Особый состав?
Космология - Наша космическая обитель

Отличительные особенности нашей Вселенной, да и всех ее составляющих (включая нас), выглядят как результат, если можно так выразиться, случайности. Размер и форма нашей родной Галактики есть следствие квантовых флуктуаций, заложенных тогда, когда Вселенная была размером с мячик для гольфа; таково же и расположение галактик в нашей Местной группе. Газы, завершившие свой цикл в нашем Солнце, в течение миллиардов лет взбива­лись под воздействием сдвиговых течений в нашей вращающейся Галактике и взрывов сверхновых. Наша Земля (наряду с другими планетами внутренней орбиты — Меркурием, Венерой и Марсом) представляет собой нагромождение камней и астероидов; при величайшем столкновении был выброшен материал, из которого образовалась Луна. Поверхность Земли изменялась при дрейфе материков, вулканической деятельности и последующих катаклизмах. Эти и иные земные стечения обстоятельств определили топографию и климат, предрешив возникновение и вымирание видов. В более узком масштабе пространства и времени каждый из нас есть следствие времени и случайности — ключевых событий в жизни всех наших предков. В еще меньшем, микроскопическом, масштабе мы обязаны своим генетическим наследием почти случайной судьбе отдельного сперматозоида.

Очевидно, мы никогда не сможем объяснить все случайности, приведшие от Большого взрыва к нашему рождению спустя 13 миллиардов лет. В решительной степени результат зависел от состава Большого взрыва, и состав этот, кажется, был весьма специфичным. В главе 5 я рассуждал о том, что возникновение такого замысловатого разнообразия из простого начала не вступает в противоречие ни с одним из основных законов. Но степень точной настройки — в скорости расширения, содержании материи во Вселенной и мощности основных сил, — видимо, была предварительным условием появления гостеприимной космической родины, в которой мы живем.

Ниже приводятся некоторые предпосылки Вселенной, содержащей органическую жизнь того вида, что мы обнаруживаем на Земле.

Во-первых, Вселенная должна быть очень большой в пространственном протяжении по сравнению с отдельными частицами и очень долгоживущей по сравнению с основными атомными процессами. Несомненно, это необходимое условие не только для нашей Вселенной, но и для любой гипотетической вселенной, которую научный фантаст мог бы счесть интересной. Если основными кирпичиками являются атомы, то, пока не появится огромное их количество, нельзя создать ничего подобного экосистеме. Во вселенной, которая живет слишком недолго, ничего особенного не может произойти: для протекания эволюционных процессов необходимо как обширное пространство, так и длительное время.

Мы уже видели, что гравитация имеет решающее значение. Но в интересной вселенной она должна быть очень слабой. Если бы гравитация не была чрезвычайно мала в масштабах атомов, тогда звезды (гравитационно связанные реакторы синтеза) были бы небольшими и недолговечными; гравитация разрушала бы любой объект крупнее насекомого, и для сложной эволюции не хватило бы времени. В любой интересный рецепт должно входить, по меньшей мере, одно большое число. Само по себе это не есть точная настройка — это просто ограничение. Есть и другое ограничение: космическое отталкивание в пустом пространстве должно быть очень слабым (то есть число лямбда должно быть очень маленьким), иначе эта разрушительная сила не допустит формирования гравитационно связанных структур.

Но даже если эти структуры возникают в такой большой и долговечной вселенной, как наша, итог может быть достаточно однообразным: во вселенной могут появиться только черные дыры или инертная темная материя при полном отсутствии каких-либо атомов. Интересная вселенная требует некой асимметрии в законах, благодаря которой допускается избыток материи или антиматерии, обеспечивающий существование достаточного количества атомов. Что касается массы, то атомы вовсе не должны быть главными составляющими: в нашей Вселенной темной материи содержится в 5–10 раз больше. Но если бы атомов было, скажем, в десять раз меньше, чем сейчас, они оставались бы в диффузном газе, неспособном сконденсироваться в галактики и звезды.

Требование интересной вселенной определяет и другие величины в очень узком диапазоне. Как упоминалось в главе 5, число Q, измеряющее фактуру космоса, не может сильно отличаться от 1/100000. Будь Q еще меньше, расширение стало бы таким гладким — без какой-либо первичной ряби или флуктуаций, — что не развилась бы ни одна структура. Если бы Q было значительно больше, вселенная была бы столь неоднородной, что коллапсировала бы в огромные черные дыры: неподходящие условия для любой из форм жизни, которые мы можем себе представить.

В микромире тоже есть своя настройка. Ядерный синтез, питающий звезды, зависит от равновесия двух сил: электрического отталкивания между двумя любыми протонами и сильного противостоящего ядерного взаимодействия, притягивающего их друг к другу (притягивает оно и электрически нейтральные нейтроны). Законы должны допускать существование не только протонов и нейтронов, но и многообразия атомов, необходимых для сложных химических соединений. Будь ядерные силы хоть чуточку слабее, никакие другие химические элементы, кроме водорода, не были бы стабильными: не существовало бы периодической таблицы, химия была бы тривиальнейшим предметом, и не протекало бы химических реакций, питающих звезды. Но, если бы ядерные силы были немного мощнее, чем действующие, в сравнении с электрическими силами, два протона объединились бы столь быстро, что обычного водорода не существовало бы вообще и звезды развивались бы совершенно иначе. Некоторые тонкости еще в большей степени зависят от ядерных сил. К примеру, в главе 3 отмечалось, что углерод не производился бы в звездах так легко, не будь явной точной настройки свойств его ядра, которые еще более чувствительны к этой величине.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Планеты соседи:

Меркурий. Исследование планеты

News image

Небольшая величина Меркурия и его постоянная близость к Солнцу делают эт...

Протуберанец

News image

Протуберанец (от лат. protubero — вздуваюсь) - термин, используемый для ра...

Наблюдение Венеры. Прохождение Венеры по диску Сол

News image

Найти Венеру на небе проще, чем любую другую планету. Ее пл...

Меркурий. Строение планеты

News image

С помощью Маринера-10 у Меркурия была обнаружена атмосфера. Дл...

В космосе...

Ученые выяснили, что в прошлом на Марсе выпадали росы и

News image

Новый анализ данных, собранных марсианскими зондами NASA Viking, Pathfinder, Spirit и Opportunity, подтверждает наличие в прошлом на красной планете о...

НАСА готовит миссию на Юпитер

News image

В понедельник представители НАСА выступили с заявлением о подготовке космической миссии «Джуно» (Juno), в рамках которой будет проходить широкомасштабное исследование кр...

В сентябре Розетта встретится с астероидом (2867) Ste

News image

Продолжается полет европейского межпланетного зонда Rosetta, задачей которого станет изучение кометы 67/P Churyumov-Gerasimenko. До цели лететь еще долго, а пока ко...

Марсоход Спирит застрял окончательно

News image

Американское космическое агентство (NASA) решило отказаться от дальнейших попыток вызволить марсоход Спирит (Spirit), застрявший в песке Красной планеты в ...

Авторизация



Новости космонавтики:

Ремень на стиральную машину

News image

Почему на стиральной машине изнашивается ремень? Такая неисправность появляется по разнообразным причинам. Прежде всего, нужно сказать, что ремень невероятно быстро изнашивается в узких моделях. Подобное явление ...

Как обустроить аквариум для петушка?

News image

Каждый вид аквариумных рыбок требует оправленных условий содержания. К ним относят температуру воды, жесткость, уровень освещения и рацион питания. При обустройстве водоема для обитания аквариумного ...

Охранное предприятие

News image

Если вы решили выбрать охранную компанию, чтобы защитить ваш дом либо бизнес необходимо очень внимательно оценивать работу каждой организации. Когда выбираете охранное агентство, получается, что ...

Стабилизированная роза в колбе

News image

Самым популярным подарком в 2017-м году стали живые розы, помещенные под стеклянную колбу. Сейчас мы немного расскажем, что такое стабилизированные цветы и в чем заключается их...