдаются в Космосе на любом уровне от планет до скоплений галактик.

а) Существование колец планет и их структура.Они являются результатом консервативного действия сил притяжения частиц к планете и к ее спутникам. Все кольца планет плоские и лежат в плоскости экватора планет.

Солнечная система в настоящем ее состоянии (движение планет в одной плоскости, в одну сторону и по почти круговым орбитам) устойчива. Невозможны столкновения планет и уход их из Солнечной системы. Это утверждение –теорема Лагранжа – Лапласа об устойчивости Солнечной системы (1784 г.). С помощью КАМ обнаружено, что если первоначально орбита частицы почти круговая, но плоскость орбиты ортогональна экваториальной плоскости планеты, то постепенно эксцентриситет орбиты возрастает до единицы. Орбита становится отрезком, и частица сталкивается с планетой. Это, видимо объясняет, почему все кольца планет плоские и лежат в плоскости экватора планет. Все другие орбиты исчезли. По этой причине и Солнечная система почти плоская [20].

Расчеты показали, что все кольца расположены внутри предела Роша каждой планеты, то есть в пределах критического расстояния от планеты, на котором существование спутника невозможно из – за разрушающего действия приливных сил. Поэтому вещество колец не может объединиться в спутник.

б) Циклы солнечной активности.Упорядоченность событий солнечной активности во времени связана с коллективными явлениями в конвективной зоне Солнца. Эта упорядоченность есть отражение временных и пространственных корреляций, которые возникают в плазменной турбулентности – динамическом хаосе. Согласованные эффекты дифференциального вращения Солнца и турбулентной конвекцией в его недрах определяют магнитное поле Солнца,и его структуру.

в) Цефеиды– звезды спектральных классов F и G (температура фотосфер от 8000 К до 6000 К), блеск которых изменяется с периодом от 1 до 50 дней. В цефеидах возникает пространственно – временной порядок. Самоорганизация происходит благодаря согласованности колебаний ионизационного равновесия во внутренних зонах и механических колебаний внешних слоев звезды. Раскачка колебаний начинается со случайного небольшого сжатия зон частичной ионизации гелия во внутренних слоях. Амплитуда колебаний растет до тех пор, пока не установится равновесие между раскачкой и затуханием, которое возникает из–за потерь энергии расширяющегося газа на подъем внешних слоев звезды. Это автоколебания.

У небольших звезд, типа Солнца, перенос тепла из центра во внутренние слои осуществляется не излучением, а конвекцией из–за большой плотности. Поэтому раскачка случайно возникших колебаний ионизационного равновесия в них не происходит.

г) Белые карлики и нейтронные звезды – самые упорядоченные космические объекты.Нейтронные звезды были предсказаны в 1934 г. (масса превышает предел Чандрасекара) и открыты в 1967 г. как источники импульсного радиоизлучения со строгой периодичностью. Их назвали пульсарами. Сложная картина радиоизлучения пульсаров определяется согласованным действием магнитного поля и коллективного взаимодействия частиц и полей.

д) Галактические структуры– гравитационно связанные системы, содержащие сотни миллиардов звезд. Многообразие структур наблюдаемых в плоских галактических системах, связано с согласованным действием вращения и коллективного взаимодействия звезд и газопылевых облаков межзвездной среды.

е) Крупномасштабная структура метагалактики.Ее также связывают с коллективным взаимодействием протогалактик.

Проблема времени

Аннотация. Рассматриваются теории молекулярного, динамического хаоса и стремление замкнутых систем к термодинамическому равновесию, больцмановское время, асимметрия времени. Обращается внимание на трудности введения понятия времени в процессе обучения.