Терри Пратчетт - Наука плоского мира IV: Судный день
Постоянная тонкой структуры определяет силу электромагнитного взаимодействия. В нашей Вселенной она равна 0,007. Аналогичные расчеты показывают, что ее значение должно находиться в диапазоне от 0,006 до 0,008. (Тот факт, что эти числа по сути совпадают с аналогичными величинами для ядерной эффективности по-видимому, случайность. Их точные значения отличаются.)
Означает ли это, что в любой Вселенной со звездами, работающими на ядерном синтезе, и ядерная эффективность, и постоянная тонкой структуры должна находиться в пределах от 0,006 до 0,008? Вовсе нет. Изменение постоянной тонкой структуры может скомпенсировать изменение ядерной эффективности. Если их отношение приблизительно равно 1, то есть их значения примерно совпадают, то необходимые атомы могут существовать и обладают стабильностью. Ядерная эффективность может быть намного больше, далеко за пределами интервала от 0,006 до 0,008 при условии, что постоянная тонкой структуры также возрастет. То же самое касается и уменьшения одной из них.
Когда у нас есть больше двух констант, этот эффект не только не ослабевает, а становится даже более выраженным. В книге Стенджера приводится детальный анализ многочисленных примеров. Правильно подобрав значения одних констант, можно скомпенсировать изменение других. Все так же, как и в примере с машиной. Изменение одного из ее аспектов даже незначительное лишает ее работоспособности, но было бы ошибкой оставить без изменения другие аспекты машины. Существуют тысячи моделей машин, и все они разные. Когда инженеры меняют размер гаек, они меняют и размер болтов. Когда они меняют диаметр колеса, они выбирают другие шины.
Никто не занимается тонкой подстройкой машин к какой-то конкретной модели. То же самое касается и вселенных.
Может, конечно, оказаться, что уравнения, которые описывают вселенные, будут противоречить всему, с чем когда-либо приходилось сталкиваться математикам. На случай если кто-нибудь в это поверит: у нас есть куча денег, которые хранятся в одном оффшорном банке, и мы с удовольствием поделимся с этими людьми, если они вышлют нам данные своих кредитных карт вместе PIN-кодами. Тем не менее, есть и более конкретные причины, которые наводят на мысль, что уравнения вселенных в этом отношении совершенно нормальны.
Около двадцати лет тому назад Стенджер написал компьютерную программу, которую назвал MonkeyGod («обезьяний бог»). Она позволяет выбрать несколько фундаментальных констант и выяснить, на что способна соответствующая им Вселенная. Имитационное моделирование показывает, что комбинации параметров, которые в принципе допускают существование жизненных форм, не сильно отличающихся от наших, встречаются весьма и весьма часто, а необходимость тонкой настройки совершенно не подтверждается фактами. Значения фундаментальных констант вовсе не обязаны совпадать с константами нашей Вселенной с точностью до 1 части на 1030. В действительности разница может достигать 1 части на 10 без какого-либо серьезного влияния на пригодной Вселенной для жизни.
Позднее, в 2008 году, Фред Адамс написал для «Журнала космологии и астрофизики частиц» статью, в которой сосредоточил внимание на более узкой постановке вопроса[105]. Он рассматривал всего три константы, которые играют особенно важную роль в процессе формирования звезд гравитационную постоянную, постоянную тонкой структуры и константу, описывающую скорость ядерных реакций. Остальные константы в отношении звездообразования не только не требуют тонкой настройки, но и вообще никак с ним не связаны.
Адамс определяет «звезду» как самогравитирующий объект, который обладает устойчивостью, существует продолжительное время и вырабатывает энергию с помощью ядерных реакций. Его расчеты не выявили каких-либо следов тонкой настройки. Напротив, звезды существуют в широком диапазоне констант. Если выбирать их «случайным образом» следуя пониманию, характерному для аргументов в пользу тонкой настройки то вероятность обнаружить Вселенную, способную к созданию звезд, составляет 25 %. Вполне разумно отнести к числу «звезд» и другие, более экзотические объекты например, черные дыры, которые вырабатывают энергию за счет квантовых процессов, или звезды на основе темной материи, которые получают энергию путем аннигиляции. В этом случае вероятность возрастает до 50 %.
Так что, если говорить о звездах, то наша Вселенная вовсе не балансирует на лезвии невероятно острого ножа вопреки многомиллиардным шансам против нее. Просто она сделал ставку на «орла», и так уж получилось, что космическая монетка упала именно этой стороной.
Звезды это лишь часть процесса, обеспечивающего существование разумной жизни во Вселенной, поэтому Адамс собирается исследовать и другие аспекты в частности, формирование планет. Скорее всего, результаты будут аналогичными, а микроскопические шансы, о которых говорят сторонники тонкой настройки, будут опровергнуты и уступят место тому, что могло произойти на самом деле.
В чем же тогда ошибка сторонников тонкой настройки? В недостатке воображения и ограниченности их интерпретаций. Предположим для определенности, что большая часть значений фундаментальных констант лишает атомы стабильности. Означает ли это невозможность существования «материи»? Нет это лишь доказывает, что в такой Вселенной не может существовать материя, которая в точности совпадает с нашей. Важно то, что может появиться вместо нее, но этот ключевой вопрос сторонники тонкой настройки обходят стороной.
Тот же вопрос можно задать и по отношению к вере в то, что жизнеспособные формы инопланетной жизни будут очень похожи на нас, как полагают многие астробиологи пусть их число и уменьшилось со временем. Слово «астробиология» это комбинация «астрономии» и «биологии», а занимается она, главным образом, объединением двух наук и изучением их влияния друг на друга. В традиционной астробиологии исследование возможностей инопланетной жизни и особенно ее разумных форм начинается с существования людей, главного достижения земной жизни. Затем они помещаются в контекст остальной биологии гены, ДНК, углерод. Далее астробиология переходит к изучению нашей эволюционной истории, а также истории нашей планеты в попытке обнаружить те особенности среды обитания, благодаря которым на Земле смогла появиться жизнь и мы сами.
Результатом служит постоянно растущий перечень особых свойств, которым удовлетворяет история человечества и самой нашей планеты, и без которых существование инопланетной жизни якобы становится невозможным. Часть из них мы уже упоминали, а о некоторых теперь поговорим более подробно. К ним относятся следующие условия. Для жизни необходима кислородная атмосфера. Кроме того, для нее нужна жидкая вода. А значит, Солнце должно находиться на нужном расстоянии именно на такую «зону Златовласки», где температура «в самый раз», обращают особое внимание. Наша необычайно крупная Луна стабилизирует земную ось, не давая ей хаотично менять свой наклон. Юпитер помогает защитить нас от столкновений с кометами помните, как он втянул в себя Шумейкеров-Леви 9? Наше Солнце не слишком большое и в то же время не слишком маленькое любая из этих крайностей снизила бы шансы на появление планеты земного типа. Его довольно-таки заурядное и непримечательное положение в галактике не в центре, но и не в самом захолустье на самом деле оказывается лучшим местом во Вселенной. И так далее, и так далее, и так далее. А так как этот перечень постоянно пополняется, то вывод о том, что жизнь явление крайне маловероятное, напрашивается сам собой.
Альтернативный подход, который мы предпочитаем называть ксенобиологией, меняет направление мысли на противоположное. Каковы возможные типы сред обитания? Теперь, в отличие от недавнего прошлого, нам известно, что планеты не такое уж редкое явление. Астрономы обнаружили более 850 экзопланет, то есть планет, расположенных за пределами Солнечной системы, достаточно, чтобы составить статистическую выборку, указывающую на то, что в галактике насчитывается как минимум столько же планет, сколько и звезд. Физические условия на этих планетах существенно отличаются друг от друга, но это обстоятельство открывает новые возможности для новых форм жизни. Итак, вместо того, чтобы спрашивать: «Похожи ли они на Землю?», нам следует задаться вопросом «Возможна ли там эволюция иных форм жизни?».
В своем выборе мы не ограничены одними лишь планетами; подходящим местом для жизни и даже жизни, похожей на земную могут стать глубинные океаны спутников, покрытых толстым слоем льда. Нам стоит принять во внимание местные условия, но не следует предполагать, что качества, которые кажутся благоприятными в нашей Солнечной системе, применимы где-либо еще. Без крупного спутника ось планеты, возможно, и правда испытывала бы хаотичные колебания, однако их период вполне мог исчисляться десятками миллионов лет. С этим эволюция может справиться: возможно, это даже пошло бы ей на пользу. А существа, обитающие в достаточно большом океане, вообще не заметят разницы. Крупный газовый гигант, быть может, и убирает кометы с нашего пути, но тем самым, возможно, тормозит ход эволюции, поскольку эпизодические катастрофы повышают изменчивость организмов. Юпитер, может, и не подпускает кометы к Земле, но, с другой стороны, заметно увеличивает количество столкновений с астероидами. По наиболее точным современным оценкам Юпитер принес жизни больше вреда, чем пользы. Некоторые организмы например, тихоходки (их еще называют водяными медведями или моховыми свинками) переносят воздействие радиации намного лучше большинства других существ. Остальным это не нужно, потому что пояса Ван Аллена области заряженных частиц, удерживаемых под действием магнитного поля Земли, защищают планету от космического излучения. Так или иначе, если бы этих поясов там не было, обитатели Земли, вероятно, были бы больше похожи на тихоходок.
