Przepis na wszechświat

Przepis na wszechświat

Dodano:   /  Zmieniono: 
Astronomowie mają twardy orzech do zgryzienia. Nie potrafią wyjaśnić, dlaczego już w momencie Wielkiego Wybuchu wszechświat został tak zaprojektowany, aby mogły się w nim pojawić inteligentne istoty. Wystarczyłaby drobna różnica na przykład w potędze eksplozji, z której się narodził, aby przekreślić jakiekolwiek szanse na powstanie życia.
Astronomowie mają twardy orzech do zgryzienia. Nie potrafią wyjaśnić, dlaczego już w momencie Wielkiego Wybuchu wszechświat został tak zaprojektowany, aby mogły się w nim pojawić inteligentne istoty. Wystarczyłaby drobna różnica na przykład w potędze eksplozji, z której się narodził, aby przekreślić jakiekolwiek szanse na powstanie życia.
Tymczasem wybuch miał dokładnie taką siłę, by tempo ekspansji (rozszerzania się) wszechświata było równoważone przez grawitację, czyli przyciąganie. Jak się dziś oblicza, obie te energie - ekspansji i grawitacji - już w pierwszej sekundzie po Wielkim Wybuchu musiały być sobie równe. Gdyby zwyciężyła ekspansja, siły przyciągania okazałyby się za małe, aby skupić materię w gwiazdy, galaktyki i planety, a bez nich życie nie byłoby możliwe. Z kolei nieco tylko większa grawitacja spowodowałaby Wielką Implozję, czyli zapadnięcie się całej materii do centrum wszechświata. Nie byłoby dalszego ciągu. Gdyby siła wiążąca jądra atomowe była odrobinę inna niż jest, nie mogliby się pojawić ludzie.

Na początku był wodór i hel
Jak wiadomo, na początku istniał tylko wodór i trochę helu. Reszta tablicy Mendelejewa, czyli cięższe pierwiastki, z których jesteśmy zbudowani my sami i nasza planeta, powstają w reakcjach jądrowych we wnętrzu gwiazd. Aby ten proces mógł się rozpocząć, musi najpierw powstać deuter - ciężki wodór. Jego jądro zawiera proton i neutron. Gdyby siły jądrowe były odrobinę słabsze, proton nie mógłby się "skleić" z neutronem. Wszechświat pozostałby wypełniony wodorem bez żadnych szans na dalszy rozwój. Gdyby natomiast siły wiążące protony z neutronami w atomowych jądrach miały nieco większą wartość, już w ciągu pierwszych kilku minut po Wielkim Wybuchu przekształciłyby się w jądra helu. Zabrakłoby wówczas paliwa dla gwiazd. Tworzące się gwiazdy nie wyrzucałyby ciężkich pierwiastków w przestrzeń kosmiczną. Nie byłoby surowca do budowy planet - i nas.
Wielu fizyków i kosmologów sądzi, że tak precyzyjne dostrojenie własności materii i praw rządzących wszechświatem do naszego istnienia może mieć tylko dwa wyjaśnienia. Albo wszechświat został stworzony z myślą o człowieku, albo sposób jego powstania i podstawowe zasady rozwoju są niczym więcej jak dziełem przypadku.

Tylko sześć liczb, czyli koncepcja profesora Reesa
Niedawno pojawiły się hipotezy, które zagadkę naszej egzystencji próbują tłumaczyć, nie odwołując się ani do przypadku, ani do opatrzności. "Moim zdaniem, żadna z tych możliwości nie odpowiada prawdzie" - stwierdza Martin Rees, autor książki zatytułowanej "Tylko 6 liczb". Przedstawia w niej wizję wszechświata tak odległą od naszej wyobraźni, że najprościej byłoby ją uznać za spekulacje bez pokrycia. Autor należy jednak do najwybitniejszych współczesnych naukowców, jest członkiem wielu akademii i towarzystw naukowych (w tym jednego z najbardziej prestiżowych - Royal Society), a także brytyjskim astronomem królewskim.
Jak wskazuje tytuł książki, podstawą hipotezy prof. Reesa jest sześć liczb, od których zależy istnienie naszego świata. Te liczby stanowią "przepis" na wszechświat. Jedna z nich - oznaczona jako N - wyraża stosunek sił elektromagnetycznych utrzymujących razem cząstki elementarne w atomie do działającej między nimi siły grawitacji. Ma bardzo dużą wartość: to jedynka z 36 zerami. Gdyby była mniejsza, mógłby powstać tylko miniaturowy wszechświat o bardzo krótkim czasie trwania. Nie zdążyłyby w nim powstać organizmy większe od owadów - zabrakłoby czasu na dalszą ewolucję życia. Inna z liczb dotyczy kosmicznej antygrawitacji. "Siła ta decyduje o obecnym rozszerzaniu się wszechświata, mimo że nie przejawia się w żaden widoczny sposób w skali mniejszej niż miliard lat świetlnych" - pisze prof. Rees. Pomiar antygrawitacji był jedną z największych rewelacji naukowych 1998 r. Na szczęście okazało się, że ma ona bardzo małą wartość. W przeciwnym razie uniemożliwiałaby powstawanie gwiazd i galaktyk, a kosmiczna ewolucja musiałaby się zakończyć, zanim by się na dobre rozpoczęła.

Wieloświat, czyli wiele wszechświatów
Wszechświaty, których nie cechowałoby tak szczególne dobranie własności materii i fundamentalnych praw natury, byłyby jałowe lub martwe. Nie znaczy to jednak, że nie mogłyby istnieć. Profesor Rees jest przekonany, że nasz świat jest tylko jednym z wielu, drobnym fragmentem wielkiego kosmosu. Inne powstają we własnych wielkich wybuchach, mogą też ewoluować inaczej. Rządzą nimi inne prawa fizyczne. Wszechświaty takie nie są i nie mogą być obserwowane. Nie można nawet powiedzieć, czy istnieją "przed", "po" czy "obok" naszego. Grupa fizyków, wśród nich prof. Andriej Linde, rosyjski naukowiec pracujący w Stanach Zjednoczonych, podjęła już próby komputerowej symulacji rozwoju takiego wieloświata.
Koncepcję prof. Reesa przebił oryginalnością pomysł Maxa Tegmarka z Uniwersytetu Cambridge. Prowadzi on badania w jednej z najsłynniejszych instytucji naukowych świata, Instytucie Badań Zaawansowanych w Princeton - tym samym, gdzie pracował Einstein i gdzie 50 lat temu jeden z twórców fizyki XX wieku, prof. John Wheeler, sformułował pytanie, na które ciągle szuka się odpowiedzi: "Dlaczego natura posłuszna jest właśnie takim prawom, jakie znamy, a nie zupełnie innym?". Max Tegmark proponuje na nie odpowiedź.

Wzory życia
Od dawna wiadomo, że prawa fizyczne dają się sformułować w języku matematyki - jako zależności liczbowe, równania czy szeregi równań. Newton zapisał w postaci prostego wzoru prawo powszechnego ciążenia. Einstein, również za pomocą wzoru matematycznego (E = mc2), wyraził związek między materią i energią. Natomiast Tegmark idzie w swojej koncepcji w przeciwnym kierunku. Uważa, że każdej matematycznej strukturze formalnej powinien odpowiadać inny wszechświat. Warunki fizyczne, takie jak na przykład wartość siły grawitacji czy masa elektronu, w każdym z nich byłyby odmienne. Tylko w niektórych z tych wszechświatów mogłoby dojść do powstania świadomego obserwatora. Przy tym obserwator - według Tegmarka - oznacza jakąkolwiek formę życia inteligentnego, niekoniecznie taką jak na Ziemi. Może to być życie nieorganiczne oparte na krzemie lub podobne do samoewoluujących i reprodukujących się programów komputerowych. Wszystkie te formy Tegmark określa terminem "struktury samoświadome". Sądzi też, że światów nadających się do tak rozumianego życia powinny być całe archipelagi, a nie tylko jedna, znana nam wyspa.
Zastępowanie jednego wszechświata obfitością innych może się wydawać szaleństwem. Fizycy i kosmolodzy ostrożnie traktują koncepcję Tegmarka. Niektórzy przyznają jednak, że jego idee prowokują do myślenia. "Skoro astronomowie zgodzili się łatwo, że w bezkresnej przestrzeni mogą istnieć niezliczone i nigdy nie oglądane galaktyki, których światło nie zdążyło do nas dotrzeć od czasu Wielkiego Wybuchu, dlaczego nie mogą zaakceptować koncepcji niezliczonych wszechświatów istniejących niezależnie od nas?"

Więcej możesz przeczytać w 52/53/2000 wydaniu tygodnika Wprost.

Archiwalne wydania Wprost dostępne są w specjalnej ofercie WPROST PREMIUM oraz we wszystkich e-kioskach i w aplikacjach mobilnych App StoreGoogle Play.

-
 0