Наша Вселенная точно настроена для жизни, и есть объяснение, почему это так

С физической точки зрения наша Вселенная кажется невероятно совершенной. Само собой разумеется, что если бы это было не так, жизнь в том виде, в каком мы ее знаем — а на самом деле планеты, атомы и все остальное — не существовало бы.

Три физика из США, Франции и Кореи выдвинули новое объяснение того, почему жизнь, Вселенная и все, что в ней, вообще такие.

По какой-то причине количество энергии — или, точнее, масса, которую она приравнивает, — и ускоряющееся расширение Вселенной настолько хорошо сбалансированы, что за последние 13 миллиардов лет было достаточно возможностей для интересных вещей.

В обратном случае подавляющая гравитация склеила бы расширение пространства-времени лучше, чем кусок ириски … или была бы настолько слабой, что быстро расширяющаяся Вселенная не оставила бы после себя ничего.

Существующий почти идеальный баланс может быть следствием, так называемой тонкой настройки, процесса в физике, при котором особенности системы обязательно совпадают или уравновешиваются с такой точностью. Если бы это было не так, система просто не выглядела бы так, как есть.

Например, наша Вселенная нейтрально заряжена. По какой-то причине существует почти одинаковое количество протонов, которые нейтрализуют заряд каждого электрона; добавьте еще несколько электронов, и она будет отрицательной, заставляя сгустки вещества раздвигаться.

С другой стороны, это могло быть следствием того, что называется «естественностью». Например, почти идеальное перекрытие Солнца Луной во время солнечного затмения не предопределено жесткими законами астрономии. Размер Луны, Солнца и наше видение того и другого не нуждаются в дополнительных объяснениях, чтобы иметь смысл.

Физики обычно не любят апеллировать к туманным совпадениям при наблюдении за Вселенной. Если две особенности системы кажутся невероятно хорошо подобранными, есть сильное желание покопаться в своде правил для более глубокого объяснения.

Для электронов и протонов решение могло бы прийти с объяснением того, почему существует дисбаланс материи над антивеществом.

В случае невероятного отражения энергии и расширения Вселенной нет недостатка в умных и творческих идеях, над которыми можно подумать. Однако большинство из них можно разделить на две категории.

Одна из них сосредотачивается на том, что называется антропным принципом, который гласит, что только Вселенная, способная порождать мыслящий мозг, подобный нашему, котый может задавать философские вопросы, такие как «почему я здесь?»

Однако это может означать, что есть и другие Вселенные. Может быть, бесконечное число, большинство из которых либо разрушается в момент возникновения, либо абсолютно пусты.

Что касается второй категории, есть вероятность, что мы упускаем какой-то важный элемент физической головоломки, такой как новые поля или симметрии, которые могут быть обнаружены при определенных условиях.

Тот факт, что масса покоя бозона Хиггса — частицы, представляющей поле, которое придает массу фундаментальным частицам — оказалась неожиданно малой, может указывать на пробел в нашем понимании сил и частиц.

Это само по себе является результатом другой головоломки тонкой настройки, являющейся результатом странно точного исключения другой физики. Например, кажется, что существует какая-то загадочная тонкая настройка между массой бозона Хиггса и космологической постоянной — плотностью энергии в космическом вакууме.

Последнее предположение объединяет идею неизвестной физики, стоящей за шокирующе крошечной массой бозона Хиггса, со своего рода квантовым эффектом мультивселенной, который на этот раз можно было бы реально проверить.

Их модель ставит частицу Хиггса в центр объяснения тонкой настройки. Связывая бозон с другими частицами таким образом, чтобы его малая масса эффективно «запускала» наблюдаемые нами физические явления, он обеспечивает связь между силами и массой.

Исходя из этого, авторы показывают, как слабо взаимодействующие переменные в поле могут влиять на пустое пространство, в частности на участки небытия с разной степенью расширения. Это потенциально демонстрирует связь между бозонами Хиггса и космологической постоянной.

Это в некотором роде мультивселенная, учитывая, что триггеры, возникающие в разных участках бесконечного расширяющегося пространства, вполне могут дать начало, казалось бы, хорошо сбалансированной Вселенной, подобной нашей.

Исследование было опубликовано в Physical Review D.