ASTRO новости
меню / содержание / news107 news108 news109
 

Наша Вселенная недостаточно хорошо приспособлена для возникновения
в ней новых форм жизни

                            

     Волнующие поиски вселенских братьев  по разуму пока  не увенчались успехом,  хотя  неоднократно
 подчеркивалось, что наша Вселенная удивительно благоприятна для возникновения и развития жизни.
 Из факта нашего существования следует, что мы не можем не жить в одном из самых лучших из миров.
 Обычно имеется в виду, что независимые мировые константы, такие, как массы электрона, протона  и
 нейтрона, заряд электрона, постоянная Планка, скорость света, гравитационная постоянная, имеют по-
 разительно благоприятные для жизни значения. В этом находит выражение  космологический антроп-
 ный принцип. 
  К примеру,  углерод -  главный компонент живых организмов, образуется в звездах вследствие термо-
 ядерного синтеза из трех ядер атомов гелия, так называемых альфа-частиц. Этот синтез  происходит в
 два этапа. Сначала соединяются только две aльфа-частицы, но это соединение  энергетически  не  вы-
 годно. Так как получающееся ядро изотопа бериллия оказывается неустойчивым и быстро распадается.
 Только если до распада ему удастся присоединить еще одну aльфа-частицу, происходит выделение оп-
 ределенной порции (7,4 Мэв) энергии и образуется углерод. Однако для того чтобы такой синтез  про-
 шел, необходимо как-то поглотить выделяющуюся энергию. Иначе три aльфа-частицы снова разлетят-
 ся, и синтез углерода не состоится, а значит не сможет возникнуть "углеводородная" жизнь. 
  Поскольку человечество существует, известный астрофизик Фред Хойл  в 1953 году  предсказал  нали-
 чие у ядра углерода квантового уровня возбуждения с энергией, немного превышающей 7,4 Мэв, кото-
 рый и поглощает выделяющуюся при  синтезе энергию. Примерно через  неделю после  предсказания
 экспериментаторы Калифорнийского технологического института открыли  знаменитый уровень 7,65
 Мэв.  Кстати, если бы ядро бериллия было устойчивым, то  углерод успешно синтезировался бы  неза-
 висимо от наличия этого уровня (в два этапа), но термоядерный синтез в звездах протекал бы  гораздо
 быстрее. Звезды практически взрывались бы, вместо того чтобы светить миллиарды лет.
  Второй пример:  протон легче нейтрона на 0,13 процента своей массы, а если бы эта разница  состав-
 ляла 0,05 процента или меньше, то протоны,  находящиеся  в ядрах атомов,  соединились  с атомными
 электронами,  все атомы разрушились бы  и превратились  в кучу  нейтронов..
  Возникает, однако, вопрос. Если в согласии  с антропным  принципом  мировые константы  действи-
 тельно поразительно благоприятны  для  возникновения жизни, почему же  Вселенная  не кишит  жиз-
 нью?  Где же все они, братья по разуму?  Ведь жизнь, подобная нашей может быть  одной  на миллиар-
 ды  звезд.
                                       

  Действительно, если лишь слегка изменить массы элементарных частиц или скорость света, то жизнь
 скорее всего не возникнет даже в альтернативных формах. Другими словами, исключительно  мала  та
 "антропная область",  в которой могут находиться значения мировых констант,  для  того чтобы  жизнь
 во Вселенной была возможна. Факт заключается в том,  что  на фоне бесконечного  разнообразия  всех
 возможностей исчезающе мала вероятность комбинации значений констант, которая допускает жизнь.
  Делая такое заключение, мы исходим  из идеи существования множества других  вселенных.  В самом
 деле, согласно существующим гипотезам, константы могут произвольно, случайным образом, изменять-
 ся в горниле первородного взрыва или коллапса Вселенной  при переходе ее  к новому циклу  расшире-
 ния. Рассматривается также возможность одновременного или  параллельного  существования  различ-
 ных по свойствам  вселенных. Тем неменее, даже  в альтернативной Вселенной  должны соблюдаться 
 определенные законы, обеспечивающие энергетическое равновесие неких материальных частиц.

                  

   Первую возможность предполагал А.Д. Сахаров. Вот выдержка из его Нобелевской лекции 1975 года:
 "Я защищаю также космологическую гипотезу, согласно которой космологическое развитие Вселенной
 повторяется в основных чертах бесконечное число раз. При этом другие цивилизации, в том числе бо-
 лее "удачные",  должны существовать бесконечное число раз на предыдущих и последующих к нашему
 миру "листах"  Книги Вселенной".
   Вторая возможность обсуждалась в работах  А.Д. Линде. Согласно этой теории, существует целая сеть
 из бесконечного числа вселенных,  каждая из которых на ранней стадии своего расширения порождает
 бесчисленные дочерние вселенные.  И  в каждой  из них  могут реализовываться  не только различные 
 физические законы, но и различные числа измерений  пространства-времени.
   Так вот,  априорная вероятность появления жизни во вселенной - исчезающе мала,  произвольно выб-
 ранной из вышеупомянутого ансамбля.  Однако очевидно, что среди  антропных  вселенных  будут  бо-
 лее или  менее благоприятные для жизни. И если вероятность вселенных, допускающих жизнь, исчеза-
 юще мала на фоне всевозможных вселенных, то естественно ожидать, что вероятность особо благопри-
 ятных для жизни вселенных будет мала на фоне просто благоприятных и особенно на фоне весьма  не-
 благоприятных вселенных, граничащих со вселенными, не допускающими жизнь в принципе.
   В таких вселенных, находящихся на грани нежизнеспособности,  жизнь  должна  возникать  исключи-
 тельно редко, только в случае стечения многих благоприятных обстоятельств. Но именно такие вселен-
 ные являются наиболее вероятными среди антропных вселенных. Поэтому не следует  удивляться, что
 та Вселенная, в которой мы имеем удовольствие пребывать, так скупа на организацию жизни.
   Выдающийся астрофизик И.С. Шкловский, обсуждая наше одиночество, писал, в частности:  "Практи-
 чески все звезды типа нашего Солнца входят в состав двойных ( или кратных ) систем.  В таких  систе-
 мах жизнь развиваться не может, так как температура поверхностей находящихся  там  гипотетических
 планет должна меняться в недопустимо широких пределах. Похоже на то, что наше Солнце, эта стран-
 ная одиночная звезда, окруженная семьей планет, скорее всего является исключением  в мире звезд".
  Видимо  возможно  такое  сочетание  физических  констант,  которое  увеличит  процент  одиночных 
 звезд типа Солнца  во Вселенной и сделает жизнь более распространенной. Но такая  Вселенная была
 бы, очевидно,  менее вероятной, чем наша. 

                           

   Так что, пока нет оснований восхищаться удачными значениями нынешних мировых констант. Судя
 по нашему "одиночеству" во Вселенной, они не так уж и удачны. Хотя этого и следовало ожидать, что
 мы окажемся в одной из наиболее вероятных антропных вселенных, которая в силу  этой наибольшей
 вероятности не лучшим образом приспособлена для возникновения жизни. Мы существуем, и это при-
 ятно,  но существуем,  возможно,  в относительном  одиночестве,  на грани  жизни  в  метавселенском 
 смысле.  Новый антропный принцип можно сформулировать так.  Наиболее вероятно наблюдать  все-
 ленную, в которой жизнь -  исключительно редкое явление.  Что мы  и видим  в реальности.

      http://znanie-sila.ru   -   журнал "Знание - сила"






Кратковременные гамма-всплески связаны с процессом столкновения нейтронных звёзд

                                
                                         сценарий  слияния  двух  нейтронных звезд

   Международная команда астрономов полагает, что они решили  35-летнюю тайну  кратковременных  
 гамма-всплесков.  Мощность  этих вспышек  больше  яркости  миллиардов солнц, однако  их  длитель-
 ность лишь нескольких миллисекунд после чего излучение источника быстро затухает. 
  Данные, полученные с орбитального зонда HETE-2 (High Energy Transient Explorer), находящегося на ор-
 бите с октября 2000 года, позволили подтвердить теорию происхождения краткосрочных гамма-вспле-
 сков.  Существуют два типа гамма-всплесков  - сверхмощных  выбросов  гамма-излучения - кратковре-
 менные и длительные. Длительные могут продолжаться несколько секунд,  в  то время  как  кратковре-
 менные - не более нескольких сотых секунды.   Изучая источники  длительных  гамма-всплесков,  учё-
 ные пришли к выводу, что они обязаны своим  происхождением коллапсу  массивных звёзд,  образую-
 щих чёрные дыры. Большинство длительных гамма-всплесков  преодолевали  расстояния  до  несколь-
 ких миллиардов световых лет, то есть на самом деле они происходили в эпоху юности Вселенной, ког-
 да появление и гибель звёзд происходили куда чаще,  чем сейчас.  
  Два года назад ученые обнаружили, что более длинные гамма-вспышки,  длясь  более чем  2 секунды, 
 являются результатом взрыва очень массивных звезд (не менее ~8 солнечных масс).  30%  всех гамма-
 вспышек  имеют длительность  менее секунды.
   Однако слишком мало информации имеется о краткосрочных всплесках - именно в силу их  мимолёт-
 ности.   Доминирующая  и подтверждающаяся теория  гласит,  что  такие  всплески  возникают,  когда 
 сталкиваются  пара нейтронных звёзд,  или  нейтронная звезда и чёрная дыра. Однако существовали 
 также предположения, что их источники могут совпадать  с источниками  длительных  всплесков,  на-
 пример, или что кратковременные выбросы гамма-излучения  производятся сильно  намагниченными
 нейтронными  звёздами - "магнетарами".   В июле "охотник  за  гамма-всплесками"  NASA -  зонд Swift 
 зафиксировал краткий всплеск, который вероятнее всего происходил от столкнувшейся пары нейтрон-
 ных звёзд; однако, посколько точно его источник определить не удалось,  происхождение  так же  оста-
 валось под вопросом.   HETE-2 повезло больше: 9 июля он зафиксировал мощный всплеск  GRB050709,
 длившийся 70 мс, и установил область небосвода, откуда пришёл выброс. Оперативно развернувшиеся
 телескопы смогли увидеть остаточное свечение и установить расстояние до источника. Оказалось, что
 он располагался на окраине галактики, отстоящей от нас  на ~2 миллиарда световых лет. 
  Благодаря расстоянию до источника вспышки удалось высчитать его  энергию - и оказалось,  что  она
 в 1000 меньше той, что выбрасывается при длительном всплеске. Однако это по-прежнему было слиш-
 ком много  для  магнетара, например.   Место расположения  вспышки GRB050709 указывает также на
 то,  что  источник  относится,  скорее всего,  к  старому объекту,  а  не молодой  звезде,  переживающей 
 коллапс.
  Всего  с мая 2005г  учеными было зафиксировано  4  краткосрочных  гамма-вспышек,  2 из них рассмо-
 трены  в статье  сайта  Nature.com.
  Всё это подтверждает теорию сталкивающихся нейтронных звёзд.  Более того,  учёные  надеются, что
 это  открытие облегчит  астрономам поиск  так называемых   гравитационных волн  ( которые пока не 
 удалось засечь),  поскольку  нейтронные звёзды  должны  наводить колебания  на пространство-время
 вокруг себя,  и  формировать весьма  интенсивные колебания.  Кроме того ученые смогут оценить мас-
 сы сталкивающихся объектов,  так как  при  поглощении  нейтронной звезды массивной черной дырой,
 гравитационные волны должны быть более мощными, чем  в случае  столкновения  менее  массивных 
 нейтронных звёзд.

                          
                                       черная дыра, поглощающая нейтронную звезду

 One burst from July provides the "smoking gun" evidence to support the collision theory. Another  burst goes 
a step further by providing tantalizing, first-time evidence of a black hole eating a neutron star - first stretching
 the neutron star into a crescent, swallowing it, and then gulping  up crumbs  of the broken star  in the minutes 
 and hours that followed.
  Первая вспышка  в июле ( "дымящего ружья" )  подтверждает  теорию  столкновения  нейтронных 
  звезд.   Другая вспышка является  ещё  одним  примером   начальной  фазы  поглощения  нейтронной 
  звезды  черной дырой. Входе этого процесса нейтронная звезда  деформируется  и  по частям  погло-
  щается черной дырой, "куски" оторванные  от нейтронной звезды поглощаются  в течении  минут
  или часов.

           science.compulenta.ru/space/astro
           nature.com/news/2005/051003/full/051003-5.html      -   5.10.2005
           universetoday.com/am/publish/grb_mystery_solved.html