Наука в поисках Бога - Карл Эдвард Саган

Хаотичное облако межзвездного газа и пыли стягивается под воздействием собственного тяготения (А). Основная масса оказывается в центре и поджигает Солнце, однако остаточное вращение не дает облаку стянуться в точку, в результате образуется плоский вращающийся диск (B). Составляющие диск частицы сгущаются в более крупные тела, и самые крупные из них прокладывают себе дорожки среди остатков (C). В результате столкновений частицы вырастают в размерах и уменьшаются в количестве (D), формируя в конечном итоге Солнечную систему в ее нынешнем виде (Е).

Очевидно, что при наличии огромного числа тел с пересекающимися орбитами они неизбежно будут сталкиваться, постепенно уменьшаясь в количестве. Таким образом, мы имеем дело с подобием естественного отбора путем столкновений — эволюционным принципом применительно к астрономии, в результате которого у нас остается меньшее число тел, которые при этом движутся по непересекающимся орбитам. Именно так в конечном итоге и выглядит показанная здесь система планет.

А это еще одна попытка изобразить раннюю стадию образования нашей Солнечной системы — россыпь мелких тел (несколько километров в поперечнике), из которой формировались планеты. Эту гипотезу подтверждают недавние открытия ряда уплощенных дисков вокруг ближайших звезд.

Илл. 18. Планетезимали

На этом этапе формирования планетной системы сталкивающиеся небесные тела размером с астероид обращаются вокруг центральной звезды.

Илл. 19. Бета Живописца

На этом снимке 1997 г. запечатлены в условных цветах края осколочного диска, окружающего звезду Бета Живописца, которая примерно за 20 лет до этого предоставила нам первое свидетельство формирования планет вокруг звезды за пределами нашей Солнечной системы. Телескоп блокирует прямой свет звезды, позволяя различить более слабый свет, отраженный от диска. Разрыв в диске означает, что там идет процесс образования планет. Аналогичные диски вращаются вокруг большинства молодых звезд.

Здесь вы видите диск вокруг звезды Бета Живописца из созвездия в южном полушарии неба. И у Веги, одной из ярчайших звезд северного неба, тоже имеется плоский диск из пыли и, возможно, некоторого количества газа. Многие полагают, что он находится на последней стадии сжатия туманности, что планеты там уже образовались и, если вернуться к наблюдениям через каких-нибудь несколько десятков миллионов лет, мы обнаружим там вместо диска полностью сформированную планетную систему.

А теперь я хотел бы перейти к так называемому антропному принципу. У любого, кто изучает историю, возникает почти непреодолимое искушение задаться вопросом: а что если бы все пошло иначе? Если бы Георг III был милым и добрым? Простор для вопросов огромен, этот не претендует на глубину, но вы понимаете, о чем я. В мировой истории найдется немало случайных, на первый взгляд, событий, которые вполне могли бы обернуться по-другому, и тогда сама история сложилась бы иначе. Скажем (не знаю, так ли это на самом деле), мать Наполеона чихнула, отец Наполеона сказал «будьте здоровы», так они и познакомились — соответственно, в этом повороте мировой истории повинна крошечная частица пыли. Можно вообразить и другие, более значимые развилки. Вполне естественный предмет для размышления.

Итак, вот мы. Живые, обладаем некоторым скромным разумом, а вокруг нас — Вселенная, явно допускающая эволюцию жизни и разума. Утверждение банальное и, думаю, максимально для данной темы безопасное: Вселенная согласуется с эволюцией жизни, по крайней мере здесь. Однако интересно, что кое в чем Вселенная очень тонко настроена, и если бы все было чуть иначе, будь слегка иными законы природы и некоторые константы, определяющие действие этих законов, то сама Вселенная, возможно, оказалась бы несовместима с жизнью.

Например, мы знаем, что галактики разбегаются друг от друга (так называемое расширение Вселенной). Темп этого расширения можно измерить (он меняется со временем). Мы можем даже провести обратную экстраполяцию и выяснить, когда галактики находились в такой непосредственной близости друг к другу, что буквально соприкасались. И это будет если не начало Вселенной, то по крайней мере аномальное или единичное событие, от которого можно вести отсчет. Результаты у разных вычислений варьируются, однако приблизительный срок составляет около 14 млрд лет.

А еще нам известно, что срок, требующийся для развития разума во Вселенной, — если мы уникальны и нескромно определяем в носители разума именно себя (потому что можно рассматривать и других приматов, дельфинов, китов и так далее) — около 14 млрд лет. Как это? Откуда это сходство в числах? Поставим вопрос иначе: если бы мы находились на более ранней или более поздней стадии расширения Вселенной, все обстояло бы по-другому? Будь мы на более ранней стадии развития Вселенной, согласно этой точке зрения, эволюционные процессы не успели бы дать плоды, разум еще не успел бы возникнуть, а значит, некому было бы приводить этот довод или дискутировать на эту тему. Таким образом, одно то, что мы это обсуждаем, свидетельствует, согласно данному аргументу, что Вселенная должна быть не моложе определенного возраста. То есть, если бы нам хватило ума опередить Эдвина Хаббла с этим доводом, мы могли бы сделать потрясающее открытие о расширении Вселенной, просто созерцая собственный пуп.

Я вижу в этом аргументе очень любопытный вывод. Рассмотрим еще один пример. Ньютоновское притяжение по закону обратных квадратов. Возьмем два гравитирующих тела, увеличим расстояние между ними вдвое, гравитационное притяжение составит четверть от прежнего. Увеличим расстояние в десять раз — гравитационное притяжение составит одну сотую, и так далее. Как выясняется, практически при любом отклонении от точного закона обратных квадратов орбиты планет будут так или иначе нестабильными. При законе обратных кубов, скажем, или еще более высоких обратных степенях планеты стремительно докрутятся по спирали до Солнца и погибнут.

Представьте себе прибор, меняющий закон всемирного тяготения (очень хотелось бы иметь такой прибор, но он не существует). На шкале можно выставить любой показатель степени, в том числе 2, как в нашей Вселенной. Меняя значения, мы убедимся, что в достаточно большом количестве случаев получившихся вселенных стабильные планетные орбиты невозможны. И даже крошечное отклонение от 2, например 2,0001, способно за долгий срок существования Вселенной привести к тому, что экспериментировать с подобными расчетами будет некому.

И тогда возникает вопрос: почему именно закон обратных квадратов? Как так получилось? Перед нами закон, применимый ко всему обозримому космосу. Далекие двойные галактики, вращающиеся друг вокруг друга, подчиняются именно этому закону — закону обратных квадратов. Почему не какому-то другому? Это случайность или закон обратных квадратов существует для того, чтобы существовали мы?

В той же ньютоновской формуле закона всемирного тяготения имеется гравитационная постоянная, обозначаемая как G. Как выясняется, если бы G была в десять раз больше (в системе СИ она составляет около 6,67 × 10–8) и равнялась 6,67 × 10–7, из всех звезд в небе остались бы одни голубые гиганты, которые расходуют свое термоядерное топливо так быстро, что для развития жизни на обращающихся вокруг них планетах просто не хватит времени (если, конечно, наша планета действительно эталон по части сроков развития жизни).