Есть ли у вселенной Создатель

                Из письма читателя: «На вопрос «есть ли бог, нет ли бога»
                религия отвечает отрицательно: «Нет, бог есть!»
                Ответ редакции: «А наука на этот  вопрос отвечает
                положительно: «Да, бога нет!».
                Со страницы юмора «Литературной газеты»

МОЁ ОТКРЫТИЕ ВСЕЛЕННОЙ

Когда я учился в школе, то есть очень давно, мир был простым и понятным. На планете Земля боролись две социальные системы – справедливая (социализм) и несправедливая (капитализм), а писатели-фантасты А.Толстой, И.Ефремов, А.Колаков и К.Волков утверждали, что эта борьба развёртывается также на Марсе и даже в масштабах Метагалактики. Вселенная в целом состояла из атомов, атомы – из ядер с протонами и нейтронами и электронов, вращающихся вокруг ядер по строго определённым орбитам, как планеты вокруг звезды. Все атомы были сведены в таблицу Менделеева. Протон, нейтрон и электрон назывались элементарными частицами и на части не кололись. Правда, В.И.Ленин сказал на каком-то партийном совещании, что электрон так же неисчерпаем, как и атом, но, похоже, физики указание вождя ещё не выполнили и глубже не копнули.
По мере того, как я рос и старел, мир в корне изменился. Социализм и капитализм поменялись знаками. Оказалось, что социализм-то как раз несправедливый, а капитализм… ну, не то чтобы совсем справедливый, но на безрыбье и рак – рыба. К тому же в некоторых странах капитализм без всякой диктатуры пролетариата мягко перетёк в социализм, но не в такой, как наш, а в справедливый.
И вот как-то мне захотелось узнать, не случилось ли каких перемен и в остальной Вселенной. Я стал читать научно-популярную литературу  и с восторгом  обнаружил, что там перемен не меньше, чем на Земле.
Во-первых, оказалось, что протоны и нейтроны вовсе не такие элементарные, как нас учили, а сами состоят из кварков.
Во-вторых, количество частиц увеличилось до нескольких сотен. Правда, большинство из них живут значительно меньше, чем, к примеру, муха или комар, но тут уж ничего не поделаешь. И самое главное: из всей этой чёртовой уймы частиц в строении материи – то есть звёзд, планет, камней, деревьев, собак, всех пород, руководителей всех рангов и ансамбля Бабкиной использованы только три частицы: электрон, оказавшийся, вопреки указаниям вождя, неделимым, и два кварка (это притом, что всего кварков существует шесть). Ну, правда, для связки этих трёх частиц используются ещё четыре – глюоны, фотоны, бозоны и гравитоны; да и то гравитон пока ещё не обнаружен, несмотря на усилия следственных органов и неоднократные объявления в Интернете.
Я в молодости служил в стройбате, а позже некоторое время занимался строительной информацией. Советское строительство не отличалось экономичность, тем не менее, даже в сравнении с ним способ строения Вселенной показался мне слишком расточительным. Представляете –  несколько сотен видов стройматериалов разбросаны повсюду, а используются только три; ну, ещё четыре вида в качестве растворов и арматуры. А остальное тогда зачем? Авторы «теории струн» обещают найти подобной расточительности разумное  объяснение, но поскольку для экспериментов, подтверждающих теорию, им  требуется энергия нескольких галактик, до начала следующего тысячелетия мы их объяснение вряд ли услышим.
Пока же специалисты по квантовой механике (КМ) все частицы, сколько их не есть, изучили под микроскопом и вывели для них уравнения квантой механики (КМ), которые в совокупности называются «стандартной моделью». А для Вселенной «по-крупному» – для галактик, звёзд, квазаров и тому подобных «чёрных дыр» уравнения вывел  ещё Эйнштейн, назвавший их «общей теорией относительности» (ОТО). Так что Вселенная сейчас описана вся – от малого к большому и от большого к малому. Правда, «стандартная модель» и общая теория относительности друг другу противоречат, но это физиков не очень волнует, поскольку специалисты по микромиру и специалисты по ОТО играют на разных полях. Ведь, к примеру, футболистов и шахматистов не смущает, что шахматная лоска квадратная, а футбольное поле продолговатое и не расчерчено на 64 клетки.

УДИВИТЕЛЬНЫЕ СОВПАДЕНИЯ

Солнце, Земля, жизнь на ней и человечество возникли в результате ряда совпадений.
Если бы газовое облако , из которого они образовались, двигаясь по спиральному диску галактики Млечный Путь, не испытало бы воздействие взрывов возникших ранее звёзд, так называемых «сверхновых», оно не было бы «загрязнено» образовавшимися в этих звёздах тяжёлыми элементами и, в свою очередь, не смогло бы сконденсироваться в звёзды и планеты. С другой стороны, если бы взрыв какой-то «сверхновой» произошёл слишком близко, наше родное газовое облако просто разметало бы, и звёзды с планетами из него тоже не сформировались бы.
Если бы в этом нашем газовом облаке оказалось недостаточно водорода, не смогло бы образоваться Солнце.
Если бы на Земле не оказалось достаточного количества углерода – единственного природного элемента, способного формировать из цепочек атомов молекулы почти неограниченной длины, здесь не возникла бы жизнь.
Если бы у Земли не оказалось спутника – Луны, вызывающей приливы и отливы, жизнь, зарождающаяся на океанском мелководье, скорее всего тоже не появилась бы.
А если бы примерно 65 миллионов лет назад в Землю не врезался гигантский метеорит, убивший крупных пресмыкающихся, наши маленькие, похожие на сурикатов млекопитающие предки не смогли бы эволюционировать в людей. Впрочем, в принципе в процессе эволюции могли появиться разумные пресмыкающиеся.
Всё это означает, что мы появились в результате последовательных главных выигрышей в  нескольких вселенских лотереях. Собственно, в этом нет ничего особенно удивительного: когда лотереи длятся миллиарды лет, а игроков триллионы, кому-то должно повести. В данном случае можно считать, что повезло нам (если, конечно жизнь на Земле вас более-менее  устраивает); в противном случае вы не сидели бы сейчас за компьютерами.
Гораздо более странно другое: то, что наша Вселенная вообще приспособлены для проведения подобных лотерей. И здесь совпадений намного больше. Параметры Вселенной так хорошо пригнаны друг к другу, словно наугад брошенные со скалы камешки сами собой сложились в портрет Джоконды. Такое мироустройство кто-то очень удачно назвал «тонкой настройкой» (fine-tuning). Такой Вселенной вроде и быть не должно, но именно в такой мы с вами существуем. 
В чём заключаются совпадения?

ТРЁХМЕРНОЕ ПРОСТРАНСТВО

Теория допускает существование пространств с количеством измерений более трёх. Вообразить их труднее, сем пресловутый квадратный трёхчлен, тем не менее, они могли  бы существовать (и, возможно, где-то существуют на самом деле, но не в нашей Вселенной).  Для размерности пространства более трёх тяготение не допустило бы существования устойчивых орбит ни для вращения планет вокруг звёзд, ни для электронов, размазанных  вокруг атомных ядер. В такой Вселенной материи не было бы вообще – одни более-менее элементарные частицы.

ПЛОТНОСТЬ ВЕЩЕСТВА

Если бы плотность вещества в нашей Вселенной отличалась от существующей, то либо расширение частей Вселенной друг относительно друга происходило бы слишком быстро и галактики не успели бы образоваться, либо время существования Вселенной оказалось бы слишком маленьким для развития в ней высокоорганизованной материи.

ПАРА ПРОТОН-НЕЙТРОН

Ядро атома водорода состоит или из одного протона с положительным электрическим зарядом, или из одного такого протона с одним или несколькими электрически нейтральными нейтронами. Свободный нейтрон тяжелее, чем система протон+электрон, именно поэтому атом водорода стабилен. Если бы нейтрон был легче хотя бы на десятую долю процента, атом водорода быстро превращался бы в нейтрон. А если бы масса электрона превышала разность масс нейтрона и протона, то во Вселенной отсутствовал бы водород, следовательно, не было бы ни звёзд, ни тем более жизни.
Для образования связанного состояния двух частиц в обычном трёхмерном пространстве необходимо не только чтобы они притягивались, но и чтобы это притяжение было достаточно сильным. Притяжение между протоном и нейтроном оказывается почти «на грани»; их связанное состояние (дейтрон) существует, однако оно слабо связано и потому имеет довольно большие геометрические размеры. В результате реакция горения водорода в звёздах идёт очень эффективно. Если бы сила протон-нейтронного взаимодействия была бы меньше, дейтрон был бы нестабилен, и вся цепочка горения водорода оборвалась. Если бы константа связи была заметно сильнее, то размеры дейтрона были бы меньше, реакция горения шла бы не столь интенсивно. И в том, и в другом случае звёзды горели бы менее интенсивно, что не могло бы не сказаться на жизни.

ВЕЛИЧИНЫ ЗАИМОДЕЙСТВИЙ

Материя существует благодаря взаимодействиям между частицами и телами. Существуют всего четыре вида взаимодействий, переносчиками которых служат глюоны, бозоны, фотоны и гравитоны – те самые растворы и арматура, о которых говорилось выше:
– «сильное взаимодействие» действует на очень маленьких расстояниях, связывая кварки в нейтроны и протоны, а нейтроны и протоны – в ядра атомов;
– «слабое взаимодействие» обеспечивает некоторые виды распада атомных ядер и элементарных частиц; 
– «электромагнитное взаимодействие» вездесуще и потому всем в какой-то мере знакомо;
– «тяготение» также вездесуще, оно связывает все частицы, тела и комбинации частиц и тел, обладающие массой.
Все эти взаимодействия имеют строго определённые числовые значения, и если бы эти значения хоть чуть-чуть отличались от существующих, Вселенная имела бы совсем иной вид.   
Два протона, будучи положительно заряженными, не способны образовать связанного состояния: «сильное взаимодействие» хоть и сильнее их электрического отталкивания, но всё же недостаточно сильно. Если бы константа сильного взаимодействия была немного больше, то дипротоны (ядра гелия с массой 2) были бы стабильными частицами. Это имело бы катастрофические последствия для эволюции Вселенной: в первые же её дни весь водород выгорел бы в гелий-2, и дальнейшее существование звёзд оказалось бы невозможным. Кроме того, при увеличении «сильного взаимодействия»  не смогли бы образоваться стабильные ядра у многих жизненно важных химических элементов, включая водород. Если же «сильное взаимодействие», напротив, чуть-чуть уменьшить, не смогли бы образоваться никакие химические элементы тяжелее водорода.
Ядерные реакции обычно протекают быстро. «Слабое взаимодействие» резко замедляет протон-протонный цикл, что обеспечивает долгую жизнь звёзд и тем самым позволяет развиться разумной жизни земного типа на их планетах. При этом величина «слабого взаимодействия» должна быть действительно малой для обеспечения стабильности нейтрона, но не слишком малой – в противном случае число образовывающихся в звезде нейтрино будет очень маленьким, а внешние слои взрывающихся звёзд не получили бы от нейтрино достаточной энергии для разлёта в космосе. Если «слабое взаимодействие» слегка усилить, во Вселенной образовался бы излишек гелия и тяжёлых элементов в звёздах, «сверхновые» бы не взрывались и планетарные системы не могли бы формироваться.
 При любом изменении «постоянной электромагнитного взаимодействия»  химические связи были бы недостаточно прочными, что привело бы к нестабильности большинства элементов.
При увеличении «гравитацитонной постоянной» звёзды стали бы слишком горячими и нестабильными, жизнь на их планетах не успевала бы возникнуть. При уменьшении этой постоянной звёзды, напротив, были бы настолько холодными, что термоядерная реакция на них не могла бы протекать.

ПОЛЕ ХИГГСА

Взаимодействия «слабое» и «электромагнитное» теория объединяет в единое «электрослабое». Неотъемлемой частью этой теории является существование «поля Хиггса» С помощью этого поля объясняется наличие инертной массы у W- и Z-бозонов (частицы-переносчики «слабого взаимодействия»), а также отсутствие подобной массы у глюонов (частицы-переносчики «сильного взаимодействия») и у фотонов (частицы-переносчики «электромагнитного взаимодействия»). Без поля Хиггса те два кварка, из которых «склеены» протоны и нейтроны, были бы неразличимы.
После открытия бозона Хиггса поле Хиггса иногда стали некорректно называть пятым фундаментальным взаимодействием.
Для образования достаточно сложных наборов химических элементов требуется, чтобы среднее значение хиггсовского поля в электрослабой теории не превышало наблюдаемое значение (около 240 ГэВ) более, чем в пять раз.

КОСМОЛОГИЧЕСКАЯ ПОСТОЯННАЯ

Эйнштейн для получения приемлемого решения уравнений ОТО ввёл в них константу, названную космологической постоянной. Она характеризует свойства вакуума и является одной из базовых физических констант. В то же время её введение считается одним из недостатков ОТО.
Плотность Вселенной на поздних стадиях её эволюции уменьшается. Даже очень малая космологическая постоянная может в какой-то момент положить предел дальнейшему образованию галактик или росту уже существующих. Вероятность того, что астроном в произвольной Вселенной обнаружит космологическую постоянную, близкую ким к наблюдаемой нами,   варьирует от 5% до 12%. Это, конечно, не много, но и не так уж мало. Другие совпадения выглядят куда удивительнее.

РЕЗОНАНС В ЯДРЕ УГЛЕРОДА-12

Согласно стандартной космологической модели, сразу после Большого взрыва материя во Вселенной практически полностью находилась в виде водорода и гелия. Ядра гелия-4 (они же альфа-частицы), состоящие из двух протонов и двух нейтронов, сами по себе практически стабильны, и потому совершенно неочевидно, что в процессе горения звёзд должны в больших количествах образовываться более тяжёлые элементы. Действительно, уже на первом этапе имеется препятствие: два ядра гелия-4 не образуют стабильное ядро бериллия-8, и результирующий элемент распадается за 10;18 сек. Нет сколько-нибудь стабильных ядер и с массовым числом A=5, которые могли бы образоваться при слиянии альфа-частицы (ядра гелия-4) с протоном или нейтроном. В принципе, три ядра гелия-4 могут образовать стабильное ядро углерода-12, однако вероятность одновременного столкновения трёх альфа-частиц столь мала, что скорость такой реакции была бы слишком ничтожна для образования значительного количества углерода даже в астрономических масштабах времени. 
Положение спасает так называемый резонанс – возбуждённое состояние углерода-12 с энергией 7,65 МэВ. Он кардинально убыстряет процесс горения гелия. Именно благодаря ему на конечной стадии звёздной эволюции образуются тяжёлые элементы, которые после взрыва сверхновых разлетаются в пространстве и впоследствии образуют планеты.
В принципе, наличие ядерных резонансов не представляет собой ничего удивительного. По-настоящему странным является лишь численное значение энергии возбуждения резонанса, на удивление точно «подобранное». Если бы константа нуклон-нуклонного взаимодействия отличалась хотя бы на 4%, углерод в звёздах практически не образовывался бы.

СООТНОШЕНИЕ ВЕЙЛЯ – ДИРАКА

Формулы электромагнитного и гравитационного взаимодействий очень похожи, однако разница в величинах у них невероятно велика.
Герман Вейль установил, что сила электромагнитного взаимодействия между протоном и электроном в атоме водорода в 1039 раз больше их гравитационного притяжения. Позже Ханс Бете построил теорию термоядерных источников энергии звезд, согласно которой звёздам, похожим на Солнце, запасов водородного топлива хватает на несколько миллиардов лет. Поль Дирак сравнил этот самый большой встречавшийся в природе интервал времени с самым маленьким (10-24 секунды), который необходим свету, чтобы пройти путь, равный размеру протона. Соотношение вновь получилось около 1039. В 1961 году Роберт Дикке показал, что только если соотношения Вейля и Дирака велики и близки друг к другу, звезды наработают достаточно тяжелых элементов, в частности углерода, чтобы возникла жизнь и появился человек. Окажись, к примеру, гравитация чуть сильнее или скорость света чуть меньше, эти соотношения изменились бы, и появление жизни стало бы невозможным.

ОББЪЯСНЕНИЯ «ТОГКОЙ НАСТРОЙКИ»

Перечисленные выше совпадения, названные «антропным принципом», кажутся невероятными. Тем не менее для них существуют вполне логичные, (но всё же гипотетические) объяснения.
1. Значения констант не являются независимыми друг от друга величинами, поэтому рассматривать их по-отдельности с точки зрения теории вероятностей не имеет смысла. Все эти параметры в совокупности представляют собой следствие ещё неизвестного нам закона природы.
2. В ходе эволюции Вселенной её фундаментальные константы и законы природы изменяются. Нам повезло: мы живём в эпоху, когда сочетание их значений допускает возникновение материи, звёзд, планет, жизни и разума.
3. Существуют не одна Вселенная (Универсум), а множество Вселенных (Мультиверсум) с разными физическими законами. Мы опять же оказались там, где надо.
4. Вселенную создал Сверхразум, сознательно наделивший её параметрами, удобными для появления материи, звёзд, планет, жизни и разума. 
Повторяю: с точки зрения науки (или, скажем мягче: с точки зрения логики) все четыре объяснения вполне допустимы. Однако если первые три остаются в рамках чистой науки и эмоционально нейтральны, то четвёртая глубоко затрагивает такие чувствительные области, как человеческие эмоции и религиозные представления.
Если у Вселенной, какой её знает современная наука,  есть Творец, какие из этого следуют выводы?
Воображение писателей-фантастов, даже когда оно выходит за рамки примитивных «звёздных войн», ограничивается конструированием внеземных цивилизаций, какими бы экзотическими эти цивилизации не выглядели (разумный океан у Лема или цивилизация цветов у Саймака). Разум, способный сотворить не Землю с Солнцем и Луной на небосводе, какими их представляли основатели религий, а Вселенную, действующую по законам общей теории относительности (ОТО) и квантовой механики (КМ), находится далеко за пределами человеческого воображения. Можем ли мы в наших рассуждениях о Нём быть хоть в чём-то уверенными? Пожалуй, только в том, что представления мировых религий о Творце Всего Сущего можно сравнить с представлениями двухлетнего ребёнка о мировой финансовой системе.   
Для сомнений в том, является ли такой Творец Всеблагим, нет необходимости выходить за пределы Земли с её бесконечным пролитием крови не только людей, но и животных, чья способность испытывать боль и страх ничуть не уступает человеческой.
Но мог ли (и стал бы) Творец Вселенной с ОТО и КМ вмешиваться в жизнь на отдельной планете звёздной системы, затерянной среди 200-400 миллиардов звёзд Млечного Пути, который сам является одной из сотен миллиардов галактик, образующих нашу Вселенную?
И, пожалуй, главное: имеют ли какой-то смысл надежды человека на жизнь после смерти, которую в той или иной форме обещают все три мировые религии? Имеют ли смысл молитвы, возносимые людьми Творцу? Мог ли Творец Вселенной с ОТО и КМ при её создании запланировать и это? Или, может быть, он продолжает вмешиваться в нашу жизнь даже на  уровне живых индивидуумов?
Мне кажется, что всё сказанное выше свидетельствует против этого. Но если мы призн¬¬;ем существование Творца Вселенной с ОТО и КМ, с чего бы нам ограничивать пределы его возможностей?


Рецензии