Сегодня мы поразмышляем над одним очень философским вопросом. И немного космологическим. Его часто задают себе несостоявшиеся сорокалетние комсомольцы и сочувствующие им граждане провинциальных городов нашей необъятной страны. Звучит он так: почему все природные константы такие, какие они есть? Почему они не какие-нибудь другие? И самое главное: почему эти константы таковы, что в нашей Вселенной могла появиться жизнь?
Вопрос, на самом деле, очень интересный. Действительно, существует множество фундаментальных параметров, определяющих, какими свойствами обладает наша Вселенная. И для большинства из них было бы достаточно крошечного изменения, чтобы этот мир выглядел совершенно по-другому. И в большинстве случаев изменения были бы столь разительными, что жизнь вообще была бы невозможна. Но почему это так?
В науке эта загадка называется «тонкая настройка природных констант». И эта тонкая настройка начала формироваться с самого первого момента после Большого Взрыва.
Точность скорости расширения
Наука знает, что Вселенная расширяется. И не просто расширяется. А делает это с правильной скоростью. Если бы она с самого начала расширилась медленнее, вся материя через какое-то время снова собралась бы в одну точку под воздействием гравитации. И сегодня не было бы ничего из того, что мы видим вокруг. Если бы Вселенная расширялась быстрее, чем нужно, вся материя разлетелась бы слишком широко по пространству. И никогда бы не образовала звезд, планет или других структур. Возможность вариации скорости расширения была минимальной. И Вселенная должна была достичь «правильной» скорости расширения с точностью примерно 1 к 10^57 (абсурдно большое число с 57 нулями), чтобы все произошло так, как произошло.
Этот вопрос, кстати, физики и астрономы как-то попытались закрыть. Для этого они придумали так называемую «инфляционную модель Вселенной». Она предполагает, что вскоре после Большого взрыва Вселенная прошла фазу чрезвычайно быстрого расширения. А затем этот процесс резко замедлился. Да, такое предположение решило бы проблему тонкой настройки расширения. Но только в том случае, если инфляция действительно имела место быть. Да и в этом случае, честно говоря, вопрос тонкой настройки не снимается полностью. Потому что Бог с ней, со скоростью расширения. Потому что есть и множество других параметров, которые должны иметь именно то значение, которое они имеют, чтобы мы могли существовать в принципе.
Множественные совпадения
Взять массу строительных блоков атомов, например. Если бы отношение массы электрона к массе протона было немного другим, чем оно есть на самом деле, или если бы отношение силы электромагнитного взаимодействия к силе сильного ядерного взаимодействия (которое удерживает строительные блоки атома вместе) были несколько иными, тогда материя существовала совсем не в том виде, в каком мы ее наблюдаем. При ближайшем рассмотрении оказываются важными и другие параметры. Например, свойства атомов, определяющие, как именно протекают ядерные реакции внутри звезд. И все они удивительным образом настроены друг на друга. Именно так, чтобы во Вселенной зародилась жизнь.
А может они, все эти параметры, такие как есть совершенно случайно? Может быть мы просто воображаем тонкую настройку? Ведь если задуматься, тот факт, что мы не можем представить себе никакой другой возможности существования жизни во Вселенной с совершенно другими свойствами, не обязательно означает, что такая жизнь не может существовать. Возможно, в какой-то момент в других вселенных так же развился какой-то другой вид жизни. Который, вероятно, однажды столь же удивленно спросил бы у своего желеобразного друга Лехи, почему естественные константы, как кажется, предпочитают его вид жизни?
На вопрос тонкой настройки можно ответить так называемым антропным принципом. И забыть эту тему навсегда. Антропный принцип гласит: все вокруг такое, какое есть, по причине того, что если бы оно было не таким, не у кого было бы спросить, почему все вокруг такое, какое оно есть.
Неудобные вопросы
Но можно пойти дальше и остановить на улице случайного прохожего и спросить его, надежно зафиксировав его плечо сжатой ладонью: почему именно Земля обладает всеми свойствами, которые делают возможной жизнь? И почему нам посчастливилось жить на этой очень удобной для жизни планете? Ответ нашего прохожего будет совершенно очевиден: во Вселенной очень и очень много планет. И они имеют очень разные характеристики. И на планетах, где условия для жизни не подходят, просто не может существовать тот, кто задает подобные вопросы. Ведь только живые существа могут спросить себя, почему они здесь? Да просто среди триллионов миров условия позволяют возникнуть жизни только здесь. И все остальные миры мертвы. Там царит спокойствие. И никто не задает случайным прохожим странные вопросы…
Однако это решение проблемы тонкой настройки естественных констант во Вселенной работает только в одном случае. Его можно считать объяснением текущего состояния дел только если (как и в случае с планетами) существует очень много вселенных с множеством различных свойств. Тогда да, все понятно. Просто мы живем во Вселенной, в которой есть подходящие условия для возникновения жизни.
Вопрос о мультивселенных наука изучает очень серьезно. Однако конкретных доказательств существования других вселенных нет. И, возможно, никогда не будет.
Поэтому большинство ученых, вероятно, надеются на другое решение проблемы. Может быть, это будет какая-то новая научная теория, объясняющая, что природные константы могут быть только такими. И больше никакими. На данный момент ученым явно не хватает чего-то подобного. Теории, которые у них есть, довольно хорошо описывают существующую Вселенную. Но при этом наука совсем ничего не знает, как это все появилось. И главное – почему?
Природные константы. Наука или мистика?
Если когда-нибудь в будущем появится всеобъемлющая теория, которая, например, совместит в себе квантовую механику и теорию относительности, то из этой теории вполне естественно мог бы следовать вывод, что у Вселенной просто не было выбора. И она стала такой, как стала. И другой быть не могла.
Сегодня, строго говоря, единственный правильный ответ на вопрос тонкой настройки звучит так: этого никто знает! Конечно, это может побудить некоторых людей обратиться к «Богу» или какому-то другому творцу. Да, это может объяснить, почему Вселенная кажется созданной для нас, людей. Но «Бог» на самом деле ничего не объясняет. По крайней мере, до тех пор, пока не будет четко определено, что именно означает это слово. И как появилось то, что описывается этим словом. И почему вообще то, что описывается этим словом, обязательно должно было создавать благоприятную для человека Вселенную.
Вопрос о том, почему естественные константы именно такие, какие они есть, вероятно, еще долгое время будет оставаться без ответа. Но поиски ответа на этот вопрос точно не прекратятся. Для этого вопрос слишком увлекателен!