«Настроена» ли Вселенная для жизни?

21 Января 2015 в 19:30, Илья Хель 8 763 просмотра 27

Вселенная

На протяжении почти полувека физики-теоретики сделали ряд весьма интересных открытий: определенные константы в основе физики, похоже, необычайно тонко настроены, специально для того, чтобы во Вселенной могла возникнуть жизнь. Эти константы лежат в Стандартной модели элементарных частиц, они отвечали за образование ядер водорода в процессе Большого Взрыва и за изначальное слияние атомов углерода и кислорода в центрах первых массивных звезд, которые взорвались как сверхновые. Эти процессы, в свою очередь, подготовили почву для солнечных систем и планет, способных поддерживать жизнь с углеродной основой, зависимой от воды и кислорода.

Теория так называемого антропного принципа была впервые предложена Брэндоном Картером, профессором астрофизики Кембриджского университета. Впоследствии в широких дебатах вокруг этой теории принимал участие известный ученый Стивен Хокинг, а также другие физики по всему миру.

Немецкий ученый Ульф Мейсснер, один из главных теоретических физиков-ядерщиков при Институте Гельмгольца и Университете Бонна, добавил в серию открытие, поддерживающее антропный принцип.

В новом исследовании под названием «Антропные соображения в ядерной физике», опубликованном в пекинском журнале Science Bulletin, профессор Мейсснер излагает взгляд на антропный принцип с точки зрения астрофизики и физики частиц. Вот его логическая цепь:

«Мы можем обеспечить физическими экспериментами это довольно абстрактное заявление (собственно, антропный принцип), изучив специфические процессы вроде генерации элементов. Для этого понадобятся компьютеры с высокой производительностью, которые позволят нам смоделировать миры, в которых фундаментальные параметры, лежащие в основе ядерной физики, принимают значения, отличные от тех, что имеются в Природе», — объясняет он.

«Конкретные проблемы физики, к которым мы хотим обратиться, чтобы понять чувствительность генерации легких элементов в процессе Большого Взрыва, означают изменение массы легкого кварка m_q, а также изучение того, как прочность условий резонанса в тройном альфа-процессе, то есть близости так называемого состояния Хойла к энергии 4He+8Be, зависит от вариаций в m_q  и электромагнитной постоянной тонкой структуры α_{EM}».

Первоначально Брэндон Картер изложил свою теорию так: «Вселенная (а значит и фундаментальные параметры, от которых она зависит) должна быть такой, чтобы признать создание наблюдателей в ней на определенном этапе».

Стивен Хокинг, эксперт по Большому Взрыву и космической инфляции, расширил диалог вокруг антропного принципа до серии статей и книг. В «Краткой истории времени» он излагает множество астрофизических явлений и констант, которые косвенно подтверждают антропный принцип, и спрашивает: «Почему Вселенная начала с такой предельной скоростью расширения, которая отделила модель повторного коллапса от вечного расширения, что даже сейчас, спустя десятки миллионов лет назад, продолжает расширяться почти с критической скоростью? Если бы скорость расширения спустя секунду после Большого Взрыва была хотя бы на одну часть из сотен тысяч миллионов миллионов меньше, Вселенная повторно коллапсировала бы еще до того, как достигла бы нынешних размеров».

Антропный принцип

Профессор Мейсснер, объясняя свое исследование, сообщает следующее: «Вселенная, в которой мы живем, характеризуется определенными параметрами, имеющими конкретные значения, которые настолько замечательно доработаны, что делают возможной жизнь, в том числе и земную».

«Например, возраст Вселенной должен быть достаточно большим, чтобы позволить сформироваться галактикам, звездам и планетам, а также второму и третьему поколению звезд, которые будут включать углерод и кислород, распространившиеся от ранее взорвавшихся звезд», — говорит он.

«На микроскопических же масштабах некоторые фундаментальные параметры Стандартной модели, масс легких кварков или электромагнитной постоянной тонкой структуры должны принимать значение, которое позволяет сформироваться нейтронам, протонам и атомным ядрам».

И хотя первичный нуклеосинтез Большого Взрыва привел к появлению ядер водорода и альфа-частиц (ядер 4He), элементы, необходимые для жизни (кислород и углерод), были произведены позже внутри массивных звезд, которые ярко горели и быстро умерли; некоторая часть — в процессе взрыва сверхновых, которые распространили эти элементы для последующих поколений звездных систем.

В одной серии экспериментов с участием сложных компьютерных симуляций на JUQUUEN в Исследовательском центре Юлиха профессор Мейсснер и его коллеги изменили значения масс легких кварков, обнаруженных в природе, чтобы определить, как сильно изменение повлияет на образование углерода или кислорода внутри массивных звезд.

«Изменения масс легких кварков на 2-3 процента вряд ли будут катастрофическими для образования жизненно важного углерода или кислорода», — к такому выводу пришли ученые.

Обращаясь к генерации ядер первых двух элементов периодической таблицы в процессе Большого Взрыва, Мейсснер отмечает: «Из наблюдаемых концентраций элементов и того факта, что свободный нейтрон распадается примерно за 882 секунды, а оставшиеся в живых нейтроны в основном захватываются в 4He, можно найти строгие границы вариаций масс легких кварков».

«Таком образом, нуклеосинтез Большого Взрыва установил на самом деле очень жесткие ограничения на вариации масс легких кварков. Эта демонстрация невероятно тонкой настройки поддерживает антропный принцип в нашей Вселенной. Очевидно, можно также задуматься о множественных вселенных, в которых различные фундаментальные параметры принимают иные от наших значения, что говорит о создании среды, отличной от нашей», — подводит итоги Мейсснер.

Профессор Стивен Хокинг утверждает, что даже небольшие изменения в фундаментальных константах, позволяющих развиться жизни, в этой гипотетической мультивселенной «могли привести к появлению вселенных, которые хотя и могут быть очень красивы, но в которых не будет никого, кто мог бы удивиться их красоте».

Мейсснер соглашается: «В таком смысле у нашей Вселенной есть приоритет, и его можно назвать основой для так называемого антропного принципа».

«Настроена» ли Вселенная для жизни?

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

27 комментариев

  1. Sam777

    Еще раз выскажусь о необходимости наблюдателя для существования Вселенной. А также о том, что если множество вариантов Мультивселенной некому наблюдать, то это значит, что их и вовсе нет. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • Archer

      Имеется только Наблюдатель, а Вселенная это его мираж, фантазия, иллюзия, сон.
      Все, что временно, что не постоянно, что рождено, что появилось все это однажды должно исчезнуть (как и любая иллюзия, мираж, сон, фантазия). (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

  2. Korvin

    А что если вы просто мозг в колбе к которому подсоединены провода и вы думаете что вселенная реальна?))) (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  3. Archer

    Физики меня уже не удивляют :)
    К данной 'проблеме' хорошо подходит следующее выражение:
    "Если бы у бабушки был х.., она была бы дедушкой". :)
    Если были бы другие исходные параметры, то была бы иная Вселенная.
    (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

    • dawson.white

      Согласен. Так есть, потому что такие параетры, а не такие параметры, потому что так есть. Они же размышляют почему то с той точки зрения, что все подстроено под нас. Вроде бы учёные...

  4. trukhin

    Почему все так зациклились на углеродной форме жизни?

    Что если звездная система (любая) - это "живой организм", мысли которого передаются электромагнитными импульсами звезды и записываются в ядрах планет - по типу нейронной сети нашего мозга?

    И если органические формы жизни могут создавать электромагнитные устройства, то почему электромагнитные формы жизни не могут создавать органические "устройства"? (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

    • Archer

      На углеродной форме жизни зациклились те, кому легче 'искать под фонарем'. :)
      ...
      Трудно судить, являются ли живыми звезды и их планетарные системы. С общепринятой точки зрения они безусловно не живые. Хотя, сказать, что они не имеют сознания тоже нельзя.
      ...
      Те электромагнитные устройства которые создаем мы, устроены несравненно проще самой примитивной живой клетки. Хотя бы по тому, что она способна к размножению. (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

    • zorge

      а почему так на логике зациклились? логика работает в пределах биосферы Земли, так как сформировалась под воздействием её параметров

    • sairon

      Да все живое, мы, планеты, звезды, галактики, мертвое только то чего не существует, нам с самого детства диктуют (зомбируют, внушают) со школы что камень неживое, растение и мы живое, просто эта другая форма жизни непохожая на нашу и что не поддается нашему мышлению о ней. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  5. constantin1980

    Наша жизнь прекрасна и неимоверно сложна что бы быть просто стечением благоприятных абстоятельств. Мы есть продукт тончайшего расчёта ....именно для нашей планеты в целом.
    Несомненно жизнь где-то есть,иначе теряется весь смысл , только вот какая она ?????......и если идентичной земле планеты нет,то и жизнь которую мы может когда нибудь и встретим покажется нам уродливой или мерзкой (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  6. constantin1980

    И уж недай бог разумнее нас.....или впрочем...)) (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  7. SIR1US

    Как бы антропный принцип наоборот подразумевает, что константы, законы, взаимодействия и т.д. во вселенной не специально подобраны, а одним из множества возможных вариантов. Здесь автор что-то путает или намеренно вводит читателя в заблуждение.

    Что касается темы "настроенности" вселенной специально для каких-то целей, то это, конечно, полнейший бред. Не надо путать причину со следствием. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  8. erl

    Автор статьи, похоже, не понимает, что тонкая настройка и антропный принцип — существенно разные понятия. Тонкая настройка говорит лишь о том, что существование Вселенной возможно в узком диапазоне констант, а антропный принцип подразумевает, что в этой тонкой настройке нет ничего удивительного: Вселенная именно такая, в какой мы могли бы появиться.

    Кроме того, непонятно, о чём вообще статья. Говорится, что Мейсснер «добавил в серию открытие». Что за открытие, в чём оно заключается, что оно меняет? Текст представляет собой несвязный поток сознания, вырванные из контекста цитаты.

  9. storm X

    У Вселенной нашей тоже есть перепады "настроения", нам повезло, она оказалась благосклонной к нам (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

  10. dmitry.nest

    Такое исключительное везение в плане набора законов работы мироздания и такая запредельная сложность мира говорят лишь о том, что существует Высший Космический Разум.

  11. Follower

    Наличие множества тонких настроек и законов во Вселенной по моему говорит о некоем настройщике и законодателе. (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

  12. Korvin

    Простой эксперимент с двумя щелями доказывает виртуальность вселенной. Процессору просто не хватает мощности расчитывать куда попадет тот или иной фотон и он просто разбрасывает вероятности по экрану для наблюдателя как волновую функцию. Если же наблюдатель начинает умничать и замерять он просто превращает все в частицу и вырисовывает линию. В результате одно действие превращается в два разных результата. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • erl

      Почему с одной щелью всё нормально, с двумя щелями на большом расстоянии тоже всё в порядке, а с двумя щелями рядом — «мощности не хватает»?

  13. paranoidaljnovidenie

    А с разумом тоже бесконечно мало и огромно, что? (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  14. paranoidaljnovidenie

    Что происходит с разумом при движении с около световыми скоростями?
    Может ли разум вырваться из чёрной дыры за горизонт событий?
    Разум корпускулярен?
    Разум - это взаимодействие?
    Для разгона мысли до скорости света нужна бесконечная энергия?
    Количество теорий бесконечно?
    Какова максимальная скорость создания теорий? (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  15. paranoidaljnovidenie

    И был бы ли СОБОЮ горд бог, будучи личностью, за то, что он смог создать самоорганизующуюся развивающуюся совершенствующуюся систему ВСЕЛЕННАЯ/РАЗУМНАЯ ЖИЗНЬ, которая ПОСТИГНЕТ окружающий мир до такой степени, что ДОКАЖЕТ сама себе:
    - существование ума, придумавшего всё и ЗАКОНЫ, связывающие всё в ЦЕЛОЕ и
    - что этот ум является создателем её - этой системы? (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  16. reaktor051

    И не только для жизни, а и для развития. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.