Всего шесть чисел. Главные силы, формирующие Вселенную

Как только формируются системы, достаточно тяжелые, чтобы иметь свое собственное тяготение, отклонения от среднего нарастают. Вследствие этого наша Вселенная могла развиться из первоначального огненного шара, равномерно горячего, в упорядоченную систему, в которой есть очень горячие звезды, испускающие излучение в очень холодный космос. Так начинается эпоха все более усложняющейся космической эволюции и появления жизни. Отдельные звезды в процессе развития становятся плотнее (некоторые заканчивают как нейтронные звезды или черные дыры), тогда как в целом материя распространяется более тонко. Эта многогранность является результатом цепочки событий, которую специалисты по космологии могут проследить до ультраплотной первоначальной среды, которая практически не имела структуры.

Наша точка зрения на то, как появились космические структуры, как и точка зрения Дарвина на биологическую эволюцию, является убедительной общей схемой. Начало всего процесса, как и в теории Дарвина, все еще остается загадкой: то, как обусловлено число Q (возможно, микроскопическими вибрациями в очень ранней Вселенной), все еще вызывает недоумение, как и происхождение первых организмов на Земле. Но космология проще в одном очень важном отношении: после того как установлена начальная точка, результат в общих чертах предсказуем. Все огромные части Вселенной, которые одинаково начались, закончат статистически одним и тем же образом. Напротив, общий курс биологической эволюции чувствителен к «происшествиям» – изменениям климата, падениям астероидов, эпидемиям и т. д., поэтому, если заново запустить историю Земли, она может закончиться в совсем другой биосфере.

Поэтому так важно компьютерное моделирование структурных образований. Галактики и их скопления появились в результате воздействия тяготения на первоначальные неоднородности. Мы не пытаемся объяснить всю схему в деталях, а хотим только выявить ее статистические свойства – точно так же, как океанограф ставит себе целью получить статистические данные о волнах, а не детали одной волны в единственном снимке в конкретном месте и времени.

Начальная точка для такого анализа – это расширение Вселенной, описываемое с помощью чисел Ω, λ и Q. Результат очень чувствителен к этим трем ключевым числам, установленным (мы еще точно не уверены как) на самом раннем этапе существования Вселенной.

НАСТРОЙКА Q

Очевидно, что для образования галактик, их скоплений и сверхскоплений требуется достаточное количество темной материи во Вселенной, а также достаточное количество атомов. Значение числа Ω должно быть не слишком низким: во вселенной, где очень много излучения и мало чего-либо еще, тяготение никогда не сможет преодолеть давления. А число λ не должно быть таким высоким, чтобы космическое отталкивание преодолело тяготение до того, как сформируются галактики. Также должно иметься достаточное количество обыкновенных атомов, первоначально находящихся в рассеянном газе, чтобы сформировать все звезды во всех галактиках. Но мы уже видели, что нужно и кое-что еще, а именно изначальные неоднородности, которые должны стать «ростками» будущих структур.

Число Q измеряет разброс этих неоднородностей или «ряби». Почему Q составляет примерно 10^–5, по-прежнему загадка. Но его значение очень важно: будь оно намного меньше или намного больше, «ткань» нашей Вселенной была бы совсем иной и менее способствовала образованию жизни.

Если Q будет меньше 10^–5, но при этом другие космические числа не изменятся, то скоплениям темной материи потребуется больше времени, чтобы развиться, и они будут меньше и более разреженными. Получившиеся в результате галактики будут «анемичными», формирование звезд в них пойдет медленно и неэффективно, а «отработанная» материя улетит из галактики и не будет перерабатываться в новые звезды, которые могли бы образовать вокруг себя планетные системы. Если Q будет меньше 10^–6, газ вообще никогда не сконденсируется в связанные тяготением структуры, и такая вселенная навсегда останется темной, не имеющей ярко выраженных особенностей, даже если изначальная «смесь» атомов, темной материи и излучения была той же самой, что в нашей Вселенной.