Людина у Всесвіті

Наприкінці XX ст. людство зрозуміло, що життя не позбавлене певного загальнокосмічного змісту і що умови, завдяки яким воно виникло, не є випадковим збігом локальних фізичних обставин, а найглибшим чином пов'язане з глобальними космологічними причинами - з історією і розвитком Всесвіту в цілому.

З'ясувалося, що виникненню розуму передувала дуже довга еволюція фізичних чинників у Всесвіті. І якби еволюція Всесвіту мала інший характер, життя в ньому навряд чи могло б зародитись. Так чому ж Всесвіт, у якому ми живемо, має саме такі властивості, що сприяють існуванню життя і розуму, а не які-небудь інші? Впродовж досить тривалого часу на це запитання відповіді не було. Лише у другій половині XX ст. астрофізик Г. Ідліс звернув увагу на те, що закони фізики, чинні у нашому Всесвіті, «дозволяють» існування атомів, зір, планет і життя.

А згодом космолог А. Зельманов сформулював дуже важливе положення: «Ми є безпосередніми свідками природних процесів визначеного типу, тому що процеси іншого типу відбуваються без свідків», тобто ми живемо у цьому Всесвіті, бо його фізичні властивості це допускають. Англійський астрофізик П. Девіс також висловив думку про те, що наявність життя накладає обмеження на властивості Всесвіту - вони мусять бути тою чи іншою мірою визначеними.

Можливо, в іншому Всесвіті, що має інші властивості, ми просто не змогли б з'явитись, і такий «інший» Всесвіт нікому було б спостерігати і вивчати.

Антропний принцип (АП, від грец. «антропос» - «людина») уперше проголосив фізик Б. Картер 1974 р. Його формулюють так: «Ми існуємо, тому що Всесвіт такий, який він є».

Основна ідея антропного принципу - ідея зв'язку між існуванням людства і фундаментальними властивостями Всесвіту. Сам по собі цей принцип ще нічого не пояснює. Але він дає новий напрямок досліджень, сприяє постановці та вивченню ряду питань, на які раніше не звертали особливої уваги. Одне з цих запитань - які саме властивості Всесвіту забезпечують наше існування?

Багаторічна практика астрономічних та астрофізичних спостережень і здоровий глузд привчили нас до думки, що картина навколишнього світу, яку ми бачимо, сама собою зрозуміла і єдино можлива, що інакше і бути не може.

Проте насправді це далеко не так. Як показують теоретичні дослідження, структура нашого Всесвіту дуже нестійка по відношенню до його основних фундаментальних констант. Навіть за невеликих відхилень від їхніх наявних значень Всесвіт мусив би повністю змінити свій вигляд. Його будова, починаючи від елементарних частинок і закінчуючи надскупченнями галактик, спростилася б, а значні структурні складові зникли б. Ці константи забезпечили такий процес еволюції Всесвіту, за якого виникла можливість утворення складних систем і складних форм руху матерії, а отже, життя і людини.

Так, І. Розенталь вважає, що всю структуру Всесвіту та його історію визначають чотири фундаментальні взаємодії - гравітаційна, електромагнітна, сильна і слабка.

Саме по відношенню до цієї «магічної сімки» і є дуже чутливим наш Всесвіт: досить внести незначні зміни у їхні значення, і це призведе до радикальних змін природи цілого Всесвіту не тільки на кількісному, але й на якісному рівнях. Ці зміни можуть бути навіть катастрофічними для Всесвіту, наприклад:

♦ якби гравітаційна стала зменшилася в кілька разів, то сила тяжіння була б занадто малою для формування із хмар водню галактик і зір; якби, навпаки, гравітаційна стала збільшилася в кілька разів, сила тяжіння виявилася б завеликою і розширення Всесвіту швидко змінилося б стисненням, так що життя у ньому не встигло б розвинутись до високого рівня;

♦ якби маса електрона була хоча б удвічі більша, ніж вона є, електрон «завалювався» б на протон, і замість атомів водню (і всіх інших елементів) у всьому Всесвіті були б лише нейтрони і нейтронні зорі;

♦ якби різниця між масою протона і нейтрона була утричі більшою, то не змогли б утворюватися дейтрони, які відіграють вирішальну роль у реакціях термоядерного синтезу, і тоді увесь Всесвіт складався б виключно з водню;

♦ якби сила взаємодії між протонами і нейтронами була хоча б на 5-7 % більшою, Всесвіт складався б із одного гелію; коли б ця сила була на 5-7 % меншою, гелій взагалі не зміг би утворитись.

Так само тісно і досить критичним чином властивості життя на Землі пов'язані з іншими фундаментальними властивостями астрономічного світу, зокрема, з розширенням Всесвіту.

Виявляється, ми не випадково живемо в епоху «червоних зміщень» галактик. Віддалення джерел електромагнітного випромінювання приводить до зсуву їхнього випромінювання у червоний бік спектра, і до зменшення енергії, яку воно несе. Якби галактики зближувались, то замість червоного зміщення ми спостерігали б фіолетове, тобто збільшення частот випромінювання у бік жорстких променів. При цьому на нас падав би такий спопеляючий потік електромагнітної енергії, що життя за таких умов не змогло б існувати. Навіть у тому разі, коли б Всесвіт не розширювався чи розширювався повільніше, інтенсивність випромінювання була б досить високою щоб знищити білкове життя в зародку.

Можна було б спробувати змінити одразу не одну, а кілька фундаментальних сталих. Виявляється, при цьому існує деяка область їхніх значень, яка дає можливість утворення складних структур, однак час їхнього існування невеликий. У такому світі буде занадто мало часу, щоб виникло що-небудь досить складне.

Отже, можна ще раз підкреслити глибоку доцільність і гармонію фізичних законів і значень фундаментальних сталих. В супротивному разі виникнення складних форм матерії виявиться неможливим. Тільки за наявних їхніх значень структура та історія Всесвіту припускає розвиток життя і появу розуму.

3. Унікальність нашого Всесвіту. Порівняно вузькі межі можливих змін фундаментальних фізичних сталих, коли ще можливе існування життя, говорить про унікальність «набору» їхніх значень у нашому Всесвіті. Саме ця їхня винятковість забезпечує можливість існування життя. Виникає питання: оскільки набір фізичних сталих величин у нашому Всесвіті унікальний, а все унікальне малоймовірне, то яким чином такий збіг умов міг здійснитися?

З точки зору антропного принципу, наш Всесвіт пройшов через нескінченну послідовність циклів розширення і стиснення. На початку кожного з них складався свій набір фізичних констант, що змінювався від циклу до циклу. Ми з'явилися в тому циклі, в якому сформувалося поєднання фізичних сталих та інших властивостей, сприятливе для виникнення складних структур і живих систем.

Окрім цього, не виключено, що в матеріальному Космосі існує нескінченна кількість різних всесвітів водночас, у Кожному з яких свій набір, свій комплекс фізичних констант і властивостей. У нашому Всесвіті, з нашим комплексом фізичних явищ, зв'язків і фундаментальних фізичних констант, його стабільність забезпечується саме тими законами природи, які реалізувалися в навколишньому світі.

Але можуть існувати й інші, незвичні для кас комплекси явищ, стабільність яких забезпечується іншими законами. Звідси ясно, що можна припустити існування всесвітів з іншими законами, іншими властивостями простору-часу і світовими константами, не менш організованих, ніж наш, і навіть таких, що забезпечують існування негу-маноїдних форм життя і розуму.

Отже, ми існуємо у тому Всесвіті, властивості якого дозволяють формування живих організмів; можуть існувати інші всесвіти, де діють інші фундаментальні закони, і можливе існування принципово інших форм життя. І в тому, і в іншому випадках питання про те, як міг реалізуватися випадковим чином унікальний і тому малоймовірний набір фізичних констант, фактично знімається.

Оскільки число можливостей, тобто циклів розширення (різних всесвітів), нескінченне, то в існуванні в одному з цих циклів (в одному з цих всесвітів) необхідного для життя збігу умов з позицій теорії ймовірностей вже немає нічого неможливого.

4. Проблема існування інших всесвітів. Питання про нескінченну кількість можливих всесвітів у фізиці та космології, як і всяка інша нова проблема, стикається з неясностями. Якщо інші всесвіти існують, то їхнє існування підкоряється принципово іншим

законам, ніж існування нашого Всесвіту. А це означає, що ми аж ніяк не можемо отримати від них інформацію, адже фізичний зв'язок між різними об'єктами можливий тоді, коли вони живуть за подібними законами.

Як же здійснити зв'язок з тим, що принципово не схоже на наш світ? Окремі вчені припускають, що такими каналами зв'язку можуть слугувати сингулярності, які в нашому Всесвіті мають місце у випадку чорних дір. Можливо, що бар'єри простору-часу, які відокремлюють наш Всесвіт від інших всесвітів, не такі вже й неприступні. Не виключено, що з часом вони будуть подолані наукою і виведуть наші уявлення про Космос на якісно новий рівень.

Ще 1934 р. австрійський вчений К. Гедель сформулював теорему про неповноту наших знань, яка проголошує: «Жодна система не може бути пізнаною до кінця зсередини — поза зв'язком її з іншими системами вищого порядку». Це означає, що неможливо вичерпно описати світ, у якому живе людина, зокрема - описати причину появи та існування Всесвіту, не вийшовши за його межі. А тому з'являється дедалі більше підстав вважати, що без концепції інших всесвітів, що існують водночас у матеріальному Космосі, вже важко обійтись, оскільки вона дозволить зрозуміти властивості нашого Всесвіту.

1. Що таке життя і чи є його існування на Землі за заданих умов випадковим?

2. Які методи пошуку позаземних планет Вам відомі?

3. На чому грунтується думка про унікальність Сонячної системи і Землі у Всесвіті?

4. Сформулюйте свою думку щодо питання про життя у Всесвіті.

5. У чому полягає унікальність нашого Всесвіту?

Вивчивши тему VIII «ЖИТТЯ У ВСЕСВІТІ» необхідно знати:

Наш Всесвіт влаштовано так, що в ньому стала можливою поява життя.

За наявності відповідних умов життя може виникнути і на інших планетах.

Не виключено, що в матеріальному Космосі існує нескінчена кількість різних всесвітів.

77