Александр Никонов - Астрономия на пальцах.

Но что такое время?

Время мы всегда определяем по каким-либо событиям, то есть по движению и взаиморасположению материи в пространстве. Если нет никаких событий, нет материи, нет и времени. Иными словами, собственно времени, то есть времени в отрыве от событий, нет. А события всегда происходят в пространстве, поскольку должно быть место, в котором частицы меняются местами, место, где материя меняет конфигурацию.

Но до сингулярности не было никаких событий. Потому что не было пространства и частиц материи. А стало быть, не было времени. Время и пространство возникли вместе с материей, они – неотъемлемая часть существования материи.

А раз не было времени, бессмысленно задавать временной вопрос, то есть вопрос, содержащий отсылку ко времени, то есть частичку «до». Этот вопрос попросту некорректен! Так же, как некорректен знаменитый вопрос «а вы уже перестали пить коньяк по утрам?». Как на него ответить, если ты никогда не пил коньяк по утрам? Любой ответ – и «да», и «нет» – будет неверным, поскольку вопрос изначально уже содержит неверное предположение о том, что было до Большого взрыва также содержит неверное предположение того, что до Большого взрыва были какие-то события. А не было ничего. Само время началось в момент Ноль.

– Ладно, – соглашаются с этим рассуждением некоторые особо упертые граждане, мальчики и девочки, дяденьки и тетеньки. – Но тогда скажите нам, ГДЕ произошел этот самый Большой взрыв. Вот вы говорили, что ранняя Вселенная через микроскопическую долю секундочки была размером уже с теннисный мячик. А где располагался этот «теннисный мячик»? Что было вокруг него?

И опять я вынужден сказать то же самое: вопрос поставлен некорректно. Ничего не было «вокруг» небольшой Вселенной. Как нет ничего вокруг Вселенной современной, большой. Есть только сама Вселенная. Потому что не только время, но и пространство возникли вместе с материей, как необходимый атрибут материи.

По сути, время, пространство и материя не могут существовать друг без друга. Потому что это лишь три грани одного и того же, чему название еще не придумали.

Теперь так… Есть во Вселенной одна грандиозная загадка, над которой ломают голову физики: почему Вселенная именно такая? Великий Эйнштейн, который сам в бога не верил, но иногда использовал термин «бог» в качестве метафоры, сформулировал этот вопрос следующим образом: «А мог ли бог вообще создать Вселенную как-то иначе?»

Я поясню недоумение Эйнштейна. Это недоумение впервые возникло у физиков в первой половине ХХ века, когда родилась квантовая механика со всеми ее странностями, и окончательно окуклилось к концу прошлого века, когда о Вселенной стало известно довольно много. Дело в том, что мир оказался устроенным не просто странно, а очень странно. И очень тонко. Настолько тонко настроенным он оказался, будто пианино, что это вызвало немалое удивление ученых: оказывается, малейший сбой в этих многочисленных тонких настройках мира привел бы не только к невозможности жизни во Вселенной, но и к невозможности существования любых более-менее сложных структур. Неужели этот мир специально кто-то так тонко настраивал, подгоняя задачу под результат?

Поясню, что имеется в виду…

В науке существуют так называемые физические константы и соотношения. Например, скорость света, равная 300 000 км/с. Или отношение массы протона к массе электрона (протон в 1836 раз тяжелее электрона). Таких чисел, определяющих облик нашего мира, довольно много. И все они друг с другом, как нам сегодня кажется, не связаны, но малейшее изменение даже одной из них привело бы к вселенской катастрофе.

Например…

Есть гравитационная постоянная, которую проходят все школьники, изучая ньютоновский закон всемирного тяготения. Сила притяжения, как учит нас Ньютон устами школьных преподавателей, пропорциональна массе тяготеющих тел, а также некоему установленному экспериментально коэффициенту, который и называется гравитационной постоянной. Это мировое число, заданное самой природой. В физике оно обозначается буквой G и равно 6,67408 × 10 -11. На это число надо помножить массы тяготеющих тел, чтобы получить силу их притяжения.

Почему оно такое? А черт его знает! Ниоткуда это не вытекает, ни из каких более общих теорий. Вот просто такое оно, и все! А могло бы оно быть другим? Неизвестно.

А что было бы, если бы оно было другим?

Будь гравитационная постоянна больше, то есть сила всемирного тяготения мощнее, она бы остановила разлет Вселенной вскоре после Большого взрыва и вскоре схлопнула мир обратно. Даже совсем небольшое увеличение этого коэффициента привело бы к тому, что звезды стали бы более горячими и быстро прогорающими. Жизнь вокруг таких звезд просто не успела бы возникнуть.

А если бы значение гравитационной постоянной было меньше, силы тяготения не хватило бы для такого уплотнения звездного вещества, при котором возникают температуры, достаточные для возгорания термоядерной реакции – звезды класса Солнца бы не зажглись, а звезды крупнее не смогли бы наработать всю таблицу Менделеева.

То есть для возникновения жизни подходит лишь небольшой интервал этой постоянной.

А что случилось бы, если б соотношение масс протона и электрона было другим, то есть если бы протон был не в 1836 раз тяжелее электрона, а больше? Или меньше? В первом случае увеличилась бы мощность сильного взаимодействия, протоны объединились на ранней стадии развития Вселенной в гелий, и Вселенная оказалась бы лишена не только главного звездного топлива, но и вещества, создающего воду, – водорода.

А во втором случае (слишком легкие протоны) вообще ничего тяжелее водорода во Вселенной бы не было: протоны просто не смогли бы образовывать тяжелые ядра химических элементов, ядерное взаимодействие для этого было бы слишком слабеньким.

То же самое относится к массам электрона и нейтрона (точнее, к соотношению этих масс). И не только к массам, но и к зарядам. Скажем, если бы заряд протона был чуть больше, сила электростатического отталкивания не позволила бы собрать тяжелые элементы таблицы Менделеева, являющиеся основой жизни. А если бы заряд был чуть меньше, электроны не смогли бы надежно удерживаться возле ядер и не было бы вещества в привычном нам смысле слова, элементы просто не смогли бы собраться.

Кроме того, если бы заряд электрона был чуть-чуть другим, стала бы невозможной вся звездная кухня.

А если в цифрах?

Насколько Вселенная чувствительна к изменению указанных величин? Как сильно они должны измениться, чтобы привычный нам мир рухнул?

Это хороший вопрос.

Если изменить массу протона или нейтрона всего на тысячную (!) долю, никакой Вселенной из привычного нам вещества не получится. А будет Вселенная, состоящая из одних нейтронов да нейтрино (малюсенькая бесполезная частица, которая практически не взаимодействует с веществом и которая получается во время термоядерной реакции в звездах в качестве «выхлопа»).