Выбрать главу

Безотносительно к указанному соотношению величина гравитационной постоянной как бы специально подобрана строго определенным образом. Это касается и возможности образования небесных тел (в мире, где гравитация была бы чуть слабее, могло бы не быть планет), и судьбы всей Вселенной. Если бы гравитационная постоянная была бы чуть больше, то Вселенная уже не существовала бы.

Вообще судьба Вселенной очень чувствительна не только к величине гравитационной постоянной, но и к средней плотности вещества в ней r. Если эта плотность выше некоторого критического значения rcr ≈ 2·10-29г/см3[36], то Вселенная в конечном счете будет сжиматься. Дополнительная гравитация, связанная с избытком плотности вещества по сравнению с критической, будет притягивать галактики обратно друг к другу. И наоборот, при средней плотности вещества, меньшей критической величины, Вселенная будет открытой – вечно и беспрепятственно расширяться.

Модельные расчеты показывают, что «природа» выбрала практически строгое равенство rα = rcr, ибо только в этом случае Вселенная смогла бы «дожить» до своего возраста[37]. Это означает также и то, что пространство является плоским, то есть его кривизна kα = 0. Но плоская, псевдоевклидова геометрия пространства-времени обусловлена не только соображениями возраста Вселенной, поскольку это единственно возможная геометрия, в которой могут выполняться фундаментальные законы сохранения энергии-импульса и момента количества движения материи[38]. Эти физические законы лежат в основе устройства всех существующих видов материи, в том числе и живой ее формы. Таким образом, с точки зрения возможности существования человека во Вселенной, выполнение равенства rα = rcr следует признать необходимым условием.

Что же говорят об этом наблюдательные данные? Достаточно хорошо измерена плотность вещества излучающих областей галактик, которая оказалась равной приблизительно 0,1rcr. Но из этого факта преждевременно делать заключение об открытости Вселенной. Сегодня отсутствуют методы регистрации «темного» неизлучающего вещества. Есть серьезные основания полагать, что истинная плотность вещества существенно выше. Это связано с хорошо установленным фактом стационарности большей части скоплений галактик. Для обеспечения этой стационарности необходимо удовлетворить условию равновесия (теорема вириала), которое позволяет оценить массу скоплений галактик. Определенная таким образом плотность вещества оказывается примерно на порядок больше значения, определенного по излучению скоплений галактик и, следовательно, rα = rcr[39].

Современные теоретические расчеты показывают, что в самую раннюю эпоху существования Вселенной это равенство должно было выполняться с точностью по крайней мере не хуже 10-60. Если бы эта точность была бы чуть меньше, «всего лишь» 10-57, то Вселенная не «дожила» бы до современной эпохи, а коллапсировала бы несколько миллионов лет спустя после начала расширения. Ясно, что при отсутствии целенаправленного воздействия, «слепая природа» могла бы выбрать любое значение плотности вещества. Поэтому такая ошеломляющая близость ее к критическому значению является одной из величайших «загадок» космологии[40].

Однако никак нельзя отмахнуться от очевидного факта существования галактик, который предполагает отличие кривизны пространства от нуля на относительно малом характерном размере скоплений галактик. Только в космологических масштабах значение k действительно так близко к нулю, как и средняя величина плотности вещества во Вселенной к его критическому значению.

вернуться

36

Линде А. Д. Физика элементарных частиц и инфляционная космология. М., «Наука», 1990.

вернуться

37

Guth A. // Phys. Rev. 1981, v. D 23, p. 347.

вернуться

38

Логунов А. А. // УФН. 1995, т. 165, № 2, с. 187.

вернуться

39

Розенталь И. Л. Элементарные частицы и структура Вселенной. М., «Наука», 1984.

вернуться

40

Guth A. // Phys. Rev. 1981, v. D 23, p. 347.