Фред Адамс - Пять возрастов Вселенной

Аналогичным образом, имей слабое ядерное взаимодействие совсем другую силу, это значительно повлияло бы на звездную эволюцию. Если бы слабое взаимодействие было гораздо сильнее, например, по сравнению с сильным взаимодействием, то ядерные реакции в недрах звезд протекали бы с гораздо большими скоростями, в силу чего значительно сократилась бы продолжительность жизни звезд. Также пришлось бы поменять и название слабого взаимодействия. В этом вопросе у Вселенной имеется некоторая отсрочка, обусловленная диапазоном звездных масс — небольшие звезды живут дольше и могут использоваться для управления биологической эволюцией вместо нашего Солнца. Однако давление вырожденного газа (из квантовой механики) не позволяет звездам сжигать водород, как только их масса становится слишком маленькой. Таким образом, серьезно уменьшилась бы даже продолжительность жизни самых долго живущих звезд. Как только максимальное время жизни звезды падает ниже отметки в миллиард лет, развитие жизни тут же попадает под угрозу. Фактическое значение слабого взаимодействия в миллионы раз меньше сильного, благодаря чему Солнце сжигает свой водород медленно и непринужденно, что и требуется для эволюции жизни на Земле.

Далее следует рассмотреть планеты — самые маленькие астрофизические объекты, необходимые для жизни. Образование планет требует от Вселенной производства тяжелых элементов, а следовательно, — тех же ядерных ограничений, что уже описывались выше. Кроме того, существование планет требует, чтобы фоновая температура Вселенной была достаточно мала для конденсации твердых тел. Если бы наша Вселенная была всего в шесть раз меньше, чем сейчас, и, следовательно, в тысячу раз горячее, то испарились бы частицы межзвездной пыли и для образования каменистых планет попросту не было бы сырья. В этой горячей гипотетической Вселенной в крайне подавленном состоянии оказалось бы даже формирование гигантских планет. К счастью, наша Вселенная достаточно прохладна, чтобы позволить образование планет.

Другим соображением служит долгосрочная стабильность Солнечной системы непосредственно с момента ее образования. В нашей современной Галактике как взаимодействия, так и сближения звезд одновременно редки и слабы из-за очень низкой плотности звезд. Если бы наша Галактика содержала такое же количество звезд, но была в сто раз меньше, повышенная плотность звезд привела бы к достаточно высокой вероятности вхождения в нашу Солнечную систему какой-то другой звезды, которая разрушила бы орбиты планет. Подобное космическое столкновение могло бы изменить орбиту Земли и сделать нашу планету необитаемой или вообще выбросить Землю из Солнечной системы. В любом случае такой катаклизм означал бы конец жизни. К счастью, в нашей Галактике предполагаемое время, по истечении которого наша Солнечная система переживет столкновение, изменяющее ее курс, намного превышает время, необходимое для развития жизни.

Мы видим, что долго живущая Вселенная, которая содержит галактики, звезды и планеты, требует достаточно специальный набор величин фундаментальных постоянных, определяющих значения основных сил. Таким образом, эта требуемая тонкая настройка поднимает базовый вопрос: почему же наша Вселенная имеет именно эти конкретные свойства, в конечном итоге порождающие жизнь? Ведь тот факт, что физические законы именно таковы, чтобы позволить наше существование, — это воистину замечательное совпадение. Создается впечатление, будто Вселенная каким-то образом знала о нашем грядущем появлении. Конечно, если бы условия сложились как-то иначе, нас просто здесь не было бы и некому было бы размышлять над данным вопросом. Однако вопрос «Почему?» от этого никуда не исчезает.

Понимание того, почему физические законы именно такие, какие они есть, подводит нас к границе развития современной науки. Предварительные объяснения уже выдвигались, однако вопрос по-прежнему остается открытым. Поскольку наука двадцатого столетия обеспечила хорошее рабочее понимание того, что есть наши законы физики, мы можем надеяться, что наука века двадцать первого даст нам понимание того, почему физические законы имеют именно такой вид. Некоторые намеки в этом направлении уже начинают появляться, как мы сейчас увидим.

Это кажущееся совпадение (что Вселенная имеет как раз те особые свойства, которые позволяют зарождение и эволюцию жизни) кажется куда менее чудесным, если принять, что наша Вселенная — область пространства-времени, с которой мы связаны, — это всего лишь одна из бесчисленного множества других вселенных. Другими словами, наша Вселенная — это лишь малая часть мультиверса — огромного ансамбля вселенных, каждая из которых имеет свои собственные варианты законов физики. В этом случае полная совокупность вселенных реализовала бы все многочисленные возможные варианты законов физики. Жизнь, однако, разовьется только в тех частных вселенных, которые имеют нужный вариант физических законов. Тогда тот факт, что нам случилось жить во Вселенной с нужными для жизни свойствами, становится очевидным.

Проясним разницу между «другими вселенными» и «другими частями» нашей Вселенной. Крупномасштабная геометрия пространства-времени может быть очень сложной. В настоящее время мы живем в однородном кусочке Вселенной, диаметральный размер которого составляет около двадцати миллиардов световых лет. Эта область представляет собой часть пространства, которое может оказывать на нас причинное воздействие в данное время. По мере продвижения Вселенной в будущее область пространства-времени, способная на нас повлиять, будет увеличиваться. В этом смысле по мере старения наша Вселенная будет содержать больше пространства-времени. Однако могут существовать и другие области пространства-времени, которые никогда не окажутся в причинной связи с нашей частью Вселенной, сколь бы долго мы ни ждали и какой бы старой ни стала наша Вселенная. Эти другие области растут и эволюционируют совершенно независимо от физических событий, которые происходят в нашей Вселенной. Такие области принадлежат к другим вселенным.

Как только мы допускаем возможность существования других вселенных, тот набор совпадений, который имеется в нашей Вселенной, выглядит куда более приятным. Но действительно ли эта концепция существования других вселенных имеет такой смысл? Возможно ли естественным образом разместить множественные вселенные в рамках теории Большого взрыва, например, или хотя бы ее разумных расширений? Как ни странно, ответом служит решительное «да».

Андрей Линде, выдающийся русский космолог, в настоящее время работающий в Стэнфорде, ввел понятие вечной инфляции . Грубо говоря, эта теоретическая идея означает, что во все времена какая-нибудь область пространства-времени, расположенная где-то в мультиверсе, переживает инфляционную фазу расширения. Согласно этому сценарию пространственно-временная пена посредством механизма инфляции непрерывно рождает новые вселенные (как уже обсуждалось в первой главе). Некоторая часть этих инфляционно расширяющихся областей эволюционируют в интересные вселенные вроде нашего собственного местного клочка пространства-времени. Они имеют физические законы, управляющие образованием галактик, звезд и планет. В некоторых из этих областей может даже развиться разумная жизнь.