ANTYKONTINUALNA TEORIA MEGAWSZECHŚWIATA (1) – stan wiedzy
Jeśli miałbym w skrócie wytłmaczyć, co ‘t Hooft ma na myśli, gdy mówi o dyskretnej postaci zasady antropicznej, powiedziałbym, że Krajobraz nie powinien zawierać tak wielu próżni, iż można odnaleźć każdą dowolną wartość stałych natury. Innymi słowy, argumenty odnoszące się do zasady antropicznej przyprawiałyby go o mniejszy ból głowy, gdyby liczba różnych możliwości była ograniczona a nie nieskończona.
Leonard Susskind, Kosmiczny krajobraz
W obecnej pracy, która obejmuje teorię megawszechświata, unikam nazywania go wieloświatem, multiświatem czy nawet multiwszechświatem, gdyż te ostatnie terminy nieco przypominają gry komputerowe i gatunek fantasy. A zgodnie z moim zamiarem, powyższy tekst dotyczy astronomii i fizyki, nawet nie kosmologii, o czym niżej piszę.
Nie mam nic przeciwko grom komputerowym, ani gatunkowi fantasy, przeciwnie, uważam je wręcz za bardzo interesującą gałąź sztuki. Podobnie kosmologia jest obecnie pełnoprawną nauką ścisłą. Jednak obecny tekst, jak wyżej napisałem, dotyczy nauki i wiedzy o kosmosie w najbardziej dosłownym rozumieniu tego tematu. Jim Baggott w swojej interesującej książce „Pożegnanie z rzeczywistością. Jak współczesna fizyka odchodzi od poszukiwania naukowej prawdy” przestrzega przed osobliwym uprawianiem nauki, które popada w fantazje.
Do fantazji według mnie należy „wszystkoistyczne” (a więc mało realistyczne) rozumienie kosmologii, uznającej bajki w rodzaju istnienia sytuacji, że gdzieś istnieją dokładne kopie Ziemi, na których na przykład Hitler był mesjaszem, a planetoida sprzed 65 milionów lat unicestwiła całe życie na Ziemi. Nawet kosmologów niepokoi takie myślenie.
Jednak idea megawszechświata astronomicznego, trudnego do eksploracji, „stawiającego opór”, który umożliwia nieogranicznone badania z dziedziny fizyki i nauki w ogóle (każdy wszechświat to bogactwo i odrębny świat astronomiczny), który kiedyś może stać się konstruktywną i realną alternatywą dla życia w sytuacji termodynamicznego kresu Wszechświata, taka idea jest według mnie cenna.
Jeśli chodzi o stronę metodologiczną tekstu, jest to niejako ciąg dalszy teorii akceleracji i równania struktur, cyklów moich poprzednich prac. Jednak chciałem, aby była to bardziej konsekwentna fizyka i astronomia niż psychologia (a ten wątek poruszany był np. w „Teorii akceleracji”).
Nie kryję, że zainteresowałem się fizyką i kosmologią m.in. z tego względu, że bardziej nawet niż astronomia, wykorzystują one matematykę. A matematyka według mnie jest fascynującą dziedziną. Z kolei, jak pisze Jim Baggott w książce „Masa. Od greckich atomów do pól kwantowych”, przyszła eksploracja przestrzeni fizyki kosmosu przyniesie nam na pewno wiele radości.
Tomasz Szulga
grudzień 2018
(MAŁA) AKCELERACJA W (MEGA)WSZECHŚWIECIE – PROPONOWANA TEORIA
Przy okazji tematu fizyki i wczesnej kosmologii padło kiedyś następujące zdanie: „Guth wprowadził do kosmologii zupełnie nową koncepcję; był to krok tak ważny jak idea kosmicznego jaja” (J. Gribbin, s. 334). Właśnie w obszarze wstępnej fazy istnienia kosmosu stworzony został układ warunków-parametrów-stałych określających cały późniejszy bieg historii kosmosu. Powstało swoiste DNA Wszechświata.
Ten ważny etap ewolucji Wszechświata znalazł swoje miejsce w badaniach wielu fizyków i kosmologów, m.in. Andrieja Sacharowa, Motohiko Yoshimury i Alana Gutha, Edwarda Tryona, Adrieja Lindego, Alexandra Vilenkina i Stephena Hawkinga. Koncepcje te wyczerpująco omawia fizyk i kosmolog John Gribbin w książce „W poszukiwaniu wielkiego wybuchu”. Faza zaraz po Wielkim Wybuchu jest więc znacząca i temat ten jest węzłowy w fizyce i kosmologii.
Wydaje się, że decydujące znaczenie mogła mieć w tym okresie ciemna energia.
W teorii akceleracji i równaniu struktur etap ten jest określony jako mała akceleracja. W zasadzie jest to etap rozwoju liniowego, przebiegającego w czasie od początku Wszechświata (a nawet wcześniej), do 10-43 sek i 10-35 sek (kiedy potem, na jego zakończenie doszło do inflacji kosmologicznej, odpowiednika dezintegracji, trwającej do 10-32 sek po Wielkim Wybuchu), jednak jest to też akceleracja, a więc funkcjonuje tu już rozwój wykładniczy (potęgowy) (i jest on istotny w megawszechświecie).
W integracji wstępnej, która funkcjonuje i obwiązuje w tym okresie (niezależnie od tego, że można ją potraktować jako małą akcelerację, choć biorąc pod uwagę całą historię kosmosu, wczesny Wszechświat jest integracją wstępną; tu biografia i ontogeneza jest miniaturą kosmogenezy, ewolucji Wszechświata) jest to czas edukacji. Wprawdzie to, co najważniejsze i zauważalne zdarza się w życiu człowieka później, jednak „kodeks praw” wykuwany zostaje właśnie teraz, w integracji wstępnej. Dotyczy to również Wszechświata.
MATERIA I ANTYMATERIA
Problem propozycji i teorii Andrieja Sacharowa, dotyczącej warunków i parametrów bardzo wczesnego Wszechświata, był dalszym ciągiem odkrycia Chen Ning Yanga i Tsunga Dao Lee, że w oddziaływaniach słabych nie jest zachowana symetria parzystośći (P) (Nagroda Nobla w 1957 r.), co potwierdził też eksperyment Chien Shiung Wu.
Z kolei James Cronin i Val Fitch, analizując rozpad neutralnego kaonu, stwierdzili kolejne naruszenie zasady zachowania symetrii ładunku (C) i odbicia zwierciadlanego (CP), gdyż w procesie tym występuje niewielka nadwyżka antymaterii nad materią (pozytonów nad elektronami) (Nagroda Nobla w 1980 r.).
Właśnie sam problem powstania materii jest podstawowy dla wczesnego Wszechświata. Temat ten, już w kontekście oddziaływań silnych i barionów podjął w 1967 r. A. Sacharow. Oddziaływanie silne w końcu lat 60. było jeszcze słabo rozpracowane. Istniał model kwarkowy Murraya Gell-Manna i George’a Zweiga, jednak temat ten słabo wówczas znano.
Zgodnie z modelem Sacharowa, istnieją trzy warunki powstania materii we wczesnym Wszechświecie. Bariony muszą powstać z cząstek innego rodzaju; poza tym procesy te muszą naruszać symetrię C (ze względu na sprzężenie ładunku) i CP (ze względu na sprzężenie ładunku i odbicie zwierciedlane); wreszcie musi to nastąpić w sytuacji przejścia od stanu termodynamicznej równowagi do nierównowagi, od wysokiej energii i temperatury do niskiej (czyli gdy istnieje określona strzałka czasu; w stanie termodynamicznej równowagi podobnie powstają materia i antymateria, ruchliwość i intensywność wzajemnych reakcji i przemian jest większa – dopiero gdy temperatura spadnie, równowaga zostaje zachwiana i ostają się bariony).
Artykuł Sacharowa na temat formowania się materii w bardzo młodym Wszechświecie opublikowany został po rosyjsku i nie znalazł w tym czasie większego odzewu.
Problem powstania materii wystąpił też później w kolejnych badaniach. Motohiko Yoshimura zajmował się tzw. teoriami cechowania oraz wielkiej unifikacji (wielka unifikacja obejmuje oddziaływania silne, słabe i elektromagnetyczne jako przejaw jednego oddziaływania – opisują to obecnie tzw. teorie GUT; GUT – teoria wielkiej unifikacji, od ang. Grant Unified Theory). Wynika z nich, że we wczesnym Wszechświecie do ok. 10-35 sek. po Wielkim Wybuchu istniały tzw. bozony X o masie 1035 GeV. Yoshimura rozwinął ideę Sacharowa (z jego trzema warunkami) na temat tworzenia materii.
W teorii tej bozon X rozpadał się albo na dwa kwarki, albo na antykwark i lepton, zaś bozon any-X na dwa antykwarki lub na kwark i antylepton. Tak więc, upraszczając, w rozpadach anty-X powstaje np. miliard antykwarków, w rozpadach zaś bozonów X – miliard i jeden kwark (kwarki tworzyły potem nukleony i całą materię). Potem podczas anihilacji na miliard par kwark-antykwark pozostawał jeden kwark. W rezultacie materia zyskiwała minimalną przewagę nad antymaterią.
Tutaj istotny jest drugi warunek teorii Sacharowa o niezachowaniu symetrii C i CP, bowiem w procesach z udziałem bozonów X i bozonów anty-X istnieje asymetria w prawach fizyki preferująca tworzenie materii nad antymaterią.
Zarazem spełniony jest trzeci warunek Sacharowa – „strzałki czasu”, czyli zachodzenia ogólnego przechłodzenia, które „ujaskrawia” procesy łamania symetrii i tworzenia materii.
ŁAMANIE SYMETRII
Zawsze, przy tworzeniu nowych wszechświatów z macierzystego wszechświata, powstaje nowy zestaw stałych i nowe zasady, prawa fizyki. Odbywa się to poprzez spontaniczne łamanie symetrii. Na przykład płatek śniegu ma złamaną symetrię kołową w symetrię heksogonalną, rozgwiazda ma symetrię C5. Podobnie zarodek wyższych organizmów żywych jest początkowo symetryczną kulą (symetria 0(3)), stopniowo jednak łamana symetria tworzy najpierw symetrię podłużną (głowa i tułów), potem – poprzez kolejne łamania symetrii – wtórne narządy.
Podobnie wszechświaty w multiwszechświecie mają swoje zestawy łamania symetrii. W naszym Wszechświecie funkcjonują symetrie GUT (SU(5)), umożliwiające przetasowania między kwarkami i leptonami, tworząc wtórnie symetrie SU(3) x SU(2) x U(1) (oddziaływania silne, słabe i elektromagnetyczne) z 19 stopniami swobody. W innych wszechświatach mogłyby na drodze łamania symetrii powstać odrębne stopnie swobody i lokalne łamania symetrii.
Te kody wszechświatów określają późniejsze kształty ich funkcjonowania. Na przykład gdyby w naszym Wszechświecie oddziaływania jądrowe były słabsze, nie doszłoby do powstania gwiazd, gdyby były silniejsze, spalanie paliwa w gwiazdach byłoby zbyt silne, aby starczyło czasu na powstanie życia. Podobnie mogą istnieć wszechświaty z większą różnorodnością ciężkich pierwiastków i protonów (w których bogatsze byłyby układy okresowe pierwiastków) lub fotonów (istniałoby wtedy więcej symetrii U(1) i formowałyby się różne postacie światła, oraz inaczej, bardziej różnorodne byłyby narządy zmysłów istot żyjących).
WIECZNA INFLACJA, MEGAWSZECHŚWIAT I PODSTAWOWE PRAWA FIZYKI
Postać złamania symetrii decyduje o kształcie „wtórnej morfologii” wszechświatów – elementów multiwszechświata.
Koncepcja Andrieja Lindego (i kontynuatorów, m.in. Alexandra Vilenkina) zakłada właśnie spontaniczne łamanie symetrii inicjujące inflację. Zwykle jest ona niska. Jednak w tej metaprzestrzeni tworzą się w wielu, w nieskończonej liczbie miejsc, zależnie od warunków, stałej Omega (określonej przez iloraz gęstości wszechświata do gęstości krytycznej – przy wartości większej od 1 występuje wszechświat zamknięty, przy mniejszej od 1 – otwarty, przy równej 1 – płaski) wszechświaty ledwie rozszerzające się i zanikające, lub wszechświaty z wieczną inflacją, albo też, takie jak nasz, z umiarkowaną (nasz Wszechświat powstać mógł właśnie jako potomek macierzystego, większego, starszego, wszechświata).
Zgodnie z zasadą nieoznaczoności Heisenberga, położenie elektronów w atomie jest nieokreślone i tworzą one chmurę elektronów, „znajdujących się w wielu miejscach naraz” (co jest podstawą łączenia się atomów i całej chemii). Podobnie w takich wielu stanach znajdują się pra-wszechświaty, tworząc w rezultacie w procesach inflacyjnych, multiwszechświat.
Fizyk Edward Tryon w publikacji z 1973 r. stworzył pojęcie „wszechświata z niczego”. Wprawdzie energia np. naszego Wszechświata jest znaczna, sumuje się ona z ujemną energią grawitacyjną, dając w rezultacie zero. Również wypadkowa momentu pędu i ładunku Wszechświata jest równa zero (dlatego Wszechświat nie wiruje).
PROMIENIOWANIE RELIKTOWE I CIEMNA ENERGIA
Zgodnie z zasadą nieoznaczoności Heisenberga, inflacja i rozszerzanie się Wszechświata musiały tworzyć niejednorodną, nie gładką przestrzeń (inaczej rozkład elementów – tak jak pędu i położenia cząstki – byłyby jednoznacznie i przewidywalnie określony). Misja COBE (Cosmic Background Explorer – Badacz Kosmicznego Promieniowania Tła) w latach 90. przedstawiła taki zawierający zmarszczki obraz (fluktuacje kwantowe temperatury i gęstości rzędu 1/100000) związanego z inflacją promieniowania reliktowego.
Teoria inflacji zakłada istnienie płaskiego Wszechświata (Omega równa 1). Potwierdziły to badania z 1998 r. zespołów Saula Perlmuttera i Briana Schmidta, dając brakującą do jedności wartość składnika energii próżni (ciemnej energii) – 0,73.
FAZY WCZESNEGO WSZECHŚWIATA
Jeśli chodzi o samą ewolucję wczesnego Wszechświata, dla jego poznania i sformułowania tzw. Modelu Standardowego Kosmologii istotne były badania z 1998 r. i późniejsza misja WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe – sonda anizotropii mikrofalowego promieniowania tła Wilkinsona).
Tutaj można wyróznić fazy tego okresu Wszechświata, w których dominowały procesy łamania symetrii.
I tak w erze Plancka, przed upływem 10-43 sek (1019 GeV) istniała supersiła (obecnie opisywana przez teorię supersymetrii). Wszystkie cztery oddziaływania – grawitacja, silne, słabe i elektromagnetyczne – były połączone w jedność. Grawitacja nie wyróżniała się i była tak samo silna jak inne oddziaływania. Złamanie symetrii supersiły spowodowało powstanie rozszerzającego się pęcherzyka, zarodka Wszechświata o wymiarach 10-33 cm.
W następnej fazie, erze GUT, w 10-43 sek, nastąpiło oddzielenie się grawitacji, co spowodowało wewnątrz małego Wszechświata, falę uderzeniową. Pęcherzyk jednak dalej się rozszerzał i ochładzał. Nastąpiło złamanie kolejnej symetrii, powstała symetria SU(5) (GUT), łącząca – poza grawitacją – trzy pozostałe oddziaływania.
W kolejnej fazie, oddzieliło się oddziaływanie silne.
TEORIA INFLACJI
Teoria inflacji Alana Gutha jest szeroko omawiana w literaturze wraz z rozwiązaniem przez nią problemów tzw. płaskości i horyzontu.
Wszechświat, skoro obecnie jest płaski, musiał być taki od początku. Ponieważ odchylenie od idealnej płaskości silnie narasta wraz z upływem czasu, pierwotna płaskość przestrzeni Wszechświata musiała być idealna.
Problem horyzontu i wyjaśnienie wysokiej jednorodności oraz izotropowości Wszechświata wiąże się z wykładniczym rozszerzaniem się przestrzeni podczas inflacji.
Teoria inflacji A. Gutha pochodzi z 1979 r., dokładnie z 6 na 7 grudnia, kiedy Guth w nagłym olśnieniu stworzył tę koncepcję, natychmiast znajdując dla niej formę matematyczną równań - w ciągu nocy przeprowadził obliczenia. Teoria inflacji rozwiązała wiele problemów fizyki i kosmologii. Na czym jednak polegała jej istota?
Zgodnie z teorią inflacji, Wszechświat w okresie 10-36 - 10-32 sek przeszedł fazę ekspansji – wykładniczego wzrostu. Odbyło się to w ramach tzw. wielkiej unifikacji i działania tzw. mechanizmu Higgsa a zarazem spontanicznego łamania symetrii (i zyskiwania masy). O co tu chodzi?
Pole Higgsa (osobliwość pola Higgsa) ma miejsce przy minimalnej energii próżni. Wszechświat wczesny można porównać do kapelusza z rondem wewnętrzym wokół i z zagłębieniem podobnym do krateru na środku. Dopóki np. kulka jest na szczycie, istnieje wysoka energia próżni. Może jednak ona zatrzymać się w centralnym „kraterze”, czyli – we Wszechświecie – w stanie fałszywej prózni.
Fizycy porównują tę sytuację do zjawiska ochładzania i przechłodzenia wody. Woda może wtedy osiągnąć temperaturę poniżej 0°C, a mimo to nie zamarznie. Dopiero uwolnienie energii utajonej, ciepła przechłodzenia prowadzi do stanu bardziej stabilnego – lodu (w przypadku Wszechświata – do prawdziwej próżni). Wtedy następuje złamanie symetrii i osiągnięcie najniższego poziomu energii.
W przypadku Wszechświata przedostanie się przez barierę potencjału próżni (w powyższej analogii krawędzi środkowego zagłębienia) zachodzi przez tunelowanie (w atomie oparte jest ono na zasadzie nieoznaczoności i mozliwości znajdowania się np. elektronu w różnych miejscach i stanach). W stanie fałszywej próżni Wszechświat ma energię 1095 ergów/cm3. Wszystko to zachodzi w czasie 10-43 - 10-35 sek.
Dokąd pole jest na poziomie fałszywej próżni, przechłodzenia, znaczna jego energia wywołuje zintensyfikowaną ekspansję. Energia uwolniona zostaje podczas przejścia od stanu fałszywej do stanu prawdziwej próżni (w 1027K), tworząc klasyczną materię, znaną z astronomii. Podstawą tego jest jednak – jak się uważa – stała kosmologiczna w fazie wstępnej Wszechświata (czyli ciemna energia).
W trakcie ekspansji energia Wszechświata rośnie, zaś ujemna siła grawitacji maleje, co prowadzi do ich wzajemnego skasowania.
TEORIA INFLACJI LINDEGO
W modelu Andrieja Lindego z 1981 r. „środkowe pole” Wszechświata jest nieodgrodzonym krawędzią łagodnym wzgórzem (choć w wielu teoriach innych fizyków mniejsza lub większa krawędź pozostaje), a nie łączącym się ze zjawiskiem tunelowania, jednak schemat jest podobny w obu modelach inflacji – Gutha i Lindego.
` A. Linde stworzył też pojęcie tzw. chaotycznej inflacji. Tutaj wykładnicza ekspansja nie musi wiązać się z przejściem fazowym i przechłodzeniem pola Higgsa. Następuje tu łagodne przejście (tak jak we wnętrzu kieliszka) do stabilnego stanu prawdziwej próżni. Jednak w różnych obszarach wszechświata różnie to przebiegało. Jeśli róznica potencjału między pierwotnym stanem energii a „dnem pola” jest maksymalna, wszechświat rozszerzyć się mógł o czynnik 101000000.
Linde też łączy teorię inflacji z teorią Kaluzy-Kleina (przedstawiającą wszechświat 5-wymiarowy). Motorem ekspansji byłby tu różny przebieg kompaktyfikacji (czyli „zwinięcia wymiarów”) i przejścia od np. 11-wymiarowego do 4-wymiarowego Wszechświata. Niektórzy teoretycy uznają, że właśnie kompaktyfikacja jest czynnikiem sprawczym inflacji.
WSZECHŚWIAT BEZ BRZEGÓW HAWKINGA
Model ewolucji Wszechświata (i wszechświatów) Stephena Hawkinga aspiruje do stworzenia syntezy teorii względności Einsteina i fizyki kwantowej.
Z teorii względności wynika istnienie osobliwości (ilustruje to w przypadku gwiazdy już wzór Schwarzschilda). Z kolei klasyczną postacią fizyki kwantowej jest tzw. wersja kopenhaska. Zgodnie z nią, układ kwantowy nie obserwowany jest w stanie superpozycji wszystkich możliwych stanów – jego obserwacja lub pomiar powodują „redukcję funkcji falowej”. Wybór pomiaru jest sprowadzony do pewnego prawdopodobieństwa (nieco inaczej to jednak przebiega w atomie, gdzie się sprawdza, inaczej w kosmologii).
Nasz Wszechświat jest wszystkim, tworzy całość oraz nie ma w stosunku do niego takich „zewnętrznych” obserwatorów, którzy mogliby zredukować pomiar, czyli spowodować redukcję funkcji falowej. Inną interpretacją teorii kwantowej jest tzw. teoria wielu światów (m.in. Hugh Everetta), gdzie istnieje cały splot możliwych światów – funkcji falowych.
Nie powinno się jednak mylić takiej interpretacji multiwszechświata z megawszechświatem „rzeczywistym-fizycznym”, związanym z inflacją, choć wielu fizyków kwantowych łączy powyższy multiświat z megawszechświatem „astronomicznym” (są fizycy, którzy uważają, że tylko teoria wieloświata jest „prawdziwą” teorią kwantową). Fizyk Jim Baggott nazywa takie podejście „baśniowym” (zob. J. Baggott, „Pożegnanie z rzeczywistością”).
Ową sumę po trajektoriach Feynmana wyznaczyć może metoda analizy wszystkich funkcji falowych układu i obliczenie sumy ich różnych historii – jest to tzw. całka po trajektoriach Feynmana.
Hawking postulował oparcie się na obu wersjach teorii kwantowej. Zgodnie z jego koncepcją wszechświata, przestrzeń wszystkich historii wszechświata tkwi w tzw. superprzestrzeni.
Modelem czterowymiarowego Wszechświata w koncepcji Hawkinga jest sfera (kula). Nie możemy jednak obliczyć przebiegu konkretnej historii wszechświata. Zwykle można określić, wybrać tzw. początek historii wszechświata jako jego warunki brzegowe. Miarą czasu w tym modelu jest linia południków (choć mowa jest tu o tzw. czasie urojonym).
Wszechświat według Hawkinga przechodzi przez cykle od „początku”, który nie jest osobliwością. Tak jak kula nie ma on punktu początkowego ani końcowego - nie są nimi w dosłownej postaci bieguny. W superprzestrzeni istnieją inne wszechświaty – każdy o cyklicznej własnej linii ewolucyjnej historii. Najpierw więc wszechświat się rozszerza, przechodzi przez tę fazę aż do przesilenia, po którym wraca (tu „na biegun południowy”). Wszechświat nie ma więc w tym modelu początku, brzegu (tak jak sfera nie ma początku i końca).
Zatem wczesny Wszechświat jest tu niewyodrębionym czasowo jako osobliwość momentem bez początku.
TEORIA ANTYKONTINUALNEGO MEGAWSZECHŚWIATA – PODSUMOWANIE
Teorię multiwszechświata uznaje się w fizyce za inspirującą. Nie neguje jej np. noblista Steven Weinberg. Teoria megawszechświata jest prostą konsekwencją teorii prawdopodobieństwa (choć nie przez wszystkich uznawaną).
Kosmologia proponuje tezę, że istnieje nieskończona liczba wszechświatów w megawszechświecie. Paul Davies tak na przykład pisze: „w prawdziwie nieskończonym Wszechświecie (…) będą inne Ziemie z istotami podobnymi do ludzi. (…) dojdziemy do wniosku, że będzie gdzieś istniała druga Ziemia nie tylko z istotami ludzkimi, ale z drugimi nami, identycznymi pod każdym względem, włącznie z naszym doświadczeniem życiowym. Jednak zgodnie z nieubłaganą logiką statystyki, na każdą Ziemię zawierającą identyczną kopię nas będzie przypadała nieskończona ilość innych Ziemi z istotami różniącymi się od nas tylko w niewielkim stopniu, na przykład kolorem włosów, wzrostem lub prezentem, który otrzymaliśmy na ostatnie urodziny. (…) Kosmolog Max Tegmark (…) wyliczył, że średnia odległość do naszej najbliższej indentycznej kopii powinna wynosić przy odpowiednich założeniach (…), około 10 do potęgi 1029 metrów. (…) nie ma żadnego logicznego powodu, dla którego niektóre zmienne fizyczne nie mogłyby być ciągłe.” (P. Davies, s. 194-195).
Uważam, że może być (zwłaszcza co do ostatniej tezy Daviesa) inaczej. Teoria megawszechświata ma umiarkowanie wiarygodne podstawy naukowe, co wynika np. z teorii ewolucji Darwina. Wyjątkowy, „szczęśliwy”, precyzyjny dobór stałych w naszym Wszechświecie wynikać może z licznej populacji wszechświatów składowych. Jednak nie może być tak, że w megawszechświecie obowiązują wszelkie i dowolne prawa.
Jednak sam logiczny dowód istnienia megawszechświata wymaga odrębnej uwagi.
Leonard Susskind tak w tym kontekście pisze: „Rzeczywista tajemnica, poruszona przez współczesną kosmologię dotyczy „nagości króla”, pewnego oczywistego faktu, który wprawiał fizyków w ogromne zażenowanie: dlaczego Wszechświat nosi wszelkie znamiona tego, że został specjalnie zaprojektowany z myślą o zaistnieniu w nim takich form życia jak nasze? Pytanie stanowi zagadkę dla naukowców, a zarazem zachętę dla zwolenników wygodnego mitu kreacjonizmu. Sytuacja (…) przypomina biologię przed Darwinem, kiedy to myślący ludzie nie byli w stanie pojąć, w jaki sposób, bez interwencji boskiego czynnika i jego pomocnej dłoni, naturalne procesy fizyczne i chemiczne mogłyby doprowadzić do powstania czegoś tak złożonego jak ludzkie oko. Podobnie jak oko, specjalne właściwości fizyczne Wszechświata są tak doskonale dostosowane, że wymagają wyjaśnienia.” (L. Susskind, s. 11).
Nawiasem mówiąc, idea megawszechświata nie jest w żaden sposób sprzeczna z katolicką religą. Michał Heller tak pisze: „wszechmoc Boża może powołać do bytu zarówno jeden Wszechświat, jak i nieskończenie wiele wszechświatów. Hipoteza nieskończenie wielu wszechświatów nie wyklucza więc hipotezy Boga, powiedziałbym, że jest teologicznie o tyle bardziej atrakcyjna, że piękniej ukazuje wielkość i wszechmoc Boga.” (M. Heller, s. 173).
W cytacie wstępnym powyższego tekstu Susskind pisze, że w megawszechświecie może istnieć nie kontinuum, a dyskretna reguła składowych wszechświatów wraz z ich nieciągłymi stałymi.
Materiały źródłowe:
J. Baggott, „Pożegnanie z rzeczywistością. Jak współczesna fizyka odchodzi od poszukiwania naukowej prawdy”, Prószyński i S-ka, Warszawa 2015.
P. Davies, „Kosmiczna wygrana. Dlaczego Wszechświat sprzyja życiu?”, Prószyński i S-ka, Warszawa 2008.
J. Gribbin, „W poszukiwaniu wielkiego wybuchu. Kosmologia i fizyka kwantowa”, Zysk i S-ka Wydawnictwo, Poznań 2000.
M. Heller, „Podglądanie Wszechświata”, Wydawnictwo Znak, Kraków 2008.
M. Kaku, „Wszechświaty równoległe. Powstanie Wszechświata, wyższe wymiary i przyszłość kosmosu”, Prószyński i S-ka, Warszawa 2006.
L. Susskind, „Kosmiczny krajobraz. Dalej niż teoria strun”, Prószyński i S-ka, Warszawa 2011.
T. Szulga, „Teoria akceleracji III. Metodologia odkryć w naukach przyrodniczych i ścisłych. Wizja astronomii plastycznej”, www.salon24.pl/u/ad-astra/, Internet, 2018.
T. Szulga, „(Nie) wszystko możliwe w megawszechświecie? – podważenie teorii kontinuum – wzór matematyczny”, www.salon24.pl/u/ad-astra/, Internet, 2019.
Tagi: megawszechświat
