Шрифт:
Закладка:
3.3. Вселенная как обитаемая система
На первый взгляд кажется, что Вселенная должна быть совершенно безразлична к нашему существованию. Ну какое ей дело до того, что на одной из ее бесчисленных «песчинок» обитает мыслящее существо — человек, пытающийся познать ее законы? Конечно, раз уж он существует, то условия во Вселенной должны допускать его существование Но для человека, как мы уже подчеркивали в предыдущем параграфе, важны не просто допустимые условия, а условия, необходимые для его возникновения и его жизни. Связаны ли эти условия с существенными чертами Вселенной (как это имеет место для обитаемой планеты) или они определяются какими-то второстепенными параметрами, совершенно несущественными для Вселенной в целом? Кажется, что скорее должно иметь место последнее.
Вновь представим себе нашу оранжерею. Предположим, что она расположена на острове 230 тыс. км2. На севере и западе острова преобладает горный рельеф, на юго-востоке располагаются низменные равнины. Довольно густая сеть рек, много озер. Климат умеренный, океанический, влажный. Средняя температура января от 3 до 7 °С, июля 11—17 °С (читатель узнал, конечно, Великобританию, но это просто пример). Очевидно, условия на острове не препятствуют жизни растений в оранжерее. Но они не являются необходимыми для их жизни. Площадь острова может быть больше или меньше, горы могут быть не на севере, а на юге или их, вообще, может не быть. Климат может быть более суровым или более мягким. Внешний мир может быть устроен совершенно иначе, и все это никак не скажется на жизни растений. Если бы они могли мыслить и задались бы, подобно нам, вопросом — в какой мере условия в их Мире связаны с их существованием, то вынуждены были бы признать, что главные, существенные черты их Мира никак не связаны с фактом их существования. Кажется, что такое же заключение должны сделать и мы с вами по отношению к нашей Вселенной.
Действительность, однако, оказалась иной. В 1958 г. советский астрофизик Г. М. Идлис, анализируя условия во Вселенной, поставил следующий вопрос: «почему наблюдаемая нами часть Вселенной представляет собой расширяющуюся систему галактик, состоящих из звезд с обращающимися вокруг них планетами, на одной из которых обитаем мы? Нельзя ли решить этот вопрос исходя из самого факта нашего существования?»[170]. На основе проведенного анализа он пришел к выводу, что основные черты наблюдаемой нами астрономической Вселенной являются характерными для обитаемой Космической Системы, поскольку они (довольно неожиданный вывод!), оказывается, необходимы для жизни. Иными словами, Космическая Система может стать обитаемой лишь в том случае, если она включает в себя планеты, обращающиеся вокруг звезд, составляющих звездные системы с параметрами, соответствующими параметрам типичных галактик. Причем эти звездные системы («галактики») должны входить в расширяющуюся систему более высокого ранга («метагалактику»), свойства которой, подобно нашей Метагалактике, описываются релятивистскими космологическими моделями. То есть обитаемая Космическая Система должна обладать структурными и динамическими свойствами, присущими нашей Метагалактике.
Это обстоятельство позволяет понять, почему наш мир таков, как он есть, почему наблюдаемая Вселенная обладает отмеченными выше свойствами. Согласно Г. М. Идлису, это объясняется тем, что мы наблюдаем заведомо не произвольную область (вообще говоря, бесконечной) Вселенной, а ту, в которой существует познающий эту Вселенную человек (наблюдатель) и в которой, следовательно, реализовались условия, необходимые для его жизни. А. Л. Зельманов сформулировал это положение в виде следующего афоризма: «Мы являемся свидетелями процессов определенного типа потому, что процессы другого типа протекают без свидетелей»[171]. В этой связи он указывал, например, на красное смещение как один из факторов, благоприятствующих возникновению и развитию жизни; в то время как смена расширения сжатием со временем привела бы к таким условиям, которые сделали бы жизнь невозможной.
Дальнейшее развитие этих идей позволило установить еще более глубокую связь между фундаментальными свойствами Вселенной в целом и наличием в ней жизни (и человека). Необходимость такой связи ясно осознавал еще К. Э. Циолковский. «Тот космос, который мы знаем, — писал он, — не может быть иным», поскольку человеческое существование не случайно, а имманентно космосу[172]. В работах Идлиса и Зельманова эта идея была наполнена конкретным астрономическим содержанием. Речь шла о наблюдаемых астрономических свойствах Вселенной, и обнаруженная связь относилась к наблюдаемой области Вселенной. В дальнейшем эта связь была распространена как на наблюдаемые, так и на теоретические свойства Вселенной в целом, а не только ее наблюдаемой части. И (что особенно важно!), оказалось, — не только астрономические свойства Вселенной, но и фундаментальные физические параметры материального мира тесно связаны с наличием во Вселенной жизни и человека.
Рассмотрим вначале астрономические свойства Вселенной. Одним из важнейших астрономических свойств является средняя плотность вещества во Вселенной. Как мы видели в предыдущей главе, средняя плотность близка к критической, и это находит объяснение в рамках инфляционной модели Вселенной. Любопытно однако то, что в обитаемой вселенной и не могло быть иначе. Действительно, если средняя плотность вещества много меньше критической, то тормозящее действие гравитации мало — Вселенная расширяется очень быстро, и при такой скорости в ней не могут сформироваться гравитационно связанные системы — галактики, звезды, планеты, которые необходимы для возникновения жизни. С другой стороны, если средняя плотность много больше критической, то тормозящее действие гравитации очень велико, расширение быстро сменяется сжатием, и время жизни такой Вселенной (длительность цикла расширения-сжатия) оказывается слишком мало, много меньше, чем требуется для возникновения жизни и тем более эволюции ее до стадии человека. Таким образом, в обитаемой Вселенной средняя плотность вещества должна быть близка к критической. Тогда скорость расширения будет не столь велика, и во Вселенной смогут сформироваться звезды и планеты. В то же время длительность стадии расширения будет достаточна для возникновения и эволюции жизни.
С критической плотностью связана изотропия Вселенной — важнейшее свойство, которое постулировалось в модели Фридмана и которое получило экспериментальное подтверждение в наблюдаемой изотропии реликтового излучения. Возникает, однако, вопрос: как объяснить это свойство Вселенной? Можно ли, не постулируя, вывести это свойство теоретически? С. Хокинг показал, что наблюдаемую изотропию можно объяснить в том случае, если плотность вещества с большой точностью совпадает с критической. Но так как это условие связано с существованием жизни во Вселенной, то и изотропия также оказывается связана с жизнью. То есть обитаемая
