Итак, скопления галактик в среднем равномерно заполняют всю Вселенную. Однако в масштабе самих скоплений обнаруживается чрезвычайная неоднородность распространения материи в виде отдельных галактик. Чтобы хоть каким-нибудь образом объяснить такую специфичность структуры Вселенной, ученым потребовалось постулировать в качестве начальных условий своевременное появление значительных неоднородностей плотности уже в самом начале ее расширения. Какие-то малые отклонения от однородности должны были быть. Иначе вещество не распалось бы на части, а, расширяясь, превратилось бы в однородный холодный газ, равномерно заполняющий все пространство. Эти неоднородности должны были появиться в надлежащем месте и в нужное время, при этом их величины не должны были превышать определенных значений, чтобы не произошел гравитационный коллапс Вселенной.
«Тайна» происхождения Вселенной еще более парадоксальна, чем может показаться на первый взгляд. Тщательные измерения скорости расширения Вселенной свидетельствуют о ее чрезвычайной близости к критическому значению, при котором Вселенная способна преодолеть собственную гравитацию и расширяться вечно.
Допустимый интервал для возможного значения скорости чрезвычайно узок, поскольку небольшое изменение ее величины в меньшую или большую стороны привели бы к катастрофическим последствиям для жизни – Вселенная либо «схлопнулась», либо вещество в ней давно бы полностью рассеялось. Теоретический анализ показывает, что если бы в момент времени, соответствующий 1 секунде после «Большого взрыва», когда картина расширения уже полностью определилась, скорость расширения отличалась бы от реального значения более чем на 10-18 доли своей величины, то этого бы оказалось вполне достаточным для неотвратимого нарушения тонкого баланса[22]. Таким образом, «Большой взрыв» имел совершенно определенную, точно рассчитанную силу, соотвествовавшую гравитационному взаимодействию с невероятной точностью. Но можно ли рассматривать столь точно сбалансированный его сценарий в качестве лишь слепой игры случая?!
Следует отметить, что в рамках инфляционной модели проблема появления первоначальных неоднородностей, как и проблема расширения Вселенной, сводится к задаче подбора определенного вида потенциала скалярного поля. Его весьма специфический вид можно объяснить разве что исходя из антропного принципа, который, вообще говоря, является просто не совсем удачным синонимом воли Всевышнего. Поскольку сам человек, появившийся через 1010 лет после того как основные черты нашего мира уже сформировались, никак не мог повлиять ни на структуру Вселенной, ни на свойства элементарных частиц в ней.
7.2 «Странности» физики микромира
Такой, на первый взгляд, далекий от космологии раздел физики, изучающий микромир, в действительности самым тесным образом связан не только со строением Вселенной, но и с самим фактом ее существования.
Чрезвычайно важную роль во Вселенной в силу своей многочисленности играет очень легкая частица нейтрино, масса покоя которой приблизительно на пять порядков величины меньше массы электрона. Если масса нейтрино была бы всего лишь в 10 раз больше, то есть составляла бы величину порядка 10-34 кг, то такая крошечная добавка привела бы к тому, что современная Вселенная претерпевала бы сжатие.
Само строение галактик было бы совсем другим, оно не позволило бы «создаться» необходимым условиям для возникновения жизни[23].
Вселенная образовалась с небольшим перевесом (около одной миллиардной доли) обычного вещества над антивеществом. После их взаимной аннигиляции на ранней стадии развития мира оставшаяся материя послужила сырьем для образования и галактик, и разумных существ. Этот изначальный избыток обычного вещества является одним из исходных параметров, характеризующих рождение Вселенной. Если бы этот параметр выражался бы другим числом, то и Вселенная была бы другой. Загадочная с точки зрения физики крохотная асимметрия между веществом и антивеществом обусловлена Божественным замыслом, приведшим к возникновению и существованию жизни.
Элементный состав Вселенной обусловлен рядом удивительных числовых совпадений физики микромира. Одно из них связано с поразительным числовым соответствием между фундаментальной постоянной слабого взаимодействия αω, ответственной за превращения элементарных частиц, с одной стороны и определенной комбинацией гравитационной постоянной αg с массами электрона и протона – me и mp соответственно, с другой[24].
23
Девис П. Случайная Вселенная. М., «Мир», 1985. Физическая энциклопедия, т. 3, с. 260. М., Большая Российская энциклопедия, 1992.