Человеколюбивое мироздание: Почему Вселенная такова, какова она есть?
Благодаря особому устройству космоса нашей Вселенной были даны шансы просуществовать столько времени, сколько понадобилось для появления мыслящих существ, способных задуматься о том, случайно или нет их бренное существование с точки зрения мудрых наук. Это может звучать нелепо, но в последнее время ученые смогли заметить в устройстве мира множество любопытных совпадений.
Благодаря особому устройству Космоса нашей Вселенной были даны шансы просуществовать столько времени, сколько понадобилось для появления мыслящих существ, способных задуматься о том, случайно или нет их бренное существование с точки зрения мудрых наук. Это может звучать нелепо, но в последнее время ученые смогли заметить в устройстве мира множество любопытных совпадений.
Миры без жизни
Протон и нейтрон появились вскоре после Большого взрыва, позднее возникли атомные ядра. Свободный протон (ядро водорода) либо абсолютно стабилен, либо распадается со столь малой вероятностью, что этих процессов физики еще не обнаружили. А вот свободный нейтрон в среднем живет всего четверть часа, давая начало протону, электрону и антинейтрино. Внутриядерные нуклоны могут существовать до скончания времен, но могут также превращаться друг в друга и жить не более долей секунды, все зависит от их окружения (бета-распад).
Свободный нейтрон не мог бы давать начало протону, если бы не был несколько массивней, это следует из закона сохранения энергии. Разница очень невелика, всего 0,14%. Если бы природа урезала массу нейтронов всего на 0,2%, последствия были бы печальны: протоны в одиночном состоянии превращались бы в нейтроны, позитроны и нейтрино. Поэтому во Вселенной не могли бы зажечься звезды, которые на первом этапе своего существования питаются энергией термоядерного синтеза гелия из водорода. Но это не единственная неприятность: возникающие позитроны аннигилировали бы с электронами, рождая жесткое гамма-излучение. Космическое пространство оказалось бы заполненным изолированными нейтронами, нейтрино, гамма-квантами и, возможно, небольшим числом стабильных легких ядер, скорее всего, дейтериевых и гелиевых. Такой мир никак не мог бы стать колыбелью жизни.
Если бы нейтроны были чуть-чуть массивней, чем в действительности (на доли процента), они стали бы превращаться в протоны даже внутри тех ядер, которые в нашем мире стабильны. Такие ядра разрывались бы электрическими силами и давали начало множеству свободных протонов. Присоединяя электроны, они давали бы начало водородным атомам. В этом чисто водородном мире не было бы места химии, а следовательно, и жизни.
Но и это не все. Превышение нейтронной массы над протонной примерно втрое больше массы электрона. Если бы оно было меньше этой массы, то электроны могли бы спонтанно сливаться с протонами, превращая их в нейтроны. Сейчас такие переходы случаются только при исполинских давлениях, возникающих при гравитационном коллапсе массивных звезд (именно так рождаются нейтронные звезды). А вот если бы это условие выполнялось и в юности мироздания, протонам было бы энергетически выгодно уже тогда глотать электроны. При таком раскладе вновь бы получился скучный нейтронный мир.
Таким образом, законы физики упрятали все возможности рождения звезд и галактик, почти всех химических элементов, появившихся в звездных недрах, и, конечно, планет в крайне узкую разницу между нуклонными массами. Случайно ли природа удержалась на этом лезвии бритвы?
Энергия вакуума
Подобных примеров множество. Если бы гравитация была всего в миллион раз сильнее, это никак бы не сказалось на свойствах атомов и молекул. Но звезда солнечного типа в таком мире существовала бы всего 10 тысяч лет — слишком мало для возникновения жизни. А мир со слишком слабой гравитацией разлетелся бы после Большого взрыва настолько быстро, что вещество просто не успело бы стянуться в плотные газовые облака, дающие начало звездам.
Процесс рождения углерода в звездных топках очень сильно зависит от величины постоянной тонкой структуры, определяющей интенсивность электромагнитного взаимодействия. Если бы эта константа отличалась от своего значения (почти точно 1/137) на 15% в ту или иную сторону, ни одна звезда в мире не смогла бы наработать и килограмма углерода (согласно некоторым расчетам, хватило бы даже отклонения в 2%). А без углерода не было бы и жизни, во всяком случае, в нашем понимании.