Но при этом такая темная материя вполне может оказывать влияние на темп расширения вселенной.
Чтобы проверить свои догадки, ученые решили измерить красное смещение определенных типов сверхновых звезд: «Редкий тип сверхновых звезд, известный под названием „тип 1a“, – это внезапный ядерный взрыв в центре умирающей звезды, когда большая часть ее массы (или даже вся) сбрасывается в пространство, а оставшаяся центральная часть сворачивается, – говорит Рис. – По сути, это ядерная бомба со стандартным тротиловым эквивалентом… Важно то, что звезды типа 1а можно расценивать как эталонный источник света, достаточно яркий, чтобы его можно было различить с больших расстояний. По их яркости можно предположить расстояние до них, а измерив красное смещение, можно соотнести скорость расширения и изменение расстояний за прошедшую эру. Космологи надеялись, что такие измерения помогут отличить медленное снижение темпов расширения (которого нужно ожидать, если предположить, что была учтена вся темная материя) от более высокого темпа, если – как считали многие теоретики – во вселенной еще достаточно темной материи, чтобы соотношение фактической и критической плотности было один к одному» (Rees. 2000. P. 93). Исследователи были весьма удивлены, когда обнаружили, что их измерения красных смещений сверхновых звезд не выявили никакого замедления вовсе. Вместо этого они увидели, что темп расширения вселенной немного увеличивается. Это означало две вещи: во-первых, во вселенной не существует достаточного количества темной материи, а во-вторых, чтобы объяснить рост темпа расширения, ученым пришлось предположить присутствие еще одной силы – антигравитации.
Идея об антигравитации встречалась еще у Эйнштейна. В 1920-х годах великий ученый предположил, что вселенная статична. Но по его вычислениям получалось, что вселенная не может существовать статично. Сила притяжения вынуждает всю материю во вселенной сопротивляться ей. Чтобы сбалансировать эту силу, Эйнштейн ввел в свои формулы «космологическую постоянную» L Имеется ввиду греческая буква лямбда. – Примечание автора электронной версии

(лямбду). Когда космологи согласились с тем, что вселенная расширяется, они забыли о космологической постоянной, поскольку она ассоциировалась с теорией о статичной вселенной. Но сейчас оказывается, что модель растущей вселенной требует присутствия этой константы. Что же именно измеряет L ? Только не саму силу какой бы то ни было материи. Ученый формулирует ее функцию так: L измеряет энергию пустого пространства» (Rees. 2000. P. 154).
Значение L также очень важно. «Если бы лямбда имела большее числовое значение, притяжение было бы преодолено еще раньше, на том этапе, когда элементы были более плотными, – говорит Рис. – Если бы значение лямбда начало преобладать еще до того, как из расширяющейся вселенной появились галактики, или если сила отторжения была бы достаточно мощной, чтобы разрушить их, галактик бы не было. Поэтому для нашего существования необходимо не очень большое значение лямбда» (Rees. 2000. P. 99).

Q

По теории Большого взрыва, наша вселенная появилась как плотное шаровидное образование очень горячего газа. По мере расширения она остывала. Если этот шар был абсолютно ровным, то по мере его расширения атомы газа должны были распространяться равномерно. Для того, чтобы образовались звезды, галактики, скопления галактик, – шар должен был иметь неровности, некоторые его участки должны были быть плотнее других. В этих более плотных участках атомы притягивались друг к другу силой гравитации и постепенно превращались в звезды и галактики. Рис объясняет это так: «Самые заметные формации в космосе – звезды, галактики, скопления галактик – обязаны своим существованием силе притяжения. Мы можем измерить силу их связующую или, что то же самое, сказать, сколько энергии понадобится, чтобы разъединить их, – пропорционально их общей энергии собственной массы (mс**2). Для самых крупных образований в нашей вселенной – скоплений галактик – эта цифра будет равна примерно одной стотысячной. Это чистое число – соотношение двух энергий, которое мы называем Q» (Rees. 2000. P. 106). Иными словами, чтобы преодолеть силу притяжения, которая удерживает вместе атомы галактик, нужно не такое уж большое усилие. Q обязательно соотносится с изначальной плотностью горячего шара на ранних стадиях Большого взрыва. Если бы шар был однородным по плотности, материя распространялась бы во вселенной равномерно, и никаких скоплений вещества на отдельных участках бы не было. Итак, согласно известному значению Q (10**(–5)), изначальные колебания энергии вселенной были не больше, чем одна стотысячная ее радиуса. Ученые надеялись подтвердить это данными со спутников, которые очень точно измеряют минутные колебания в микроволновом фоновом излучении, которое, как принято считать, является остатками газового шара.
Оказывается, что существующее значение Q (10**(–5))является единственно возможным для нашей вселенной с ее постоянно существующими звездами и населенными планетами. Что, если бы Q было меньше чем 10**(–5)? Рис писал, что «тогда галактики были бы нежизнеспособны, формирование звезд шло бы крайне медленно, а „отработанный“ материал бы улетал из галактики, а не шел на формирование новых звезд и планет» (Rees. 2000. P. 115). Если бы значение Q было меньше, чем 10**(–6), «газ бы никогда не сконденсировался в подобные структуры на основе силы притяжения, и вселенная навсегда бы осталась темной и безжизненной» (Rees. 2000. P. 115). А что было бы, будь значение Q больше 10–5? Рис утверждает, что в такой вселенной вся материя бы мгновенно погрузилась в огромные черные дыры и любые оставшиеся звезды «находились бы слишком близко друг к другу, чтобы оставаться стабильными системами» (Rees. 2000. P. 115). Но, несмотря на то, что значение Q критично для нашего существования, никто не знает, почему оно именно такое. По словам Риса, «Причина, определяющая значение Q… остается весьма неясной» (Rees. 2000. Pp. 113–114).
Несмотря на веру ученых в то, что звезды и галактики образуются «сами по себе», согласно законам природы, путем конденсации межзвездного газа, – они при этом не смогли смоделировать этот процесс с помощью компьютера. Рис отмечал, что «никто еще не смог смоделировать зарождение вселенной от появления одного облака газа до формирования звезд и созвездий» (Rees. 2000. P. 110). То есть наличие факта «точной настройки» физических констант вкупе с неумением ученых смоделировать процесс появления звезд и галактик приводит нас к выводу, что в этом процессе задействовано что-то еще, помимо материи, которая преобразуется по физическим законам. Активное вмешательство высшего разума становится неизбежностью. Богу не обязательно следить за выполнением каждой мелочи, но являться первопричиной и осуществлять контроль общего хода развития может только Он.

D: количество измерений

Количество измерений, D, – также один из важных факторов для нашей вселенной. Мы живем в трех измерениях – трех D. Если бы измерений было два или четыре, или сколько-нибудь еще, жизнь в таком виде не существовала бы.
В нашем мире сила притяжения и электричество подчиняются квадратичному закону. Если вы переместите объект в два раза дальше от себя, сила его притяжения к вам будет равняться четверти от того, что было. Четыре – это квадрат двух (1/2*1/2), а одна четверть – обратный квадрат двух (2*2). Если предмет удалить в четыре раза дальше, его сила притяжения будет равна одной шестнадцатой от предыдущего показателя, поскольку одна шестнадцатая – обратный квадрат четырех.
В мире, где есть четыре измерения, гравитация бы работала по обратному кубическому закону. Это бы произвело опустошительный эффект, утверждает Рис: «Планета, вращающаяся по орбите, которая бы немного замедлилась, потом начала бы быстро двигаться к солнцу, вместо того, чтобы перейти на орбиту поменьше, поскольку обратная кубическая сила бы очень сильно возрастала при движении к центру; и наоборот, если бы планета слегка ускорилась на орбите, то она бы, двигаясь по спирали, улетела наружу, в темноту» (Rees. 2000. P. 135). Только обратный квадратичный закон притяжения дает возможность планетам двигаться по орбите. Тот же закон действует и для орбит электронов. Если бы гравитация и электромагнетизм подчинялись каким-либо другим законам, в мире бы не существовало стабильных атомов (Rees. 2000. P. 136; Barrow, Tipler. 1996. Pp. 265–266).
Если бы в мире было два измерения, искусственный интеллект никогда не был бы создан. Барроу и Типлер, цитируя Уитроу (Whitrow. 1959), пишут: «Он утверждает, что если бы в мире было два или меньше измерений, нервные клетки (или их аналоги) пересекались бы при наложении и создали бы значительные сложности при обработке информации» (Barrow, Tipler. 1996. P. 266).
Кроме того, надежный электромагнитный сигнал, (который используется в радио, телевидении, компьютерах и в биологических нервных системах) возможен только в трехмерном пространстве. Барроу и Типлер писали на этот счет: «В двухмерном пространстве прямоугольные сигналы, излучаемые в разное время, могут приходить одновременно: это будет искажать их. Невозможно передавать четкие сигналы в двухмерном пространстве» (Barrow, Tipler. 1996. P. 268). Для надежной передачи сигналов нужны не только неискаженные волны, но и отсутствие помех. Барроу и Типлер писали, что «Трехмерные миры допускают распространение сферических волн… без помех… Только в трехмерных мирах есть качества, необходимые для передачи сигналов высокой точности, благодаря одновременному распространению четкого сигнала. Если для существования живых организмов необходимо распространение сигналов высокой точности, мы не можем претендовать на то, чтобы увидеть мир иной, кроме трехмерного». По теории относительности Эйнштейна гравитационные волны могут распространяться только в трехмерной вселенной, где четвертое измерение – время (Barrow, Tipler. 1996. P. 273). Современные космологические теории предполагают наличие во вселенной десяти пространственных измерений и одного временного; однако же все, кроме трех пространственных измерений присутствуют на микроскопическом уровне и не оказывают видимого эффекта на распространение волн (Barrow, Tipler. 1996. Pp. 274–275).

Как объяснить «точную настройку»

Итак, существование вселенной в том виде, в каком мы ее знаем, зависит от нескольких констант и соотношений природных сил. Почему же они так точно выверены? Ученые-теоретики называют три возможные причины. Возможно, такое соотношение всех характеристик вселенной определяется еще неоткрытыми физическими законами. Либо наша вселенная – лишь одна из бесконечного множества вселенных, и в каждой из них разные соотношения этих постоянных и сил, и по случайному стечению обстоятельств именно в нашей вселенной эти соотношения были таковы, что позволили возникнуть жизни. И третья версия – что такая «точная настройка» является следствием действий высшего разума, провидения. Давайте рассмотрим все три возможности.
В современных космологических теориях выдвигаются предположения, что «точная настройка» фундаментальных констант и соотношений природных сил в конечном итоге будут объяснены новой универсальной теорией. На данный момент самым большим препятствием появления такой теории является объединение квантовой теории и теории относительности Эйнштейна. Квантовая теория прекрасно объясняет устройство атомов и частиц, где основными действующими силами являются электромагнетизм, слабое и сильное атомные взаимодействия. Теория относительности прекрасно объясняет законы притяжения в масштабах вселенной. На сегодняшний день нет теории, в которой бы умещались и квантовая теория, и теория относительности, а между тем, их интеграция необходима для того, чтобы объяснить самые ранние стадии развития вселенной по теории Большого взрыва, когда все силы природы действовали сообща. Единственная теория, которая может совместить в себе силу притяжения и три другие основные природные силы – теория суперструн. Согласно этой теории, базовыми единицами вещества являются мельчайшие кольцеобразные «струны» энергии. Субатомные частицы – это струны, которые вибрируют на разных частотах в десяти измерениях. Теория суперструн предполагает, что точная настройка фундаментальных констант и соотношений природных сил обусловлена именно этими струнами. Но на данный момент нет никаких подтверждений этой теории. «Струны» на несколько порядком меньше, чем мельчайшие субатомные частицы, которые можно наблюдать на специальных установках. Рис обращает внимание читателей на «непреодолимую пропасть между довольно замысловатой теорией суперструн, где присутствует десять измерений, и любым феноменом, который мы можем наблюдать в природе» (Rees. 2000. P. 145). Пока не будет хотя бы каких-то доказательств, теория струн останется в области слухов и домыслов, и к ней нельзя обращаться как к авторитетному источнику для решения проблемы «точной настройки».
За неимением какой-либо физической теории, которая могла бы ответить на наш вопрос, не нужно забывать и о другом объяснении – что некий высший разум, небесный дизайнер, устроил все так, как оно есть. Но поскольку большинство современных ученых не желают принять такую версию, им остается только предполагать третий вариант – то есть наличие бесконечного множества вселенных, в одной из которых – нашей – по счастливой случайности все постоянные и соотношения сил именно такие, какие есть.
Есть множество способов объяснить существование многих вселенных. Например, что Большой взрыв – цикличное явление. Вселенная, появившаяся в результате Большого взрыва, исчезает в «Большом сжатии», сворачиваясь в сингулярности, точке неограниченной плотности, и потом она появляется вновь в результате нового Большого взрыва. Этот процесс повторяется бесконечно, и в каждой вселенной будут разные фундаментальные постоянные.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99