Иерархическое измерение Вселенной

Геннадий Тищенко. Космическая мадонна. 2011. Почтовая открытка

Человечество упорно пытается найти какие-то признаки внеземной жизни во Вселенной. Одна из важных причин этого стремления – убедиться, что мы возникли на этих холодных просторах космоса не случайно. И, следовательно, не погибнем от другой случайности. И не исчезнем бесследно...

Вселенский казус

Все варианты научного обоснования неслучайности жизни во Вселенной можно разделить на практические и теоретические.

Практические варианты осуществляют космонавтика и радиоастрономия. Космонавтика в том числе занимается поиском признаков жизни на других планетах Солнечной системы, в первую очередь на Марсе. Увы, другая жизнь пока не обнаружена, и скорее всего ее там нет.

Что касается радиоастрономии, то поиск сигналов с ближайших обитаемых планет проходит уже много десятилетий в рамках программы SЕТI (англ. Search for Extraterrestrial Intelligence – общее название проектов и мероприятий по поиску внеземных цивилизаций). Пока не обнаружено никаких сигналов, и энтузиазм радиоастрономов уже угасает.

Можно ли теоретически доказать, опираясь на известные законы физики, химии и биологии, что жизнь возникает во Вселенной закономерно? Что об этом говорят различные науки?

Биология. Поиск доказательств закономерного возникновения жизни из первичного бульона ведется биологами около 100 лет. Для начала биологам нужно доказать, что из первичного неорганического химического бульона при определенных условиях может сама по себе возникнуть биологическая молекула. А уж потом – клетки и все остальное.

Но все расчеты показали, что при любых допущениях вероятность спонтанного возникновения из неорганической среды даже биологических молекул ничтожна. В 1962 году нобелевский лауреат, биохимик Макс Перуц опубликовал расчеты, согласно которым для образования одной белковой молекулы, состоящей, к примеру, из 539 аминокислот, расположенных в строго определенной последовательности, потребовалось бы пространство, значительно превосходящее размеры нынешней Вселенной, до отказа наполненное аминокислотами всех 20 существующих типов, которые непрерывно комбинировались бы между собой в течение многих триллионов лет.

Для тех, кого это не убеждает, – другой пример. Вероятность спонтанного возникновения подобной молекулы равна тому, что ураган, проносящийся над свалкой, соберет самолет Boeing 737.

Итак, даже биологическая молекула не может возникнуть стихийно без какого-то управляющего воздействия, что уж там говорить о клетке, в которой таких молекул тысячи. А поскольку наука (не отдельные ученые, а именно наука в целом) существование Творца отрицает, то биологи вынуждены делать вывод: жизнь на Земле – явление совершенно случайное, и повторно нигде во Вселенной она возникнуть не могла. Проще говоря, жизнь на Земле – вселенский казус.

Тонкая настройка на жизнь

Как ни странно, но именно в космологии, в этой весьма далекой от биологии области, возникло четкое представление о неслучайном возникновении жизни во Вселенной.

В середине 70-х годов прошлого столетия физиками широко обсуждалась проблема тонкой настройки Вселенной.

Человек во столько раз больше мельчайшего организма на планете – вируса, во сколько раз он меньше биосферы в целом. Таким образом, человек занимает центральное пропорциональное положение на интервале масштабов земной жизни.  Рис. А. Кинсбурского по идее автора

Тонкая настройка Вселенной (от англ. fine-tuning) – концепция в теоретической физике, согласно которой в основе Вселенной лежат не произвольные, а строго определенные значения фундаментальных констант, входящих в физические законы. В состав минимального списка этих фундаментальных мировых констант обычно включают скорость света (c), гравитационную постоянную (G), постоянную Планка (h), массу электрона и протона и заряд электрона (e).

Многие философы и ученые, знакомые с темой тонкой настройки Вселенной, пришли к выводу, что Вселенная создана именно такой, какая нужна для возникновения в ней жизни. Другими словами, Вселенная – это очень удобный «дом» для жизни. Здесь даже все константы физики именно такие, какие нужны для ее возникновения и развития. Очень хорошо об этом сказал известный физик Дж. Уилер: «Не только человек адаптирован к Вселенной. Сама Вселенная адаптирована к человеку».

Почему астрофизики стали проверять постоянство констант? Оказывается, к этому их подвела другая проблема – так называемый парадокс больших чисел.

В 30-х годах прошлого столетия английские физики Артур Эддингтон и Поль Дирак выявили проблему больших чисел. Анализируя физические константы, они обнаружили постоянное присутствие величины 1040: общее число нуклонов во Вселенной – 1080, число протонов в звезде – 1040.

Над решением загадки больших чисел бились все великие физики ХХ века, включая Эйнштейна. Именно эта проблема заставила проверять постоянство физических констант, ибо если размеры и возраст Вселенной (которые входят в расчеты при получении больших чисел) меняются, то мы живем в уникальное время, когда все космологические константы сошлись вокруг этого большого числа 40 (во всех работах с большими числами используются десятичные логарифмы, ведь, чтобы изобразить число 10 в 40-й степени, необходимо к единице приписать 40 нулей).

Но все проверки показали – константы оставались неизменными с момента возникновения Вселенной. А как побочный (!) результат анализа проблемы больших чисел выяснилось, что даже незначительное изменение хотя бы одной из множества констант делает немыслимым возникновение известных нам форм жизни и, следовательно, человека. Таким образом, антропный принцип возник из анализа проблемы больших чисел.

При этом саму загадку больших чисел разгадать так никому и не удалось, и про нее стали постепенно забывать. А вот антропный принцип вызвал бурную дискуссию в 70-х годах прошлого века и до сих пор временами всплывает в различных работах.

Итак, ученые-космологи, по сути дела, нашли доказательства (пусть и косвенные), что жизнь во Вселенной не случайна, да и вообще вся Вселенная создана под нас (и для нас?).

Проблема больших чисел, однако, интересна лишь астрофизикам и космологам. Биологи на нее вообще не реагируют, так как привыкли оперировать гораздо меньшими величинами. Подавляющее большинство обычных людей даже понять не могут ее сути, ведь они не привыкли к таким огромным величинам.

Складывается парадоксальная ситуация. С одной стороны, космологи практически уверены в неизбежности возникновения жизни во Вселенной. С другой стороны, биологи доказывают, что она могла возникнуть лишь в результате невероятной случайности, а, следовательно, никакой закономерности в ее появлении нет. К тому же астрономы ничего не обнаружили живого на планетах и во Вселенной.

В этом противоречии скрыта глобальная проблема всей современной науки, которая разделила мир на отдельные ячейки. Практически никто не исследует целостность мира научными методами.

Центровые люди

Исследуя проблему больших чисел, я еще в 1970-е годы обнаружил один удивительный факт.

Начнем с того, что у Вселенной есть свои масштабные границы. «Сверху» мы ограничены пределами радиуса Метагалактики (около 1028 см), а «снизу» в микромире есть другая граница размеров – фундаментальная длина Планка (10–33 см). Планк еще в 1900 году доказал, что во Вселенной ничего меньше быть не может, если оставаться в рамках современных представлений физики. Итак, мы живем в широком спектре размеров, но при всей его широте у него есть границы. Скорее всего это границы нашего способа познания. Но ведь и границы Земли – это границы для нашего способа перемещения.

Всего 61 порядок отделяет нижнюю границу (планковская длина, максимон) от верхней (радиус Метагалактики). И в пределах этого интервала заключены все без исключения объекты, которые мы знаем, – от нейтрино до скопления галактик. Причем расположены они строго периодически с шагом в 5 порядков.

Живая клетка, основа всего живого на планете, во столько раз больше максимона (фундаментальной частицы Планка), во сколько раз она меньше всей Метагалактики. Таким образом, источник жизни находится точно в пропорциональном центре Вселенной.

Но если есть какие-то границы, то всегда интересно посмотреть, что удалено от них в равной степени. Что же находится в центре этого самого масштабного диапазона Вселенной (МЦВ – масштабный центр Вселенной).

Несложный арифметический расчет приводит нас к величине в 50 микрон. Именно этот размер имеет право называться масштабным центром Вселенной.

Поразительно то, что именно таковы средние размеры клеток, из которых мы и состоим (бактерии и вирусы меньше и расположены на несколько порядков левее масштабного центра Вселенной). При всем разнообразии большинство ядерных клеток имеют размеры в пределах от 10 до 100 микрон, соответственно 50 микрон – средний размер для всех клеток планеты и одновременно среднепропорциональный размер Вселенной.

Но еще более поразительно то, что ядра всех половых клеток (от комара до кита) имеют практически один размер – те же 50 микрон. И разброс здесь совсем незначительный: +/– 5 микрон. Таким образом, ядра клеток, в которых, собственно, и хранятся геномы всех живых существ планеты, находятся с высочайшей степенью точности (учитывая размах значений) в масштабном центре Вселенной. И это не менялось за все миллиарды лет эволюции.

И не только клетка

Сам по себе пропорциональный центр на интервале всех размеров Вселенной – явление уникальное, но не единственное. В аналогичном центральном положении находится и человек. Его средний рост во столько раз больше размеров вирусов, во сколько раз он меньше размеров биосферы (Земли). И тут уж не скажешь, что границы нам плохо известны – все давно и точно измерено.

В связи с этим возникает закономерный вопрос: что же это – масштабное измерение? Что из того, что клетка во столько раз меньше Метагалактики, во сколько раз она больше фундаментальной длины Планка? Что из того, что клетка находится в масштабном центре Вселенной? Мало ли бывает случайных совпадений, тем более при таких больших величинах...

Сомнения, безусловно, есть. Но сам по себе факт достоин обсуждения. Ведь обсуждалась же проблема больших чисел и ее следствие – антропный принцип.

Клетка в центре масштабного диапазона Вселенной и человек в центре масштабного диапазона жизни на Земле, судя по всему, находятся не случайно. Это ставит вопрос о том, какую роль играет это самое масштабное измерение во Вселенной?

Автор более 40 лет исследует эту тему. Общий вывод: жизнь во Вселенной – явление неизбежное. Это еще одно доказательство ее закономерности и, следовательно, неуничтожимости. Но что нам дает в целом знание того, что клетка находится в центре какого-то там масштабного диапазона? Что нам из того, что она во столько раз больше наименьшей частицы Вселенной, во сколько раз сама меньше Вселенной?

Само по себе масштабное измерение, размерный ряд – всего лишь цифры, величины. Но ведь есть такое понятие, как иерархия. А физическая иерархия Вселенной – это ее вложенность, включенность. Галактики «вложены» в Метагалактику, звезды «вложены» в галактики, атомы «вложены» в звезды, элементарные частицы... И т.д. С этой точки зрения, клетка находится в центре иерархии материальных форм Вселенной. А это уже звучит гордо! Жизнь находится в иерархическом фокусе всех процессов Вселенной.

А масштабное измерение – это самое простое представление об иерархии форм материи во Вселенной. И, более того, вдоль этого масштабного измерения материя организована периодически и, более того, гармонически. Весь масштабный диапазон Вселенной имеет гармонический характер, который образует 12 полуволн (классов) по 5 порядков каждый. Вершины и впадины гармоники – наиболее распространенные и важные для нас объекты.

Иерархическое измерение Вселенной – понятие совершенно новое и раньше в науке не рассматривалось. Но тот факт, что в центре этого измерения возникают все формы жизни, стимулирует дальнейшее его исследование.

И, кстати, прости, Коперник! Жизнь вновь возвращается в центр мироздания!