Стивен Хокинг. Жизнь среди звезд

Подход к пониманию природы Вселенной с точки зрения отношений между нами и законами физики называется «антропная космология». История у антропной космологии давняя, однако относительно недавно интерес к ней пробудился с новой силой, и современная ее версия основана в основном на идеях Мартина Риса из Кембриджа, которые он высказывал в 1970-е и продолжает разрабатывать по сей день. Рис – ровесник Хокинга, он родился 23 июня 1942 года, когда Хокингу было полгода. Они одновременно писали диссертации в Кембридже, а в 1973 году Мартин Рис всего в 31 год стал Плумианским профессором астрономии и экспериментальной философии – это было за шесть лет до того, как Хокинг получил место Лукасовского профессора. В 1979 году, через пять лет после Хокинга, Риса приняли в Королевское общество. Но, если Хокинг стяжал славу подробнейшими исследованиями определенного набора научных задач – сингулярностей, горизонтов вокруг черных дыр и начала времен, – Рис пользуется заслуженным уважением за широту своих интересов, от квазаров и пульсаров до воздействия черных дыр на их окрестности, общей космологии и природы темного вещества, благодаря которому Вселенная остается замкнутой. Когда Рис обратился к антропной космологии и пробудил интерес к ней у ученых 1970-х и 1980-х, Хокинг для разнообразия был готов последовать чужому примеру. Мартин Рис подробно разработал эволюцию Вселенной, в которой гравитация сильнее нашей, а все остальные законы физики такие же. В такой модели вселенной тоже могут существовать галактики, звезды и планеты, но они совсем не такие, как в нашей Вселенной. В частности, все развивается так быстро, что сомнительно, что там может зародиться и эволюционировать разум (которому на Земле понадобилось для этого больше четырех миллиардов лет). При том значении силы гравитации, которое выбрал Рис, у звезды в его вселенной масса примерно такая же, как масса астероида в нашей Солнечной системе (гораздо меньше массы Луны), а диаметр составляет около двух километров. Средняя продолжительность жизни такой звезды – год-другой, а светит она с яркостью в одну стотысячную Солнца. Планеты во вселенной Риса вращаются вокруг своих звезд на расстоянии приблизительно вдвое больше, чем расстояние от Земли до Луны, и температура на их поверхности примерно равна средней температуре на поверхности Земли – около 15 °C. Такая планета обойдет звезду по орбите приблизительно за 20 наших дней. А поскольку звезда живет совсем мало, то сгорит уже через 15 «лет» своей планеты, в то время как возраст нашего Солнца составляет как минимум 10 миллиардов земных лет.

Жизнь на поверхности такой планеты будет краткой – и не только поэтому. Самые высокие горы на этой крошке будут не выше 30 сантиметров, а максимальный вес существа, живущего на поверхности, составит всего одну тысячную грамма – ведь иначе мощная гравитация его мира раздавит хрупкое тельце.

Какие огромные различия – а ведь мы, напомним, изменили всего одну фундаментальную физическую постоянную, силу тяжести! Можно представить себе самые разные изменения, в результате которых вселенные, прошедшие фазу инфляции, оказывались бы совсем не подходящим местом для живых существ вроде нас.

Если наша Вселенная – единственно возможная, то впору задуматься, как так вышло, что наше существование обеспечено таким количеством космических совпадений и случайностей. Но если возможных вселенных много, на этот вопрос есть простой ответ. В каждом пузырьке-вселенной может быть собственный набор законов физики. В некоторых случаях это приводит к тому, что пузырьки из-за мощной гравитации не растут и коллапсируют обратно раньше, чем там может зародиться жизнь. В некоторых, наоборот, гравитация так слаба, что вещество не образует скоплений, а значит, в них нет ни звезд, ни планет. Но есть очень много промежуточных вариантов, очень много вероятных вселенных, где могут зародиться и звезды, и планеты, и жизнь. То же самое можно сказать обо всех и каждом законе физики, обо всех и каждой постоянной.

Если такая картина верна, значит, в метавселенной существует бесконечное множество вселенных, но живые существа вроде нас существуют лишь в тех из этого бесконечного множества вселенных, где есть нужное сочетание законов физики. Тот факт, что мы существуем, в определенной степени задает законы физики, управляющие Вселенной, – законы, которые мы открываем. Эту мысль довольно помпезно называют антропным принципом – этот термин предложил Бернард Карр, который вместе с Рисом написал основополагающую статью на эту тему.

Поскольку вселенные не могут сообщаться друг с другом, этот вопрос, естественно, остается предметом философских диспутов. Но с одной оговоркой. Вспомним, что главная составляющая хокинговской модели безграничной вселенной – квантовая «сумма историй». Мы уже признавались, что слегка замяли ответ на вопрос, что это, собственно, за истории, которые при этом суммируются. Теперь мы исправим свою оплошность.