Знание-сила, 2004 № 11 (929)

Почему таи важно подтверждение или опровержение гипотезы "конечной Вселенной"? Дело в том, что такие гипотезы влияют на вопрос о том, одиноко ли человечество во Вселенной. Во Вселенной конечного размере нет бесконечного множества галактик звезд и планет, а потому нет и не может быть бесконечно большого числа "попыток" формирования жизни за ограниченное время их существования. Следовательно, отпадает один из важнейших аргументов в пользу обязательного — и даже множественного — существования еще каких-то обитаемых планет. Однако более полный ответ требует подробной проверки гипотезы, результаты которой с нетерпением ждут ученые.

Человек, выдвинувший этот принцип, профессор университета в Кембридже Брандон Картер, принадлежит, по мнению коллег, к числу крупнейших астрофизиков нашего времени. Он создал полное физико-математическое описание вращающихся "черных дыр", выдвинул ряд новых идей относительно "черных дыр" вообще, а затем принял участие в разработке "теории струн". В 1970 году профессор Картер написал большую статью, в которой детально исследовал ряд тонких и странных "совпадений" между фундаментальными физическими константами и указал на некоторые другие, ранее не известные совпадения, например, на то, что образование планетных систем требует определенного соотношения между силой гравитации и некоторыми константами атомной физики. Она была опубликована лишь спустя несколько лет, но еще до этого получила самое широкое "самиздатское" распространение в научных кругах и быстро привлекла всеобщее внимание. Сегодня ей посвящена огромная литература.

Эвристический "антропный принцип", выдвинутый Картером в этой статье, легче понять, если вернуться к изложенным выше рассуждениям Кристиана де Дюве и других сторонников "биологического детерминизма". Задолго до Дюве над этой проблемой задумался знаменитый астрофизик Фред Хойл. Еще в начале пятидесятых годов его внимание привлек вопрос, каким образом в недрах звезд возникают углерод и кислород, эти два важнейших для жизни химических элемента. Хойл предсказал одно удивительное численное совпадение. Последующее изучение состояний ядра углерода блестяще его подтвердило.

Еще одно необъяснимое совпадение констант уловил великий физик Поль Дирак. Он показал, что существует определенное соотношение между двумя большими числами, одно из которых характеризует размеры наблюдаемой Вселенной, а другое — силу гравитации в ней. Между тем эти две константы физически никак не связаны друг с другом. Постепенно этот список нарастал и сегодня достиг поистине устрашающей длины. Приведу для иллюстрации небольшой отрывок из огромной (35 страниц) статьи специалиста по философии науки, канадского профессора Джона Лесли "Предпосылки жизни в нашей Вселенной" (июль 2002).

Астрономы и представители НАСА, собравшиеся в Лаборатории реактивного движения в Пасадене (Калифорния), воздали хвалу создателям инфракрасного телескопа SIRTF (Space Infrared Telescope Facility), которому решено присвоить имя Лаймана Спитцера. Техническая сторона работы телескопа была признана безукоризненной, первые полученные результаты — "фантастическими". Среди первых снимков Вселенной в инфракраснам свете — часть скрытой межзвездной пылью и газом туманности 1C 1396 внутри Млечного Пути. В видимом сеете она выглядит черным пятном. Инфракрасные снимки показали огромный сверкающий рой нарождающихся звезд. Мало этого. Возле многих из них различимы потоки теплового (инфракрасного) излучения, идущего от окружающих эти звезды газопылевых пратоплонетарных дисков. Подобный диск телескоп обнаружил также у близкой к нам звезды Фомальгаут, причем диск этот достаточно близок к звезде, чтобы из него могла образоваться землеподобная планета. Наконец, инфракрасный телескоп разглядел галактику, в излучении которой отчетливо видны спектральные линии замерзшей воды и органических углеводородов, то есть молекулярных предшественников жизни. Следы таких молекул обнаруживались и раньше, но на этот роз речь идет о самой далекой галактике, в которой они найдены. До сих пор эта галактика была заслонена от земных наблюдателей непроницаемыми для обычного света облаками межзвездной пыли и газа.

"Расчеты П. Аткинса показали, что если бы электромагнитное взаимодействие было всего на I процент сильнее, это удвоило бы время, необходимое для появления разума, с 5 миллиардов до 10 миллиардов лет, что больше времени жизни Солнца. Тот же Аткинс указал, что при таком усилении электромагнитного взаимодействия между атомами любое изменение живых структур потребовало бы "толчков с силой атомного взрыва"... Не стоит даже напоминать о защитных свойствах озона или обычного льда, способного всплывать наверх в силу загадочных особенностей воды, о словно бы специально придуманных свойствах азота и углекислого газа, подмеченных Уордом, — что все это в сравнении с общим фактом, который отметил Розенталь: даже малейшее изменение величины физических констант "сделало бы невозможным существование ядер, атомов, звезд и галактик"...

А кроме того, существование устойчивых частиц зависит еще от топологических и метрических свойств пространства. Логически ниоткуда не следует, что пространство должно быть трехмерным или что время должно входить в уравнения Эйнштейна как "мнимая координата". Чисто логически могло быть иначе: пространство могло бы иметь 2.9999 или 3.0001 измерения или, как показали в свое время А. Сахаров и А. Линде, иметь другую метрику, и это сделало бы невозможным существование частиц в такой Вселенной. Не говоря уже о том, что, в соответствии с инфляционной теорией Биг Бэнга, Вселенная напоминает стоящий на острие карандаш: она наполнена неустойчивым полем, которое в любую минуту может совершить квантовый "туннельный переход" к устойчивому состоянию и уничтожить все существующее..."

И так все 35 страниц подряд — огромный, под конец даже слегка утомительный список поразительных примеров "тончайшей настройки" физических параметров Вселенной, без которой не было бы возможным возникновение жизни и разума.

В своей статье 1970 года Картер проанализировал все эти случаи "тонкой настройки" и выдвинул гипотезу, что все они представляют собой проявление некого общего, так называемого антропного принципа (от греческого "антропос", то есть "человек"). Этот принцип Картер сформулировал в двух возможных формах — слабой и сильной. "Сильный антропный принцип" представляет собой, в сущности, оформление "биологического детерминизма" а-ля Кристиан де Дюве. Он гласит: "Фундаментальные законы и константы Вселенной специально настроены так, чтобы мог возникнуть осмысляющий их наблюдатель". В этой форме, как отмечает коллега Картера, бывший британский королевский астроном Мартин Рис, антропный принцип "весьма отдает телеологией", то есть признанием того, что эволюция Вселенной имеет некую заранее вложенную в нее цель (или предопределение).