Аргумент тонкой настройки

Материал из РациоВики
Перейти к: навигация, поиск

Аргумент тонкой настройки (AA110) основывается на теоретическом выводе, полученном в рамках современной науки (физики, астрофизики и космологии), что многие параметры нашей Вселенной как будто точно настроены на возможность существования разумной жизни, поскольку при небольшом изменении значений этих параметров разумная жизнь в известной нам форме не смогла бы существовать по тем или иным причинам. При этом пока не известны точно причины, по которым данные параметры приняли именно эти значения. Апологеты полагают, будто это указывает на разумный замысел Вселенной и игнорируют альтернативные возможные объяснения.

Суть аргумента[править]

Современные физические теории, описывающие реальность на фундаментальном уровне, (квантовая механика, Стандартная модель физики элементарных частиц, общая теория относительности, теория Большого взрыва) включают в себя множество различных "свободных" параметров, значения которых пока ещё не объясняются существующими ныне теориями и берутся просто из эксперимента. Таким образом, современная наука ещё не знает, почему эти параметры имеют именно такие, а не иные значения. К этим параметрам относятся, например, фундаментальные константы физических взаимодействий (гравитационная постоянная, скорость света, постоянная Планка, константы связи сильного ядерного и электрослабого взаимодействий), массы и заряды элементарных частиц, космологическая постоянная, относительная величина начальных флуктуаций плотности в ранней Вселенной и др. При этом теоретические расчёты показывают, что многие из этих параметров выглядят как будто тонко настроенными для возможности существования жизни, потому что изменения значений этих параметров привели бы к тому, что разумная жизнь в известной нам форме не смогла бы существовать или не смогла бы зародиться по тем или иным причинам. По мнению апологетов, данный факт "тонкой настройки" параметров Вселенной для возможности существования разумной жизни указывает на наличие разумного замысла, создавшего Вселенную и настроившего её параметры специально ради жизни человека в ней.

Примеры тонкой настройки[править]

  • Если бы разность масс нейтрона и протона (1,3 МэВ) была бы меньше массы электрона (0,5 МэВ), то в атоме водорода происходил бы обратный бета-распад: протон вступал бы во взаимодействие с электроном с образованием вместо них нейтрона и нейтрино. Это привело бы к нестабильности атома водорода, который просуществовал бы всего около 30 часов. Поскольку массы нейтрона и протона составляют примерно 939 МэВ и 938 МэВ соответственно, это означает, что изменение масс этих частиц всего на одну тысячную долю привело бы к отсутствию во Вселенной водорода – главного ядерного "горючего" для звёзд. Следовательно, не было бы обычных звёзд со всеми вытекающими последствиями. С другой стороны, если бы разность масс нейтрона и протона (1,3 МэВ) была бы больше суммы массы электрона (0,5 МэВ) и энергии связи ядра дейтерия (2,2 МэВ), то в ядре дейтерия мог бы происходить обычный бета-распад нейтрона на протон, электрон и антинейтрино, что привело бы к нестабильности дейтерия, который являлся важным звеном в цепочке ядерных реакций, происходящих в недрах звёзд и приводящих к образованию почти всех химических элементов тяжелее водорода и гелия. Таким образом, получается, что разность масс нейтрона и протона должна быть заперта в относительно узком интервале масс: больше массы электрона, но меньше суммы массы электрона и энергии связи ядра дейтерия. В свою очередь эта разность масс, как и энергия связи дейтерия определяется фундаментальными параметрами (массами кварков, постоянными сильного взаимодействия и др.).[1]
  • Если бы постоянная сильного ядерного взаимодействия (удерживающего протоны и нейтроны в атомных ядрах) была несколько меньше, то ядерные силы оказались бы недостаточны для существования устойчивых атомных ядер.[2]
  • Если бы значение гравитационной постоянной было больше, то температура в недрах звёзд была бы выше, что привело бы к увеличению скорости термоядерных реакций и сокращению времени жизни звёзд. Вследствие этого звёздам и обращающимся вокруг них планетам не хватало бы времени на эволюцию жизни. А если бы значение гравитационной постоянной было ниже, то звёзды были бы слишком холодными, и термоядерные реакции в них вообще не протекали бы, и жизни не только не хватило бы времени на эволюцию, но и вообще не из чего было бы образовываться.
  • Существует также гипотеза, что образование планетных систем, происходящее совместно с образованием звёзд, может успешно происходить только у таких звёзд, которые после образования сохраняют поверхностный конвективный слой (который есть, например, у звёзд типа Солнца, но отсутствует у более массивных звёзд). Если бы гравитационная постоянная имела бы заметно более высокое значение, то звёзды после образования не имели бы поверхностных конвективных слоёв, а значит, не имели бы и планетных систем.[3]
  • Химические элементы, из которых состоит жизнь (кроме водорода) образовались в ходе ядерных реакций в недрах звёзд. Звёзды типа Солнца после окончания в них ядерных реакций и соответствующего выделения энергии превращаются в белые карлики, в которых гравитационное давление уравновешивается давлением вырожденного электронного газа. Однако если масса сжимающегося ядра звезды превышает предел Чандрасекара (равный примерно 1,4 от массы Солнца), то давления вырожденного электронного газа оказывается недостаточным для предотвращения дальнейшего гравитационного сжатия звезды. В этом случае происходит обратный бета-распад: под действием огромного давления электроны "вдавливаются" в протоны, в результате чего образуются нейтроны и нейтрино. В результате ядро звезды превращается в нейтронную звезду (или в чёрную дыру), а поток улетающих нейтрино создаёт сильное давление, приводящее к выбрасыванию остальной массы (оболочки) звезды в окружающее межзвёздное пространство. Выброшенное вещество обогащено тяжёлыми химическими элементами, произведёнными в ходе эволюции звезды (причём элементы тяжелее железа производятся в момент самой вспышки сверхновой), и оно участвует в дальнейшем круговороте вещества: в образовании звёзд следующего поколения, а также обращающихся вокруг них планет и жизни на этих планетах. Чтобы весь этот процесс – включающий взрывы сверхновых, обратный бета-распад, образование нейтрино и выброс вещества в межзвёздную среду – мог происходить, некоторые параметры, включая массы элементарных частиц и величину слабого ядерного взаимодействия, должны быть определённым образом настроены.
  • Центральным химическим элементом, из которого построена известная нам жизнь, является углерод. В звёздах углерод образуется в ходе тройной гелиевой реакции, при которой три ядра гелия сливаются и образуется ядро углерода. Чтобы это могло происходить, ядро атома углерода должно обладать возбуждённым состоянием с энергией определённой величины – 7,82 МэВ. Причём наличие этого состояния сначала было предсказано теоретически на основе данного аргумента, а потом было открыто экспериментально.[4][5] (Хотя по поводу данного факта "тонкой настройки" у учёных нет однозначного мнения. По мнению одних, данное значение энергии допускает вариацию в пределах всего лишь нескольких процентов. Но по мнению некоторых других учёных, в данном случае никакой тонкой настройки вообще не требуется.[Комм. 1])
  • Наблюдаемая структура Вселенной, включающая в себя планеты, звёзды, галактики, скопления галактик и т.д., возникла из первичных небольших неоднородностей распределения вещества (возмущений плотности), существовавших в ранней Вселенной, относительная величина которых составляла 10–5, в результате их последующего гравитационного сжатия и стягивания к себе вещества из окружающей среды. На эти неоднородности действуют две силы: гравитация, которая стремится их сжать, и расталкивание вследствие расширения Вселенной. Поэтому, чтобы из них действительно могли образоваться галактики, звёзды, планеты и проч., величина этих неоднородностей должна быть определённым образом сонастроена со скоростью расширения Вселенной. Если бы их величина была бы меньше в 10 раз, то есть 10–6, галактики оказались бы слишком маленькими, а звёзды – чересчур редкими; взрывы сверхновых происходили бы гораздо реже, и к настоящему времени большая часть Вселенной представляла бы собой чрезвычайно разреженные облака водорода и гелия. Если уменьшить контраст плотности ещё немного, то образование галактик и звёзд станет вообще невозможным. А если бы величина этих первичных неоднородностей была больше в 10 раз, т.е. 10–4, то плотность звёзд в Галактике была бы слишком высокой, что повышало бы вероятности их столкновений друг с другом, в результате чего, им не хватало бы времени для зарождения и эволюции жизни до разумного состояния на обращающихся вокруг них планетах. Если же увеличить контраст первичных возмущений плотности в 100 раз, т.е. до 10–3, то под действием гравитации они быстро превратились бы в чёрные дыры, которые поглотили бы всё окружающее вещество, и во Вселенной не было бы ничего, кроме чёрных дыр.[6] (Однако, как можно заметить из этого обсуждения, значение данного контраста плотности и скорость расширения Вселенной можно менять синхронно друг с другом.)

Логические ошибки[править]

Связанные аргументы[править]

Утверждения креационистов[править]

Литература[править]

  • Вайнберг С. Мечты об окончательной теории: Физика в поисках самых фундаментальных законов природы. – М.: Издательство ЛКИ, 2008.
  • Девис П. Случайная Вселенная. М.: Мир, 1985.
  • Новиков И. Д. Как взорвалась Вселенная. – М.: Наука, 1988.
  • Сасскинд Л. Космический ландшафт: Теория струн и иллюзия разумного замысла Вселенной. – СПб.: Питер, 2015.
  • Смолин Л. Возвращение времени: От античной космогонии к космологии будущего. М.: АСТ: Corpus, 2014.
  • Хокинг С., Млодинов Л. Высший замысел. – СПб.: Амфора, 2012.

Примечания[править]

Комментарии[править]

  1. Чтобы данная реакция могла происходить, энергия данного возбуждённого состояния ядра атома углерода-12 должна быть близка к сумме энергий ядра берилия-8 и ядра гелия. Однако в хорошем приближении соответствующие состояния ядер углерода и бериллия являются просто слабо связанными ядерными молекулами, состоящими из трёх или двух ядер гелия соответственно. Это означает, что энергия данного состояния ядра углерода-12 в любом случае будет составлять сумму энергий ядер беррилия-8 и гелия-4, независимо от самих значений этих энергий. (См. Вайнберг, 2008; Примечание №196 на стр. 238-239.) Другими словами, даже если при изменении фундаментальных параметров энергия данного состояния ядра углерода будет изменяться, энергия других ядер будет также меняться так, что указанное соотношение будет сохраняться. Поэтому никакой тонкой настройки не требуется.

Источники[править]

  1. Новиков, 1988; стр. 142-143.
  2. Новиков, 1988; стр. 143.
  3. Новиков, 1988; стр. 144.
  4. Сасскинд, 2015; стр. 216-217.
  5. Вайнберг, 2008; стр. 171-172. Однако см. также Примечание №196 на стр. 238-239.
  6. Сасскинд, 2015; стр. 218.