Послушник Олег Петренко / УВЕРЕНИЕ ФОМЫ (4)

Совсем недавно, в начале 80-х годов нынешнего века, была предложена новая модель расширения Вселенной, названная инфляционной. Согласно ей, космос начал свое существование из абсолютной пустоты - так называемого состояния "ложного" квантового вакуума, в котором нет ни вещества, ни излучения [39]. Чтобы прийти к подобному умозаключению, современной фундаментальной физике пришлось сделать революционный переворот в традиционном мышлении. В обычной жизни мы опираемся на здравый смысл, который всегда подсказывает - ничто не может возникнуть из ничего. Однако на современном этапе развития науки пришло осознание того, что Вселенная в буквальном смысле была сотворена из ничего. Человечество должно было пройти чрезвычайно тернистый путь научного познания природы, затратить колоссальные интеллектуальные усилия, чтобы прийти к столь удивительному выводу, который однако не является чем-то неожиданным для христиан. Задолго до появления научного метода познания природы истина о сотворении мира ex nihilo была указана в Библии и подтверждена специальным постановлением IV Латеранского Собора. Для "Большого взрыва", ознаменовавшего рождение Вселенной, нужна была гигантская сила отталкивания. Но единственное взаимодействие из четырех основных, которое проявляется в космологическом масштабе,- гравитация, наоборот, характеризуется силами притяжения между массами. Чтобы решить проблему, пришлось наделить первоначальное состояние квантового вакуума поистине "волшебными" свойствами, которые с трудом поддаются человеческому воображению. Согласно инфляционной теории, этот вакуум должен был обладать отрицательным давлением, что привело к чудовищной силы отталкиванию. Под действием последнего и стало стремительно разрастаться все ускоряющимися темпами изначально пустое пространство. Но на этом поистине чудесные свойства квантового вакуума не заканчиваются - в отличие от плотности обычного вещества, плотность энергии такого вакуума не меняется при расширении. Состояние ложного вакуума не является устойчивым, оно стремится к распаду. Когда же он произошел, отталкивание исчезло, а энергия вакуума мгновенно высвободилась в виде излучения, что и привело к нагреванию Вселенной. С этого момента началось обычное расширение с положительным давлением, описываемое традиционной теорией "Большого взрыва". Инфляционная стадия продолжалась совсем недолго - всего около 10-35 секунды, начиная с того момента, как "заработали" мировые часы. Однако за это время раздувающаяся Вселенная успела увеличить свой размер от 1050 до 10100 раз в зависимости от конкретной инфляционной модели [26]. После распада ложного вакуума и разогревания Вселенной ее расширение продолжалось благодаря первоначальному импульсу, приобретенному в период инфляции. Но теперь энергия Вселенной стала уменьшаться, расходуя свой потенциал на расширение мира. Инфляционная теория позволила решить ряд проблем. Благодаря экспоненциальному расширению в фазе инфляции сила взрыва автоматически строго обеспечивает возможность преодоления Вселенной собственной гравитации. Инфляция может привести именно к той скорости расширения, которая наблюдается в действительности. Согласно новой теории, находит свое объяснение и однородность Вселенной в больших масштабах, ибо грандиозное увеличение ее размеров должно приводить к полному стиранию всех возможных начальных неоднородностей. Появление же локальных неоднородностей как в виде совокупностей галактик, так и в виде отдельных галактик в модели инфляционного расширения Вселенной связывается с формированием первичных отклонений от однородности и изотропии, которые вызываются квантовыми флуктуациями скалярного поля на стадии экспоненциального расширения. Последнее удается выразить через фундаментальные физические постоянные, численные величины которых и определяют видимую структуру Вселенной. Проблема космологической постоянной L сохраняет свою остроту и в инфляционной модели, согласно которой плотность энергии вакуума уменьшилась в результате огромных скачков во время последовательных фазовых переходов с нарушением симметрии между разными видами физических взаимодействий при остывании Вселенной . Удивительным образом это уменьшение плотности произошло от гигантского значения ~1094 г/см3, бывшего в первые мгновения существования Вселенной, до нуля с точностью ±10-29 г/см3 в нынешнюю эпоху [26]. Без глубоких причин почти полное обращение величины постоянной L в нуль кажется совершенно невероятным, поскольку возможное значение плотности энергии вакуума в наблюдаемой Вселенной лежит в интервале от -1094 до +1094 г/см3. Новая теория, как и все предыдущие, не в состоянии ответить на самый важный вопрос - о Первопричине мира. Инфляционная модель никак не объясняет, каким образом Вселенная первоначально оказалась в состоянии ложного вакуума, наделенного такими сверхестественными свойствами, или как вообще возникло пространство-время, которое затем подверглось инфляции. Ситуация осложняется к тому же тем, что пространство-время нельзя считать существующим отдельно от материи, поскольку оно отражает свойства материи и, следовательно, неотделимо от нее. Все недостатки инфляционной теории тем не менее не помешали ей разрешить некоторые темные места современной космологии. Однако успех в инфляционной модели достигается с помощью конструирования эффективного потенциала скалярного поля с весьма специфическим видом и установлением довольно неестетственных соотношений между его параметрами и константами связи. Такое моделирование требует чрезвычайно большой изобретательности, поскольку должны выполняться все многочисленные условия и оговорки, необходимые для реализации экспоненциального расширения Вселенной. При этом обращение к антропному принципу для обоснования инфляционной модели становится неизбежным. Итак, Вселенная "родилась" из ничего. Но нечто не может возникнуть из ничего без определенного на то основания, ибо это означало бы нарушение причинно-следственной связи. Причина создания Вселенной вечна и она сознательна. 7.7 Между фундаментальными константами и основными свойствами Вселенной (ее радиусом R) обнаружена поразительная по своей многозначительности зависимость: R = cot0 " (a/aG)oa0, где с - скорость света, t0 - возраст Вселенной, a0 - радиус первой боровской орбиты атома водорода. Кажется совершенно невероятным, что наша эпоха - эпоха появления во Вселенной разумных существ, выделена выполнением столь красивого и лаконичного соотношения, связывающего размеры Вселенной с размерами атома. Однако это равенство можно получить аналитически, если вспомнить, что для возникновения жизни во Вселенной необходимы тяжелые элементы. Последние образуются в недрах звезд при нуклеосинтезе и разбрасываются по Вселенной при вспышках сверхновых. Из астрофизических наблюдений следует, что возраст Вселенной не может существенно превышать возраста сверхновых t1[40]. В противном случае практически все звезды превратились бы в "белые карлики", то есть достигли бы финальной стадии своего развития. Последнее, однако, заведомо не наблюдается. Поэтому в нашу эпоху время t0 " t1. Согласно теории внутреннего строения и эволюции звезд время t1 связано с константой aG и радиусом протона. Последняя величина в свою очередь может быть выражена через постоянную электромагнитного взаимодействия a и a0. Таким образом, в конечном итоге загадочное соотношение можно получить с помощью теоретических выкладок. Неслучайно выполнение этого равенства стало возможным именно в нашу эпоху - эпоху появления во Вселенной наблюдателей, которые могут по достоинству оценить замысел Творца. 7.8 Одним из важнейших фундаментальных параметров является размерность пространства, в котором мы живем. Поскольку число, которым оно определяется заранее не следует ни из каких основополагающих физических принципов, то считается, что оно случайным образом приняло свое значение. Однако с точки зрения возможности существования мира с более или менее долговечной упорядоченной организацией материи, трехмерность нашего пространства абсолютно закономерна. Более того, количество пространственных измерений не может иметь никакое иное значение! Анализ решения обобщенного уравнения, описывающего гравитационное и электрическое поле точечного источника, для случая пространства с произвольным числом измерений показал, что в пространстве с размерностью большей трех отсутствуют устойчивые орбиты для небесных тел, а при меньшей - движение может происходить лишь в ограниченной области [41]. Аналогичная картина наблюдается и в микромире. Даже с учетом квантовых эффектов у электронов не будет устойчивых орбит в пространстве с числом измерений больше трех. Без устойчивых же атомных орбит невозможны были бы химические процессы, а следовательно, и жизнь. Размерность пространства оказывает существенное влияние и на такое явление, как распространение радиоволн. В пространствах с четным числом измерений за волной должны возникать возмущения, вызывающие реверберацию [20]. Таким образом, только в трехмерном пространстве способны существовать и планетные системы, и атомы, и живые разумные существа, у которых есть возможность эффективно передавать и обрабатывать информацию с помощью радиоволн. 7.9 Универсальные для всего космического пространства физические законы свидетельствуют о том, что жизнь во всех уголках Вселенной должна зарождаться одним и тем же способом и на одной и той же основе. Этой основой является, с одной стороны, вода как универсальный растворитель, а с другой - углерод как центральный атом во всех без исключения биологически важных соединениях. Однако далеко не во всех областях космического пространства присутствуют необходимые условия для беспрепятственного развития жизни. По-видимому, они могут возникать лишь в узких кольцевых зонах - своеобразных галактических "поясах жизни" [42]. Чтобы пояснить суть дела, следует прежде сказать несколько слов о строении и динамике галактик. Большинство из них, (70 - 80)%, в том числе и наша, имеют спиральную форму. Вращение таких галактик происходит с непостоянной угловой скоростью: близкие к центру части галактик вращаются быстрее, более далекие - медленнее. В то же время, согласно современным представлениям, спиральные ветви галактик, образующие видимый в телескопы узор, представляют собой волны плотности, распространяющиеся по галактическому "газу звезд". Оказывается, что угловая скорость вращения таких спиральных волн постоянна. Следовательно, на некотором определенном расстоянии от центра и сама галактика и рукава должны вращаться синхронно. Именно этот единственный радиус, называемый коротационным , и определяет исключительно специфическое место в галактике, в круговой зоне которого, как принято считать, и находится Солнечная система (отклонение траектории Солнца от этой неординарной окружности мало и составляет всего 3% [42]). Вблизи коротационной зоны и образование звезд из молекулярных газо-пылевых облаков должно происходить в особых физических условиях. Следует отметить, что эти условия наиболее благоприятны для формирования планетной системы и, следовательно, в конечном итоге и для зарождения жизни. Для того, чтобы началось сжатие межзвездного облака газа и пыли, как правило, неоходимо сначала "поджать" его внешним давлением. Однако постоянное сжатие облака возникает только вблизи коротационной окружности, так как здесь облако и волна вращаются вместе и газ, сжатый в волне плотности, на протяжении практически всего времени эволюции облака обжимает его. Чем больше относительная скорость межзвездного газа и спиральных рукавов, тем сильнее сжатие и более интенсивно происходят процессы рождения звезд и появления сверхновых. Возможно, что именно вспышка одной такой сверхновой и послужила толчком к рождению Солнечной системы, когда досолнечное молекулярное облако находилось внутри одного из спиральных рукавов волны плотности [43]. После того как уже готовая туманность с формирующимися Солнцем и планетами покинула место своего рождения, все остальное время вплоть до сегодняшнего дня она движется в галактическом пространстве между спиральными рукавами в спокойных, оптимальных условиях для зарождения цивилизации. Эти условия должны остаться неизменными достаточно длительное время, поскольку, по оценкам, следующий спиральный рукав наша Солнечная система догонит только приблизительно через 3 миллиарда лет [43]. Но если бы Солнечная система находилась, например, ближе к центру Галактики, то есть вне зоны коротационной окружности, то риск подвергнуться уничтожению от близких взрывов сверхновых был бы чрезвычайно высок из-за более частого прохождения через спиральные рукава. Итак, Солнечная система в Галактике находится в особой "зоне жизни". Но, оказывается, исключительное местоположение в самой Солнечной системе занимает также и наша планета. Расстояние между Солнцем и Землей таково, что обусловило оптимальный температурный интервал для поддержания жизнедеятельности всего столь разнообразного животного и растительного мира планеты. Изменение этой дистанции всего на 10% в ту или иную сторону сделало бы невозможным существование жизни на Земле. Достойна удивления и прецизионность "расчета" орбиты нашей планеты вокруг Солнца. Хотя она и вращается по чрезвычайно сложной траектории, однако период вращения сохраняется с поразительной точностью - до 1/1000 секунды за сто лет. Немаловажное значение имеет и наличие у Земли крупного спутника - Луны, поскольку она оказывает большое влияние на геофизические и биологические процессы на нашей планете. Если бы расстояние между этими небесными телами по какой-либо причине изменилось бы, то это неизбежно сказалось бы на жизнедеятельности живых организмов. Уменьшение его, например, в 5 раз привело бы к тому, что океанические приливы и отливы приняли бы грандиозный характер, так что все земные континенты оказывались бы под водой дважды в сутки. Наклон земной оси к плоскости эклиптики составляет величину 66°33ў22І [44]. Это обстоятельство обусловило как разнообразие климатов, так и их оптимальное чередование в зависимости от времени года. Существуют и другие важные геофизические характеристики, "подбор" значений которых обеспечил "режим наибольшего благоприятствования" для существования разнообразного животного и растительного миров. Например, скорость вращения Земли вокруг своей оси, распределение суши и воды на Земном шаре , соленой воды и пресной, круговорот ее в природе и т. д. Состав земной атмосферы, если исключить благородные газы, выглядит явно аномальным, например, по сравнению с атмосферами Марса или Венеры, перенасыщенными двуокисью углерода (95-98)% [10]. Концентрация кислорода ("21%) в атмосфере Земли остается постоянной и оптимальной, несмотря на присутствие азота ("79%), метана, водорода и других потенциальных реагентов. Если бы его было чуть больше, то выживание стало бы невозможным . Стабильная щелочность и отсутствие крайних температурных отклонений также являются исключительными свойствами земной поверхности. По традиции считалось, что условия среды обитания живых организмов определяются геологическими и метеорологическими факторами и что жизнь должна приспособиться к ним или погибнуть. Однако по мере более глубокого изучения тропосферы становится все более очевидным, что нижняя атмосфера Земли была сильно модифицирована жизнью. Определенные свойства атмосферы и гидросферы контролируются как бы самой биосферой для поддержания возможности ее существования [45]. Вредное же влияние космоса на все живое экранируется воздушной оболочкой, ионосферой и магнитным полем Земли. Даже толщина озонового слоя именно такая, какая требуется для фильтрации смертоносных космических лучей. Наиболее распространенное вещество на Земле - вода обладает совершенно поразительными свойствами. Она является исключительно хорошим растворителем. Вещества могут входить и выходить через живые клетки только в растворенном водой виде. Таким образом, клетки имеют возможность питаться и избавляться от продуктов жизнедеятельности. Молекула воды одна из самых простых - H2O. Она практически безвкусна, и это первое исключение из правила, ибо все остальные сочетания водорода, наиболее похожих на воду по молекулярному составу, ядовиты. Например, сероводород H2S и аммиак H2N - едкие газы, смертельные для живых клеток. Кроме этого, все тела сжимаются при охлаждении, только вода является исключением. Этот обыденный факт, что лед легче воды, приводит, в частности, к возможноти выживания рыб при замерзании водоемов. Воистину достойно изумления такое обыденное явление для жителей северных широт, как снегопад. Он образуется многими миллионами шестиугольных хлопьев - снежинок. Если посмотреть на них через увеличительное стекло, то нельзя не заметить, насколько они утонченно прелестны. И между ними, при этом, нет и двух одинаковых! Кто-то, обладающий абсолютным могуществом, приготовил эти дивные узоры, приготовил с щедрым избытком и не ради какой-либо прагматической цели, но по свойству щедрой и совершенной любви. Приведенные примеры удивительных взаимосвязей различных земных природных факторов, обеспечивших необходимые условия для возникновения жизни, как и множество других, не нашедших места в этом кратком обзоре, непреложно свидетельствуют о существовании разумного направляющего действия в процессе возникновения живых организмов и сознательного попечения о сохранении среды обитания для них. 7.10 Каждого из приведенных свидетельств, как из теории вероятности в ее приложении к микробиологии, так и из фундаментальной физики, вполне достаточно, чтобы раз и навсегда прекратить дискуссию о возможности случайного, естественного появления Вселенной такой, какой мы ее наблюдаем, и жизни в ней. Сегодня можно с уверенностью сказать, что для того, чтобы могла появиться жизнь, необходима именно такая Вселенная, в которой мы живем. Ее свойства являются следствием поразительных и, на первый взгляд, случайных числовых совпадений и соотношений между различными физическими фундаментальными константами из разных разделов физики. У многих исследователей структуры и свойств Вселенной, по их собственным признаниям, не раз возникало такое чувство, что все в мире как будто "нарочно" подстроено, настолько невероятными кажутся эти "случайные" совпадения. Такие подозрения действительно не лишены оснований, ибо для возникновения Вселенной, хотя бы отдаленно напоминающей наблюдаемую, в ряде случаев фундаментальные константы требуют совершенно немыслимой сверхтонкой подстройки с фантастической точностью порядка 10-50. Но если бы природа была слепа, то ничто не мешало бы ей "выбрать" произвольные значения этих универсальных мировых констант . Поэтому говорить о каком-либо случайном стечении обстоятельств при подборе универсальных мировых констант - значит просто противоречить здравому смыслу! Когда так много "случайностей" и они так поразительны, то пора искать кроющуюся за ними закономерность. Структура Вселенной устроена таким образом, чтобы выполнялись определенные условия для зарождения жизни. Эти условия являются необходимыми, но еще не достаточными, поскольку само появление жизни носит явные признаки разумного направляющего действия (см. п. 6).