Принцип Коперника и космологический принцип

Принцип Коперника может быть сформулирован по-разному, но в любой формулировке, он сводится к тому, что Солнце и Земля не уникальны, и во Вселенной должно существовать множество таких же звезд и планет, населенных существами, подобными людям. Его называют также принципом невыделенности, посредственности, заурядности в отличие от принципа уникальности, согласно которому существование такой планеты как Земля, — явление чрезвычайно редкое, уникальное во Вселенной. Свое расширение, принцип Коперника получил в космологическом принципе. Этот термин был введен в 30-х годах прошлого века британским астрофизиком Э. Милном. Космологический принцип провозглашает однородность и изотропию Вселенной, а также универсальность действующих во всех областях пространственно-временного континуума фундаментальных законов природы.

Но выполняется он лишь приближённо. Ось зла, скопления галактик, войды, колебания плотности темной материи, галактики, ядра галактик, черные дыры, звезды, планеты,  анизотропия околоземного пространства, ось зла… — все это отклонения от однородности Вселенной. В прошлом многие учёные предполагали, что Вселенная устроена иерархически: каждая материальная система входит в состав и подчиняется системе более высокого уровня. Космологический принцип утверждает, что по крайней мере для «светлой» составляющей материального мира — это не так. Он постулирует атомистическое, а не иерархическое устройство Вселенной. Такое устройство предполагает, что все области пространства вместе с частицами и полями, находящимися в них, устроены в среднем одинаково. Причем вне зависимости от масштаба. Но не в смысле их масштабной инвариантности или фрактальности.

А лишь в том смысле, что если два наблюдателя исследуют какие-либо области пространства, например, в разных галактических скоплениях, в какой-то заданный промежуток времени по синхронно идущим часам, запущенным в момент Большого взрыва, то не обнаруживают никакой принципиальной разницы в тех процессах, которые там наблюдают. И это независимо от того на каком уровне: мега, макро или микро это исследование проводить.

  Такой подход, предполагающий существование для каждой точки пространства выделенной системы отсчета и возможность синхронизации часов для всех таких выделенных систем во Вселенной, не противоречит теории относительностии в ее новой формулировке «Динамика формы».

Земля содержит больше загадок, чем все остальные планеты Солнечной системы вместе взятые. Так, она единственная из всех планет земной группы, на которой и в настоящее время идет активная тектоническая деятельность. Она единственная имеет крупный спутник, по массе соизмеримый с самой планетой. Не ясно даже, можно ли считать Луну спутником, т.к. в некоторых случаях она ведет себя как независимая планета. Как мог появиться такой крупный спутник у Земли? Эта древнейшая загадка астрономии, наконец-то, нашла свое решение.

Старые приливные теории и теории захвата не выдерживают, с учетом последних данных о химическом и изотопном составе Луны, никакой критики. Наиболее общепринятой на сегодняшний день считается гипотеза гигантского столкновения, согласно которой Земля и Луна возникли в результате катастрофического столкновения молодой Земли и объекта, по размерам сходного с Марсом. Этот гипотетический объект иногда называют Тейя. Очевидная малая вероятность такого столкновения (притом точно под таким углом, чтобы не разрушить планету) в сочетании с возникшим в результате удачным углом наклона земной оси, который обеспечивает смену сезонов, плюс создание условий для мощной литосферной тектоники, которая обеспечивает воспроизводство «углеродного цикла».

Плюс важное значение, оказываемое на прабиогенез приливов и отливов, вызываемых Луной, плюс стабилизирующее действие Луны на угол наклона земной оси к плоскости эклиптики, не будь которого жизнь на Земле так и не смогла бы зародиться. Плюс удачное расстояние до Земли «уходящей» от нее Луны на тот момент времени, когда возникла цивилизация, обеспечивающее не слишком большую приливную волну, совпадение угловых размеров Солнца и Земли при наблюдении с Земли и совпадение периода обращения Луны вокруг Земли (равного периоду её вращения вокруг своей оси) кэррингтоновскому периоду вращения Солнца вокруг своей оси, обеспечивающее резонанс приливных и активных солнечных воздействий. [32] Плюс ее, возможно, решающая роль в будущем, когда она станет перевалочной базой при освоении человечеством Солнечной системы.

Без Луны все представляется гораздо более сложным. См. на эту тему фильм ВВС 2012 г. "Зачем нам Луна". (В связи со всеми этими фактами не кажется уже такими удивительными тонкая настройка иерархической системы Галактика – Солнце – Земля и необъяснимая «финальность в устройстве Солнечной системы».) Видимо, Луна сыграла огромную, если не решающую роль в возникновении жизни на Земле. Всё это, наряду с множеством других, казалось бы случайных факторов, о которых речь пойдет ниже, может служить объяснением малой (ничтожно малой!) вероятности возникновения жизни на Земле и во Вселенной вообще. Во всяком случае, водно-углеродной жизни. Гипотеза возникновения жизни и цивилизации, основанная на таких маловероятных совпадениях, получила название гипотеза Уникальной Земли (Rare Earth).

Гипотеза уникальной Земли была впервые изложена в книге «Уникальная Земля: Почему высокоразвитая жизнь не является распространённым явлением во Вселенной», написанной палеонтологом Питером Уордом и астрономом Дональдом Браунли. Уорд и Браунли воспользовались расширенным уравнением Дрейка для доказательства того, что существование планеты с земными характеристиками во Вселенной следует считать невероятно редким явлением.

Такой взгляд на астрогенез, планетогенез и биогенез является противоположным по сравнению с принципом заурядности, который был предложен Дрейком, Саганом и другими. Принцип заурядности предполагает, что жизнь на Земле не является исключительным явлением и с большой долей вероятности может быть найдена в бесчисленном множестве других миров. Для того, чтобы единственная известная нам форма водно-углеродной жизни могла возникнуть на какой-либо из планет некой звездной системы, эта звезда и ее планета должны удовлетворять целому ряду требований.

Прежде всего, планету, пригодную для возникновения жизни, следует искать только в планетных системах звезд, начиная от спектрального класса F до ранних подклассов К. Звезды этих типов редки: звезды типа G, такие, как Солнце, составляют лишь 5% звёзд в нашей галактике. Кроме того, такая планета должна обладать следующими особенностями [31]:

• Масса около 5·10²⁷ г.

• Наличие зон с комфортным для амино-нуклеинокислотной формы жизни интервалом температур окружающей среды.

• Способность атмосферы поглощать внешнюю жесткую радиацию.

• Доступ сквозь атмосферу к поверхности фотонов с Ε = 1—3 эВ.

• Достаточная плотность лучистой энергии.

• Наличие других (химических) источников энергии, например, окислительной среды и окисляемых материалов.

• Умеренный уровень гравитации планеты.

• Не слишком большой период вращения.

• Наличие открытых водоемов и водяного пара в атмосфере.

• Наличие на планете континентов или крупных островов.

• Наличие достаточно близкого и массивного спутника.

• Величина большой полуоси орбиты жестко определяется светимостью звезды.

• Умеренный эксцентриситет орбиты.

• Наклон экватора к плоскости орбиты не должен быть большим.

• Важную роль играет вулканизм и/или тектоника плит.

• Необходимость космические катастроф, которые могут вызывать обновление видов и появление среди них наиболее приспособленных.

Приведенный список не является полным. Таким образом, очевидно, что необходимы «правильные значения» сотен параметров планеты и звёздной системы, чтобы высокоорганизованная жизнь стала возможной. Есть ли в таком случае хоть какой-нибудь шанс на то, что где-то во Вселенной существует еще такая же планета? Возможность того, что она находится достаточно близко от Солнца, и что мы сможем когда-нибудь её достичь или вступить с её жителями в контакт, практически равна нулю. Это разрешает парадокс Ферми: мы не видим признаков внеземного разума, поскольку вероятность появления ещё одной планеты земного типа, способной поддерживать высокоорганизованную жизнь, даже в масштабе Галактики — ничтожно мала.

Все это категорически противоречит принципу "∞". Существует ли в этой, казалось бы, тупиковой ситуации какой-нибудь выход? Ведь, если рассматривать универсальную эволюцию от Большого взрыва до наших дней, складывается непоколебимая уверенность в том, что не только планетогенез, но и астрогенез, биогенез, антропогенез, социогенез — все они стали возможны лишь благодаря уникальному стечению чрезвычайно редких и зачастую катастрофических событий. Попробуем постепенно шаг за шагом, подробно рассматривая каждый этап Большой Истории, эту уверенность поколебать.

<<<назад   содержание   вперед>>>