Сергей Минаков - Таинственные явления природы и Вселенной

Из данных новых наблюдений выходило, что энергия вакуума, в котором мы живем, или космологическая постоянная не просто не равняется в точности нулю, но что она сравнима с плотностью вещества во Вселенной. А это выглядело очень странным! Всякому даже без физики понятно, что пустота — это одно, а материя — это совсем другое. И действительно, в процессе расширения Вселенной плотность энергии вакуума не должна изменяться, тогда как плотность вещества, конечно, падает (объем-то Вселенной растет). Причем диапазон изменения плотности материи оказывается ну очень большим. Приблизительные оценки говорят, что если сегодня две обсуждаемые плотности примерно равны, то через секунду после Большого взрыва плотность материи была в 1045 раз выше! С другой стороны, через триллион лет она будет в 1050 раз меньше. Сорок пять или пятьдесят нулей после десятки… Одна из величин постоянна, другая изменяется в таких «сумасшедших» пределах. Но мы наблюдаем Вселенную как раз в тот самый момент, когда эти величины одинаковы. Можно просто «не заметить» этого обстоятельства. Но для настоящего ученого это «точка остановки». Здесь нужно остановиться и думать, ибо таких совпадений не бывает! Здесь, скорее всего, зашифровано нечто важное и глубокое.

Есть переменные величины, есть постоянные. Но существует особый класс величин, которые называют фундаментальными постоянными. Почему наука их выделяет? Потому что эти несколько чисел определяют, так сказать, «общую схему» всех возможных в природе явлений. К числу этих постоянных относятся массы некоторых элементарных частиц и параметры, характеризующие четыре фундаментальных взаимодействия — сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное. Соотношение масс протона и электрона равно 1/1836 — ни больше, ни меньше. Нейтрон тяжелее протона на 0,14 %. Если мы возьмем два протона, то их взаимная гравитация будет в 1040 раз слабее их электрического отталкивания.

Можно ли считать список фундаментальных констант исчерпывающим? Нет, вряд ли. Значения некоторых неизвестны, хотя ясно, что они есть. Не исключено, что список изменится, если будут открыты новые элементарные частицы.

Однако гораздо более важным и волнующим является другое. Исследования в различных областях физики обнаружили, что многие существенные особенности нашей Вселенной чувствительны к точному значению некоторых чисел. Предположим, например, что нейтрон стал весить немного меньше протона. Тогда протоны окажутся нестабильными и станут распадаться на электроны и позитроны. Электроны на орбитах держать будет нечем, и атомы тоже распадутся. Свободные электроны начнут активно соединяться с позитронами и взаимоуничтожаться, испуская фейерверк фотонов. В итоге мы останемся в так называемом «нейтронном мире», состоящем из изолированных нейтронных ядер и излучения. В этом мире не будет химии, не будет сложных структур, не будет жизни.

Теперь, наоборот, чуть-чуть увеличим массу нейтрона. В таком случае нейтроны в атомных ядрах превратятся в протоны, ядра разорвутся из-за электрического отталкивания протонов, а свободные протоны «сольются» с электронами и образуют атомы водорода. Получится «водородный мир», в котором будет только водород, много-много водорода, но никаких других элементов. Довольно уныло!

Изменим силу слабого взаимодействия между частицами — и мы больше не увидим взрывов сверхновых. Ладно, скажете вы, сверхновые же очень далеко, это нас не касается. Касается! Без вспышек сверхновых тяжелые элементы оставались бы замурованными внутри звезд, и мы бы имели только легкие элементы, образовавшиеся во время Большого взрыва: водород, гелий, дейтерий и немножечко лития — жизнь из таких кубиков никак не образовать!

Из четырех фундаментальных взаимодействий гравитация намного слабее всех остальных. Так может быть, от величины гравитационной силы ничего не зависит? Зависит! Но влияние гравитации становится существенным, только если у вас есть то-то вроде звезд или галактик. Именно слабость гравитации делает звезды большими. Если сделать ее сильнее, звезды станут меньше и будут прогорать быстрее. Даже небольшого усиления гравитации довольно для того, чтобы сделать время жизни звезд много меньше тех нескольких миллиардов лет, которые, как ни крути, требуются для появления разумной жизни.

Примеры можно приводить и дальше. Впрочем, и так уже ясно: налицо тончайший баланс между всего лишь несколькими величинами — свойствами Вселенной, от которого зависит, будет ли кому написать и прочитать о ней хоть слово или она окажется «безвидная и пустая». Речь идет о нашем присутствии в мире. Может быть, это указание на существование Творца? Он не лепит людей из глины, но производит тонкую настройку мира, с тем, чтобы существование людей стало физически возможным событием. И если нет, существует ли другое объяснение?

Самые яркие объекты во Вселенной — квазары. Это ядра активных галактик.

Как сказал однажды Михаил Жванецкий, вначале было слово, но судя по тому, что случилось дальше, слово было непечатным.

Представьте обезьяну, молотящую по клавишам пишущей машинки. Конечно, произведения, вышедшие «из-под пера» такого писателя, вряд ли кто-нибудь захочет напечатать — никакого смысла, только беспорядочный набор букв. Но если обезьяна будет «трудиться» достаточно долго, есть вероятность, что среди этих никчемных текстов окажется «Я помню чудное мгновенье».

Может быть, Создатель ничего специально не настраивал и не подгонял? Может быть, Он не слишком-то и заботился о нас? Может быть, Он, подобно нашей обезьяне, в беспорядке «надувал» вселенную за вселенной, как надувают мыльные пузыри, в огромном количестве, с различными наборами фундаментальных постоянных, и следовательно, с различными наборами свойств и внутренних возможностей. Подавляющее большинство из них вышли весьма унылыми, мрачными и тоскливыми. Однако среди них встретились и такие, которые обладали набором параметров, удобных для возникновения и продолжения жизни. Слава Богу! Счастливый случай!

Но тогда нет никакого божественного чуда в том, что все разумные существа станут наблюдать вокруг себя миры с редкими, удивительно удачно подобранными и выверенными свойствами. Штука в том, что других миров они никогда не увидят просто потому, что их возникновение и существование в этих мирах будет решительно невозможным; эти вселенные некому будет наблюдать!

Этот ход рассуждений известен как антропный принцип. Название было придумано в 1974 году кембриджским астрофизиком Брэндоном Картером, который сформулировал его так: «…все наши ожидания в отношении возможных наблюдений должны быть ограничены условиями, необходимыми для нашего существования как наблюдателей».