Жозе Душ Сантуш - Формула Бога
Само существование звезд спектрального класса Солнца, способных обеспечить жизнь, — новый счастливый случай. Обратите внимание, — Луиш Роша взял чистый листок и схематично изобразил на нем звезду, — спектр звезды зависит от процессов в ее недрах. Звезды, чрезмерно интенсивно выделяющие тепло, называются голубыми гигантами, а чрезмерно слабо — красными карликами. Первые слишком горячи, а вторые слишком холодны, и у тех и у других, как правило, отсутствуют планетные системы. Большинство звезд, в том числе и Солнце, по своему спектру не выходят за пределы означенных двух крайностей. Взаимодействия и частицы, участвующие во внутризвездных процессах, словно сговорились принять такие численные значения, чтобы преобладали такие звезды, как Солнце. Изменись на йоту величина гравитации, электромагнитного взаимодействия или отношения массы электрона к массе протона, и не было бы ничего из наблюдаемого нами сейчас… Профессор Сиза решил изучить две важные константы природы, а именно: уже упоминавшееся отношение массы электронов к массе протонов, или контстанту «бета», и электромагнитное взаимодействие, или постоянную тонкой структуры, константу «альфа». Он обнаружил, что даже незначительное увеличение «беты» делает невозможными упорядоченные молекулярные структуры, поскольку электроны приходят в возбуждение, и, как следствие, становится невозможным протекание таких процессов, как воспроизводство ДНК. С другой стороны, именно существующее значение «беты» в связке с «альфой» обеспечивает в недрах звезд температурный режим, необходимый для осуществления ядерных реакций. Будь «бета» на пять тысячных больше квадрата «альфы», звезд не было бы. А без звезд не было бы и Солнца, как, в свою очередь, без Солнца не было бы Земли и, стало быть, жизни.
— Неужели отклонение этих величин допустимо в пределах такой узкой вилки?
— Более чем узкой. Но это еще не все. Если значение «альфы» было бы только на четыре сотых выше, в недрах звезд не смог бы образоваться углерод. А если бы значение «альфы» было выше на одну сотую, стала бы невозможна реакция синтеза. А без углерода и ядерного синтеза не появилась бы жизнь. Иначе говоря, для зарождения во Вселенной жизни требовалось именно такое значение постоянной тонкой структуры.
Физик открыл следующую страницу.
— Профессор Сиза изучил сильное ядерное взаимодействие — то самое, что обеспечивает протекание в глубинах звезд реакции ядерного синтеза, лежащей в основе устройства водородной бомбы. Его расчеты показывают, что увеличение значения сильного взаимодействия на четыре сотых привело бы к тому, что на начальных стадиях после Большого взрыва весь существующий во Вселенной водород быстро сгорел бы и перешел в гелий-2. Последствия этого были бы катастрофическими, поскольку звезды чрезвычайно быстро исчерпали бы свои топливные ресурсы и некоторые из них превратились бы в черные дыры еще до того, как сложились условия для появления жизни. И наоборот, ослабление сильного взаимодействия на одну десятую отразилось бы на атомном ядре таким образом, что стало бы невозможным образование элементов тяжелее водорода. А без более тяжелых элементов, одним из которых является углерод, жизнь бы не возникла. То есть с точки зрения условий появления жизни значение сильного взаимодействия может колебаться в весьма узком диапазоне. Кстати, процесс перехода водорода в гелий — ключевое условие возникновения жизни — требует абсолютно точной настройки. Данное преобразование возможно лишь при процентном соотношении массы водорода и энергии, равном семи тысячным. Если соотношение на одну тысячную меньше, переход не осуществляется, и во Вселенной будет только водород. Если оно на одну тысячную больше, водород быстро иссякает. Иными словами, для возникновения жизни процентное соотношение превращения водорода в гелий должно точно вписываться в указанную величину. И оно точно вписывается. Без углерода самопроизвольное зарождение сложной жизни невозможно, поскольку только указанный элемент располагает гибкостью для образования весьма протяженных сложных цепочек, необходимых для процессов жизнедеятельности. Никакой другой элемент подобным свойством не обладает. Но образование углерода возможно только при необыкновенном стечении обстоятельств. — Луиш Роша потер шею, обдумывая, как доступнее объяснить данный процесс. — Для образования углерода радиоактивный берилий должен захватить ядро гелия. На первый взгляд — ничего сложного, однако тут есть проблема: время жизни радиоактивного бериллия ограничено незначительной долей секунды.
Он написал число, отражающее продолжительность жизни изотопа, — 0,0000000000000001 секунды.
Томаш попытался представить, с чем можно сравнить одну десятиквадриллионную долю секунды.
— Но это же ничто, — заметил он, — почти ноль.
— Ну да, — согласился физик. — И тем не менее именно в течение этого невообразимо короткого мига ядро радиоактивного бериллия должно найти ядро гелия, прийти с ним в соприкосновение и захватить его, образовав углерод. Свершиться все это за столь малую долю секунды может только при единственном условии — в момент столкновения оба ядра должны иметь абсолютно равную энергию. Имейся хоть минимальное отличие, как бы мало оно ни было, образование углерода уже не могло бы происходить. Однако, каким бы поразительным это ни казалось, благодаря фантастической случайности энергия ядерных компонентов звезд оказалась одинаковой, обеспечивая слияние ядер. И на этом счастливые случайности не заканчиваются. Дело в том, что для столкновения, запускающего ядерную реакцию синтеза углерода, гелий располагает еще более коротким временем, нежели радиоактивный бериллий. Ко всему прочему существует еще одна проблема — синтезированному углероду надо затем выжить в кипящем в недрах звезды ядерном котле. А это возможно только при особых обстоятельствах. Благодаря новому поразительному совпадению происходит стечение этих особых обстоятельств, и углерод не трансформируется в кислород. Допускаю, — улыбнулся он, — что человеку, к физике непричастному, это покажется китайской грамотой. Но даю голову на отсечение — любой физик подтвердит, что это абсолютно неправдоподобная удача. «Джекпот» на четверной комбинации! — Луиш Роша собрал листы с записями и расчетами в стопку и поднял их перед собой, показывая собеседнику. — Последние годы мы с профессором Сизой посвятили сбору, изучению и обобщению невероятных совпадений, которые были абсолютно необходимы для возникновения жизни. Невообразимо тонко согласованных фундаментальных взаимодействий, температурных режимов первых этапов существования Вселенной, скорости ее расширения, а также совпадений, касающихся собственно нашей планеты. Упомяну в качестве примера проблему наклона земной оси. Ввиду резонансных явлений между вращением планет солнечной системы и соотношением их массы наклон оси вращения Земли должен был бы изменяться нерегулярно, что явилось бы препятствием для существования жизни. Могло случиться так, что, например, каждое полушарие в течение шестимесячного дня жарилось бы под лучами Солнца, а потом в течение шестимесячной ночи леденело под светом звезд. Однако нашей планете неслыханно повезло. Знаете, в чем заключалось везение?
— Нет.
— В появлении у нее спутника. Обладая значительной массой, Луна своим гравитационным полем оказала воздействие на угол наклона земной оси, благодаря чему стала возможна жизнь. В земном ядре содержатся расплавленные никель и железо, и их количества достаточно для образования магнитного поля, удерживающего атмосферу, которая, в свою очередь, задерживает смертоносные солнечные частицы. Целая цепочка совпадений! А то, что углерод является самым распространенным элементом, имеющим твердое состояние в диапазоне температур, при которых вода находится в жидком состоянии? А орбита Земли — ее параметры играют поистине ключевую роль! Пролегай она на пять процентов ближе к Солнцу или на пятнадцать процентов дальше от него, этого было бы достаточно, чтобы развитие сложных форм жизни стало невозможным. — Луиш Роша положил рукопись обратно в папку. — Список невероятных совпадений, по-видимому, нескончаем. Это свидетельствует о том, что не только жизнь приспосабливалась ко Вселенной, но и сама Вселенная готовилась к возникновению жизни. Свойства Вселенной в их реальном взаимосочетании являются непременным условием жизни. Эти свойства могли быть бесконечно многообразны, но реализация любого иного варианта привела бы ко Вселенной без жизни. Чтобы возникла жизнь, огромное число параметров должны быть настроены на строго определенные значения. Мы выявили, что такая настройка существует, — он закрыл папку. — Называется это антропным принципом. Этот принцип устанавливает, что Вселенная намеренно устроена для возникновения жизни.
