Антропный космологический принцип
Современная структура Вселенной очень жестко обусловлена
величиной
, то есть
разницей в массах нейтрона и протона. Разность очень мала и составляет всего
около 10-3 от массы протона. Однако если бы она была в три раза
больше, то во Вселенной не мог бы происходить нуклеосинтез и в ней не было бы
сложных элементов. Увеличение константы сильного взаимодействия всего на
несколько процентов привело бы к тому, что уже в первые минуты расширения
Вселенной водород полностью выгорел бы и основным элементом в ней стал бы
гелий.
Константа электромагнитного взаимодействия тоже не может существенно отклоняться от своего значения 1/137. Если бы, например, она была 1/80, то все частицы, обладающие массой покоя, аннигилировали бы и Вселенная состояла бы только из безмассовых частиц.
Достаточно было бы сравнительно небольшого отличия констант от существующих в действительности, чтобы либо галактики и звезды вообще не успели возникнуть к нашему времени (если бы константа гравитационного взаимодействия была на 8-10% меньше), либо звезды эволюционировали слишком быстро (если бы она была больше на 8-10%). В соотношении констант обнаружены такие тонкости, что, например, константа сильного взаимодействия обеспечивает протекание ядерного синтеза в недрах звезд с образованием углерода и кислорода, которые поставляются в космос при взрыве сверхновых звезд и служат в дальнейшем материалом для формирования звезд второго поколения типа Солнца и планетных систем. Ясно, что даже небольшого отклонения от константы сильного взаимодействия было бы достаточно, чтобы жизнь на Земле оказалась невозможной. Если бы величины этих констант несколько отличались от их значений, то свойства Вселенной были бы совсем другими. Эти самые свойства являются условиями возникновения той формы жизни, которая существует на Земле. Сущность антропного принципа в том, что жизнь является неотъемлемой частью Вселенной, естественным следствием ее эволюции. Мы видим, таким образом, что наша реальная Вселенная поразительно приспособлена для возникновения и развития в ней существующей формы жизни. Можно сказать, что нам просто повезло - константы в Метагалактике оказались благоприятными для возникновения жизни, поэтому мы существуем и познаем Вселенную. Но наряду с такой Метагалактикой имеются многие другие с иными константами, с другим распределением материи, геометрией и даже, возможно, с другими размерностями пространства, совершенно неподходящими для жизни, с условиями, которые трудно вообразить.
Другие Метагалактики - это миры иных констант. Некоторые из них совсем непохожи на нашу Вселенную, но вполне возможно, что в каких-то метагалактиках есть и разумные существа.
Суть антропного принципа, сформулированного Г.М. Идлисом из Института истории естествознания РАН в 1958 году, в следующем: Вселенная такова, какой мы ее видим, поскольку в ней существуем мы, то есть наблюдатели, способные задаться вопросом о свойствах Вселенной. При других параметрах во Вселенной невозможны сложные структуры и жизнь в известных нам формах [3].
Выше было отмечено, что даже небольшие изменения фундаментальных постоянных приводят к качественным изменениям свойств Вселенной, в частности к невозможности существования сложных структур, а значит, и жизни [4].
Возможность согласованного и сильного изменения всего
набора физических констант, параметров Вселенной (а в принципе и физических
законов) так, чтобы получить модели других вселенных, в которых выполнены если
не достаточные, то хотя бы необходимые условия для возникновения сложных
структур и жизни, представляется интересной. Конечно, такая задача в полном
объеме пока неразрешима, поэтому в работе [3] авторы ограничились рассмотрением
возможных взаимосвязанных изменений двух констант 
и
. Разрешенные области параметров 
и 
образуют два
острова устойчивости структур (рис. 2). Точка О соответствует нашей Вселенной.
Расчеты показывают, что в области А'В'С'D' образование сложных структур и жизни
невозможно, так как минимальная масса объекта в этой области порядка 10-5
г (масса пылинки). Вселенные же, в которых значения фундаментальных постоянных
несколько отличаются от таковых в нашей Вселенной, но в которых также возможно
существование жизни, могут существовать (область АВСD ). В ней выполняются
необходимые для образования сложных структур условия, область же необходимых и
достаточных условий может быть существенно меньшей.
Заключение
В нашей Вселенной произошла довольно-таки точная подгонка числовых значений фундаментальных констант, необходимых для существования ее основных структурных элементов: ядер, атомов, звезд и галактик. Их устойчивость создает условия для формирования более сложных неорганических и органических структур, а в конечном счете и жизни. Сущность антропного космологического принципа состоит в том, что жизнь является неотъемлемой частью Вселенной, естественным следствием ее эволюции. Из-за того, что в очень ранней Вселенной реализовались величины и условия, приведшие к вполне конкретным значениям современных фундаментальных физических постоянных, характеризующих физические взаимодействия, стало возможно наличие известной нам Вселенной, и мы имеем возможность познавать именно ее [5]. При этом возникает довольно интересный и сложный со всех точек зрения вопрос о причинах существования такой начальной подгонки значений фундаментальных постоянных. Будем надеяться на то, что ближайшее будущее науки даст ответ на этот вопрос.
Литература
1. Линде А.Д. Раздувающаяся Вселенная // Успехи физ. наук. 1984. Т. 144, вып. 2.
2. Спиридонов О.П. Фундаментальные физические постоянные. М.: Высш. шк., 1991. 236 с.
3. Новиков И.Д., Полнарев А.Г., Розенталь И.Л. Числовые значения фундаментальных постоянных и антропный принцип // Изв. АН ЭССР. 1982. Т. 31, N 3.
4. Розенталь И.Л. Физические закономерности и числовые значения фундаментальных констант // Успехи физ. наук. 1980. Т. 131, вып. 2.
5. Сутт Т.Я. Идея глобального эволюционизма и принцип антропности. М., 1986.
Рецензент статьи В.М. Липунов