Если бы какая-либо из фундаментальных констант природы, к примеру, скорость света или сила гравитации, хоть немного изменилась, то жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, была бы невозможна в принципе. Осознание этого факта заставило некоторых ученых утверждать, что наша Вселенная спроектирована весьма разумно, более того – она создана специально для нас. Но более глубокий анализ природы космических вероятностей показывает, что Вселенная необязательно должна быть спроектирована таким образом, чтобы благоприятствовать жизни.
Универсальные константы
Современные стандартные модели физики элементарных частиц и космологии имеют, как известно, 29 констант. Это значения, которые мы можем экспериментально измерить и включить в наши уравнения для того, чтобы физика объяснила все: от природы взаимодействий внутри атомов до ускоренного расширения всей Вселенной. Эти константы включают скорость света, силу гравитации и величину электрического заряда электрона, а также многие другие, более загадочные числа.
В принципе, Вселенная может иметь любую комбинацию любых из этих известных параметров. Например, скорость света могла быть выше или ниже, а электрический заряд электрона мог быть сильнее или слабее. Поскольку в настоящее время мы не знаем, откуда берутся эти константы и почему они имеют такие значения, у нас нет оснований подозревать, что они имеют свои значения по какой-либо конкретной причине.
Подавляющее большинство комбинаций этих ценностей просто несовместимы с жизнью, какой мы ее знаем. Например, изменение скорости света или силы гравитации предотвратило бы образование звезд. А без звезд никогда бы не появились тяжелые элементы, такие как углерод и кислород, и никогда не образовались бы такие планеты как Земля.
Вдоль береговой линии
Мы можем представить себе пространство всех возможных комбинаций и значений фундаментальных констант как огромное море, а ряд значений, совместимых с жизнью, — как остров внутри этого моря. Мы ожидаем, что комбинация ценностей, наиболее совместимых с жизнью, будет находиться в центре острова, а «береговая линия» этого острова будет представлять комбинации фундаментальных констант, которые едва совместимы с жизнью.
Мы ожидаем, что этот остров будет невероятно маленьким по сравнению с общим размером моря, а центр острова так и вовсе крошечный уголок возможных комбинаций ценностей, которые могут привести к жизни, какой мы ее знаем. Это кажется особенно неестественной и тщательно продуманной ситуацией, когда Вселенная, кажется, была создана неким божественным разумом специально для того, чтобы позволить появиться жизни.
Но недавняя статья, опубликованная в журнале arXiv, указывает на изъян в этом рассуждении. Этот недостаток основан на не интуитивной природе вероятностей при работе с большим количеством возможных комбинаций.
Когда мы представляем себе это море возможностей, это всего лишь двумерная поверхность, представляющая все возможные комбинации двух фундаментальных констант. Для трех констант нам пришлось бы представить океан длиной, шириной и глубиной, а диапазон пригодных для жизни объемов — шаром, плавающим посреди этого океана.
Однако истинный диапазон возможностей — это 29-мерное гиперпространство. Диапазон возможных комбинаций также представляет собой 29-мерный объем, находящийся внутри этого пространства. И этот 29-мерный объем обладает некоторыми очень странными свойствами, особенно на поверхности.
Кожица апельсина занимает лишь небольшую часть его общего объема: вы очищаете апельсин, и у вас остается много сочной мякоти, которой можно наслаждаться. Но из-за странной математической причуды, известной как феномен концентрации меры, «кожура» четырехмерного апельсина занимает большую часть его общего объема. Кожица 29-мерного апельсина занимает почти весь его объем. Если бы вы очистили 29-мерный апельсин, у вас бы почти ничего не осталось.
Это означает, что в нашем огромном гиперпространственном пространстве возможных комбинаций фундаментальных констант наш остров совместимых с жизнью вселенных почти полностью состоит из береговой линии. Эта береговая линия представляет собой сочетание параметров, едва совместимых с жизнью.
Изменение перспективы
Конечным результатом этого аргумента является то, что наша Вселенная недостаточно приспособлена для жизни. На самом деле, это едва ли совместимо с жизнью, какой мы ее знаем. И любая вселенная со случайно выбранными комбинациями фундаментальных параметров также почти всегда будет едва совместима. Чтобы появилась жизнь, Вселенная необязательно должна быть особенной или тонко настроенной. Но, с другой стороны, жизнь будет чрезвычайно редкой практически в любой общей вселенной, что также может объяснить, почему наш космос явно не наполнен формами жизни.
Другими словами, наша Вселенная не такая уж особенная. Но внутри нее все же есть жизнь.
