Борис Кригер - Неопределенная Вселенная
Первый подход, основывающийся на рандомальном, то есть случайном шансе, в общем-то, ничего не проясняет, утверждая, что возникновение тех или иных начальных условий развития Вселенной произошло случайно. Вероятность этого не может быть рассчитана. Нужно сказать, что такой вариант логичен и возможен, однако неудовлетворителен, поскольку не обладает предсказательной силой и не позволяет унифицировать идеи развития Вселенной и разумной жизни, что, в свою очередь, не устраняет возможность верности такого варианта.
Второй подход основывается на принципе необходимости – то есть вещи должны быть такими, какими они нам представляются. Любые иные опции иллюзорны. В соответствии с этим подходом только единственная совокупность законов физики самодостаточна, и все логически возможные вселенные должны подчиняться одним и тем же физическим принципам. Если бы было возможно доказать верность такого подхода, наука приобрела бы самодостаточную и завершенную основу. Но мы все же можем вообразить альтернативные вселенные! Почему же они должны быть исключены? Более того, мы сталкиваемся в этом подходе с проблемой, что мы так и не достигли пока самодостаточного базиса физики – ни основы квантовой физики, ни основные математические понятия не покоятся на вполне стойком фундаменте. До тех пор пока эти проблемы не будут решены, нет особого смысла настаивать на подходе, предполагающем необходимость существования единственного комплекса физических законов, которые нам до сих пор не вполне ясны.
Третий подход основывается на высокой вероятности. Несмотря на то что структуры Вселенной кажутся весьма маловероятными на интуитивном уровне, с физической точки зрения они вполне и даже высоковероятны. Подобный аргумент имеет лишь частичный успех, ибо он сталкивается с проблемой того, что научным образом невозможно вычислить эту вероятность.
Четвертый подход основывается на универсальности. То есть всё, что возможно, случается. То есть существуют все возможные вселенные, и наша является одной из них. Этот подход удовлетворяет антропологический принцип, как в его сильной, так и в его слабой форме.
Пятый подход предполагает существование космологического естественного отбора, в результате которого именно наша Вселенная является наиболее устойчивой и способной поддерживать жизнь.
И наконец, шестой подход предполагает наличие преднамеренного дизайна Вселенной, ибо тонкая сбалансированность физических законов, позволяющих существование атомов, образование тяжелых элементов и т. д., может заставить предположить, что кто-то их спланировал и создал. Именно этот подход вполне удовлетворяет теологию. В отличие от всех других подходов он привносит элемент значимости и особого смысла, который отсутствует во всех других вариантах. Увы, этот подход не представляется возможным научно доказать. Именно поэтому ученые стараются избегать рассмотрения этого подхода. Однако это не делает его менее вероятным или менее логичным, чем другие варианты. Впрочем, с точки зрения физики, изучающей физические законы, это не имеет значения, ибо не меняет ни методов исследования, ни способов анализа результатов.
Кроме того, переложив всё на некоего создателя, это лишь отодвинет задачу, ибо сразу поставит вопрос о создателе создателя, и так до бесконечности. Приняв же версию самосоздающегося создателя, мы вернемся к необходимости выбирать между одним из пяти оставшихся подходов, дабы объяснить, как это «самосоздание» произошло.
Так или иначе, физические размеры обозреваемой нами Вселенной огромны. Получаемые нами изображения дальних объектов чрезвычайно размыты, а между тем они являются практически единственными источниками информации, и это замечательно, что нам все же удается понимать Вселенную настолько, насколько мы ее понимаем. Однако пока космология не решила таких основных насущных вопросов, как природа «темного вещества», составляющего большую часть материи во Вселенной, а также природа «темной энергии», составляющей, опять же, наибольшую часть энергии обозреваемого мироздания, и другие нерешенные вопросы – современные космологические теории будут продолжать вызвать определенный скептицизм.
Мы не знаем, существует ли в действительности основной закон космологии, однако мы можем с уверенностью заявить, что, следуя выражению McCrea, существует «принцип неопределенности в космологии» («Uncertainty principle in cosmology»)[44]. Таким образом, космос обрамляют два принципа неопределенности: один на маленькой шкале квантовой механики[45], другой на большой шкале космологии. Научные исследования могут рассказать нам многое о Вселенной, но не о ее природе и даже не о ее основных геометрических и физических характеристиках. Отчасти, возможно, эта неопределенность может быть разрешена, но наибольшая ее часть останется неразрешенной. Космологическая наука должна признать эту, заложенную в самой сути предмета изучения нашей Вселенной, неопределенность.
Об авторе
Борис Кригер – независимый научный писатель и философ. Проживает в Канаде. Руководит крупной мультинациональной компанией. Всерьез занимается проблемами космологии. Критики характеризуют его особый литературный стиль как «живую речь свободного человека», по которой истосковался современный читатель.
Примечания
1
Вольный пересказ цитаты из статьи Andrew C. Revkin «NASA Chief Backs Agency Openness» (New York Times. 2006. 4 febr. ). Оригинальный текст: «In October, for example, George Deutsch, a presidential appointee in NASA headquarters, told a Web designer working for the agency to add the word “theory” after every mention of the Big Bang, according to an e-mail message from Mr. Deutsch that another NASA employee forwarded to The Times».
2
The Church and Astronomy / Ed. by St. Sulpice // New York Times. 1999. October 26.
3
Старкман, Гленн, Шварц, Доминик. Хорошо ли настроена Вселенная. Космология // В мире науки. 2005. № 11. Ноябрь.
4
Космическая загадка // В мире науки. 2004. №12.
5
The Fourth Harvard-Smithsonian Conference on Theoretical Astrophysics “The History of Nuclear Black Holes in Galaxies” Sponsored by Raymond and Beverly Sackler Monday, May 15 through Thursday, May 18, 2006 Harvard University, Gutman Library, 6 Appian Way, Cambridge, MA. Scientific Organizing Committee: Avi Loeb (chair), Andrea Ghez, Lars Hernquist, Rashid Sunyaev, and Scott Tremaine Local Organizing Committee: D. Adams, A. Loeb, N. Rathle, L. R.
6
Lewis Harry R. Excellence Without A Soul. How a Great University Forgot Education (Успех без души. Как великий университет забыл образование). Public Affairs, 2006 P. 22.
7
Ibid. P. 253.
8
Primack J.l R.,Abrams N. E. The View from the Center of the Universe: Discovering Our Extraordinary Place in the Cosmos // Riverhead Hardcover. 2006. April 6.
9
Недавно полученные данные действительно свидетельствуют в пользу наиболее популярной среди астрономов теории, согласно которой Вселенная заполнена холодным темным веществом («cold dark matter»), т. е. медленно двигающимися частицами, однако до сих пор неизвестной природы. С помощью цифровой камеры на 100 млн пикселей и мощного канадско-французско-гавайского телескопа на Гавайях за два года (начиная с 1999-го) были изучены формы свыше полутора миллионов отдаленных галактик, искаженные гравитационным воздействием на проходящие лучи со стороны 120 тыс. более близких галактик. Еще два года ушло на обработку данных. В результате был сделан вывод, что невидимые ореолы темного вещества, возможно, действительно существуют.
10
Second International Workshop on Gravitation and Cosmology, Las Villas Central University, Santa Clara, Cuba.
11
Закон Хаббла устанавливает зависимость между расстоянием до галактики D и ее лучевой скоростью Vr, оп–еделяемой с помощью эффекта Доплера: D = Vr / H, где H постоянная Хаббла. Ее значение известно лишь приблизительно (60-80 км/с/Мпк). Этот закон был эмпирически открыт американским астрономом Э. Хабблом в 1929 г. и отражает происходящее расширение Вселенной. Использование этого закона позволяет оценить расстояние до галактик или их систем, измерив их красное смещение, или лучевую скорость.
12
Эффект Комптона (Комптон-эффект) – явление изменения длины волны рентгеновского излучения вследствие рассеяния его электронами вещества. Длина волны фотона при рассеянии всегда увеличивается, что могло бы отчасти объяснить красное смещение в спектрах удаленных галактик.
13
Квазар (англ. quasar – сокр. от Quasi stellar radio source – «похожий на звезду радиоисточник») – класс внегалактических объектов, отличающихся очень высокой светимостью и настолько малым угловым размером, что в течение нескольких лет после открытия их не удавалось отличить от точечных источников – «звезд». Впервые квазары обнаружили в 1960 г. как радиоисточники, совпадающие в оптическом диапазоне со слабыми звездообразными объектами. В 1963 г. М. Шмидт (США) доказал, что линии в их спектрах сильно смещены в красную сторону. Принимая, что это красное смещение вызвано эффектом Доплера, возникшего в результате удаления квазаров, до них определили расстояние по закону Хаббла. Обнаружено уже более 5000 квазаров. Ближайший из них и наиболее яркий (3С 273) имеет блеск около 13m и красное смещение z = 0,158 (что соответствует расстоянию около 2 млрд световых лет). Самые далекие квазары, благодаря своей гигантской светимости, превосходящей в сотни раз светимость нормальных галактик, видны на расстоянии более 10 млрд световых лет. Нерегулярная переменность блеска квазаров указывает, что область генерации их излучения имеет малый размер, сравнимый с размером Солнечной системы. Последние наблюдения показали, что большинство квазаров находятся вблизи центров огромных эллиптических галактик, даже для тех квазаров, у которых ранее не были найдены родительские галактики. Считается, что квазары представляют собой сверхмассивные черные дыры, на которые падает вещество.
