Жизнь, Вселенная и Всё: Почему 42 – это главное число мироздания

"Я проверил это очень тщательно," сказал компьютер, "и это действительно ответ. Я думаю, проблема, если быть с вами честным, в том, что вы так и не узнали, какой же вопрос." "Но это был Великий Вопрос! Последний Вопрос о Жизни, Вселенной и Всём," завопил Лунквол. "Да," сказал Глубокая Мысль, со вздохом терпимости к дуракам, "но что он на самом деле?"

Так писал Дуглас Адамс в 1979 году, и с тех пор галактика размышляет над этим. Мы знаем, что ответ – 42, но нам действительно нужен ответ на вопрос, какой же был Вопрос, чтобы получить этот Ответ .

Жизнь

Существует множество вещей, для которых 42 может быть ответом. В математике это, например, количество разбиений числа 10 – то есть количество способов представить 10 как сумму положительных целых чисел; это первое число, равное сумме своих непростых делителей; количество триангуляций семиугольника; и это было последнее натуральное число меньше 100, которое было представлено в виде суммы трех кубов – последний раз это произошло в 2019 году.

В ФИФА, 42 – это количество всех возможных исходов каждого этапа группового турнира, с учетом всех побед, поражений и ничьих. Это точное смещение в градусах от источника света, которое создает радугу, что крайне прекрасно.

К сожалению, когда речь заходит о жизни человека, 42 имеет гораздо менее веселую репутацию: это в основном худший возраст для человека.

По крайней мере, таковы результаты исследования, которое следило за десятками тысяч людей в трех странах в 2015 году. Счастье, как оказалось, коррелирует с возрастом по U-образной кривой: оно наивысшее в начале и в конце, и мы все обречены статистикой стать раздражительными стариками в середине жизни.

"Функция изменения удовлетворенности жизнью пересекает ось X в возрасте 42,3 в [опросе Британских домохозяйств], 40,1 в [Исследовании доходов и трудовой динамики домохозяйств в Австралии], 41,4 в [Немецкой социально-экономической панели] и 46,9 в [Исследовании баланса медицины и жизни в Австралии]", отметили авторы. "Таким образом, это возраст, в котором благополучие достигает минимума."

И да, если вам интересно, среднее из этих цифр... составляет 42.

Это имеет смысл, на самом деле, потому что 42 – это также средний возраст кризиса среднего возраста. Это, по крайней мере, данные Spotify: тот самый "конкретный момент, когда слушатели среднего возраста отказываются от своих изысканных исполнителей-авторов песен, от своих 'лучших хитов 80-х, 90-х и сегодняшнего дня', и внезапно начинают снова слушать музыку подростков," отметила Кэйтлин Дьюи из The Washington Post в 2015 году.

Изменение музыкальных вкусов в этом возрасте не может быть связано с родительством, и оно длится всего пару лет или около того – но оно определенно существует и, возможно, неожиданно, более выражено у женщин. Не волнуйтесь, однако: к 45 годам вы вернетесь к прослушиванию устаревших хитов.

В конце концов, окажется, что, когда вам исполняется 42 года, все может только улучшиться.

Вселенная

Мы живем на вращающейся планете, называемой Земля, которая вращается вокруг звезды, известной как Солнце. В свою очередь, Солнце вращается вокруг центра Млечного Пути, который, в свою очередь, вращается вокруг сверхмассивной черной дыры под названием Стрелец A*.

Однако это не всегда будет так. Когда-нибудь (что это может означать в данной ситуации), наше Солнце исчерпает запасы водорода и прекратит создавать гелий путем ядерного синтеза, как это происходит сейчас. Без этого внешнего давления оно станет добычей гравитации, что сделает его ядро ​​чрезвычайно горячим и плотным, воспламеняя внешнюю оболочку и образуя красного гиганта, достаточно большого, чтобы поглотить ближайшие планеты.

Это не будет концом Солнца: когда температура в ядре достигнет достаточно высокого уровня, ядерный синтез возобновится – но на этот раз он будет превращать гелий в углерод, и это будет происходить быстро. В конечном итоге Солнце выбросит планетарную туманность и сожмется в белый карлик, примерно размером с Землю, а затем в черного карлика – тип звезды, настолько старый, что в настоящее время они неизвестны. Но для Земли есть вполне реальная вероятность того, что наше время во Вселенной закончится в челюстях гигантской красной звезды, на которую мы когда-то полагались для поддержания жизни.

И самая грустная часть? Технически мы даже не достигнем среднего возраста.

"Несмотря на все эти изменения, Солнце и наша Солнечная система будут продолжать вращаться вокруг центра Млечного Пути, завершая полный оборот каждые примерно 250 миллионов лет," написал астрофизик и автор Итан Зигель в октябре 2023 года. "Время для возвращения к нашей отправной точке известно как галактический год, и в этом есть около 10% неопределенности, сколько это на самом деле занимает времени. Между тем, с точки зрения звездной эволюции, мы довольно уверены, что Солнце просуществует примерно 10–12 миллиардов лет с момента начала ядерного синтеза в его ядре до начала фазы красного гиганта, путь, который мы преодолели чуть более чем на 4,5 миллиарда лет на данный момент."

Имея эту информацию, мы можем примерно рассчитать, сколько галактических лет системе Земля-Солнце предстоит наслаждаться, прежде чем один космический танцевальный партнер в конечном итоге уничтожит другого. И результат? Вы уже догадались.

"42 – это ответ, который очень соответствует лучшим данным, которые у нас есть," написал Зигель. "Это еще может оказаться точным ответом на этот вопрос, хотя для этого потребуются более точные данные."

Всё

Когда речь заходит о "последних вопросах", можно найти нечто более значительное, чем вопрос о фундаментальной природе существования. Оставляя экзистенциализм философам, стоит отметить одно важное явление в космологии, где фигурирует число 42: это постоянная Хаббла.

"Это мера того, насколько быстро расширяется Вселенная в настоящее время," говорит Венди Фридман, астрофизик из Чикагского университета, которая посвятила свою карьеру измерению этой постоянной, в интервью BBC Future в 2021 году.

Она действительно отвечает на вопрос о "всём": "Постоянная Хаббла определяет масштаб Вселенной, как её размер, так и возраст," объясняет она.

Как это понимать? Давайте начнем с того, насколько велика Вселенная. Мы знаем, что диаметр наблюдаемой Вселенной составляет около 93 миллиардов световых лет, а мы находимся прямо в её центре. Но что насчет ненаблюдаемой Вселенной?

"Мы можем делать выводы только на основе известных нам законов физики и того, что мы можем измерить в пределах нашей наблюдаемой Вселенной," пишет Зигель в 2018 году. Но лучшие данные, которые у нас есть, предполагают, что вся Вселенная – как видимая, так и невидимая части – должна быть как минимум в 250 раз больше наблюдаемой.

"Это означает, что диаметр ненаблюдаемой Вселенной, при условии отсутствия топологических странностей, должен быть как минимум 23 триллиона световых лет, и содержать объем пространства, который в более чем 15 миллионов раз больше объема, который мы можем наблюдать," объясняет Зигель. "Если мы готовы к спекуляциям, мы можем достаточно убедительно утверждать, что ненаблюдаемая Вселенная должна быть значительно больше, чем это."

И именно для этого почти невозможного вопроса ключевым является постоянная Хаббла.

Смотрите, Вселенная может быть невообразимо огромной, но она всё еще расширяется – и если мы хотим знать, насколько она велика, нам нужно точно знать, насколько быстро это происходит. Существует два основных способа измерения этой скорости: мы можем смотреть на ближайшие к нам галактики и выяснять, насколько быстро они удаляются от нас, что известно как измерение "поздней Вселенной"; или мы можем экстраполировать это из неровностей космического микроволнового фонового излучения, что является измерением "ранней Вселенной".

Хотя оценки постоянной Хаббла восходят к Жоржу Леметру в 1927 году – на два года раньше, чем в игру вступил Эдвин Хаббл, – современные оценки имеют преимущество в виде огромного объема эмпирических данных от космических аппаратов, таких как миссия Planck. Сейчас здесь есть некоторый космический парадокс, потому что вы найдете значительно разные результаты для постоянной Хаббла в зависимости от метода измерения, и никто не знает почему, но поскольку миссия Planck измеряла космический микроволновый фон, мы сосредоточимся на этом.

И согласно самым последним оценкам, постоянная Хаббла составляет… 42.

"Мы провели два измерения постоянной," говорит Ричард Сондерс, старший преподаватель Кавендишской астрофизической лаборатории Кембриджского университета, в интервью The Independent в 1996 году, "и среднее значение их составляет, ну, это 42".

Сондерс возглавил проект по измерению постоянной Хаббла с помощью радиотелескопа Райла – массива, похожего на огромные спутниковые антенны, но на самом деле это специализированные антенны и радиоприемники, которые сканируют небо для обнаружения космического микроволнового фонового излучения. Он измерил постоянную Хаббла в км/с/Мпк, или километрах в секунду на мегапарсек – интересно, что это означает, что постоянная Хаббла технически является частотой, а не скоростью или ускорением – и вот самое странное: он ошибся… но ответ всё равно 42.

Самые современные оценки постоянной Хаббла, использующие данные миссии Planck, дают немного большее значение. "Существует множество возможных космологий, которые могут воспроизвести узоры, которые мы видим [в космическом микроволновом фоновом излучении]," объясняет Зигель в статье 2021 года о постоянной. "Но […] лучшее значение составляет 67-68 км/с/Мпк для скорости расширения […] На самом деле мало маневренного пространства."

Давайте возьмем среднее значение этого интервала для равновесия – назовем это 67,5 км/с/Мпк. Ну и что это в имперских единицах? То есть, в милях/с/Мпк? О! Оказывается, это тоже 42.