Космос для не космонавтов - Денис Игоревич Юшин

даже крайне маловероятный механизм (абиогенез – самозарождение жизни), который считается таковым исключительно из-за ограниченности нашего восприятия окружающего мира.

А сейчас приготовьтесь будоражить своё сознание. Если верна концепция инфляционной космологии, о которой сказано выше, то «число попыток» зарождения жизни на той или иной планете стремилось бы к бесконечности.

В таком случае разумные существа, возникшие где-то во Вселенной, могли бы видеть историю жизни на своей планете как последовательность совершенно необъяснимых чудес, что не противоречило бы теории абиогенеза.

Именно благодаря науке история жизни на Земле всё меньше похожа на цепочку невероятных чудес, что делает практически неизбежным возможность найти жизнь на других планетах.

С каждым днём, открывая всё более простые и высоковероятные способы абиогенного синтеза органики, поэтапного развития белкового синтеза и т. п., учёные не столько добывают новые доказательства принципиальной возможности абиогенеза (уже и так понятно, что он возможен), сколько последовательно и неуклонно подводят нас к необходимости искать разумную жизнь на других планетах.

Противники самозарождения жизни (в том числе и представители различных религиозных конфессий), как правило, ссылаются на три, по их мнению, неоспоримых факта, говорящих в их пользу. Но, к сожалению для них, наука и здесь взяла своё (Мазур, 2010):

1. Так, абиогенный синтез простых органических соединений они считали невозможным. На сегодня известно, что с этим нет проблем.

2. Затем эти противники перескочили на абиогенный синтез сложных органических соединений («кирпичиков» жизни). Но тут уже практически всё на стороне самозарождения – основные проблемы почти решены, попутно сделаны «фантастические» открытия.

3. И, наконец, они стали отрицать механизм репликации и наличие самих репликаторов (РНК и т. п.). Конечно, здесь проблем по части доказательств ещё много, но они постепенно и систематически решаются. К тому же с учётом того, что первые два факта были успешно доказаны, сомнений в том, что будет доказан и третий, в общем-то, нет.

После окончательного решения описанных проблем всё становится намного проще, так как начинает работать «дарвиновский» эволюционный механизм – наследственность, изменчивость, отбор.

Вывод, следующий из этой главы, достаточно простой. Пока мы не научимся мыслить масштабами Вселенной, дальше восприятия, заложенного в нас эволюцией и сформированного в условиях нашей планеты, нам не сдвинуться.

Куда и почему расширяется Вселенная?

А теперь о расширении Вселенной (Aysgarth, 2017).

Проблема в том, что расширение Вселенной многие воспринимают буквально, то есть как процесс увеличения объёма. Суть в том, что восприятие окружающего мира человеком сильно ограничено евклидовым пространством, а расширение Вселенной – это вообще процесс изменения метрики, то есть в нашем понимании она никуда не расширяется. Если представить, что за пределами Вселенной находится наблюдатель, способный визуально воспринимать информацию, он сможет увидеть что-то похожее на то, как растягивается воздушный шарик, когда его надувают. Ну а две разные точки на двумерной поверхности этого «шарика» просто медленно отдаляются друг от друга.

Разница в том, что во Вселенной четыре измерения. Если, конечно, не окажется, что верна теория струн и измерений на самом деле 10 или 26. Но нам бы и с четырьмя ужиться.

Эйнштейн ввёл в ОТО космологическую постоянную (лямбда-член), которая позволяла установить стационарность Вселенной в уравнениях (Линде, 1990).

Несмотря на то что про стационарность Вселенной все потихоньку забывают, космологическая постоянная по-прежнему применяется во всех частных случаях. Например, в астрономии и в инженерных приложениях. Таких, как системы спутниковой навигации.

Что было до и будет после?

Вопрос о том, что было до возникновения Вселенной, лишён смысла. Ведь сам предлог «до» подразумевает предшествование во времени, а возникновение Вселенной (сюрпри-и-из!) совпадает с возникновением времени.

Точно так же лишён смысла и вопрос о том, куда расширяется Вселенная. Потому что какого-то пространства, в которое происходит это расширение, нет. Сама Вселенная и есть пространство. Она просто расширяется, и это факт, который надо принять, так как он доказан.

Другой вопрос, что скорость расширения Вселенной поступательно возрастает, и интересно, к чему это приведёт в итоге. То ли причина в воздействии тёмной энергии, играющей роль антигравитации (которая проявляется лишь на колоссальных расстояниях), то ли это просто свойство Вселенной.

Непостоянная постоянная

Тут надо сделать отступление и рассказать вкратце о постоянной Хаббла – коэффициенте, входящем в закон Хаббла. Данный закон связывает расстояние до внегалактического объекта (галактики, квазара) со скоростью его удаления, то есть описывает ускорение расширения Вселенной.

На сегодня существует два способа расчёта постоянной Хаббла. Согласно первому, основанному на методе «стандартных свечей» (Yijung Kang, 2020), Вселенная расширяется с ускорением в 74 км/с на один мегапарсек. Второй способ, основанный на измерениях уровня реликтового излучения, даёт величину постоянной Хаббла около 67,4 км/с на один мегапарсек. Независимо от количества и качества исследований, основанных на каждом из этих способов, разница всегда одна и та же. Именно эта разница чаще всего служит поводом для разговоров о «новой физике». Причём в пользу её существования учёные стали более активно высказываться, когда появились данные о микроволновом фоне с космической обсерватории Планк. Эти данные в очередной раз подтвердили разницу.

Почему это так важно?

Определение ускорения (или даже просто его наличия), с которым расширяется Вселенная, имеет первостепенное значение для понимания её энергетического баланса или проверки ключевых компонентов стандартной космологии, таких как обоснованность общей теории относительности на космологических масштабах.

Лукас Ломбрайзер – профессор кафедры теоретической физики университета Женевы – в одной из своих работ утверждает, что согласовать разницу в получаемых значениях постоянной Хаббла можно в том случае, если наша Вселенная представляет собой «пузырь» с пониженной плотностью материи относительно внешнего пространства (Lucas Lombriser, 2020).

По его расчётам, для согласования получаемой разницы постоянной Хаббла при размере нашего «пузыря» около 250 млрд световых лет в диаметре плотность материи в нём должна быть вдвое ниже средней плотности внешней части Вселенной.

В целом эта работа может быть подтверждением в пользу хаотической теории инфляции, согласно которой мы живём лишь в одном из множества пузырей, что очень интересно. Но это уже отдельная тема.

Тёмная ли энергия?

Так почему же расширяется Вселенная?

Наиболее правдоподобная из существующих гипотеза утверждает, что это происходит из-за тёмной энергии, имеющей антигравитационное действие. Тёмная энергия заставляет Вселенную существовать, расширяет её с самых первых мгновений. Именно благодаря этой энергии на Земле существует жизнь.

Однако хочу предупредить: концепция тёмной энергии может оказаться ложной. Возможно, она призвана оттянуть момент, когда наука наконец сможет доказать полную несостоятельность этой гипотезы перед открытыми ею фактами. Точно так же, как это некогда произошло с мировым эфиром. Теория эфира одно время всех устраивала и считалась неоспоримой. До