Минас Кафатос - Ты – Космос. Как открыть в себе вселенную и почему это важно

Все больше физиков считает, что проблему тонкой настройки можно решить, только приняв, что весь космос – единая, непрерывная, гармонично организованная и работающая сущность, подобная человеческому телу. Невозможно не согласиться с тем, что отдельные клетки сердца, печени, мозга и других органов связаны с деятельностью всего организма. Если смотреть только на одну ячейку, ее связь с целым будет утрачена. Все, что вы видите, – это химические реакции, циркулирующие внутри каждой клетки, снаружи ее и через нее. Но есть и то, чего вы видеть не можете: у этих реакций две стороны. На локальном уровне они поддерживают жизнедеятельность отдельной клетки, а на общем – всего тела. Клетка-отступница, которая действует сама по себе, может стать злокачественной. Неустанно стремясь к собственным интересам, бесконечно делясь и убивая другие клетки и ткани, которые стоят на пути, злокачественная клетка превращается в раковую опухоль. В конечном счете «нелояльность» клетки всему остальному телу бесполезна. Рак разрушается сам, когда пораженное им тело умирает. Научилась ли Вселенная избегать разрушения еще много лет назад? Не это ли тонкая настройка космической защиты, к которой люди, если надеются выжить, должны относиться уважительно?

Легенды предупреждали об этом еще задолго до того, как угрожать нам хаосом стали террористы, хакеры и плохая экология. В средневековых легендах о Граале вера в Бога была невидимым клеем, который держал мир в целости, а грех – раковой опухолью, способной его разрушить. Когда рыцари Грааля отправились на поиски чаши, наполненной Христовой кровью, природа вокруг была серой, умирающей. Отчаяние природы символизировало человеческий грех. Грааль – настоящий, а не символический – был своего рода обращением к уму необразованных средневековых людей: если бы им показали чашу, это доказало бы связь людей с Богом, убедило, что Бог не оставил их. Естественный порядок был бы соблюден.

Один священный предмет, спасающий мир, еще более невероятен, нежели зависимость всего космоса от какой-то мелочи, но это – урок тонкой настройки. (Кто-то мрачно комментировал, что вирус гриппа, способный вызвать смертельную болезнь, похож на футбольный мяч, брошенный в окно небоскреба и обрушивший все здание.) Здесь вспомним еще одно замечание сэра Артура Эддингтона: «Когда электрон вибрирует, Вселенная трясется». Все в космосе взаимосвязано (и воспринимается человеческим мозгом как взаимосвязанное), потому что реальность одна и та же. Если есть другая реальность «вне там», выходящая за пределы человеческого восприятия, она, по существу, и не существует.

Если человек слеп, это не делает цвета нереальными – чтобы убедиться в их существовании, достаточно других людей, которые могут видеть. Но если бы все люди были дальтониками, то мозг никогда бы не постиг существования цвета. Люди не могут видеть инфракрасного и ультрафиолетового излучения: длины световых волн лежат за пределами возможностей наших глаз. Мы можем подтвердить их существование только с помощью инструментов, предназначенных для обнаружения этих длин волн. Больше нельзя полагать, что во «тьме» Вселенной нет никакого света или излучения. Реальность внезапно становится похожей на диапазон радиочастот, где мы можем «поймать» только одну станцию – нашу Вселенную.

Оглядываясь назад, на раннюю Вселенную, на то время, когда только образовывались атомы, квантовая теория утверждает, что каждая частица материи уравновешивалась частицей антиматерии. Они могли бы уничтожить друг друга, и тогда история космоса была бы очень короткой. Но, как часто бывает (вы уже привыкли к этой фразе), материи было чуть-чуть, буквально на одну миллиардную, больше, чем антиматерии. Этого было достаточно, чтобы позволить всей видимой материи в творении избежать уничтожения и породить ту Вселенную, какой она стала.

Тонкая настройка, представленная в виде констант, выглядит математической абстракцией. Но, как и в каждой космической загадке, вокруг нас есть видимые доказательства в физической форме. Наглядный пример этого – так называемая проблема плоскостности, добавочная тайна, усложняющая главную: тайну тонкой настройки. Приблизившись как можно более вплотную к началу творения, достигла больших успехов модель космической инфляции, рассмотренная в предыдущей главе. Общепринятая версия этой модели была разработана молодым американским физиком-теоретиком Аланом Гутом в Корнелле в 1979 году и опубликована в 1981 году. По мнению Гута, Вселенная начала расширяться не в самый момент Большого взрыва, но доли секунды спустя.

Доказательство того, что ранняя Вселенная развивалась с поразительной скоростью, опирается на различные «улики». Первая – почти полное единообразие излучения, возникшего во время Большого взрыва и распространяющегося по Вселенной до сих пор. Вторая – то, что космос почти плоский. «Плоскостность» – это научный термин из области физики, относящийся к искривлению Вселенной и распределению материи и энергии в ней. Ньютон разработал теорию гравитации, определив ее как единственную силу, через призму которой ее можно рассматривать. Разработанная Эйнштейном общая теория относительности описывает гравитацию в терминах трехмерной геометрии, так что более сильные или более слабые гравитационные эффекты можно изобразить как искривления в пространстве. Чем больше массы и энергии, тем больше кривизна.

Искривление возможно в обе стороны: сближением кривых, порождающим сферу наподобие баскетбольного мяча, или их расхождением, когда поверхность подобна лошадиному седлу. Физика называет это положительной и отрицательной кривизной соответственно. «Мяч» и «седло» могут быть смоделированы как двумерные поверхности, но кривизна трехмерного пространства гораздо сложнее (например, у шара есть внутренняя и внешняя стороны, а у Вселенной – нет). Общая теория относительности позволяет вычислить, сколько массы и энергии в данном пространстве заставит его искривляться так или иначе. Если бы критические значения оказались превышены, Вселенная свернулась бы в шар, который сжался бы до точки и исчез, или, напротив, бесконечно расширялся бы наружу. Средняя концентрация массы и энергии должна была максимально приблизиться к этой критической величине, чтобы создать Вселенную, которую мы видим, где пространство плоское.

Поскольку младенческая Вселенная была почти бесконечно плотной, ее расширение могло только уменьшить плотность – как ириска, которая, если ее растягивать, становится только тоньше. В нынешней Вселенной плотность массы-энергии на единицу пространства достаточно низка – примерно 6 атомов водорода на кубический метр пространства. В целом нынешняя Вселенная выглядит довольно плоской.