Чи справді космологічний природний відбір пояснює, чому Всесвіт здається ідеально налаштованим для життя?
За ідеєю, наш Всесвіт далеко не перший, і наш всесвіт породив безліч інших.
У фізиці існує проблема (або не проблема, якщо ви раді новим формам життя), яка полягає в тому, що Всесвіт здається ідеально налаштованим для виникнення і процвітання життя – принаймні, такого, яке ми спостерігаємо на Землі.
Якби гравітація була значно слабшою, ніж зараз (а вона і так досить слабка, запитайте в будь-якого магніту), зірки та планети не змогли б утворитися. Якби гравітація була трохи слабшою, або електромагнетизм трохи сильнішим, зірки були б холоднішими і не вибухали б, виробляючи важкі елементи, необхідні для існування життя. І таких прикладів існує незліченна безліч. Досить трохи змінити значення фізичних констант, і наше звичне життя не змогло б існувати. “Кліше про те, що “життя балансує на лезі ножа”, – це кричуще применшення”, – влучно зауважив фізик Пол Девіс. “Жоден ніж у Всесвіті не може мати такого тонкого леза”.
Природно, вчені та філософи намагаються розв’язувати цю проблему різними способами. Можна стверджувати, що Всесвіт насправді не налаштований для життя. Можливо, якби константи були іншими, виникла б інша форма життя (за іншими процесами), яка теж ставила б питання, чому Всесвіт здається так точно налаштованим для її існування.
Одна з ідей полягає в тому, що питання “чому Всесвіт так точно налаштований для нас” – це свого роду помилка того, хто вижив, або ефект вибору спостерігача. “Припустимо, що еволюція життя і розуму вимагає низки вкрай малоймовірних збігів: планети на потрібній відстані від незвично стабільної зірки в галактичній зоні життя, зі стабілізуючим місяцем і планетою на кшталт Юпітера, яка відхиляє комети, правильне хімічне розмаїття, фантастично малоймовірний хімічний збіг, який породжує клітини, довгий список малоймовірних еволюційних кроків, які ведуть до появи універсального виду, вимушеного умовами довкілля стати сверхуніверсальним розумним видом.
Тобто, кожен розумний вид у Всесвіті повинен мати весь цей набір малоймовірних збігів. З іншого боку, знання того, що ми існуємо, не говорить нам про те, чи поширений розум в інших куточках космосу”, – пише Андерс Сандберг з Інституту майбутнього людства.
Розвиваючи цю ідею — антропний принцип — та іншу, набагато більш “екзотичну” ідею про Всесвіт, фізик-теоретик Лі Смолін запропонував концепцію “космологічного природного відбору”. Простіше кажучи, Всесвіт, у якому ми живемо, і який здається так точно налаштованим для нашого існування, є лише одним із, можливо, нескінченної кількості всесвітів, що постійно створюються, кожний зі своїми законами фізики та/або кількістю матерії.
За ідеєю, Всесвіт повинен був породити якомога більше чорних дір.
Згідно з цією ідеєю, нові всесвіти народжуються всередині чорних дір більших “батьківських” всесвітів, а чорні діри всередині нашого Всесвіту також містять “дочірні” всесвіти. Ці дочірні всесвіти матимуть злегка змінені значення фізичних констант, як і в разі звичайного природного відбору.
Якщо вам здається, що все це звучить трохи розпливчасто, це цілком зрозуміло. Загалом, краще скептично ставитися до аргументів, які посилаються на безліч всесвітів або мультивсесвіт, щоб пояснити те, що відбувається. Однак Смолін робить передбачення про те, який вигляд матимуть всесвіти (включно з чорною дірою, в якій ми перебуваємо), якщо відбувається космологічний природний відбір.
“У запропонованому сценарії ці параметри встановлюються процесом, аналогічним природному добору, який випливає з припущення, що сингулярності в чорних дірах усуваються квантовими ефектами, які ведуть до створення нових областей Всесвіту, що розширюються”, – писав Смолін у своїй статті 1994 року. “Припущення Дж. А. Вілера про те, що параметри при таких подіях змінюються випадковим чином, приводить нас до гіпотези про те, що параметри були відібрані для значень, які максимізують виробництво чорних дір. Це безпосередньо веде до передбачення, що невеликі зміни будь-якого з параметрів повинні призводити до зменшення кількості чорних дір, вироблених Всесвітом”.
Таким чином, Всесвіт, у якому ми перебуваємо (який, на думку деяких фізиків, знаходиться всередині чорної діри), виявляється типом Всесвіту, сприятливим для нашої форми життя. Але щоб ця гіпотеза була правдоподібною, потрібно, щоб Всесвіти були схильні до максимально можливого виробництва чорних дір — механізму, завдяки якому триває космологічний природний відбір.
“Зміна, яка, безумовно, призвела б до збільшення кількості чорних дір, — це зменшення верхньої межі маси нейтронних зірок”, – писав Смолін. “Це знизило б масу, необхідну для утворення чорної діри, що призвело б до утворення більшої кількості чорних дір”.
Отже, якщо ми виявимо нейтронні зірки великих розмірів (зірки з більшою масою, які не утворили чорні діри наприкінці свого життя), це означатиме, що теорія малоймовірна, оскільки максимальне виробництво чорних дір (за допомогою якого Всесвіт “розмножується”) не спостерігається у Всесвіті. І ми дійсно виявили нейтронні зірки великих розмірів, що передбачає, що ідея малоймовірна, якщо тільки не існує іншого механізму, за допомогою якого виробляється безліч Всесвітів.
Крім того, така ідея (хоча Смолін це відкидає) спирається на старі уявлення про чорні діри, які більше не вважаються ймовірними.
“Ідея Смоліна пов’язана зі старим твердженням Гокінга про те, що інформація може потрапити в чорну діру й опинитися в пастці за горизонтом подій”, – писав фізик-теоретик Леонард Сасскінд. “Смоліну потрібно, щоб величезна кількість інформації була передана від батьківського всесвіту — дитячого в точці сингулярності. Але останнє десятиліття фізики чорних дір і теорії струн показало нам, що НІЯКА інформація не може бути передана в такий спосіб!”
Є й інші способи отримати мультивсесвіт, тому якась версія космологічного природного відбору все-таки може мати місце. Але не варто очікувати підтвердження цієї ідеї найближчим часом, принаймні в нашій частині мультивсесвіту.
