Чуточку биологии в астрономии

понедельник, 15 июля 2013

08:43

Надежным бытовым средством отличения добра от зла на практике является полиция.

22.04.2012 в 21:06

Антропный принципАнтропный принцип, или почему мы живем в этой Вселенной
Я рассказывал, что наша Вселенная имеет одну удивительную особенность - в основах ее устройства практически невозможно изменить что-либо без фатальных последствий для возможности существования в ней жизни и даже организованной материи.
Основными параметрами определяющими свойства Вселенной, можно считать ее размерность (количество пространственных измерений), скорость света, константы взаимодействий, постоянную Планка, массы электрона и протона и заряд электрона.
Стоит изменить размерность пространства - и в нем будут невозможными стабильные орбиты, будь то орбиты электронов в атомах или планет у звезд. Дело в том, что для гравитационного и электромагнитного полей в нашем пространстве действуют законы обратных квадратов - сила обратно пропорциональна квадрату растояния. В целом, в n-мерном пространстве сила обратно пропорциональна расстоянию в степени n-1, и только для трехмерного пространства она обеспечивает стабильность и устойчивость орбит. Забавно также то, что общая теория относительности однозначно доказывает, что в двухмерном пространстве гравитационно взаимодействующие тела ни при каких условиях не могут образовывать связной системы, а в пространстве с размерностью от четырех и более гравитационное взаимодействие не позволет телам покидать гравитационно связанную систему, что привело бы всю материю Вселенной к коллапсу.
Если бы нейтрон был легче хотя бы на десятую долю процента, атомов и молекул не существовало бы, поскольку пара "протон+электрон", то есть, атом водорода, могла бы с большой вероятностью превращаться в нейтрон. Если бы протон был тяжелее на одну десятую процента, он бы мог распадаться - и при этом и все звезды погасли бы за сто лет (!). При этом обратное изменение (повышение массы нейтрона или уменьшение массы протона на ту же десятую долю процента) привело бы к превращениям нейтронов в протоны даже внутри тех ядер, которые в нашем мире стабильны. Такие ядра разрывались бы электрическими силами, производя множество свободных протонов. Присоединяя электроны, они бы стали образовывать атомы водорода, что в итоге создало бы безжизненную водородную среду без химических веществ.
Увеличение массы электрона привело бы к нестабильности атомных ядер.Уменьшение - к нестабильности практически всех химических соединений.
Если бы сила протон-нейтронного взаимодействия была бы меньше, связанное состояние протона и нейтрона был бы нестабильным, и атомные реакции в звездах на стадии протон-протонного цикла просто бы не происходили. Вселенная осталась бы без света звезд и ядерных реакций, образующих новые элементы. А если бы эта сила была бы на доли процента большей, это связанное состояние оказалось бы настолько стабильным, что интенсивность ядерных реакций в звездах упала бы в десятки раз.
Если бы константа сильного взаимодействия была бы чуть-чуть большей, то дипротоны (ядра гелия с массой 2) были бы стабильными частицами. В результате в раннем возрасте во Вселенной не осталось бы водорода - он бы превратился в гелий. Как минимум, Вселенная осталась бы без звезд. А если бы она была чуть-чуть меньшей - стабильных ядер гелия не было бы вообще, и во Вселенной существовал бы лишь один химический элемент - водород. Заодно интересно отметить, что четырехпроцентное изменение параметров сильного взаимодействия гарантирует невозможность образования в термоядерных реакциях в звездах углерода (и, соответственно, более тяжелых элементов), а следовательно, их отсутствие во Вселенной.
Увеличение на доли процента константы слабого взаимодействия приведет к тому, что звезды будут быстро выгорать, не взрываясь как сверхновые, и тяжелые элементы не попадут в межвездную среду. А ее уменьшение вызовет отсутствие гелия после Большого взрыва и, опять же невозможность образования в звездах тяжелых элементов...
Повышение уровня электромагнитного взаимодействия приведет к нестабильности гелия (см. выше); уменьшение - к нестабильности химических веществ...
Увеличение постоянной Хаббла на несколько процентов, судя по всему, привело бы к невозможности формирования галактик. Уменьшение могло вызвать тотальный коллапс Вселенной.
Изменение величины элементарного электрического заряда на одну миллионную привело бы к разрушению макроскопических объектов электростатическим отталкиванием.
Увеличение существующей плотности энергии Вселенной или гравитационной постоянной на тысячную долю процента привело бы к тому, что Вселенная коллапсировала бы через несколько миллионов лет после образования. Уменьшение на такую же величину - к ее разлету с ничтожной плотностью энергии через миллиарды лет, так что в ней не могли бы конденсироваться газовые облака и появляться новые звезды...
Словом, в нашей Вселенной почти ничего не могло бы быть иным без катастрофических последствий...

Если принять, что в модели Мультивселенной о которой я писал, существует умопомрачительное количество других Вселенных с другими наборами свойств - картина становится более или менее понятной. Этих Вселенных, возможно, 10^100, возможно, 10^500, возможно, и более - и практически ни в одной из них не существует звезд или планет, или вообще материи, в конце концов, разумной жизни -- и там некому об этих недостатках убиваться. А если в одной-двух самых удачных Вселенных из этого чудовищного количества миров разумная жизнь появилась - она имеет право удивляться тому, как же ей так повезло... Это называется антропным принципом - мир приспособлен для людей, потому что в нем живут люди и его наблюдают. Если бы он не был для этого приспособлен - некому было бы об этом знать...
Человек, зарядивший револьвер с тысячью каморами девятьюстами девяноста девятью патронами и сделавший наугад сто случайных попыток выстрелить себе в висок, может потом удивляться тому, что остался жив (а у него шансов на это - куда больше, чем нам попасть в пригодную для жизни Вселенную) - но он бы не так удивлялся своему везению, если бы понимал, что миллионам тех, кому не повезло, удивляться уже не приходится...

Но есть одно забавное альтернативное объяснение нашей удаче.
Согласно одной остроумной (и не противоречащей физике) гипотезе, при любом коллапсе и появлении новой черной дыры внутри нее рождается новая Вселенная. Вот так... Даже если сколлапсировала простая звезда - там, внутри родился новый колоссальный, почти бесконечный мир.
При этом свойства той, новой Вселенной, ненамного, почти незаметно отличаются от свойств Вселенной родительской.
В результате в Мультиверсе идет процесс эволюции Вселенных - нормальный, почти биологический, с мутациями. Те Вселенные,которые "неудачны", не дают потомства или почти не дают - в них почти нет звезд и почти не взрываются сверхновые. Более удачные Вселенные дают больше потомства. Через миллиарды (а может, и триллионы) лет Вселенные, наиболее приспособленные к размножению, то есть, имеющие параметры, наиболее приспособленные для существования звезд и их нормальной (в нашем понимании) эволюции, а в конце концов, для создания черных дыр, окажутся в подавляющем большинстве. И тогда не стоит удивляться тому, что мы живем во Вселенной, которая явлется потомком многих поколений миров, удачно приспособленных к воспроизведению себе подобных.
Идея кажется очень привлекательной...

URL записи

Мне эта гипотеза кажется крайне реалистичной. Интересно, есть ли у нее какие-либо проверяемые следствия?..
И, да, это объяснение идеальнейше подходит для фентези - чтобы объяснить, почему физические законы миров отличаются (существование магии), а сами миры экстремально похожи.

@темы: репост, фантастические идеи