Войти
Характеристика Вселенной как точно настроенной предполагает, что возникновение жизнь во Вселенной очень чувствительна к значениям некоторых фундаментальных физических констант, и что наблюдаемые значения по какой-то причине маловероятны. Если бы значения каких-либо определенных свободных параметров в современных физических теориях незначительно отличались от наблюдаемых, эволюция Вселенной протекала бы совсем иначе, и жизнь в ее понимании могла бы быть невозможна.
Были предложены различные объяснения этой кажущейся точной настройки. Однако вера в то, что наблюдаемые значения требуют объяснения, зависит от предположений о том, какие значения являются вероятными или «естественными» в некотором смысле. В качестве альтернативы, антропный принцип можно понимать как тавтологию наблюдаемых ценностей и не требующую объяснения.
В 1913 году химик Лоуренс Джозеф Хендерсон (1878–1942) написал «Пригодность окружающей среды», одну из первых книг, исследующих концепции точной настройки во Вселенной. Хендерсон обсуждает важность воды и окружающей среды по отношению к живым существам, указывая на то, что жизнь полностью зависит от очень специфических условий окружающей среды на Земле, особенно в отношении распространенности и свойств воды.
В 1961 году физик Роберт Х. Дике утверждал, что определенные силы в физике, такие как гравитация и электромагнетизм, должен быть идеально настроен, чтобы жизнь могла существовать где угодно во вселенной. Фред Хойл также выступал за точную настройку вселенной в своей книге 1984 года «Интеллектуальная вселенная». «Список антропных свойств, очевидных происшествий небиологического характера, без которых углеродная и, следовательно, человеческая жизнь не могла бы существовать, обширен и впечатляет».
Вера в тонко настроенную вселенную привела к ожидание, что Большой адронный коллайдер предоставит доказательства физики, выходящей за рамки стандартной модели. Однако к 2012 году результаты LHC исключили класс суперсимметричных теорий, которые, возможно, объясняли тонкую настройку.
Предпосылка тонкой настройки. Утверждение настроенной вселенной состоит в том, что небольшое изменение некоторых физических констант сделало бы Вселенную радикально другой. Как заметил Стивен Хокинг : «Законы науки, какими мы их знаем в настоящее время, содержат множество фундаментальных чисел, таких как размер электрического заряда электрона и соотношение масс протона и электрон.... Примечательный факт состоит в том, что значения этих чисел, кажется, были очень точно отрегулированы, чтобы сделать возможным развитие жизни. "
Если бы, например, сильное ядерное взаимодействие составляло 2% сильнее, чем она есть (т.е. если константа связи, представляющая его силу, была бы на 2% больше), в то время как другие константы оставались неизменными, дипротоны были бы стабильными; По словам физика Пола Дэвиса, водород плавит в них вместо дейтерия и гелия. Это радикально изменило бы физику звезд и, по-видимому, исключило бы существование жизни, подобной той, что мы наблюдаем на Земле. Существование дипротона привело бы к короткому замыканию медленного синтеза водорода в дейтерий. Водород будет плавиться так легко, что вполне вероятно, что весь водород Вселенной будет израсходован в первые несколько минут после Большого взрыва. Однако этот «аргумент дипротонов» оспаривается другими физиками, которые подсчитали, что пока увеличение силы составляет менее 50%, звездный синтез может происходить, несмотря на существование стабильных дипротонов.
Точная формулировка идея осложняется тем фактом, что физики еще не знают, сколько существует независимых физических констант. Текущая стандартная модель физики элементарных частиц имеет 25 свободно настраиваемых параметров, а общая теория относительности имеет один дополнительный параметр, космологическая постоянная, которая известна как ненулевое, но очень маленькое по стоимости. Однако, поскольку физики не разработали эмпирически успешную теорию квантовой гравитации, не существует известного способа объединить квантовую механику, от которой зависит стандартная модель, и общую теорию относительности. Без знания этой более полной теории, которая предположительно лежит в основе стандартной модели, окончательный подсчет числа действительно независимых физических констант невозможен. В некоторых кандидатских теориях количество независимых физических констант может быть равно единице. Например, космологическая постоянная может быть фундаментальной константой, но также делались попытки вычислить ее на основе других констант, и, по словам автора одного из таких вычислений, «небольшое значение космологической постоянной говорит нам о том, что удивительно точная и совершенно неожиданная связь существует между всеми параметрами Стандартной модели физики элементарных частиц, голой космологической постоянной и неизвестной физикой ».
Мартин Рис формулирует тонкую -настройка Вселенной с точки зрения следующих шести безразмерных физических констант.
Более ранним примером является состояние Хойла, третье по величине энергетическое состояние. состояние ядра углерода-12 с энергией 7,656 МэВ над основным уровнем. Согласно одному расчету, если бы уровень энергии в штате был ниже 7,3 или больше 7,9 МэВ, углерода было бы недостаточно для поддержания жизни. Кроме того, чтобы объяснить обилие углерода во Вселенной, состояние Хойла необходимо дополнительно настроить на значение от 7,596 до 7,716 МэВ. Аналогичный расчет, сосредоточенный на основных фундаментальных константах, которые вызывают различные уровни энергии, заключает, что сильная сила должна быть настроена с точностью не менее 0,5%, а электромагнитная сила - с точностью до не менее 4%, чтобы не допустить значительного снижения производства углерода или кислорода.
Немного большее количество темной энергии или немного большее значение космологической постоянной могли бы вызвать пространство, чтобы расширяться достаточно быстро, чтобы не могли образоваться галактики.
Аргумент тонко настроенной вселенной относительно образования жизни предполагает, что возможны только формы жизни на основе углерода, иногда называемый угольным шовинизмом. Концептуально альтернативная биохимия или другие формы жизни возможны.
Существуют аргументы точной настройки, которые натуралистичны. Во-первых, как упоминалось в разделе предпосылки, точная настройка может быть иллюзией: мы не знаем истинного числа независимых физических констант, которое может быть небольшим и даже уменьшиться до единицы. И мы не знаем ни законов «фабрики потенциальной вселенной», то есть диапазона и статистического распределения, управляющих «выбором» для каждой константы (включая произвольный выбор единиц и точный набор констант). Тем не менее, по мере развития современной космологии были предложены различные гипотезы, не предполагающие скрытого порядка. Один из них - колеблющаяся вселенная или мультивселенная, где постулируются фундаментальные физические константы, которые разрешаются в случайные значения в различных итерациях реальности.. Согласно этой гипотезе, отдельные части реальности имели бы совершенно разные характеристики. В таких сценариях появление тонкой настройки объясняется как следствие слабого антропного принципа и смещения выбора (в частности, смещения выжившего ), что только эти вселенные с фундаментальными константами, благоприятными для жизни (такими как вселенная, которую мы наблюдаем), возникли бы и развились живые существа, способные размышлять над вопросами происхождения и тонкой настройки. Все другие вселенные были бы совершенно невидимы для таких существ.
Гипотеза Мультивселенной предполагает существование множества вселенных с разными физическими константами, некоторые из которых благоприятны для разумной жизни (см. мультивселенная: антропный принцип ). Поскольку мы разумные существа, неудивительно, что мы оказались в гостеприимной вселенной, если существует такая мультивселенная. Поэтому считается, что гипотеза Мультивселенной обеспечивает элегантное объяснение того факта, что мы существуем, несмотря на необходимую тонкую настройку. (См. Подробное обсуждение аргументов за и против этого предложенного объяснения.)
Идея мультивселенной привела к значительным исследованиям антропного принципа и вызвала особый интерес для физики элементарных частиц, потому что теории всего действительно порождают большое количество вселенных, в которых физические константы сильно различаются. Пока нет доказательств существования мультивселенной, но некоторые версии теории делают прогнозы, которые некоторые исследователи, изучающие M-теорию и утечки гравитации, надеются вскоре увидеть некоторые доказательства. Некоторые теории мультивселенной нельзя опровергнуть, поэтому ученые могут неохотно называть любую теорию мультивселенной "научной". UNC-Chapel Hill профессор Лаура Мерсини-Хоутон утверждает, что холодная точка WMAP может предоставить проверяемые эмпирические доказательства для параллельной вселенной, хотя позже это утверждение было опровергнуто, поскольку холодное пятно WMAP оказалось не более чем статистическим артефактом. Варианты этого подхода включают концепцию Ли Смолина о космологическом естественном отборе, вселенную Экпиротика и теорию вселенной Пузыря.
Критики объяснений, связанных с мультивселенной, утверждают, что нет никаких независимых свидетельств существования других вселенных. Некоторые критикуют вывод из точной настройки жизни на мультивселенную как ошибочный, тогда как другие защищают его от этой проблемы.
Стивен Хокинг вместе с Томасом Хертогом из ЦЕРН, предположил, что начальные условия Вселенной состояли из суперпозиции многих возможных начальных условий, лишь небольшая часть которых способствовала условиям, которые мы видим сегодня. Согласно их теории, мы неизбежно находим «тонко настроенные» физические константы нашей Вселенной, поскольку текущая Вселенная «отбирает» только те прошлые истории, которые привели к нынешним условиям. Таким образом, нисходящая космология дает антропное объяснение того, почему мы находимся во вселенной, которая допускает материю и жизнь, не ссылаясь на онтическое существование Мультивселенной.
Одна из гипотез состоит в том, что Вселенная могла быть создана сверхвселенными пришельцами. Некоторые полагают, что это решит проблему того, как мог появиться дизайнер или команда дизайнеров, способных настроить Вселенную. Космолог Алан Гут считает, что люди со временем смогут создавать новые вселенные. Подразумевается, что предыдущие разумные сущности могли создать нашу вселенную. Эта идея приводит к возможности того, что сверхуниверсальный дизайнер / дизайнеры сами являются продуктом эволюционного процесса в своей собственной вселенной, которая, следовательно, должна быть способна поддерживать жизнь. Однако это также поднимает вопрос о том, откуда взялась эта вселенная, что приводит к бесконечному регрессу.
Теория Конструктора Вселенной Джона Гриббина предполагает, что Вселенная могла быть создана сознательно развитой цивилизацией. в другой части Мультивселенной, и что эта цивилизация могла быть ответственна за Большой взрыв.
Некоторые ученые, теологи и философы, а также некоторые религиозные группы утверждают, что провидение или творение ответственны за тонкую настройку.
Христианский философ Элвин Плантинга утверждает, что случайный случай, примененный к единственной и единственной вселенной, только поднимает вопрос о том, почему эта вселенная может быть настолько «удачливой», что имеет точные условия, поддерживающие жизнь по крайней мере в каком-то месте ( Земля) и время (в пределах миллионов лет от настоящего).
Одна из реакций на эти очевидные колоссальные совпадения - рассматривать их как обоснование теистического утверждения о том, что вселенная была создана личным Богом, и как предлагающий материал для должным образом сдержанных теистических аргументов - отсюда штраф аргумент настройки. Как будто существует большое количество циферблатов, которые необходимо настроить в чрезвычайно узких пределах, чтобы в нашей Вселенной стала возможной жизнь. Крайне маловероятно, что это должно произойти случайно, но гораздо более вероятно, что это должно произойти, если есть такая личность, как Бог.
— Элвин Плантинга, "Путаница Докинза: натурализм до абсурда"Это прекрасно - настройка вселенной цитируется философом и христианским апологетом Уильямом Лэйном Крейгом как свидетельство существования Бога или какой-либо формы интеллект, способный манипулировать (или разрабатывать) основную физику, которая управляет вселенной. Крейг, однако, утверждает, что «постулат божественного Создателя не решает для нас религиозного вопроса».
Философ и теолог Ричард Суинберн приходит к выводу о дизайне, используя байесовскую вероятность.
Ученый и теолог Алистер МакГрат указал, что тонкая настройка углерода ответственна даже за способность природы настраиваться на себя в любой степени.
Весь процесс биологической эволюции зависит от необычной химии углерода, что позволяет ему связываться с самим собой, а также с другими элементами, создавая очень сложные молекулы, которые устойчивы при преобладающих земных температурах и способны передавать генетическую информацию (особенно ДНК). […] Хотя можно утверждать, что природа создает свою собственную тонкую настройку, это может быть сделано только в том случае, если изначальные составляющие вселенной таковы, что может быть инициирован эволюционный процесс. Уникальный химический состав углерода - это высшая основа способности природы настраиваться.
Физик-теоретик и англиканский священник Джон Полкингхорн заявил: «Тонкая антропная настройка слишком примечательна, чтобы ее можно было игнорировать как просто счастливая случайность. "
Философский портал  | В Викицитатнике есть цитаты, связанные с: Тонко настроенная вселенная |
