Наука Плоского мира. Книги 1-4

Давайте в качестве разминки обсудим историю с углеродом как более простую для понимания. А затем познакомимся с этими загадочными фундаментальными константами. Оба вопроса уже обсуждались в «Науке Плоского Мира II: Земной Шар», и теперь, прежде, чем двигаться дальше, нам придется кое-что из этого напомнить. Вкратце.

Астрофизики сформулировали тщательно выверенное теорию, объясняющую происхождение химических элементов. Комбинации элементарных частиц протонов, нейтронов или их более экзотических предшественников собрались в гигантские облака и сформировали атомы самого легкого элемента водорода. Ранняя Вселенная была достаточно горячей, чтобы атомы водорода могли сливаться друг с другом, образуя второй по массе элемент гелий. Затем облака сжались под влиянием собственной гравитации, и в дело вступили ядерные реакции. Появились звезды, внутри которых происходила сборка новых элементов с атомными массами до железа включительно. В недрах красных гигантов под влиянием более тонких процессов возникали более тяжелые элементы вплоть до висмута. Для синтеза всех остальных элементов требовались высокоэнергетические процессы, которые происходили только в сверхновых звездах массивных взрывах звездного вещества.

В 1954 году астроном Фред Хойл понял, что с углеродом связана одна трудность. Во Вселенной его было намного больше, чем можно было бы объяснить, опираясь на известные ядерные реакции. А углерод неотъемлемая часть жизнь. Углерод может формироваться в красных гигантах в результате так называемого «тройного альфа-процесса», при котором три ядра гелия (то есть атомы, лишенные своих электронов) практически одновременно сталкиваются друг с другом. Ядро гелия состоит из двух протонов и двух нейтронов. Таким образом, комбинация из трех ядер должна создать новое ядро с шестью протонами и шестью нейтронами. Это и есть углерод.

В плотной среде красного гиганта столкновения ядер происходят сравнительно часто. Однако вероятность того, что к двум только что столкнувшимся ядрам сразу присоединится третье, не так уж велика. Так что процесс должен протекать в два этапа. Сначала два ядра гелия сталкиваются друг с другом и, сливаясь, образуют бериллий. Он, в свою очередь, сливается с третьим ядром. Проблема этой теории заключается в том, что упомянутая разновидность бериллия распадается спустя десятиквадриллионную долю секунды. Шансы на то, что ядро гелия сможет поразить такую недолговечную мишень, слишком малы.

Хойл об этом знал, но ему также было известно и об одной лазейке. Если совместная энергия бериллия и гелия будет очень мало отличаться от энергетического уровня углерода, то слияние ядер может произойти намного быстрее, и все расчеты сойдутся. Почти точное совпадение энергий такого рода называется резонансом. На тот момент не было известно ни одного подходящего резонанса, но Хойл настаивал на том, что он обязательно должен существовать. В противном случае сам Хойл, состоящий из довольно приличного количества углерода, просто бы не существовал. В результате он предсказал, что неизвестный энергетический уровень углерода должен составлять около 7,7 МэВ (миллионов электронвольт это единица энергии, удобная для расчетов ядерных реакций). К середине 1960-х экспериментатор Уильям Фаулер обнаружил такой резонанс на уровне 7,65 МэВ от прогноза Хойла он отличается менее, чем на 1 %. Хойл представил свое открытие как триумф «антропной» логики получения знаний о Вселенной, исходя из существования людей. Без этого тонко настроенного резонанса нас бы здесь не было.

Звучит впечатляюще, и в этом нет сомнения, если выставлять все именно в таком ключе. Но здесь мы уже видим склонность к преувеличению. Во-первых, связь с людьми излишня и не играет никакой особой роли. Важно не то, что можно создать из углерода, а сколько его имеется во Вселенной. Не нужно ссылаться на наше собственное существование, чтобы узнать общее количество углерода. В книге «Несостоятельность тонкой настройки»[362] Виктор Стенджер ссылается на исследование философа Хельге Крага, изучавшего историю предсказания Хойла. Изначально Хойл не связывал резонанс с существованием жизни как таковой, не говоря уже о жизни человека. Антропная связь была установлена не раньше, чем почти тридцать лет спустя. «Было бы ошибкой употреблять слово «антропный» по отношению к предсказанию состояния в 7,65 МэВ или использовать его в качестве примера прогностической силы антропного принципа», пишет Краг. Pan narrans снова проявил себя, а человеческая любовь к рассказию исказила историческую фабулу.