Открытие Вселенной - прошлое, настоящее, будущее - Александр Потупа

Однако важно, что и теперь анализ в духе антропологического принципа приносит немало интересного. Кстати, знаменитое противоречие между первыми оценками функции Хаббла и геологическими данными можно трактовать как прямое предсказание в рамках этого принципа — возраст Вселенной в любом случае больше возраста Земли (то есть больше 4,6 млрд. лет), иначе в столь краткосрочной Вселенной просто не успели бы развиться планеты с астрономами и геологами.

Но это довольно очевидно. Менее очевидны и очень важны выводы, связанные с анализом минимального набора констант. Выясняется, что при некотором увеличении константы слабого взаимодействия могли бы блокироваться вспышки сверхновых звезд, обогащающие космос тяжелыми элементами, — соответственно, известные звезды второго поколения, их планеты и биосферы типа земной, где тяжелые элементы играют существенную роль, просто не появились бы. При небольшом уменьшении этой константы звезды не содержали бы ядер сложнее гелия, и это опять-таки не привело бы к жизни наблюдаемого типа.

К неприятностям приводят и небольшие вариации гравитационной постоянной — на главной последовательности не оказалось бы звезд типа Солнца. При большем значении возникает царство голубых звезд, при меньшем красных. То же самое, но в обратном порядке происходит при вариациях электрического заряда. Можно проследить и катастрофические последствия изменения других констант. В целом создается впечатление, что человек-наблюдатель может возникнуть лишь в такой Вселенной, чьи константы (минимальный набор) совпадают с наблюдаемыми, во всяком случае, заключены в очень узком «коридоре вариаций». Итак, наблюдатель воспринимает то, что допускается его биосоциальной структурой и допускает эволюционное происхождение этой структуры[133]. Добавление первой части очень важно — она фиксирует включенность наблюдателя в определенный уровень приборных ситуаций и соответствующих модельных представлений. Этот уровень тоже эволюционизирует вместе с наблюдателем.

Объективизация представлений текущего момента, не исчезает ли она? вот основная философская претензия к антропогенным идеям. Оказывается, нет, не исчезает, а может быть, только и появляется благодаря учету выделенной роли наблюдателя.

Суть объективности — не в признании какой-либо точки зрения единственно верной за счет искусственного подавления конкурирующих взглядов, а в выявлении взаимосвязи между различными точками зрения с последующим их синтезом.

Для пояснения стоит обратиться к аналогии из области физики. Ньютонова концепция абсолютного пространства казалась предельно объективированной в том плане, что для всех наблюдателей в этом пространстве часы идут совершенно одинаково. Теория относительности тоже постулирует равноправие всех инерциальных систем отсчета, но часы в них идут по-разному. Это вовсе не мешает созданию объективной картины любого движения, хотя она заведомо неодинаково выглядит из окна пригородного поезда и из иллюминатора фотонного звездолета, разогнанного почти до световой скорости.

Нечто аналогичное умению переходить в разные системы отсчета предлагает и антропогенный принцип. Я бы назвал это умение проецировать одну эволюционную ветвь на другую, имея в виду весь биосоциальный и социокультурный спектр Вселенной, допустимый законами ее эволюции.

Особая привлекательность такого подхода должна проявиться при анализе проблемы Контакта, а тем более при реальном вступлении в Контакт. Ведь мы можем столкнуться с чрезвычайно далеким от нашего собственного видением Вселенной, причем цивилизация, его имеющая, может во многих отношениях опережать нас по развитию, принадлежать даже иной биологической ветви, неизвестной на Земле. Воспринять их представления как нечто вполне естественное будет не так-то легко, потребуется обширная работа по построению методов перехода в их общую систему отсчета.

Отложив более подробную дискуссию на эту интригующую тему до следующей части, попробуем посмотреть на антропогенный принцип в несколько фантастической проекции.

Если фундаментальные и другие константы из минимального набора действительно выбирать из антропогенных соображений, то не следует ли отсюда, что появление человека — во всяком случае, разума нашего типа как-то запрограммировано во Вселенной? Не развиваются ли с самого начала некоторые параллельные нашему миры, где с определенными вероятностями реализуются иные наборы фундаментальных констант и, уж конечно, принципиально иные формы жизни и разума? И в какой степени мы могли бы подойти к их экспериментальному изучению — в принципе контактны ли они?

Все эти вопросы — призыв к неблизкому будущему. Поскольку балансировать на грани фантастики никому еще долго не удавалось, попробуем сознательно отступить в более реалистические области, чтобы ощутить под ногами желанную почву фактов.

Глава 9: Цепочка космических реакторов

Но мирозданию недоставало человека;

Земля и вся природа скорбели одна,

оттого, что нет ее царя,

другая оттого, что нет ее супруга

Космогоническая фаза

Мы как-то незаметно углубились в сферы космической экзотики и покинули Вселенную на весьма любопытной стадии формирования макроскопических объектов — на рубеже космологических и космогонических проблем.

Что же происходит дальше? Как формируются крупные космические структуры — галактики и звезды? Почему в среде, состоящей из водорода, гелия, фотонов и нейтрино, возникают тяжелые элементы, сложные молекулы и, наконец, жизнь и мыслящие существа?

Когда мы говорили об однородности и изотропии ранней Вселенной, имелось в виду описание ее свойств в среднем, в масштабах существенно превышающих размеры возможных неоднородностей. Небольшие возмущения однородного фона Вселенной начинают развиваться очень рано, и именно эти возмущения впоследствии превращаются в гигантские обособленные скопления газа.

Многое в зарождении таких космических протоструктур пока непонятно и является предметом активных исследований. Но кое-что мы знаем.

Через миллион лет после Первовзрыва температура падает примерно до 3000 К, Вселенная становится прозрачной для фотонов и нейтрино[134]. Гравитационное излучение, если верить в его существование, выходит из игры гораздо раньше — вероятно, непосредственно вблизи Сингулярности. Массивные заряженные частицы — протоны и ядра гелия — нейтрализуются, связываясь с электронами в атомы, а у фотонов уже не хватает энергии на ионизацию. Вещество теперь становится слишком холодным, чтобы противодействовать силам тяготения, которые выступают на первый план не только в предельно больших, но и в относительно малых объемах. Гравитация, управляющая эволюцией Вселенной в целом, начинает проявлять себя более локальным образом, формируя относительно независимые острова обычного вещества, конденсация происходит во многих масштабах — ее последствия мы и наблюдаем в виде иерархии космических структур.

Очень большие протооблака фрагментируют на меньшие, и отсюда берут начало отдельные галактики. Протогалактическое водородно-гелиевое облако сжимается под действием сил тяготения, сохраняя первоначально почти сферическую форму. Одновременно оно распадается на отдельные сгущения, которые, в свою очередь, служат материалом для формирования шаровых звездных скоплений. Собственно в это же время начинается и процесс звездообразования — гравитация конденсирует материю в еще меньших масштабах отдельных протозвездных облаков.

Итак, часть газа в протогалактическом облаке конденсируется в зародыши шаровых скоплений, а другая часть продолжает сжиматься, все более сплющиваясь под действием вращения. Постепенно устанавливается своеобразное равновесие между тяготением и центробежными силами. Образующиеся на этом этапе зародыши будущих звезд и скоплений концентрируются ближе к экваториальной плоскости — это так называемая промежуточная составляющая галактики. Дальнейшая эволюция, по-видимому, существенно связана с магнитным полем — оно тормозит сжатие, и его силовые линии участвуют в формировании спиральных рукавов галактики. Конденсация свободного газа на этом этапе приводит к образованию галактического диска, точнее, так называемой плоской составляющей звездного населения.

В соответствии с этой картиной, звезды зарождаются как бы на трех стадиях. Самые старые должны находиться в шаровых скоплениях, располагающихся сферически симметрично вокруг центра галактики, а самые молодые — в плоской составляющей.

Несколько в стороне остается важнейший вопрос: что же происходит в центре галактики, как протекает там эволюция вещества? Очень вероятно, что в центре вещество концентрируется особым образом — не просто в плотные скопления звезд, а в какие-то сверхзвездные тела огромных масс и размеров. Эти тела могут, в свою очередь, довольно быстро коллапсировать в гигантские черные дыры. Существование таких центральногалактических супердыр — одна из распространенных гипотез, от ее проверки зависит очень многое. Во всяком случае, огромная излучательная активность галактических ядер и особенно квазаров неплохо объясняется эффективным механизмом захвата вещества супердырой. Другой вариант — очень высокая концентрация в центре Галактики более или менее обычных звезд и черных дыр, которые испытывают достаточно частые столкновения, иногда завершающиеся слиянием. Суммарно система концентрированного «звездного газа» может также обеспечить высокую светимость. Выбор между двумя вариантами затруднен из-за непрозрачности центральной области нашей Галактики. Только тщательный анализ всех участков спектра — в том числе гравитационного и нейтринного — позволит прояснить ситуацию.