Наука Плоского мира. Книга 4. День Страшного Суда - Пратчетт Терри Дэвид Джон
Ядерная эффективность – это массовая доля атома гелия, которая больше, чем суммарная масса двух протонов и двух нейтронов. Последнее важно, потому что ядро гелия является как раз такой комбинацией. Остаётся добавить ещё два электрона – и дело с концом. В нашей Вселенной данный параметр равен 0,007. Иными словами, это оценка клейкости «клея», удерживающего ядра от распада, то есть оценка вероятности существования гелия и других малых атомов типа водорода и дейтерия. Без любого из этих атомов в звёздах не сможет происходить реакция термоядерного синтеза, следовательно, данный параметр является одним из важнейших для жизни. Вычисления, в которых меняется только он, а прочие остаются неизменными, показывают, что для поддержания в звёздах реакций термоядерного синтеза это значение должно находиться в пределах от 0,006 до 0,008. Если оно опускается ниже 0,006, два положительно заряженных протона дейтерия будут отталкиваться друг от друга, несмотря на «клей». Если показатель поднимается выше 0,008, протоны «слипнутся» и не останется свободных. А поскольку ядро водорода – это собственно свободный протон, водорода не будет вообще.
Постоянная тонкой структуры определяет силу электромагнитного взаимодействия. В нашей Вселенной она равна 0,007. Аналогичные расчёты показывают, что её значение лежит между 0,006 и 0,008. (Похоже, что совпадение пределов постоянной тонкой структуры и ядерной эффективности является простой случайностью. К тому же постоянные не точно равны.)
Означает ли это, что в любой Вселенной, где имеются звёзды на термоядерных «батарейках», пределы ядерной эффективности и постоянной тонкой структуры совпадут? Вовсе нет. Изменение постоянной тонкой структуры может компенсироваться изменением ядерной эффективности. Если их соотношение примерно равно единице (иными словами, если их значения равны), указанные атомы могут существовать и быть стабильными. Можно повысить ядерную эффективность, выйдя далеко за пределы кратчайшего интервала 0,006-0,008, при условии, что мы увеличим и постоянную тонкой структуры. То же самое касается уменьшения значений.
Если взять несколько констант, этот эффект становится только сильнее. Многочисленные примеры были проанализированы в книге Стенджера. Вы можете уравновесить изменения нескольких констант путём соответствующих изменений всех остальных. Это так же, как в примере с автомобилем: измените какой-нибудь его параметр, пусть даже незначительно, – и он не будет работать. Ошибка кроется именно в том, что был изменён один параметр, тогда как в автомобиле их тысячи, и все разные. Когда инженеры меняют размер гаек – они меняют и размер болтов. Когда меняют диаметр колеса – меняют и размер шины.
Автомобили отнюдь не «тонко настроены» на одну-единственную конструкцию, как и вселенные.
Конечно, уравнения для целых вселенных могут противоречить всему виденному математиками ранее. Если кто-то считает, что мы получили кучу денег и перевели их в офшорный банк, мы с радостью с ним поделимся, только пришлите нам номер и пин-код вашей кредитки. Однако есть много оснований полагать, что уравнения Вселенной окажутся совершенно нормальными.
Около двадцати лет назад Стенджер написал компьютерную программу под названием MonkeyGod. Она позволяет выбрать несколько фундаментальных констант и посмотреть, на что будет похожа получившаяся в результате Вселенная. Симуляции показали, что комбинации параметров, позволяющих жизненным формам не слишком отличаться от существующих, чрезвычайно распространены и никакой тонкой настройки не требуется. Значениям фундаментальных констант вовсе не обязательно находиться в пределах, отличающихся не более чем на 1/1030 от существующих. На самом деле они могут отличаться на 1/10, причём без какого-либо заметного влияния на пригодность Вселенной к жизни.
В 2008 году Фред Адамс написал для Journal of Cosmology and Astroparticle Physics’ статью, сосредоточившись на более узкой проблеме [76]. Он работал только с тремя константами, имеющими важное значение для формирования звёзд: гравитационной постоянной, постоянной тонкой структуры и постоянной, регулирующей скорость ядерных реакций. Остальные константы, далёкие от нужд тонкой настройки, для формирования звёзд несущественны.
Адамс определил звезду как самогравитирующий стабильный долгоживущий объект, генерирующий энергию путём ядерных реакций. Его расчёты не выявили и следа тонкой настройки. Напротив, звёзды сохраняются в огромном интервале значений констант. Выбирая их наугад, в том смысле, который обычно вкладывают сторонники теории тонкой настройки, Адамс определил, что вероятность образования Вселенной, где могут сформироваться звезды, равна 25 %. Если причислить к «звёздам» более экзотические объекты, такие как чёрные дыры, генерирующие энергию посредством квантовых процессов, или так называемые тёмные звёзды, существующие за счёт аннигиляции материи, вероятность возрастает до 50 %.
А поскольку звёзды никуда не деваются, можно сделать вывод, что наша Вселенная отнюдь не балансирует на сверхтонком лезвии ножа, кое-как выцарапывая один шанс из миллиардов. Просто, как говорится, космическая «монетка» упала именно таким образом и нам выпал «орёл».
Однако звёзды – это только часть процесса, наделившего Вселенную разумными формами жизни. Адамс намеревается рассмотреть и другие аспекты, в частности формирование планет. Вероятно, и здесь результаты будут аналогичными, развенчивая идею сторонников тонкой настройки о наших якобы бесконечно малых шансах и заменяя её чем-то более реалистичным.
Что же не заладилось с аргументами в пользу тонкой настройки? Всего лишь недостаток воображения и предвзятая интерпретация. В рамках обсуждения предположим, что большая часть значений констант делает атомы нестабильными. Означает ли это, что «материя» не сможет существовать? Нет, это всего лишь доказывает, что она не будет идентична той, которая имеется в нашей Вселенной. Важно как раз то, что именно будет существовать взамен, но поборники тонкой настройки оставляют этот животрепещущий вопрос без внимания.
Мы можем задать тот же самый вопрос и многим астробиологам, полагающим, будто инопланетяне, если они существуют, должны походить на нас. Впрочем, считающих подобным образом становится всё меньше. Слово «астробиология» составлено из слов «астрономия» и «биология», и занимается эта дисциплина тем, что пытается совместить астрономию и биологию, чтобы посмотреть, как эти две науки повлияют друг на друга. В анализе возможности существования инопланетной жизни, особенно разумной, астробиологи отталкиваются от существования людей как вершины земной жизни. Затем они рассматривают их в контексте всей остальной биологии: генетики, ДНК, углерода. После чего исследуют нашу эволюционную историю, в том числе эволюцию Земли, чтобы найти экологические особенности, способствовавшие возникновению жизни вообще и нас с вами в частности.
В итоге получается всё удлиняющийся список человеческих и планетарных параметров, которые якобы совершенно необходимы для появления инопланетной жизни. Выше мы уже перечисляли некоторые из них. Рассмотрим теперь эту тему более подробно. Среди обязательных условий называются следующие: кислородная атмосфера; вода в жидком агрегатном состоянии; нахождение в зоне обитаемости от Солнца («зоне Златовласки»), то есть там, где имеется «правильный» температурный режим. Кроме того, наша несообразно большая Луна стабилизирует земную ось, которая в противном случае меняла бы наклон хаотически. Юпитер помогает защищать нас от столкновения с кометами (помните, как он «засосал» комету Шумахера-Леви-9?). Солнце не должно быть ни слишком большим, ни слишком маленьким, иначе вероятность существования планеты земного типа резко снижается. Система должна находиться в спокойном участке галактики, а отнюдь не в её центре, но всё же и не в захолустье. И так далее, и тому подобное. По мере удлинения списка начинает складываться впечатление, что вероятность существования иной жизни стремится к нулю.
