Втора глава
Спорът за това как е възникнала нашата вселена
КОГАТО в илюминаторите на космическия кораб изплува величественото кълбо на земята, изпълнени с възхищение, космонавтите не пропускат да го снимат. „Това е най–хубавият момент от космическия полет“ — казва един от тях. Но в сравнение със слънчевата система нашата земя изглежда съвсем мъничка. В слънцето биха могли да се съберат един милион земни кълба и пак да остане място! Дали обаче подобни факти за вселената могат да имат някакво значение за твоя живот и неговия смисъл?
Нека се отправим на кратко мислено пътешествие в космоса и да видим нашата земя и нашето слънце отдалече. Нашето слънце е само една от огромния брой звезди в един спирален ръкав на галактиката Млечен пътa, която пък на свой ред е само мъничка част от вселената. С просто око на небето е възможно да се видят няколко проблясващи петна, които всъщност представляват други галактики — например, прекрасната и по–голяма Андромеда. Млечният път, Андромеда и още около 20 други галактики са събрани чрез гравитационни сили в един куп от галактики, който всъщност е съвсем малка част от един огромен свръхкуп от купове от галактики. Вселената съдържа безброй свръхкупове от галактики, като нещата съвсем не свършват с това.
Куповете не са разпределени равномерно в космическото пространство. При силно увеличение на изображението те изглеждат като тънки ленти и нишки, увиващи се около огромни празни пространства, подобни на мехури. Някои образувания са толкова дълги и широки, че приличат на огромни крепостни стени. Това може да изненада мнозина, които смятат, че нашата вселена е възникнала от само себе си в един случаен космически взрив. „Колкото повече величествени подробности научаваме за вселената, толкова по–трудно ще бъде да обясним с една проста теория как тя е станала такава“ — до това заключение стига един виден автор, пишещ за изданието Scientific American [„Сайънтифик американ“].
Доказателства, говорещи за начало
Всяка една звезда, която виждаме с очите си, се намира в галактиката Млечен път. До 20–те години на миналия век хората смятаха, че тя е единствената галактика, която съществува. Ти обаче вероятно знаеш, че оттогава наблюденията, извършени с по–мощни телескопи, показаха друго нещо. В нашата вселена има най–малко 50 000 000 000 галактики. Ние нямаме предвид 50 милиарда звезди, а най–малко 50 милиарда галактики, всяка от които съдържа милиарди звезди като нашето слънце. Но не смайващият брой на огромните галактики разтърси научните схващания през 20–те години, а фактът, че всички те са в движение.
Астрономите откриха забележително явление — когато галактична светлина бъде пропусната през призма, се наблюдава удължаване на светлинните вълни, което показва, че те се отдалечават от нас с голяма скорост. Колкото по–далечна е галактиката, толкова по–бързо изглежда, че се отдалечава от земята. Това показва, че вселената се разширява!b
Дори и да не сме професионални астрономи, нито пък астрономи–любители, можем да разберем, че този факт на разширяващата се вселена означава много за нашето минало, а може би и за бъдещето на всеки един от нас. Нещо трябва да е дало начало на този процес — една сила, достатъчно мощна, за да преодолее изключително силната гравитация на цялата вселена. Съвсем основателно можеш да попиташ: „Какво би могло да бъде източник на такава динамична енергия?“
Макар че повечето учени проследяват миналото на вселената до един начален момент, когато тя била съвсем малка и изключително плътна (състояние на сингуларност), все пак не можем да избегнем следния основен въпрос: „Ако в някакъв момент в миналото Вселената е била близо до някакво сингуларно състояние — безкрайно малка и безкрайно плътна, тогава трябва да запитаме какво е имало преди това и какво е било извън Вселената. ... Трябва да се изправим пред проблема за Началото.“ — Сър Бърнард Лъвъл.
Това говори за нещо повече от един източник на огромна енергия. Необходими са също и предвидливост и интелект, тъй като скоростта на разширяване изглежда много точно определена. Лъвъл казва: „Ако Вселената се разширяваше само с една билионна част по–бързо, досега цялата материя във Вселената щеше да се е разпръснала. ... А ако Вселената се разширяваше с една билионна част по–бавно, тогава силите на гравитацията щяха да причинят колапса ѝ горе–долу в рамките на първия милиард години от съществуването ѝ. И отново не биха съществували дълговечни звезди, както и живот.“
Опити да бъде обяснено началото
Дали специалистите днес могат да обяснят произхода на вселената? Много учени, за които е трудно да приемат идеята, че вселената е била създадена от по–висш разум, твърдят, че по някакъв начин тя се е създала сама от нищото. Дали това ти се струва логично? Тези твърдения обикновено съдържат известни вариации на една теория (модела на раздуващата се вселена)c, създадена през 1979 г. от физика Алън Гут. Но впоследствие Гут призна, че неговата теория „не обяснява как вселената е възникнала от нищото“. В една статия на „Сайънтифик американ“ физикът Андрей Линде каза по–ясно: „Обяснението относно тази начална сингуларност — къде и кога е започнало всичко това — все още остава най–неразрешимият проблем на съвременната космология.“
Щом специалистите не могат истински да обяснят нито произхода, нито първоначалното развитие на нашата вселена, нима не трябва да потърсим обяснение другаде? Да, ти имаш сериозни основания да разгледаш някои доказателства, които мнозина пренебрегват, но които могат да ти дадат истинско прозрение относно този въпрос. Доказателствата включват прецизно определените величини на четирите основни сили, които управляват всички свойства и промени, засягащи материята. Още при споменаването на основните сили някои хора може да изпитат колебание, породено от мисълта, че тази тема е само за физици. Но не е така. Основните факти заслужават да бъдат разгледани, защото ни засягат.
Фина настройка
Четирите основни сили действуват както в необятния космос, така и в безкрайно малките атомни структури. Да, във всичко, което виждаме покрай себе си.
Елементите, необходими за нашия живот (и най–вече въглеродът, кислородът и желязото), не биха могли да съществуват, ако четирите сили, присъствуващи в нашата вселена, не бяха така прецизно настроени една спрямо друга. Вече споменахме една от силите — гравитацията. Друга такава е електромагнитната сила. Ако беше значително по–слаба, електроните нямаше да могат да бъдат задържани около ядрото на атома. ‘Дали това е от голямо значение?’ — може би се пита някой. Да, защото атомите не биха могли да се съединяват, за да образуват молекули. И обратното — ако тази сила беше много по–голяма, електроните щяха да бъдат прилепени плътно до ядрото на атома. Тогава нямаше да бъдат възможни химични реакции между атомите, което означава, че не би съществувал живот. Дори и само от тази гледна точка е ясно, че нашето съществуване и живот зависят от фината настройка на величината на електромагнитната сила.
Да разгледаме това и в космически мащаб: Една малка разлика във величината на електромагнитната сила би повлияла на слънцето и така би променила светлината, достигаща до земята, като вследствие на това фотосинтезата в растенията би се затруднила или би била напълно невъзможна. Това би могло също така да лиши водата от уникалните ѝ свойства, които са необходими за живота. Така че и тук точната настройка на електромагнитната сила определя дали ще живеем, или не.
Също толкова важно е съотношението на интензивността на електромагнитната сила спрямо останалите три сили. Например, някои физици са изчислили, че тази сила е 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 (1040) пъти по–голяма от силата на гравитацията. Може би добавката на още една нула към това число изглежда незначителна промяна (1041). Но това би означавало, че гравитацията ще бъде пропорционално по–слаба и астрофизикът Райнхард Бройер казва следното за следствието от това: „При по–слаба гравитация звездите биха били по–малки и налягането на гравитацията в тяхната вътрешност не би могло да доведе температурата до степен, достатъчно висока за започването на реакции на ядрен синтез: слънцето нямаше да може да свети.“ Можеш да си представиш какво би означавало това за нас!
А ако гравитацията би била пропорционално по–силна, така че числото би имало само 39 нули (1039)? „Дори и при толкова незначителна промяна — продължава Бройер — продължителността на живота на една звезда като слънцето би била рязко намалена.“ Други учени дори смятат фината настройка за още по–прецизна.
Да, две от забележителните качества на нашето слънце и на другите звезди са дълготрайната ефикасност и стабилността. Да разгледаме един прост пример. Знаем, че за да работи ефикасно, един автомобилен двигател се нуждае от точно съотношение между смесваните количества гориво и въздух; инженерите създават сложни механични и компютризирани системи, за да постигнат максимално добра работа на двигателя. Ако това е така при един най–обикновен мотор, то какво може да се каже за ефикасно „горящите“ звезди като нашето слънце? Основните сили, които действуват тук, са прецизно настроени, максимално благоприятни за живота. Дали тази прецизност се е появила просто случайно? Един мъж от древността на име Йов бил запитан: „Ти ли обяви правилата, които ръководят небето, или определи природните закони на земята?“ (Йов 38:33, The New English Bible [„Нова английска Библия“]) Никой човек не е направил това. Тогава откъде идва тази прецизност?
Двете ядрени взаимодействия
Строежът на вселената изисква много повече от точното съотношение между гравитацията и електромагнитната сила. Две други физични сили също са свързани с нашия живот.
Тези две сили действуват в ядрото на атома и дават изобилни доказателства за това, че са грижливо планирани. Да разгледаме силното ядрено взаимодействие, което ‘слепва’ протоните и неутроните заедно в ядрото на атома. Благодарение на тази връзка могат да се получат различни елементи — леки (като хелий и кислород) и тежки (като злато и олово). Изглежда, че ако свързващата сила би била само с 2 процента по–слаба, би съществувал само водород. И обратното, ако тази сила беше малко по–голяма, щеше да има само по–тежки елементи, но не и водород. Дали това щеше да повлияе на нашия живот? Ако във вселената нямаше водород, нашето слънце нямаше да има горивото, което му е необходимо, за да излъчва живодарна енергия. И разбира се, ние нямаше да имаме вода или храна, тъй като водородът е необходима съставка и на двете.
Четвъртата сила, която ще обсъдим, е наречена слабо ядрено взаимодействие (или слаба ядрена сила) и контролира радиоактивния разпад. Тя влияе също и върху термоядрената дейност в нашето слънце. ‘Дали тази сила е прецизно настроена?’ — може да попиташ. Фрийман Дайсън, който е математик и физик, обяснява: „Слабата [сила] е милиони пъти по–слаба от ядрената сила. Тя е слаба точно толкова, колкото да може водородът в слънцето да гори бавно и постепенно. Ако слабата [сила] беше много по–силна или много по–слаба, всяка форма на живот, която зависи от звезди, подобни на нашето слънце, отново би била в опасност.“ Да, тази точно определена скорост на горене поддържа нашата земя топла (без да я изпепелява), а нас — живи.
Освен това учените смятат, че слабото ядрено взаимодействие участвува в избухванията на свръхновите, които те посочват като процеса, чрез който се произвеждат и разпределят повечето елементи. „Ако тези ядрени сили биха били по някакъв начин малко по–различни от това, което са сега, звездите не биха могли да създават елементите, от които ти и аз сме съставени“ — обяснява физикът Джон Полкингхорн.
Може да се кажат още много неща, но вероятно вече си разбрал главното. При тези четири основни сили е налице смайваща фина настройка. „Навсякъде около нас ние изглежда виждаме доказателства, че природата е направила всичко много точно“ — писа професор Пол Дейвис. Да, прецизното настройване на основните сили е направило възможни съществуването и действието на нашето слънце, на нашата прекрасна планета и на нейната поддържаща живота вода, на нашата атмосфера, толкова необходима за живота, и на огромен спектър от скъпоценни химични елементи на земята. Но запитай се: ‘Защо и откъде е дошла тази прецизна настройка?’
Идеалните характеристики на земята
Нашето съществуване изисква прецизност и в други отношения. Да разгледаме размерите на земята и нейното място в слънчевата система. Библейската книга Йов съдържа следните смиряващи въпроси: ‘Где беше ти, когато основах земята? ... Кой определи мерките ѝ, ако знаеш?’ (Йов 38:4, 5) Никога досега тези въпроси не са изисквали отговор по–настойчиво. Защо? Поради смайващите неща, които бяха открити относно нашата земя — включително и за нейния размер и нейното място в нашата слънчева система.
Никъде във вселената не е открита друга планета като земята. Вярно, някои учени посочват косвени доказателства, че около определени звезди обикалят небесни тела, които са стотици пъти по–големи от нашата земя. Размерът на нашата земя обаче е най–подходящият за нашето съществуване. В какво отношение? Ако земята беше малко по–голяма, нейната гравитация би била по–силна и би се натрупал водород, който е лек газ и не би могъл да се освободи от земното привличане. В такъв случай атмосферата би била неблагоприятна за живот. От друга страна, ако земята беше малко по–малка, поддържащият живота кислород щеше да изчезне и водата на повърхността на планетата щеше да се изпари. И в единия, и в другия случай ние не бихме могли да живеем тук.
Земята също така се намира на идеалното разстояние от слънцето — фактор, който е много съществен за благоприятните условия за живот. Астрономът Джон Бароу и математикът Франк Типлър изследвали „съотношението между радиуса на Земята и разстоянието между нея и Слънцето“. Те стигнали до извода, че „ако това съотношение беше малко по–различно от това, което се наблюдава, че е“, човешкият живот нямаше да може да съществува. Професор Дейвид Л. Блок отбелязва: „Изчисленията показват, че ако земята се намираше само с 5 процента по–близо до слънцето, преди около 4000 милиона години е щял да настъпи един неконтролируем парников ефект [прегряване на земята]. От друга страна, ако земята се намираше само с 1 процент по–далеч от слънцето, преди около 2000 милиона години е щяло да настъпи едно неконтролируемо заледяване [огромни пластове лед, покриващи по–голямата част от земното кълбо].“ — Our Universe: Accident or Design? [„Нашата вселена — случайност или замисъл?“].
Към горните примери за прецизност можеш да добавиш факта, че земята се завърта около оста си веднъж дневно, което е най–подходящата скорост за поддържане на умерени температури. На Венера са необходими 243 дни, за да се завърти. Помисли си само какво би било, ако земята се завърташе толкова дълго! Нямаше да можем да преживеем екстремалните температури, възникнали от такива дълги дни и нощи.
Друг важен детайл е орбитата на нашата земя около слънцето. Кометите имат широка елиптична орбита. За щастие при земята не е така. Нейната орбита е почти кръгла. И отново това ни предпазва от екстремални температурни разлики, които биха били смъртоносни.
Не бива да пренебрегваме също и разположението на нашата слънчева система. Ако тя беше по–близо до центъра на галактиката Млечен път, гравитационното въздействие на съседните звезди би изкривило орбитата на земята. И обратното, ако бяхме разположени на самия край на нашата галактика, нощното небе щеше да бъде почти изцяло лишено от звезди. Звездната светлина не е необходима за живота, но нима тя не придава голяма красота на небето, което виждаме нощем? А и въз основа на съвременните схващания за вселената учените са изчислили, че по краищата на Млечния път не биха били налице достатъчно химични елементи, необходими за формирането на слънчева система като нашата.d
Закон и ред
От личен опит вероятно знаеш, че всички неща клонят към безредие. Както е забелязал всеки стопанин на дом, ако бъдат оставени сами на себе си, нещата престават да работят или се разпадат на съставните си части. Учените наричат това „втори закон на термодинамиката“. Можем да наблюдаваме действието на този закон ежедневно. Ако бъде изоставен, един нов автомобил или един велосипед ще се превърне в купчина старо желязо. Ако една сграда бъде изоставена, тя ще се превърне в развалина. А как стоят нещата с вселената? Този закон е валиден и за нея. Тогава може би си мислиш, че редът в нея трябва в крайна сметка да се превърне в пълен безпорядък.
Изглежда обаче, че с вселената това не става, както открил професорът по математика Роджър Пенроуз, когато изследвал състоянието на безпорядък (или ентропия) в достъпната за наблюдения вселена. Логичен начин за обяснение на подобни открития е заключението, че вселената е започнала съществуването си в подредено състояние и все още е високо организирана. Астрофизикът Алън Лайтман отбелязва, че за учените „е мистерия това, че вселената е била създадена в такова изключително подредено състояние“. Той добавя, че „всяка успешна теория на космологията трябва в крайна сметка да обясни проблема с ентропията“ — защо вселената не става хаотична.
Всъщност нашето съществуване противоречи на този всепризнат закон. Тогава защо ние сме живи, и то тук на земята? Както вече беше отбелязано, това е основен въпрос, на който ще искаме отговор.
[Бележки под линия]
a Диаметърът на галактиката Млечен път е около един трилион километра — да, 1 000 000 000 000 000 000 километра! На светлината са необходими 100 000 години, за да я прекоси, и само в тази галактика има над 100 милиарда звезди!
b През 1995 г. учените забелязаха странното поведение на най–далечната звезда (SN 1995K), наблюдавана изобщо при избухването си в своята галактика. Подобно на свръхновите от близките галактики, тази звезда стана изключително ярка и след това бавно угасна, но за по–дълго време отколкото беше засичано досега. Колективът на списание New Scientist [„Ню сайънтист“] изрази това явление графично, като даде следното обяснение: „Кривата на светлинното изображение ... е удължена във времето с точно толкова време, колкото би се очаквало, ако галактиката се отдалечава от нас със скорост, приблизително равна на половината от скоростта на светлината.“ Какво означава това? То е „най–доброто съществуващо засега доказателство, че Вселената наистина се разширява“.
c Теорията за раздуването изказва предположения относно събитията, станали за частица от секундата след началото на вселената. Защитниците на теорията за раздуването твърдят, че първоначално вселената била субмикроскопична и след това се раздула със скорост, по–висока от скоростта на светлината, но това твърдение не може да бъде проверено в лабораторни условия. Теорията за раздуването на вселената продължава да е спорна.
d Учените са установили, че елементите разкриват смайващ ред и хармония. Интересни доказателства са представени в приложението „Строителните блокчета на Вселената“ на страница 26.
[Блок на страница 15]
Опит да се преброят звездите
Смята се, че галактиката Млечен път съдържа над 100 000 000 000 (100 милиарда) звезди. Представи си една енциклопедия, която отделя по една страница на всяка звезда — например, нашето слънце и слънчевата система ще бъдат събрани на една страница. Колко тома ще трябва да има енциклопедията, за да включи звездите в Млечния път?
Смята се, че ако томовете са средно дебели, енциклопедията няма да може да се събере в Обществената библиотека на Ню Йорк, която разполага с лавици, дълги общо 412 километра!
Колко време ще ти трябва, за да изследваш тези страници? „За прелистването им със скорост една страница за секунда ще са необходими над десет хиляди години“ — се обяснява в книгата Coming of Age in the Milky Way [„Да съзрееш в Млечния път“]. Но звездите, които образуват нашата галактика, са само малка част от звездите в приблизително 50 000 000 000 (50 милиарда) галактики във вселената. Ако енциклопедията съдържаше по една страница за всяка една от тези звезди, нямаше да се събере на всички библиотечни лавици, съществуващи по земята. „Колкото повече знаем за вселената — се казва в книгата, — толкова повече започваме да разбираме колко малко знаем.“
[Блок на страница 16]
Джастроу относно Началото
Робърт Джастроу, професор по астрономия и геология при Колумбийския университет (САЩ), пише: „Малко астрономи биха могли да очакват, че това събитие — внезапното раждане на Вселената — ще стане доказан научен факт, но наблюденията на небето чрез телескопи ги принуди да направят това заключение.“
После той говори за значението на това: „Астрономическото доказателство за едно Начало поставя учените в неловко положение, защото те вярват, че всяко следствие има естествена причина ... Британският астроном Е. А. Милн писа: ‘Ние не можем да правим предположения относно състоянието на нещата [в началото]; в Божественото действие на сътворението Бог не е наблюдаван и не е видян от никого.’“ — The Enchanted Loom—Mind in the Universe [„Възхитителният стан — разум във Вселената“].
[Блок на страница 17]
Четирите основни физични сили
1. Гравитацията — много слаба при атомите. Оказва влияние при големи обекти — планети, звезди, галактики.
2. Електромагнетизмът — основната привличаща сила между протоните и електроните, позволяваща образуването на молекули. Светкавицата е едно от доказателствата за нейната сила.
3. Силното ядрено взаимодействие — силата, която ‘слепва’ протоните и неутроните едни към други в ядрото на атома.
4. Слабото ядрено взаимодействие — силата, която управлява разпадането на радиоактивните елементи и ефикасната термоядрена дейност на слънцето.
[Блок на страница 20]
„Съчетание на съвпадения“
„Ако направим слабата сила малко по–силна, няма да може да се получава хелий, ако я направим малко по–слаба, почти всичкият водород ще бъде превърнат в хелий.“
„Вероятността да съществува една вселена, в която има известно количество хелий и също така избухващи свръхнови, е твърде малка. Нашето съществуване зависи от това съчетание на съвпадения и от още по–поразяващото съвпадение на нивата на ядрена енергия, предсказани от [астронома Фред] Хойл. За разлика от всички предишни поколения ние знаем как сме се появили тук. Но подобно на всички предишни поколения все още не знаем защо сме тук.“ — „Ню сайънтист“.
[Блок на страница 22]
„Специалните условия на земята, които са резултат от нейния идеален размер, съставът на елементите и почти кръглата орбита, която е на съвършено разстояние от една дълговечна звезда, слънцето, правят възможно събирането на вода върху земната повърхност.“ (Integrated Principles of Zoology, 7th edition [„Обединени принципи на зоологията“, 7–мо издание]) Животът на земята не би могъл да възникне без вода.
[Блок на страница 24]
Да вярваш само в онова, което виждаш?
Много разумни хора приемат съществуването на неща, които не могат да видят. През януари 1997 г. списание Discover [„Дискавър“] съобщи, че астрономите са открили нещо, за което са направили заключението, че представлява около дванадесет планети, обикалящи около далечни звезди.
„Засега тези нови планети са известни само по начина, по който тяхната гравитация нарушава движението на звездите, около които те обикалят.“ Да, за астрономите видимите резултати от гравитацията съставляват основания да вярват, че съществуват невидими небесни тела.
Косвените доказателства — а не преки наблюдения — са достатъчни основания за това учените да приемат онова, което засега е невидимо. Много хора, които вярват в Създателя, стигат до извода, че те имат подобни основания да приемат онова, което не могат да видят.
[Блок на страница 25]
Сър Фред Хойл обяснява в изданието The Nature of the Universe [„Същността на Вселената“]: „За да се избегне въпросът за сътворението, би трябвало цялата материя на Вселената да бъде безкрайно стара, а това не е възможно. ... Водородът постоянно се превръща в хелий и в другите елементи ... Как тогава става така, че Вселената се състои почти изцяло от водород? Ако материята беше безкрайно стара, това изобщо нямаше да е възможно. Следователно виждаме, че при положение, че Вселената е такава, каквато е, въпросът за сътворението не може просто да бъде избегнат.“
[Снимка на страници 12, 13]
От примера на спиралната галактика NGC 5236 личи, че нашето слънце [в рамката] е малка звезда в галактиката Млечен път
Млечният път съдържа над 100 милиарда звезди и е само една от над 50–те милиарда галактики в познатата ни вселена
[Снимка на страница 14]
Астрономът Едуин Хъбъл (1889–1953 г.) установил, че червеното отместване на светлината от далечните галактики показва, че нашата вселена се разширява и следователно е имала начало
[Снимка на страница 19]
Благодарение на фината настройка на силите, които въздействуват върху нашето слънце, на земята има най–подходящите условия за живот