Почему наша Вселенная оказалась «идеально настроенной» для жизни?

Человеку Вселенная может показаться очень неприветливым местом. В вакууме космоса вы быстро задохнетесь, а на поверхности звезды вас изжарит дотла. Насколько мы знаем, вся жизнь прикована к узкой полоске атмосферы, окружающей скалистую планету, которую мы населяем. И пока происхождение жизни на Земле остается загадкой, вместе с ними есть и другие серьезные вопросы без ответов. А именно: почему законы физики позволяют существовать жизни вообще? Неужели они универсальны и жизнь просто обязана существовать в таких условиях?

Но Вселенная состоит из фундаментальных кирпичиков, частиц и сил, строительных блоков для всего, что мы видим вокруг. И мы просто не знаем, почему эти кусочки должны обладать такими свойствами, какими обладают.

У нас есть много наблюдаемых фактов о нашей Вселенной, вроде того, что электроны почти ничего не весят, а некоторые кварки в тысячи раз тяжелее. И гравитация намного слабее других сил, которые удерживают атомные ядра вместе.

Почему наша Вселенная устроена таким образом? Мы просто не знаем

Но что, если…

Мы имеем полное право задавать вопрос «что, если…». Что, если бы электрон был массивнее, а кварки легче? Что, если бы электромагнетизм был сильнее сильного ядерного взаимодействия? Какой бы тогда была Вселенная?

Давайте рассмотрим углерод, элемент, выкованный в сердцах массивных звезд, необходимый для известной нам жизни.

Первоначальные расчеты таких звездных печей показали, что они были очевидно неэффективными в производстве углерода. Потом британский астроном Фред Гойл понял, что ядро углерода обладает особым свойством, резонансом, который повышает эффективность. Но если бы сила сильного ядерного взаимодействия была бы другой хотя бы на каплю, она бы уничтожила это свойство и оставила нашу вселенную частично лишенной углерода, а значит и жизни.

На этом история не заканчивается. После того, как был сделан углерод, он созрел и преобразовался в более тяжелые элементы, в частности, кислород. Оказывается, что кислороду из-за силы сильного ядерного взаимодействия не хватает конкретных резонансных свойств, которые повышают эффективность создания углерода.

Это предотвратило быстрое поглощение всего углерода. Конкретная сила сильного взаимодействия привела к тому, что во Вселенной с почти равной смесью углерода и кислорода появился бонус в виде жизни на Земле.

Смерть Вселенной

Все выше — только один пример. Мы можем играть в игры «что, если» со свойствами всех фундаментальных частиц Вселенной. И каждый раз можем задаваться вопросом: какой была бы Вселенная? Ответы будут почти очевидными. Отойди мы немного от изначальных условий — и результатом будет, как правило, стерильный космос.

Также Вселенная могла бы быть мягкой, без сложностей. Или Вселенная могла бы расшириться слишком быстро, чтобы вещество успело конденсироваться в звездах, галактиках и планетах. Или все это могло схлопнуться снова в секунды после рождения материи. Любая сложная жизнь была бы невозможной.

На этом вопросы не заканчиваются. В нашей Вселенной мы живем в комфорте лишь при определенном сочетании пространства и времени и, казалось бы, вполне понятная математическая база лежит в основе известной нам науки. Почему Вселенная такая понятная и предсказуемая? Почему она познаваема? Разве могли бы мы задать такой вопрос, если бы она таковой не являлась?

Наша Вселенная, кажется, балансирует на острие ножа стабильности. Но почему?

Одна из многих

Некоторые считают, что наука с легкостью решит этот вопрос. Возможно, если мы откроем «теорию всего», объединяющую квантовую механику с ОТО Эйнштейна, все относительные массы и силы фундаментальных частей будут абсолютно определены, не останется никаких загадок. Другие считают, что все не так просто.

Некоторые ищут утешения в творце, всемогущем существе, тонко настроившем свойства Вселенной, которые позволяют нам тут существовать. Но переход от науки к сверхъестественному нравится не всем.

Есть, впрочем, и другое возможное решение, которое находится в темном и запутанном уголке науки. Теория суперструн, или М-теория, предполагает, что фундаментальные свойства Вселенной не уникальны, а каким-то образом выбраны вследствие космического броска костей во время ее рождения.

Это дает нам возможное объяснение особых, на первый взгляд, свойств Вселенной, в которой мы живем.

Возможно, наша вселенная — одна из полубесконечного моря вселенных, каждой со своим собственным набором физических свойств, законов и частиц, математических структур и хронологий. Как мы уже увидели, подавляющее большинство этих других вселенных — мертвы и стерильны.

Единственный способ существовать так, чтобы задаваться вопросом «почему мы здесь?» — найти себя во вселенной, способствующей самому нашему существованию. В любой другой вселенной нас просто не было бы, никто не задавался бы вопросами и не удивлялся своему существованию.

Если такая картина множественный вселенных верна, мы должны признать, что фундаментальные свойства нашей вселенной выпали на гигантской космической рулетке, и нам достался победный, счастливый билет. Мы, получается, живем в удачливой вселенной.