Влияние теоретической возможности создания двигателя Шкадова на концепцию "космологического естественного отбора" (инженерный подход к "сотворению мира")

Размещено на http://www.allbest.ru/

Влияние теоретической возможности создания двигателя Шкадова на концепцию «космологического естественного отбора» (инженерный подход к «сотворению мира»)

Д.А. Новосельцев

Известна оригинальная концепция Ли Смолина (Lee Smolin, Perimeter Institute for Theoretical Physics) - «размножения вселенных» (fecund universes), называемая также теорией «космологического естественного отбора» (CNS, Cosmological Natural Selection). Согласно этой гипотезе, «по ту сторону» чёрной дыры возникает новая вселенная, в которой фундаментальные физические постоянные могут отличаться от значений для вселенной, содержащей эту чёрную дыру. Разумные наблюдатели могут появиться в тех вселенных, где значения фундаментальных постоянных благоприятствуют появлению жизни. Процесс напоминает мутации в ходе биологического естественного отбора. Подробное описание своей гипотезы Смолин опубликовал в книге «Жизнь Космоса» (The Life of the Cosmos, 1997 [1], также [2]). По мнению Смолина, его модель лучше, чем антропный принцип, объясняет «тонкую настройку Вселенной», необходимую для появления жизни, так как имеет два важных преимущества:

- в отличие от антропного принципа, модель Смолина имеет физические следствия, которые поддаются опытной проверке.

- жизнь во множественных вселенных возникает не случайным образом, а закономерно: больше «потомков» в ходе отбора имеют те вселенные, параметры которых приводят к возникновению большего числа чёрных дыр, и эти же параметры, по предположению Смолина, благоприятствуют возможности зарождения жизни.

Однако, последнее допущение представляется не совсем достоверным. С этой позиции, оптимальной для «размножения вселенных» была бы r-стратегия размножения - в данном случае, возникновения максимального количества черных дыр за минимальное время. Этому соответствовало бы раннее образование большого количества звезд первого поколения, поглощающих практически весь водород и быстро эволюционирующих в течение нескольких десятков миллионов лет до стадии гравитационного коллапса. В такой вселенной было бы крайне мало «внезвездного» вещества, было бы ничтожно малое количество металлов и крайне высокий уровень радиации. Образование каких-то сложных молекулярных структур, не говоря о биологических объектах, было бы маловероятно, а ее эволюция завершилась бы очень быстро.

Таким образом, концепция «размножения вселенных» Ли Смолина, по мнению автора, требует корректировки.

Ранее [3] автором был предложен модифицированный, или электрический двигатель Шкадова, представляющий собой совокупность беспилотных космических аппаратов с электрическим солнечным (фотонно-ионным) парусом (возможно, воспроизводящихся по принципу автоматов фон Неймана из вещества астероидов), расположенных в форме отражателя со стороны одного из полюсов звезды. Схема создания такого объекта допускает различные конфигурации отражателя, в т.ч. фрагментарные, и в определенной степени близка к концепции «точек Дайсона» (Dyson Dots) Роберта Кеннеди III [4]. Как и исходный вариант двигателя Шкадова, и его более ранние версии [5], он может быть использован технологической цивилизацией для сокращения расстояния между звездами и образования обитаемых искусственных звездных скоплений, в которых возможно интенсивное взаимодействие цивилизаций.

В то же время, данная технология позволяет реализовать еще более масштабные проекты, включая управляемый коллапс звездных скоплений с образованием сверхмассивных черных дыр.

Следует отметить, что реализация подобных астроинженерных конструкций, вопреки первому впечатлению, не требует сверхвысокого энергетического и технологического уровня. В случае, если время создания подобных конструкций - как двигателей Шкадова, так и искусственных звездных скоплений - не является определяющим, они вполне могут быть реализованы путем создания небольшой группы самовоспроизводящихся космических аппаратов с электрическим солнечным парусом, наподобие концепции “Astrochiken” Фримена Дайсона [6], запускаемых в космос, как современное ракетное вооружение боевой авиации, по принципу «пустил - забыл». Стоимость и сложность создания таких аппаратов, по предварительной оценке, может быть вполне сопоставима с такими проектами, как строительство Международной космической станции, Большого адронного коллайдера или экспериментального термоядерного реактора ITER, но не является чрезвычайной.

Ранее на теоретическую возможность созидания искусственных вселенных как черных дыр из элементарных частиц с энергией порядка 10¹⁵ Гэв , для чего «понадобится энергия ускорителей элементарных частиц, всего лишь в сто миллиардов раз превосходящая достижимую ныне…», указывал Ю.Н. Ефремов [7] со ссылкой на И.Д. Новикова [8], который «показал, что если при сжатии обычного вещества до размеров гравитационного радиуса - создании черной дыры - придать ее поверхности электрический заряд, то внутренность такой дыры разбухает и начинает расширяться в другое пространство. Для запустившего этот процесс экспериментатора вне дыры ничего не меняется, дыра остается дырой, - но в масштабах мироздания он создал новую вселенную», и Е. Гаррисона [9]. Однако очевидно, что для цивилизаций интерес представляет не создание вселенных вообще с произвольными характеристиками (т.к. в рамках данной модели это происходит постоянно в естественных процессах гравитационного коллапса и столкновений сверхвысокоэнергетических частиц), а целенаправленное создание вселенных с заданным набором фундаментальных констант, оптимальным для возникновения и развития разумной жизни.

Подобная задача может быть решаема путем управляемого гравитационного коллапса искусственного звездного скопления, сформированного с помощью двигателей Шкадова, с достаточно точным обеспечением необходимого распределения массы звезд (а при использовании модифицированного двигателя Шкадова - и электрического заряда). По «экзогуманитарным» соображениям для этой цели может быть выбрана заведомо необитаемая галактика или звездное скопление, монтаж двигателей Шкадова и управление ими осуществляются функциональными машинными «квазицивилизациями» на базе организованных групп самовоспроизводящихся беспилотных аппаратов с электрическим солнечным парусом, описанных выше (в общем случае, могут создаваться более сложные машинные экосистемы, включающие, например, аналоги детритных организмов - специализированные аппараты для переработки неисправных конструкций). космический беспилотный солнечный вселенная

Ключевым вопросом при этом является следующий: позволяют ли известные законы природы, задавая с любой необходимой точностью распределение массы и электрического заряда перед гравитационным коллапсом, однозначно определить физические условия в возникающей вселенной и определяющие их константы.

Таким образом, модифицированная концепция «естественного отбора вселенных» Ли Смолина (при положительном ответе на данный вопрос) может быть сформулирована следующим образом:

- естественным образом в большинстве существующих вселенных, в которых действует гравитация, в результате гравитационного коллапса с образованием черных дыр возникают вторичные вселенные с различными наборами фундаментальных констант;

- в некоторых из них возникает и достигает стадии технологического развития, достаточной для начала реализации с помощью самовоспроизводящихся устройств астроинженерной деятельности по созданию объектов типа двигателя Шкадова, хотя бы одна цивилизация (на сегодня очевидным образом известна как минимум одна такая вселенная и одна - современная -цивилизация в ней, стремящаяся к этому уровню);

- возникающие цивилизации создают описанным выше образом искусственные вторичные вселенные с заданным набором фундаментальных констант, благоприятным для возникновения цивилизаций;

- таким образом, количество обитаемых вселенных непрерывно нелинейно увеличивается, и они становятся наиболее рутинными космологическими объектами.

Данная концепция предполагает вопрос о возможности искусственного происхождения известной нам Вселенной. Такая постановка вопроса имеет право на существование, и может быть проверена в результате анализа физических следов событий, относящихся к ранним этапам существования Вселенной (например, реликтового излучения - по данным программы WMAP [11] и последующих, с более высоким разрешением), известными методами, применяемым в программах SETI - в т.ч. с помощью нового математического и программного обеспечения, разрабатываемого в рамках проекта Breakthrough Listen [12]. Предполагается, что создатели искусственной вселенной могут предусмотреть возможность включения в нее своеобразной «подписи» автора (а возможно, и «инструкции по применению»).

Так, в недавней работе Р. Пенроуза и В.Г. Гурзадяна [13] выделена группа аномалий распределения температуры реликтового излучения, трактуемых авторами как возможные следы астроинженерной деятельности предшествующих Большому Взрыву сверхцивилизаций.

Тем не менее, можно предположить, что ответ на данный вопрос будет отрицателен.

Среди более тысячи достоверно идентифицированных экзопланет, а также планет и спутников Солнечной системы, к настоящему времени пока не известно ни одной планеты, за исключением Земли, пригодной для развития цивилизации. Хотя на ряде из них, начиная с Луны, технологическая цивилизация могла бы быть представлена в виде долговременных баз, сегодня это представляет собой достаточно сложную задачу, которая в лучшем случае будет реализована к 2030-м годам XXI века. Более того, поддержание разумной жизни на Земле в настоящее время, и особенно в прошлом, представляло собой проблему, и ее сохранение и дальнейшее развитие до сих пор не гарантировано. Пока есть все основания предполагать, что расстояния между цивилизациями в известной нам Вселенной достаточно велики - и предложенная технология [3] направлена в первую очередь на сокращения этих расстояний.

Это плохо сочетается с представлениями об искусственной, оптимальной для разумной жизни вселенной. Вероятно, такая Вселенная напоминала бы мир старых НФ-произведений конца XIX - начала ХХ века, в которых обитаемы и Марс, и Венера, и Луна, околоземное пространство заполнено космическими кораблями пришельцев, а парадокса Ферми не существует.

Есть достаточно примеров существования в горных массивах естественных пещер, разумные обитатели которых в течение тысячелетий вели борьбу за существование (например, Денисова пещера на Алтае). Но целенаправленное строительство города, в котором относительно пригодной для жизни будет только одна квартира на несколько многоэтажных домов, представляется крайне маловероятным.

Таким образом, рассмотренная возможность создания искусственных вселенных сегодня может рассматриваться преимущественно как перспективная задача на отдаленное будущее. В случае, если космологическая модель Большого Разрыва (Big Rip, [10]) либо многократного повторного Большого Взрыва ([13]) окажется верной, это могло бы стать для технологических цивилизаций, включая нашу, возможностью обеспечить если не собственное «бессмертие», то какую-то преемственность и небессмысленность существования (подобно тому, как современные люди обходят проблему конечности собственной жизни за счет рождения и воспитания детей).

Технические аспекты создания подобных искусственных вселенных с помощью различных видов двигателей Шкадова аналогичны рассмотренным ранее [3] для случая искусственных обитаемых звездных скоплений, их проработка может быть начата уже в настоящее время.

Рис. 1 - Аномалии распределения температуры реликтового излучения, трактуемые как возможные следы астроинженерной деятельности сверхцивилизаций (по [13])

Рис. 2 - Пример «оптического обмана» - «символы S H» на карте распределения температуры реликтового излучения (по [14])

Литература

1. Lee Smolin. The Life of the Cosmos. -- London: Weidenfeld & Nicolson, 1997. -- ISBN 0-297-81727-2.

2. Lee Smolin. The status of cosmological natural selection. Perimeter Institute for Theoretical Physics, February 2, 2008. arXiv:hep-th/0612185v1 18 Dec 2006.

3. Д.А. Новосельцев. К вопросу возможной модификации двигателя Шкадова и ее перспективах для решения некоторых задач SETI. http://lnfm1.sai.msu.ru/SETI/koi/articles/Shkadov.pdf

4. Kenneth I. Roy, Robert G. Kennedy, David E. Fields. Dyson Dots. Seventh IAA symposium on realistic near-term advanced scientific space missions. Aosta, Italy, July 11-14, 2011.

5. Виктор Боровишкин, Геннадий Сизенцев. К звездам на … Солнечной системе. «Техника - молодежи», № 12, 1979 г.

6. Gregory L. Matloff. Deep Space Probes. To the Outer Solar System and Beyond (Second Edition). Praxis Publishing Ltd, Chichester, UK, 2005. ISBN 3-540-24772-6.

7. Ефремов Ю.Н. Лженаука и гипотеза. «В защиту науки», Бюллетень № 7, 2010.

8. И.Д. Новиков, op. cit., c. 180 (по [7]).

9. Harrison, E.R. 1995, Quat. J. RAS, 36, 193.

10. Caldwell, Robert R., Kamionkowski, Marc and Weinberg, Nevin N. Phantom Energy and Cosmic Doomsday // Physical Review Letters. -- 2003. -- Vol. 91, fasc. 7. -- P. 071301.

11. Дж.Ф. Смут III. Анизотропия реликтового излучения: открытие и научное значение (Нобелевская лекция. Стокгольм, 8 декабря 2006 г.). Успехи физических наук, Том 177, №12, Декабрь 2007 г.

12. http://www.breakthroughinitiatives.org/OpenData/1.

13. V. G. Gurzadyan, R. Penrose. «CCC and the Fermi paradox». Submitted on 2 Dec 2015, last revised 14 Dec 2015. http://arxiv.org/abs/1512.00554

14. Seven-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Are There Cosmic Microwave Background Anomalies? C. L. Bennett (JHU), R. S. Hill (ADNET), G. Hinshaw (NASA/GSFC), D. Larson (JHU), K. M. Smith (Princeton), J. Dunkley (Oxford), B. Gold (JHU), M. Halpern (UBC), N. Jarosik (Princeton), A. Kogut (NASA/GSFC), E. Komatsu (U. Texas), M. Limon (Columbia), S. S. Meyer (U. Chicago), M. R. Nolta (CITA), N. Odegard (ADNET), L. Page (Princeton), D. N. Spergel (Princeton), G. S. Tucker (Brown), J. L. Weiland (ADNET), E. Wollack (NASA/GSFC), E. L. Wright (UCLA). Submitted on 26 Jan 2010, last revised 3 Jan 2011. http://arxiv.org/abs/1001.4758.

Размещено на Allbest.ru