Уже давно и бурно обсуждается вопрос: почему наша Вселенная не слишком «горяча» и не слишком «холодна», а «в самый раз» приспособлена для появления разумной жизни? В несколько иной форме это утверждение называется еще «антропным принципом», но в любой своей форме намекает, что Вселенную кто-то специально для нас сконструировал. Покойный астрофизик Фред Хойл, говоря об этой загадочной «подогнанности» параметров Вселенной к потребностям разумной жизни, сказал однажды о своем ощущении, что «кто-то здесь нарочито играл физическими законами», а также цитирует другого британского астрофизика, Мартина Риса, заявившего, что «особость нашей Вселенной позволяет говорить, что мы, возможно, являемся созданиями некого высшего существа».
Упомянутый выше Фред Хойл был, кстати, одним из первых, кто указал на эту странную особенность физических законов нашей Вселенной. Появление жизни, рассуждал он, требует существования звезд, излучающих энергию в пространство. Звезды вырабатывают эту энергию благодаря термоядерным реакциям, которые самозарождаются в их ядре при его достаточном сжатии. Поначалу это простая реакция превращения водорода в гелий; затем, когда водорода становится мало, начинается реакция превращения гелия в углерод и так далее, ко все более тяжелым элементам. Если бы звезды не вырабатывали эти тяжелые элементы и не рассеивали их позже при своем распаде, в природе не было бы планет, а стало быть, и жизни.
Однако весь этот цикл реакций, как показали расчеты Хойла, не мог бы начаться, если бы атом углерода имел чуть-чуть иные энергетические характеристики. Более того, даже начавшись, этот цикл мог бы очень скоро кончиться, если бы атом кислорода, в который превращаются углерод с гелием, тоже имел чуть-чуть иные энергетические характеристики. Это «чуть-чуть» на языке ядерной физики означает отличие в миллионных и даже менее долях, и такая тончайшая «подогнанность» энергетических характеристик углерода и кислорода под появление жизни так удивила в свое время Хойла, что он увидел в ней чью-то целенаправленную «игру» с физическими константами.
В последующие годы было обнаружено много аналогичных и столь же тонких «подогнанностей» различных других физических констант к условиям, благоприятствующим появлению жизни. Поэтому сегодня некоторые ученые видят в этой совокупности фактов подтверждение «сотворенности» всей нашей Вселенной в целом или же ее «разумного дизайна». Более осторожные сторонники антропного принципа, стремясь избегнуть обвинений в креационизме, говорят, что наша Вселенная (universe) является всего лишь одной из бесчисленного множества ей подобных, совместно образующих сверхвселенную (multiverse). Другие вселенные имеют другие значения физических констант, не дающие возникнуть жизни, а вот наша «настроена» так тонко, что дает. Это шаткая позиция, потому что креационисты тут же возражают, что констант слишком много для случайного совпадения всех нужных значений и, стало быть, наша Вселенная «не случайно» выделена из всех. Это не «одна из», а уникальная, «избранная» Вселенная.
Спор вокруг антропного принципа интересен тем, что речь всегда идет об отдельных константах: «Если «чуть-чуть» изменить значение одной или другой, или третьей и так далее, то жизнь во Вселенной окажется невозможной, потому что в ней не будет ни звезд, ни планет». Никто, однако, до сих пор не удосужился расчетным путем проверить, что произойдет, если изменить не одну, а несколько констант сразу. А ведь именно это могло бы стать объективным испытанием антропного принципа «на прочность». Вдруг окажется, что какие-то комбинации сразу нескольких измененных физических констант тоже способствуют появлению жизни? Тогда и по отношению к нашей Вселенной в целом был бы восстановлен тот принцип, который Коперник когда-то выдвинул по отношению к Земле как планете, — принцип ее вполне рядового положения среди прочих тел Вселенной.
Недавно международный Journal of Cosmology and Astroparticle Physics принял к публикации статью американского физика Фреда Адамса из университета штата Мичиган в Энн-Арбор, в которой сообщаются результаты первой такой проверки. Во вступлении к статье Адамс отмечает, что все сценарии, в которых вселенные различаются изменением какой-то одной физической константы, представляются слишком искусственными. Проверку антропного принципа нужно начать «с нуля».
Первичным для всех последующих разговоров о возникновении или невозникновении жизни является появление звезд. Вот и нужно выяснить, в каких пределах могут меняться фундаментальные физические константы, чтобы еще сохранилась возможность самозарождения звезды — тела, стабильно удерживаемого в целости своей гравитацией и при этом излучающего энергию благодаря идущим в нем термоядерным процессам. Принципиально важными для существования такого тела являются всего три константы — гравитационная постоянная (коэффициент, входящий в формулу закона всемирной гравитации Ньютона), так называемая «постоянная тонкой структуры «альфа», определяющая взаимодействие энергии и вещества (она представляет собой безразмерную величину, связывающую такие фундаментальные константы, как скорость света, постоянная Планка и т. п.) и, наконец, константа, отражающая энергетические характеристики атомов, участвующих в ядерных реакциях внутри звезды (то самое, на что впервые обратил внимание Хойл).