Знание-сила, 2000 № 12 (882)

Волнующие поиски вселенских братьев по разуму, программы SETI, СЕТI (Search for extraterrestial intelligence, or Communication with extraterrestial intelligence) пока не увенчались успехом, хотя неоднократно подчеркивалось, что наша Вселенная удивительно благоприятна для возникновения и развития жизни. Например, по мнению академика Л.Б. Окуня, «из факта нашего существования следует, что мы не можем не жить в одном из самых лучших из миров». Обычно имеется в виду, что независимые мировые константы, такие, как массы электрона, протона и нейтрона, заряд электрона, постоянная Планка, скорость света, гравитационная постоянная, имеют поразительно благоприятные для жизни значения. В этом находит выражение космологический антропный принцип. Проиллюстрируем его двумя известными примерами.

Первый. Углерод, главный компонент живых организмов, образуется в звездах вследствие термоядерного синтеза из трех ядер атомов гелия, так называемых альфа-частиц. Этот синтез происходит в два этапа. Сначала соединяются только две альфа-частицы, но это соединение энергетически не выгодно. Получающееся ядро изотопа бериллия оказывается неустойчивым и быстро распадается. Только если до распада ему удастся присоединить еще одну альфа-частицу, происходит выделение определенной порции – 7,4 Мэв – энергии и образуется углерод. Однако для того чтобы такой синтез прошел, необходимо как-то «пристроить» выделяющуюся энергию. Иначе три альфа-частицы снова разлетятся, и синтез углерода не состоится со всеми фатальными для жизни последствиями. Поскольку человечество су шествует, известный астрофизик Фред Хойл в 1953 году предсказал наличие у ядра углерода квантового уровня возбуждения с энергией, немного превышающей 7,4 Мэв, который и поглощает выделяющуюся при синтезе энергию. Примерно через неделю после предсказания экспериментаторы Калифорнийского технологического института открыли знаменитый уровень 7,65 Мэв. Кстати, если бы ядро бериллия было устойчивым, углерод успешно синтезировался бы независимо от наличия этого уровня, но термоядерный синтез в звездах протекал бы гораздо быстрее. Звезды практически взрывались бы, вместо того чтобы светить миллиарды лет.

Второй. Протон легче нейтрона на 0,13 процента своей массы, а если бы эта разница составляла 0,05 процента или меньше, то протоны, находящиеся в ядрах атомов, соединились с атомными электронами, и все атомы превратились бы в кучу нейтронов.

Возникает, однако, вопрос. Если в согласии с антропным принципом мировые константы действительно поразительно благоприятны для возникновения жизни, почему же Вселенная не кишит жизнью? Где же все они? Попробуем ответить на этот вопрос.

Действительно, если слегка изменить массы элементарных частиц или, допустим, скорость света, то жизнь скорее всего сделается невозможной. Другими словами, исключительно мала область – назовем ее антропной областью, – в которой могут находиться значения мировых констант, для того чтобы жизнь во вселенной была возможна. Факт заключается в том, что на фоне бесконечного разнообразия всех возможностей исчезающе мала вероятность комбинации значений констант, которая допускает жизнь.

Делая такое высказывание, мы используем идею существования множества вселенных. В самом деле, согласно существующим гипотезам, константы могут произвольно, случайным образом, изменяться в горниле первородного взрыва или коллапса Вселенной при переходе ее к новому циклу расширения. Рассматривается также возможность одновременного (?), параллельного (?) существования различных вселенных. Не исключено, что реализуются еще какие-то варианты множественности вселенных.

Первую возможность предполагал А.Д. Сахаров, вот выдержка из его Нобелевской лекции, прочитанной в Шведской академии наук 10 декабря 1975 года Еленой Боннер: «Я защищаю также космологическую гипотезу, согласно которой космологическое развитие Вселенной повторяется в основных чертах бесконечное число раз. При этом другие цивилизации, в том числе более «удачные», должны существовать бесконечное число раз на «предыдущих» и «последующих» к нашему миру листах Книги Вселенной».

Вторая возможность обсуждается в работах А.Д. Линде. Согласно этой теории, существует ансамбль бесконечного числа вселенных, целая сеть вселенных, каждая из которых на ранней стадии своего расширения порождает бесчисленные дочерние вселенные. И в каждой из них могут реализовываться не только различные физические законы, но и различные числа измерений пространства-времени.

Так вот, исчезающе мала априорная вероятность появления жизни во вселенной, произвольно выбранной из вышеупомянутого ансамбля. Однако нам нет делало априорной вероятности! Все вселенные с законами физики, не подходящими для жизни, нужно скинуть со счета, потому что для жизни безразлично, сколько экземпляров таких вселенных реализовывалось в процессе метаэволюции. Ход времени заметен только в процессе ожидания. Для жизни не безразличны только те вселенные, которые допускают жизнь, в которых жизнь возникает, «антропные вселенные».

Однако очевидно, что среди антропных вселенных будут более, а будут и менее благоприятные для жизни. И если вероятность вселенных, допускающих жизнь, исчезающе мала на фоне всевозможных вселенных, то естественно ожидать, что вероятность особо благоприятных для жизни вселенных будет мала на фоне просто благоприятных и особенно на фоне весьма неблагоприятных вселенных, граничащих со вселенными, не допускающими жизнь.

В таких вселенных, находящихся на грани нежизнеспособности, жизнь должна возникать исключительно редко, только в случае стечения многих благоприятных обстоятельств. Но именно такие вселенные являются наиболее вероятными среди антропных вселенных. Поэтому не следует удивляться, что та Вселенная, в которой мы имеем удовольствие пребывать, так скупа на организацию жизни.

Сказанное можно пояснить примером. Выдающийся астрофизик И.С. Шкловский, обсуждая наше одиночество, писал, в частности: «Практически все звезды типа нашего Солнца входят в состав двойных (или кратных) систем. В таких системах жизнь развиваться не может, так как температура поверхностей находящихся там гипотетических планет должна меняться в недопустимо широких пределах. Похоже на то, что наше Солнце, эта странная одиночная звезда, окруженная семьей планет, скорее всего является исключением в мире звезд».

Наша мысль заключается в том, что наверняка возможно такое изменение констант, которое увеличит процент одиночных звезд во вселенной и сделает жизнь более распространенной. Но такая вселенная была бы менее вероятной, чем наша.

Так что, видимо, нет оснований восхищаться удачными значениями нынешних мировых констант. Судя по нашему одиночеству во Вселенной, они не так уж удачны. И этого следовало ожидать. Следовало ожидать, что мы окажемся в одной из наиболее вероятных антропных вселенных, которая именно в силу этой наибольшей вероятности наихудшим образом приспособлена дня жизни. Мы существуем, и это приятно, но существуем, возможно, в одиночестве, на грани жизни в метавселенском смысле. Новый антропный принцип можно сформулировать так. Наиболее вероятно наблюдать вселенную, в которой жизнь – исключительно редкое явление. Это мы и имеем.

Вячеслав Шупер