Учитывая трудновообразимые условия в конце Большого Охлаж- дения, ученые ведут жаркие споры о том, сможет ли выжить какая- либо форма разумной жизни. Поначалу кажется совершенно бес- смысленным говорить о разумной жизни на пятом этапе, во время которого температуры приблизятся к абсолютному нулю. Однако все же физики с большим воодушевлением обсуждают возможность выживания разумной жизни. Споры крутятся вокруг двух ключевых вопросов. Первый из них таков: смогут ли разумные существа управлять своими машинами, когда температуры приближаются к абсолютному нулю? Согласно законам термодинамики, поскольку энергия перетекает от более вы- сокой температуры к более низкой, это движение можно использо- вать для осуществления полезной механической работы. Например, механическая работа может быть получена при помощи теплового двигателя, соединяющего две области с различной температурой. Чем больше разность температур, тем выше эффективность двигате- ля. На этом были основаны машины, которые обеспечивали промыш- ленную революцию, — такие, как паровой двигатель и локомотив. На первый взгляд кажется невозможным получить какую-либо работу из
теплового двигателя на пятом этапе развития вселенной, поскольку температуры везде будут одинаковы. Второй вопрос заключается в следующем: сможет ли форма ра- зумной жизни отправлять и получать информацию ? Согласно теории информации, минимальная единица информации, которую можно отправить и получить, пропорциональна температуре. По мере того как температура приблизится к абсолютному нулю, способность обрабатывать информацию также будет серьезно повреждена. Биты информации, которые можно передавать, будут становиться все меньше и меньше по мере того, как вселенная остывает. Физик Фриман Дайсон и другие ученые произвели пересмотр фи- зики разумной жизни, пытающейся выжить в условиях погибающей вселенной. Эти ученые задаются вопросом, могут ли быть найдены оригинальные способы выживания для разумных форм даже в усло- виях снижения температур почти до абсолютного нуля. Когда по всей вселенной начнет падать температура, поначалу существа могут попытаться снизить температуру своих тел при по- мощи генной инженерии. Этот путь намного более эффективен, чем сокращение потребления энергии. Но в конце концов температура тела достигнет точки замерзания воды. Тут уже разумные создания могут покинуть свои хрупкие тела из плоти и крови и перейти в ро- ботизированные тела. Механические тела могут намного лучше пло- ти противостоять низким температурам. Но машины также должны повиноваться законам теории информации и термодинамики, что сделает жизнь чрезвычайно трудной и для роботов. Даже если разумные существа оставят свои роботизированные тела и трансформируются, перейдя в область чистого сознания, все же остается проблема обработки информации. По мере того как температура будет опускаться все ниже и ниже, единственным путем выживания будет «мыслить» медленнее. Дайсон делает вывод, что развитая форма жизни все еще будет способна мыслить в течение неограниченного количества времени путем растягивания времени, необходимого для обработки информации, а также экономить энер- гию, замедляя жизненные процессы. Хотя физическое время, необ- ходимое для процессов мышления и обработки информации, может растягиваться на миллиардылет, «субъективное время», с точки зре- ния разумных существ, останется неизменным. Они так и не заметят
разницы. Они будут все еще способны мыслить глубоко, но будут за- трачивать на этот процесс неизмеримо большее количество времени. 3аключение, которое делает Дайсон, звучит странно, но оптимистич- но: таким образом формы разумной жизни смогут обрабатывать ин- формацию и «мыслить» на протяжении неограниченного времени. На обдумывание одной-единственной мысли могут потребоваться триллионы лет, однако по отношению к «субъективному времени» процесс мышления будет проходить нормально. Однако, если разумные существа будут думать медленнее, они, воз- можно, будут способны увидеть космические квантовые переходы, происходящие во вселенной. Обычно такие космические переходы, например создание дочерней вселенной или переход к другой кван- товой вселенной, происходят на протяжении триллионов лет, а пото- му говорить о них можно чисто теоретически. Однако на пятом этапе триллионы лет «субъективного времени» будут сжиматься и могут показаться этим существам всего лишь несколькими секундами. Они будут мыслить настолько медленно, что, возможно, увидят непрерыв- но происходящие причудливые квантовые события. Возможно, они будут регулярно видеть, как ниоткуда появляются пузырьки-вселен- ные или происходят квантовые скачки в другие вселенные. Однако недавнее открытие того, что вселенная ускоряется, заста- вило физиков пересмотреть работу Дайсона, и разгорелись новые споры, результатом которых стали совершенно противоположные выводы: разумной жизни грозит неминуемая гибель в ускоряющейся вселенной. Физики Лоренс Краусс и Гленн Старкман пришли к следу- ющему заключению: «Миллиарды лет назад вселенная была слишком горяча, чтобы в ней существовала жизнь. Спустя бесконечное количе- ство эр вселенная станет такой холодной и пустой, что жизнь, какой бы изобретательной на выдумки она ни была, исчезнет». В своей первоначальной работе Дайсон предположил, что темпе- ратура микроволнового излучения продолжит снижаться бесконеч- но, благодаря чему разумные существа смогут получать полезную работу из этих крошечных разностей температур. Однако Краусс и Старкман указывают на то, что если у вселенной есть космологиче- ская константа, то температуры не будут падать вечно, как предпо- ложил Дайсон, а в конце концов достигнут нижнего предела — тем- пературы Гиббонса-Хокинга (около 10~29 градусов Кельвина). Когда
этот температурный предел будет достигнут, по всей вселенной установится одинаковая температура, а отсюда следует, что разумные существа не смогут получать полезную информацию путем исполь- зования разницы температур. Когда вся вселенная достигнет одно- родной температуры, всякая обработка информации прекратится. (В 1980-е годы было обнаружено, что определенные кванто- вые системы, такие, как броуновское движение в жидкости, могут служить основой компьютера вне зависимости от того, насколько холодно снаружи. Поэтому, даже когда температуры резко упадут, такие компьютеры смогут продолжать работать, используя все мень- шее и меньшее количество энергии. Для Дайсона это было хорошей новостью. Но была одна загвоздка. Система должна удовлетворять двум условиям: она должна находиться в равновесии с окружающей средой и никогда не должна отбрасывать информацию. Но если вселенная расширяется, то равновесие невозможно, поскольку из- лучение разрежается, а длина его волн растягивается. Ускоряющаяся вселенная меняется слишком быстро, чтобы система пришла в равно- весие. А второе условие, то есть требование того, чтобы система никогда не отбрасывала информацию, означает, что разумное суще- ство не должно никогда ничего забывать. В конечном счете разумное существо, будучи не в состоянии избавиться от старых воспомина- ний, может начать переживать их снова и снова. «Вечность стала бы скорее тюрьмой, а не бесконечно расширяющимся горизонтом для творчества и исследований. Это могло бы быть нирваной, но будет ли это жизнью?» — спрашивают Краусс и Старкман.) В целом, мы видим, что в случае, когда космологическая константа близка к нулю, разумная жизнь может «мыслить» бесконечно по мере остывания вселенной путем замедления жизненных процессов и замедленного мышления. Но в ускоряющейся вселенной, такой, как наша, подобный вариант развития событий невозможен. Согласно законам физики, вся разумная жизнь обречена на вымирание. Рассматривая вселенную в таких грандиозных временных мас- штабах, мы, таким образом, видим, что условия известной нам жизни являются всего лишь микроскопическим штрихом на гигантском гобелене истории. Существует лишь крошечный просвет, в котором температуры «как раз» таковы, чтобы жизнь была возможна, — не слишком низки и не слишком высоки.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Может ли выжить разумная жизнь» з дисципліни «Загальна астрономія»
