Серия «Наука и изобретения»

Жизнь в нашей Вселенной – чистая случайность

Серия Наука и изобретения

Человечество с тех пор, как вышло в космос, ищет себе друзей во Вселенной – иную жизнь. Раз жизнь возможна на Земле, то вдруг она возможна и ещё где-то во Вселенной!

Но с большой вероятностью наша Земля подчиняется тому же закону, что и наша Вселенная – одна из многих, как выяснили наши учёные. И то, что именно в нашей Вселенной возможна жизнь – чистая случайность, чистое совпадение.  Другие Вселенные – мертвы и безжизненны.

Наша Вселенная подобна сейфу с шифровым замком, в котором очень много дисков для набора шифров. Сейф откроется лишь тогда, когда шифры всех до единого дисков будут набраны одновременно, и диски станут на свои места  с точностью до одной квинтиллионной доли процента. Эти шифры – параметры нашей Вселенной, как например, скорость света, масса электрона, сила гравитации. Только потому, что все параметры нашей Вселенной поставили все шифровые диски на свои места одновременно, в нашей Вселенной стала возможной жизнь.

Вы  только представьте: если бы гравитация была сильнее хоть на каплю, Вселенная коллапсировала бы сразу после Большого взрыва – схлопнулась в ничто. Если бы гравитация была слабее на ту же каплю,  материя никогда бы не собралась в звезды.

Не было бы углерода, из которого состоит всё живое. Не было бы планет. Только вечная, холодная пустота.

Физики называют это проблемой тонкой настройки. С точки зрения математики вероятность того, что Вселенная случайно получила такие идеальные настройки, равна нулю. То есть наша жизнь совершенно невероятна с точки зрения физических законов.

В 1970-е годы над этой проблемой бился один из самых блестящих умов двадцатого века — советский физик Яков Зельдович. Изучая расширение Вселенной, он подсчитал плотность материи сразу после Большого взрыва. Выяснилось, что эта плотность сбалансирована с невероятной, пугающей точностью. Зельдович сравнил это с ситуацией, как если бы человек смог сидеть на острие иглы: если бы Вселенная была чуть плотнее, она бы схлопнулась обратно, чуть реже — разлетелась бы в ничто.

Академик Зельдович был убежденным материалистом. Он не верил в Творца. Но глядя на эти цифры, он признал: Вселенная выглядит так, будто кто-то заранее знал, что нам нужно появиться.

Но как это объяснить физикой?

Советская школа астрофизики была не одинока в своих сомнениях. Британский физик Фред Хойл обнаружил такой же парадокс в ядерной физике.

Чтобы во Вселенной возник углерод – основа нашей ДНК, должна была сработать невероятная случайность. Хойл предсказал, что в ядре углерода существует особый возбуждённый энергетический уровень, нужный для устойчивости ядра. Этот уровень действительно обнаружили в экспериментах и измерили его энергию.  Расхождение с предсказанием Хойла составило менее одного процента.

Хойл был поражён. Он сказал: «Верить в такую случайность – всё равно что верить, что пронесшийся над свалкой ураган случайно собрал из мусора Боинг-747».

Казалось, наука уперлась в стену. Либо мы – цель эволюции, либо физикам нужна была совершенно новая теория.

В 1973 году другой британский физик – Брэндон Картер – ввел термин, который перевернул научную философию. Он назвал этот термин антропным принципом. И у него есть две версии – сильная и слабая.

Сильная версия звучит почти мистически: Вселенная должна обладать свойствами, которые на определенном этапе неизбежно приводят к появлению наблюдателя.

Но наука приняла слабую версию. И она гениальна в своей жёсткости: мы можем наблюдать только ту Вселенную, в которой мы способны существовать.

И тут в игру снова вступила советская наука. В начале 1980-х годов молодой советский физик Андрей Линде сделал шаг, который превратил философию в математику.

Линде разработал теорию хаотической инфляции. По его расчетам, наш Большой взрыв был лишь крошечным пузырьком в бесконечном, вечно расширяющемся многообразии – в Мультивселенной.

И вот тут антропный принцип обретает физический смысл. Если существует бесконечное множество вселенных-пузырей, в каждой из которых свои случайные законы физики, то в большинстве из них нет ни атомов, ни звезд. Это просто мертвые, стерильные пузыри.

Но мы, разумеется, находимся в том единственном пузыре, где гравитация и углерод случайно совпали.

Как говорил писатель Дуглас Адамс, это как лужа воды, которая налилась в ямку на мостовой и думает: «Невероятно! Эта ямка идеально подходит под мою форму! Она создана для меня!»

Луже не приходит в голову, что она просто приняла форму ямки.

Мы – не центр мироздания. Мы – не цель эволюции. Мы — статистическая неизбежность в бесконечном океане мертвых вселенных.

Но, может быть, в этом и есть настоящая романтика? Из всего этого безбрежного, холодного хаоса, материя в одной единственной точке смогла собрать себя в людей, способных открыть глаза, посмотреть в ночное небо и задать вопрос: «А почему здесь вообще что-то есть?»

Мы — способ Вселенной познать саму себя.

А как думаете вы? Мы — результат невероятного чуда или просто статистическая закономерность?

Если интересно посмотреть ролик об этом на английском, то вот он

Показать полностью 1
3

Как химик Менделеев обманул мировую экономику (и почему ВВП — это наша идея)

Серия Наука и изобретения
Как химик Менделеев обманул мировую экономику (и почему ВВП — это наша идея)

Все мы знаем Менделеева как создателя таблицы, которую зубрят в школе. Но ближе к концу жизни он занялся кое-чем более приземленным — экономикой. И, как водится, сделал это настолько круто, что мировое сообщество до сих пор делает вид, что не замечает.

Суть проблемы конца XIX века

В то время экономику мерили «в лоб». Допустим, на Урале добыли руды на 1 миллион. Из нее на заводах сделали чугуна на 3 миллиона. А из чугуна — станков на 10 миллионов. Министры радостно складывали: «Ура, наша промышленность произвела на 14 миллионов!». Но это была ложь. Они три раза посчитали одну и ту же руду. В экономике это называется «двойной счет».

Решение Менделеева

В 1891 году Дмитрий Иванович выпускает труд по промышленности России и впервые в мире говорит: так, стоп. Чтобы узнать реальное богатство страны, из конечной цены нужно вычесть стоимость сырья. То, что осталось — это и есть реальная польза. Сегодня это называется «добавленная стоимость».

Именно из суммы всех добавленных стоимостей сегодня высчитывают ВВП (валовой внутренний продукт).

А где же остальные?

Официально «отцом ВВП» считается американский экономист Саймон Кузнец, который... сделал это в 1930-х годах (и получил за это Нобелевскую премию в 1971-м). Разница между их подходами составила почти полвека. Сам термин придумали позже, но математическая суть макроэкономики, по которой живут все страны сегодня — это метод Менделеева.

Я с ребятами запускаю образовательный проект про науку с виртуальным ведущим-гиком (Демьян Ботан). Мы решили не писать скучную статью, а разобрать этот исторический факт на примере сборки робота из конструктора за 60 секунд. Получилось наглядно:

И на английском, если кто предпочитает английский:

Если кому-то интересен такой формат объяснения сложных вещей через аналогии — будем рады фидбеку!

Показать полностью 1 2
0

Как русский математик опроверг Эйнштейна, и почему «Большой взрыв» — это слово-оскорбление

Серия Наука и изобретения

Знаете ли вы, что самое известное понятие в современной астрономии придумал человек, который сам в него не верил? Более того, он придумал его, чтобы высмеять коллег!

Представьте себе самое масштабное событие в истории всего: взрыв, из которого родилось время, пространство и материя. Тот самый Большой взрыв. А теперь представьте, что мы взяли это невообразимое событие и заперли его в подземном бункере размером с несколько футбольных полей. Звучит как фантастика? Но это происходит прямо сейчас в России.

Я подготовила подробный видео-разбор этой темы. Рекомендую посмотреть, чтобы лучше вникнуть в суть (а визуал там просто потрясающий):

А пока давайте разберем по косточкам, как теория одного русского ученого перевернула мировую физику, и при чем тут коллайдер NICA в Дубне.

Эйнштейн ошибался

В 1922 году научный мир был уверен: Вселенная статична. Она была, есть и будет неизменной. В это верил и сам Альберт Эйнштейн.

Но русский математик и метеоролог Александр Фридман сел за уравнения Общей теории относительности и нашел в них то, чего не хотел видеть никто. Расчеты неопровержимо показывали: Вселенная должна расширяться.

Причем галактики разлетаются не потому, что они летят сквозь пустоту. Разлетается *само пространство*. Представьте себе тесто для булки с изюмом. Когда оно подходит в духовке, тесто расширяется, и изюминки удаляются друг от друга. Но сами изюминки никуда не летят! Фридман открыл, что у пространства есть эволюция и, значит, было начало.

Случайная насмешка, ставшая историей

Прошло время, наблюдения подтвердили: Фридман был прав. Значит, если «открутить» время назад, вся Вселенная была сжата в точку.

Эту идею подхватила группа физиков. Но британский астрофизик Фред Хойл её просто ненавидел. Он был сторонником теории стационарной Вселенной — считал, что мир вечен.

В 1949 году Хойл выступил на британском радио и, чтобы унизить оппонентов, бросил фразу:

«Эти теории предполагают, что всё началось с одного такого... Big Bang — Большого взрыва!»

Хойл хотел показать абсурдность идеи (мол, взрыв — это грязь и хаос, а не красивое рождение мира). Но шутка обернулась против него. Название прижилось. Вся планета теперь называет рождение мира термином, придуманным из злобы. Кстати, Хойл до конца жизни так и не признал Большой взрыв.

Зачем нам нужен Малый взрыв?

Мы не можем вернуться в прошлое на машине времени. Но мы можем воссоздать условия того времени здесь, на Земле. Физики назвали это Малым взрывом. Давайте проведем параллели с Большим:

1. Температура. После Большого взрыва Вселенная была горячее Солнца в триллионы раз. Мы можем создать такую температуру в лаборатории.

2. Плотность. Триллионы галактик были сжаты до размера атома. Малый взрыв происходит ровно в этих масштабах — при столкновении ядер.

3. Состояние материи. При таких температурах атомы расплавляются! Материя превращается в первичный «суп» из кварков и глюонов (кварк-глюонную плазму).

Чтобы понять, как из этого супа родились звезды, планеты и мы с вами, учёным нужно было приготовить его в лаборатории.

Машина времени в Дубне

И вот, для создания Малого взрыва милости просим в Подмосковье. В Объединенном институте ядерных исследований (Дубна) построили коллайдер тяжелых ионов NICA.

Как это работает?

Берём атомы золота, «раздеваем» их до голых ядер. Разгоняем их в гигантском подземном кольце почти до скорости света и сталкиваем лоб в лоб.

БАМ! На долю юктосекунды (это ноль целых и десять в минус двадцать четвертой степени секунд) в точке столкновения рождается капля того самого кварк-глюонного супа. Температура достигает триллионов градусов. Это и есть Малый взрыв.

Капля моментально расширяется, остывает, и частицы «замерзают», разлетаясь во все стороны. Огромный детектор ловит эти осколки, и по ним физики, как детективы, восстанавливают, как вела себя материя 13,8 миллиардов лет назад.

Фридман дал математическое предсказание. Хойл случайно дал классное имя. А современные ученые на коллайдере NICA прямо сейчас пытаются прочитать первую главу истории мира.

А как вы думаете, удастся ли человечеству когда-нибудь понять, что именно было ДО Большого взрыва? Поделитесь мнением в комментариях!

Показать полностью
Отличная работа, все прочитано!

Темы

Политика

Теги

Популярные авторы

Сообщества

18+

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Игры

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Юмор

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Отношения

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Здоровье

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Путешествия

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Спорт

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Хобби

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Сервис

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Природа

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Бизнес

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Транспорт

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Общение

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Юриспруденция

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Наука

Теги

Популярные авторы

Сообщества

IT

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Животные

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Кино и сериалы

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Экономика

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Кулинария

Теги

Популярные авторы

Сообщества

История

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Недвижимость и ремонт

Теги

Популярные авторы

Сообщества