Джордж Эллис - Далекое будущее Вселенной Эсхатология в космической перспективе

• Название: Далекое будущее Вселенной Эсхатология в космической перспективе
• Автор: Джордж Эллис
• Издательство: ББИ
• Жанр: Философия
• Год: 2012
• ISBN: 978–5-89647–271–1

Настанет ли в процессе развития вселенной такой момент, когда существование человечества подойдет к концу? И как насчет самой вселенной — погибнет ли она когда‑нибудь или будет существовать вечно? Подборка рассуждений на эти темы представлена в сборнике «Вселенная в далеком будущем», вышедшем под редакцией Джорджа Эллиса и состоящем из восемнадцати статей. Различные перспективы, обсуждаемые авторами этой книги, базируются на научных открытиях прошлого и настоящего, проецируемых в будущее. Эти рассуждения стимулируют, бросают вызов, побуждают к дальнейшим размышлениям, однако не дают забывать о том, что, возможно, наши теории не удастся проверить до конца времен.

Просуществует ли вселенная еще сто миллиардов лет? Не претерпит ли катастрофического превращения наше нынешнее пространство, обратившись в иное пространство с иными физическими законами? Можем ли мы построить богословие будущей вселенной? В этой книге ведущие богословы, философы и ученые вместе обсуждают далекое прошлое и далекое будущее вселенной — космические эпохи, масштаб которых несравним с опытом всего человечества. Среди авторов — известнейшие специалисты: Джон Бэрроу, Пол Дэвис, Роберт Рассел, Фримэн Дайсон и другие. Богослов Юрген Мольтман вносит неожиданный, но важный вклад в разработку темы, исследуя мотивы христианской эсхатологии в применении к будущему вселенной.

Это поистине поворотная книга. Изложенные ведущими учеными представления о судьбе нашей вселенной сочетаются здесь с философскими прозрениями известных богословов. Никому прежде не удавалось осуществить подобный синтез. Книга отличается новизной представленных в ней взглядов, оригинальностью и глубиной.

Грегори Бенфорд,

Калифорнийский университет

---

6. Corliss, J.В., "Hot Springs and the Origin of Life", Nature, 347, 624 (1990).

7. Crick, F., and Orgel, L. E., "Directed Panspermia", Icarus, 19, 341–46 (1973).

8. Frank, F. C., Phil Mag, 42, 1014 (1951).

9. Gesteland, R. F., Cech, T. R., and Atkins, J. F., The RNA World, 2nd ed. (Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, N. Y., 1999).

10. Gilbert, W., "The RNA World", Nature, 319, 618 (1986).

11. Holm, N. G., ed., Marine Hydrothermal Systems and the Origin of Life (Kluwer Academic Publications, Dordrecht, 1992).

12. Kohn, J. A, Eckart, D. W., and Cook, C. F., "Crystallography of the Hexagonal Ferrites", Science, 172, 519–25 (1971).

13. Maurette, M., "The Oklo Reactor", Annual Reviews of Nuclear and Particle Science, 26, 319 (1976). Described in Barrow, J. D., Impossibility: The Limits of Science and the Science of Limits (Oxford University Press, Oxford, 1998), 187.

14. McHardy, W. J., Wilson, M. J., and Tait, J. M., "Electron Microscope and X‑ray Diffraction Studies of Filamentous Illitic Clay from Sandstones of the Magnus Field", Clay Minerals, 17, 23–39 (1982).

15. Schrodinger, Е., What Is Life? (Cambridge University Press, Cambridge, 1944), chapter 4.

16. Shapiro, R., "Prebiotic Ribose Synthesis: A Critical Analysis", Orig. Life Evol Bio., 18, 71–85 (1988).

17. Shapiro, R., "The Pre‑biotic Role of Adenine: A Critical Analysis", Orig. LifeEvol. Bio., 25, 83–98 (1995).

18. Sherrington, C, Man on His Nature (1937 Gifford Lecture; Cambridge University Press, Cambridge, 1940), chapter 3.

19. Siffert, В., "Clay Synthesis: The Role of Organic Complexing Agents", in Clay Minerals and the Origin of Life, eds. A. G. Cairns‑Smith and H. Hartman (Cambridge University Press, Cambridge, 1986), 75–78.

20. Turner, G., Stewart, В., Baird, Т., Peacock, R. D., and Cairns‑Smith, A. G. "Layer Morphology and Growth Mechanisms in Barium Ferrites" J. Cry. Or., 158, 276–83 (1996).

8. Время без конца Физика и биология в открытой вселенной [45]

Фримэн Дж. Дайсон

Приведены количественные оценки трех классов феноменов, способных возникнуть в открытой космологической модели фридманновского типа. (1) Нормальные физические процессы, происходящие в течение очень долгих сроков. (2) Биологические процессы, возникающие в результате адаптации жизни к низким температурам в соответствии с постулированным нами законом масштабирования. (3) Радиокоммуникация между формами жизни, существующими в различных частях вселенной. Общее заключение этого анализа — открытую вселенную не обязательно ждет конечное состояние вечного покоя. Если предполагаемые градационные законы масштабирования верны, то жизнь и коммуникация, используя ограниченное количество энергии, могут существовать вечно.

Лекция I. Философия

Год назад Стивен Уэйнберг опубликовал замечательную книгу «Первые три минуты» (Weinberg, 1977); в ней он рассказывает широкой публике о том, каково состояние наших знаний о рождении вселенной. В шестой главе книги он подробно описывает, каким образом на пути наблюдения и изучения вселенной встала робость наших теоретиков:

Такое часто случается в физике: наша ошибка не в том, что мы слишком серьезно относимся к своим теориям, а в том, что не принимаем их всерьез. Нелегко в полной мере осознать, что цифры и уравнения, с которыми мы играем у себя за столом, имеют какое‑то отношение к реальному миру. Хуже того, порой, кажется, возникает какое‑то молчаливое соглашение о том, что определенные феномены просто не годятся для серьезного теоретического и экспериментального изучения. Альфер, Герман и Гамов (1948) заслуживают величайшего уважения прежде всего за то, что вообще решились серьезно рассмотреть вопрос о новорожденной вселенной и попытались понять, какие из известных нам физических законов применимы к первым трем минутам ее существования. Но даже они не сделали последнего шага — не убедили радиоастрономов поискать микроволновый радиационный фон. Самый важный из результатов, достигнутых открытием радиационного фона с температурой 3°К (Пенсиас и Уилсон, 1965): оно наконец заставило людей всерьез задуматься о том, что ранняя вселенная действительно существовала.

Благодаря Пенсиасу и Уилсону, Уэйнбергу и другим, изучение начала вселенной в наше время считается вполне серьезным и уважаемым занятием. Профессиональным физикам, занятым первыми тремя минутами — или первой микросекундой — больше не приходится смущаться, говоря о своей работе. А вот с концом вселенной все обстоит совсем по–другому. Разыскивая литературу по этой теме, я нашел всего несколько статей (Rees, 1969; Davies, 1973; Islam, 1977 и 1979; Barrow and Tipler, 1978). Разумеется, список не полон. Однако в этих статьях поражает их извиняющийся или шутливый тон, как будто сами авторы умоляют не принимать их всерьез. В наше время исследование отдаленного будущего предстает таким же сомнительным занятием, каким было тридцать лет назад исследование далекого прошлого. Я в особенном долгу перед Джама–лем Исламом за черновик его статьи, опубликованной в 1977 году, который впервые заставил меня серьезно задуматься об отдаленном будущем. Надеюсь, эти мои лекции приблизят наступление дня, когда эсхатология, наука о конце вселенной, из раздела богословия превратится в серьезную и уважаемую научную дисциплину.

Сам Уэйнберг не избежал предрассудков, которые я стараюсь развеять. В конце своей книги, посвященной прошлому вселенной, он дает краткое приложение, касающееся ее будущего. Первые три минуты он описывает на ста пятидесяти страницах, а всему, что ждет нас дальше, отводит всего пять страниц. Если оставить в стороне технические подробности, его взгляд на будущее выражается одной фразой:

Чем понятнее для нас вселенная, тем бессмысленнее она нам представляется.

Здесь Уэйнберг, возможно сам того не желая, указывает на реальную проблему. Невозможно детально описать долгосрочное будущее вселенной, не учитывая влияния жизни и разума. Невозможно вычислить способности жизни и разума, не затрагивая хотя бы вскользь философских вопросов. Если мы хотим понять, как может разумная жизнь использовать физическое развитие вселенной в своих собственных целях, нам не удастся полностью избежать вопроса о том, каковы могут быть ценности и цели разумной жизни. Но стоит упомянуть слова «ценность» и «цель» — и мы на полном ходу врезаемся в одно из жесточайших табу, установленных наукой XX века. Послушаем, что говорит Жак Моно (1970), первосвященник научной рациональности, в своей книге «Случайность и необходимость»:

Всякое смешение знания с ценностями незаконно и недопустимо.

Моно — один из основателей молекулярной биологии. Страшно подпадать под его анафему. И все же я рискну с ним поспорить и других постараюсь подвигнуть на то же самое. Табу на смешение знания с ценностями пришло к нам из XIX века, из великой битвы между биологами–эволюционистами во главе с Томасом Гексли и церковниками под предводительством епископа Уилберфорса. Гексли битву выиграл, но и сто лет спустя Моно и Уэйнберг все еще сражались с призраком епископа Уилберфорса. В наше время у физиков нет причин опасаться этого призрака. Если анализ отдаленного будущего приведет нас к вопросам, связанным с темами конечного смысла и цели жизни — давайте исследовать эти вопросы смело и без стеснения. И что за беда, если наши ответы на эти вопросы окажутся наивными и незрелыми? Значит, наука по–прежнему жива — и ей есть куда двигаться.

В этих лекциях я постараюсь исследовать будущее так же, как Уэйнберг в своей книге исследовал прошлое. Мои высказывания будут просты, даже примитивны, но неизменно подкреплены цифрами. Моя цель — установить количественные параметры судьбы вселенной. Извиняться за то, что смешиваю философские рассуждения с математическими уравнениями, я не собираюсь.

Две простейшие космологические модели (Weinberg, 1972) описывают универсальную вселенную с нулевым давлением, открытую или закрытую. Геометрия закрытой вселенной описывается уравнением

ds2 = R2[dψ2 — dχ2 — sin2χdΩ2], (1)

где χ — пространственная координата, движущаяся вместе с материей, ψ — временная координата, связанная с физическим временем t по формуле:

t = Т0 (ψ — sinψ), (2)

a R — радиус вселенной, заданный по формуле:

R = сТ0 (1 — cosψ), (3)

Вселенная в целом представлена в системе пространственно–временных координат (ψ, χ) как конечный прямоугольный параллелепипед:

О< ψ< 2π, 0< χ< π. (4)

Вселенная замкнута как в пространстве, так и во времени. Общая ее протяженность —

2πТ0, (5)

где Т0 — в принципе измеряемое количество. Если наша вселенная описывается этой моделью, значение Т0 должно составлять, как минимум, 1010 лет.

Простейшая модель универсальной открытой вселенной с нулевым давлением описывается уравнением:

ds2 = R2[dψ2 — dχ2 — sinh2χdΩ2], (6)

где

t = T0 (sinnψ — ψ), (7)

R = cT0 (coshψ — 1), (8)

а координаты (?; ?) простираются в бесконечность:

О< ψ< ∞, 0< χ< ψ (9)

Открытая Вселенная определена сразу в пространстве и во времени.

Модели (1) и (6) — это лишь простейшие из возможностей. В литературе можно найти множество иных, куда более сложных моделей. Но для наших целей достаточно обсудить (1) и (6) как примеры открытой и закрытой вселенных. Вопрос о том, является ли наша вселенная открытой или закрытой, можно разрешить только наблюдением. Этого вопроса я больше касаться не буду, замечу лишь, что мои философские убеждения свидетельствуют в пользу открытой вселенной, и имеющиеся у нас данные наблюдений не исключают этой возможности (Gott, Gunn, Schramm, and Tinsley, 1974 и 1976).