Темная энергия и"сверхсильный" антропный принцип
г. в. гивишвили
В серии статей, опубликованных в настоящем журнале1, развивалась гипотеза, согласно которой человек представляет собой необходимый элемент Вселенной, без которого она существовать не может. Та же мысль, но в более конкретной редакции, выражается следующим образом: "Процессы рождения и гибели Субвселенных контролирует человек". Этот тезис и сформулирован нами как "сверхсильный" антропный принцип. Мы возвращаемся к его обсуждению в силу двух причин. Во-первых, в самое последнее время появились новые эмпирические данные, косвенно укрепляющие позиции этой идеи. Во-вторых, первоначально предложенная система ее обоснования нуждается в дополнительной аргументации, с одной стороны, и пояснении ключевых понятий "человек", "Субвселенная" и "Вселенная" - с другой.
В данном контексте под человеком подразумевается любое существо, обладающее мышлением, способным воспроизводить (моделировать) окружающий мир и свое место в нем. Так как при этом не видно никаких причин, запрещающих существование разумной жизни в пределах не только Солнечной системы, но и других звездных и галактических систем, а также принимая во внимание, что в нашей Галактике насчитывается около 10 млрд. звезд, вероятность возникновения и развития внеземной разумной жизни не может быть равной нулю. Поэтому Homo sapiens, в лице земной цивилизации, должен рассматриваться лишь в качестве одного из большого множества потенциальных представителей космического разума - внеземных цивилизаций (поиски которых ведутся уже более 40 лет).
Под Субвселенной будем понимать наблюдаемую часть Вселенной или гравитационно связанную систему галактик. Мысль о том, что "наша", т.е. наблюдаемая, Вселенная, возможно, не единственная, и что она, вероятно, представляет собой один из элементов большой Вселенной, возникла у теоретиков лишь несколько лет назад. Но по инерции и по аналогии с галактиками "наша" малая Вселенная продолжает писаться с прописной буквы, а большая Вселенная - со строчной. Во избежание возможных недоразумений и в соответствии с иерархией масштабов, мы нарушим эту традицию, и гипотетические Вселенные, подобные нашей, будем именовать Субвселенными.
1 Гивишвили Г.В . // Вопросы философии. < 2. 1985; < 4. 1997; < 2. 2000. © Гивишвили Г.В., 2008 г.
Что же касается Вселенной, то здесь, увы, невозможно обойтись без исторического экскурса в вопрос о развитии представлений о ней в прошлом столетии. Отчасти эта эволюция освещалась в вышеупомянутых статьях, однако чтобы не утомлять читателя их поисками, еще раз коротко изложим существо дела. Тем более, что за прошедшее время акценты в изложении и интерпретации фактов несколько сместились.
До начала XX в. в астрономии господствовало убеждение, что Вселенная на больших масштабах однородна, изотропна, стационарна (неизменна), бесконечно протяженна в пространстве и времени. Это представление основывалось на двух, как казалось тогда, неоспоримых истинах. С одной стороны, не вызывало сомнений, что пространство описывается геометрией Евклида и в силу данного обстоятельства не может иметь конца. С другой - если бы пространство и, соответственно, масса Вселенной были бы конечны, а единственной силой, действующей между телами, была бы сила притяжения, то рано или поздно все находящиеся во Вселенной массы должны были бы слиться в одну точку (гравитационный парадокс). Поскольку этого нет, И. Ньютон пришел к выводу, что пространство нашего мира и число звезд в нем бесконечны. Однако в 1823 г. Г. Ольберс показал, что если бы Вселенная действительно была бесконечна и стационарна (статична), то небо над нашей головой даже ночью должно было быть столь же ярким, как и днем (фотометрический парадокс). Решение проблемы было найдено Ц. Шарлье (1908, 1922), который предложил модель иерархической (большой) Вселенной, состоящей из бесконечного множества малых Субвселенных, дробящихся, в свою очередь, на звездные образования все уменьшающихся масштабов. (Эта гипотеза была предложена до рождения внегалактической астрономии, и дальнейшие наблюдения подтвердили факт существования иерархических звездных структур - галактик, их "местных" скоплений, затем - сверхскоплений и т.д.) Модель стационарной Вселенной была спасена. Казалось, она обходила все принципиальные трудности, если не считать термодинамического парадокса, предвещавшего "тепловую смерть" нашему звездному миру.
Взгляды на Вселенную изменились с появлением в 1915 г. общей теории относительности (ОТО) А. Эйнштейна. Она исходила из положения о том, что пространство в действительности не евклидово (спрямленное), а риманово (т.е. обладает отрицательной или положительной кривизной). Тогда Вселенную можно рассматривать как конечную и пространственно замкнутую структуру. Правда, в этом случае вновь возникала все та же проблема гравитационного парадокса. Его решение, данное Ньютоном, было для Эйнштейна неприемлемо, но ничто в то время не указывало на то, что положение звезд во Вселенной меняется относительно друг друга, т.е. что последняя динамична. Поэтому он был вынужден постулировать существование некоей силы, противоположной гравитации, т.е. отталкивающей тела друг от друга, и таким образом уравновешивающей гравитацию.
Отказав в праве на существование этой гипотетической силе, А. Фридман (1922, 1924) показал, что Вселенная в римановом пространстве не может оставаться сколь угодно долго в стационарном состоянии: она должна либо расширяться, либо сжиматься. Этот вывод, в общем-то, был тривиален, но нетривиальным было следствие, согласно которому выбор между вариантами зависит от соотношения между средней плотностью материи Вселенной р и критическим ее значением рк. Если р < рк, она должна расширяться, если р > рк, она должна сжиматься. В 1924 г. Э. Хаббл (открыватель внегалактической астрономии) обнаружил зависимость величины красного смещения галактик от расстояния до них. Так как "покраснение" связывалось с эффектом Допплера, найденная им зависимость была интерпретирована как указание на то, что галактики разбегаются друг от друга с тем большей скоростью, чем дальше друг от друга отстоят. Все это свидетельствовало в пользу динамичной, в данный момент -расширяющейся модели Вселенной. Откуда следовало, что столько-то лет назад вся (!) Вселенная была сжата до точки планковских размеров (с радиусом Яп ~ 10 см). А что происходило с ней во время или до этого экзотического состояния (именуемого сингулярностью), неизвестно. Более того, вопрос этот не должен ставиться. Таким об-
разом, молчаливо признавалось, что у Вселенной было начало - время "рождения", совпадающее с выходом из состояния сингулярности. После обнаружения А. Пензиасом и Р. Уилсоном (1965) микроволнового реликтового излучения, существование которого было предсказано Г. Гамовым (1948, 1956), все точки над г, казалось бы, были расставлены. Большинство специалистов по космологии признало эту модель "канонической" (концепция Шарлье, соответственно, была "сдана в архив"). Вера в ее безупречность была столь велика, что породила целую волну публикаций, в том числе и для широкого круга читателей2.
Но прошло некоторое время, и из данных наблюдений того же реликтового излучения стало ясно, что пространство видимой части Вселенной вовсе не искривлено, а строго евклидово. Отсюда с необходимостью следовал вывод, что и в целом, т.е. на масштабах от планковских до бесконечно больших, оно также евклидово, а именно: трехмерно и бесконечно протяженно, а это требовало согласиться с тем, что видимая Вселенная представляет собой только часть бесконечной большой Вселенной (что она, фактически, Субвселенная). Но что произошло в действительности? Как реагировала каноническая модель на столь радикальную ревизию фундаментальных представлений о пространстве? Никак! Ее молчаливый ответ гласил: "Нас это не касается".
В процессе развития и становления любой науки неизбежно возникновение определенных трудностей и временных противоречий между теми или иными толкованиями наблюдаемых фактов. Разработчики канонической модели предпочли делать вид, что у них таковых не существует. Вот один пример из недавнего прошлого. Еще в 1975 г. Я. Зельдович и И. Новиков утверждали, будто "в космологии до сих пор мы не сталкиваемся с каким-либо неразрешимым противоречием теории и опыта или внутренними логическими трудностями"3. Та же мысль была подчеркнута Зельдовичем в 1983 г.4 Однако всего год спустя А. Линде констатировал: "Несмотря на то что теория горячей Вселенной уже давно стала общепринятой, определенные моменты этой теории (числом не менее шести, указанных Линде. - Г.Г.) до сих пор вызывают сомнения и вопросы"5. Его сомнения оказались столь серьезны, что для их преодоления пришлось пересматривать сценарий ранней стадии эволюции Вселенной - вводить в него поправку - чрезвычайно короткую, но крайне динамичную инфляционную фазу. Тем самым "честь" нестационарной модели была как будто восстановлена, но теперь ее называют теорией уже не расширяющейся, а раздувающейся Вселенной. И сегодня уже Линде доказывает, будто она свободна от внутренних противоречий. О том, что это далеко не так, свидетельствует признание В. Гинзбурга: "Должен с сожалением констатировать, что количественные представления об инфляции и всю инфляционную модель я как следует не понимаю, тем более, что она подвергается критике"6.
В некоторых фундаментальных проблемах космологии физические и мировоззренческие аспекты переплетены столь тесно, что строгое разграничение между ними провести невозможно. Так как о них уже говорилось в наших предыдущих публикациях, здесь мы напомним о тех противоречиях канонической модели, которые так или иначе оказывают влияние на современное мировоззрение. Они сводятся к 3-м группам и касаются ее описания прошлого, настоящего и будущего (всей) Вселенной.
Ее происхождение: принято считать, что она рождается из состояния сингулярности, которой соответствуют планковские (минимально мыслимые) масштабы расстоя-
2 Рис М, Руффини Р., Уиллер Дж. Черные дыры, гравитационные волны и космология, М., 1977; Вайнберг С. П
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.