Ósmego dnia Bóg stworzył multiwers …
2 marca 2011 r. Miałem okazję wziąć udział w najbardziej nieprzyjemnej debacie publicznej w moim życiu. To była debata z fizykiem, którego kiedyś uważałem za przyjaciela lub przynajmniej dobrego znajomego. Brian Greene niedawno opublikował książkę Hidden Reality. Parallel Worlds and Deep Space Laws”i koncertował w Ameryce, opowiadając o tym szerokiej publiczności.
Boston Science Museum zleciło mi przeprowadzenie wywiadu telewizyjnego z Brianem. Znając Briana Greena od wielu lat, chętnie wyraziłem zgodę. Ale moje oczekiwania nie zostały spełnione. Niemal za każdym razem, gdy prosiłem Greena o wyjaśnienie twierdzenia, że istnieją inne wszechświaty i o podanie przynajmniej niektórych dowodów eksperymentalnych, odmawiał odpowiedzi.
Ten utalentowany naukowiec nie przedstawił ani jednego przekonującego dowodu na to, że oprócz naszego istnieją inne wszechświaty na świecie. Odpowiedział na zadane pytania mniej więcej tak: „Oto, co mówi nam matematyka, a ja wierzę w tę naukę”. Ale matematyka nie mówi nam nic o innych wszechświatach - a dokładniej o wszechświatach rzeczywistych. Wszystkie spekulacje na temat „multiwersu” jako skupiska prawdopodobnie istniejących wszechświatów są całkowicie hipotetyczne. Debata zakończyła się niepowodzeniem głównie dlatego, że mieliśmy do czynienia z rzeczami, o których jako naukowcy nie mieliśmy żadnych obiektywnych danych. Równie dobrze moglibyśmy się spierać o to, ile aniołów mieści się na główce szpilki.
Ateiści chętnie przyjęli ideę multiwersu, wierząc, że jeśli istnieje wiele wszechświatów, to stworzenie jednego wszechświata wygląda mniej imponująco, co zatem mogłoby nastąpić bez boskiego aktu. Hałaśliwie powitali książkę Greena.
W nim autor zebrał 4 różne teorie, według których nasz Wszechświat jest według Greena tylko jedną z wielu, a być może nieskończoną liczbą wszechświatów: niektóre z nich są podobne do naszego Wszechświata, inne nie.
Jedną z takich teorii jest teoria inflacji Alana Gutha. Zgodnie z tą teorią Wszechświat przeszedł przez okres bardzo szybkiej ekspansji (nazywanej przez autora inflacją), która następnie znacznie spowolniła. Teorię tę uzupełnili Andrey Linde i Alexander Vilenkin do chaotycznej teorii inflacji. Linde i Vilenkin uważają, że w oparciu o koncepcje kwantowe można argumentować, że inflacyjny proces, który dał początek naszemu Wszechświatowi, trwa w przyrodzie nieprzerwanie i na zawsze.
Według tych teoretyków proces inflacyjny „przebiega wszędzie” w szerszym Wszechświecie, gdzie nadal nadyma inne jego segmenty, niedostępne dla naszych obserwacji ze względu na ogromne odległości generowane przez gwałtowną ekspansję przestrzeni. Kiedy te małe części Wszechświata powiększają się niewiarygodnie szybko, oddalają się od nas i zaczynamy uważać je za oddzielne wszechświaty, ponieważ stają się całkowicie niedostępne dla obserwacji.
Film promocyjny:
Pytanie jednak brzmi: jaką wartość mają wszystkie te stwierdzenia? Wyjaśniają, jak części naszego wszechświata mogą ewoluować, gdy zaczyna się w nich gwałtowna inflacja, która już zatrzymała się w naszej części rozległego wszechświata. Jak na razie dobrze i logicznie. Ale nie ma tu mowy o prawdziwym „multiwersie”. Mówimy tylko o założeniach teoretycznych, gdzie istnieją odległe segmenty jednego Wszechświata, którego sami jesteśmy częścią.
Poza tym nie mamy pewności, że ta teoria jest poprawna. Fizycy nie wiedzą, jak „zatrzymać” inflację, a ponieważ wiemy, że nasza część Wszechświata nie jest już w stanie inflacji (rozwija się w bardziej umiarkowanym tempie), zakładamy, że inflacja przeniosła się do innej części Wszechświata. Jeśli jednak nie możemy obserwować tak odległych części naszego własnego Wszechświata i uzyskiwać o nich informacji, to po co taki model?
Interpretacja mechaniki kwantowej dokonana przez Hugh Everetta prowadzi nas do koncepcji multiwersu w inny sposób i właśnie tę ścieżkę wspiera Brian Greene. Wieloświatowa teoria Everetta jest jeszcze mniej wiarygodna niż teoria chaotycznej inflacji. Everett argumentuje, że ponieważ nie mamy teoretycznego sposobu "załamania funkcji falowej" mechaniki kwantowej, co pozwala nam zdefiniować jej niejasne esencje, o ile każda okazja (potencjalny wynik naszych eksperymentów), która nie miała miejsca tutaj, może zostać zrealizowana w niektórych „Inny wszechświat”.
Nie wiemy dokładnie, gdzie są te wszechświaty. Co więcej, jest ich tak wiele: każdy możliwy wynik zdarzenia kwantowego przenosi cię do innego wszechświata! Zdarzenia kwantowe zachodzą przez cały czas i wszędzie: za każdym razem, gdy w żarówce zostaje uwolniony foton w wyniku przejścia elektronu na niższy poziom energii. Zdarzenia kwantowe mają miejsce podczas każdej reakcji chemicznej. Nie do pomyślenia, niesamowita liczba zdarzeń kwantowych zachodzi w każdej chwili.
Jeśli jadąc samochodem zdecydujesz się skręcić w prawo na skrzyżowaniu, to istnieje inny świat, bardzo podobny do naszego, w którym skręcasz w lewo. Są wszechświaty, w których Hitler wygrał II wojnę światową i gdzie naziści rządzą światem; są wszechświaty, w których atak z 11 września nie miał miejsca, a World Trade Center nadal stoi na swoim miejscu. Ta dziwaczna teoria nie jest poparta żadnymi danymi eksperymentalnymi i ma niewielu zwolenników.
Teoria strun
Teoria strun to kolejna dziedzina fizyki, w której postęp doprowadził Greena i jego współpracowników do przypuszczenia, że istnieje wiele wszechświatów. Co to jest teoria strun? Ten kierunek pojawił się w fizyce ponad 40 lat temu. Według jego zwolenników głównym elementem przyrody są drobne wibrujące struny. Teoria strun została zaproponowana przez włoskiego naukowca Gabriele Veneziano, kiedy odbywał staż w Izraelu w Instytucie Weizmanna w latach 60. XX wieku.
„Kiedyś rozważałem równania rządzące ruchem cząstek”, powiedział mi w 2005 roku w Genui, „i nagle zauważyłem, że te równania przypominają równania zachowania strun, na przykład w przypadku strun skrzypcowych”. Veneziano przeanalizował swoje obserwacje i faktycznie okazało się, że istnieje podobieństwo między wibracją strun a ruchem cząstek elementarnych. Tak narodziła się teoria strun.
Ale od momentu powstania przeszedł bardzo długą drogę. Fizycy matematyczni, tacy jak Edward Whitten z Institute for Advanced Study w Princeton, wprowadzili do teorii strun tak wyrafinowany i potężny aparat matematyczny, że obecnie uważa się go za gałąź czystej matematyki. W rzeczywistości za rozwinięcie teorii Whitten otrzymał Medal Fieldsa, przyznawany za osiągnięcia w matematyce.
Zdaniem fizyków matematycznych teoria strun ma w sobie łaskę, która przyciągnęła do niej wielu naukowców. To prawda, że teoria ta przyniosła niewiele wyników eksperymentalnych. Inne podejścia teoretyczne nie prowadzą do takich samych wniosków. „Jedynym prawdziwym sukcesem w teorii strun jest określenie entropii czarnych dziur” - powiedział mi Roger Penrose, kiedy przeprowadzałem z nim wywiad. Miał na myśli, że teoria strun umożliwiła odtworzenie wyniku teoretycznego określenia fizycznych właściwości czarnych dziur, wykonanego innymi metodami. Nie opracowano jeszcze żadnych eksperymentów wspierających przewidywania matematycznie rygorystycznej, ale zbyt abstrakcyjnej teorii strun.
Zgodnie z tą teorią Wszechświat znajduje się w czasoprzestrzeni, która ma więcej niż 4 znane nam wymiary, ponieważ równania rządzące zachowaniem strun mają sens tylko w przestrzeniach o 10 lub 11 wymiarach. Niektórzy naukowcy zaakceptowali te teoretyczne wymagania teorii strun i uważają, że prawdziwy fizyczny wszechświat, w którym żyjemy, musi mieć dodatkowo od 6 do 7 ukrytych wymiarów. Teoretycy strun, tacy jak Green, nazywają je „zwiniętymi wymiarami”, wierząc, że są one ukryte w trzech wymiarach przestrzennych i jednym wymiarze czasowym, o których wiemy na pewno.
Ale czy fakt, że niektóre równania używają więcej niż 4 wymiarów, naprawdę oznacza, że rzeczywisty wszechświat opisany przez te równania w rzeczywistości ma dodatkowe wymiary? Parafrazując fizyka teoretycznego Johna Bella, można by zapytać: czy te dodatkowe wymiary są „egzystencjalne”, czy są rzeczywiste, czy też zostały wprowadzone tylko dla wygody obliczeń matematycznych?
Ponieważ teoria strun nie dostarczyła jeszcze żadnych wiarygodnych prognoz i jest mało prawdopodobne, aby przedstawiła je w najbliższej przyszłości, faktyczne, nie matematyczne, istnienie dodatkowych wymiarów pozostaje poważnym pytaniem. Czy te pomiary są tylko matematycznym dziwactwem, matematycznym wymogiem teorii, czy naprawdę mówią nam coś o wszechświecie?
Green i jego koledzy używają dodatkowych wymiarów teorii strun, aby argumentować, że inne wszechświaty mogą „chować się” gdzieś w tych wymiarach. Chcę jeszcze raz podkreślić, że skoro żadne z przewidywań teorii strun nie zostało jeszcze potwierdzone eksperymentalnie, hipotezy o „ukrytych” wszechświatach ukrywających się w zwiniętych zakulisowych wymiarach wydają się bardzo wątpliwe.
Inne światy
Czwarta linia rozumowania dotycząca istnienia innych wszechświatów, którą uważa Green, opiera się na zasadzie antropicznej. Zasada ta doprowadziła niektórych fizyków do założenia, że skoro pojawienie się naszego Wszechświata było jednorazowym wydarzeniem, istnieją inne wszechświaty niedostępne dla naszej obserwacji. Badamy tylko te miejsca w przestrzeni, które nadają się do naszego zamieszkania i nie możemy obserwować wszechświatów, w których warunki są nie do pogodzenia z życiem.
Chodzi o to, że w naszym Wszechświecie jest wiele rzeczy, które są niedostępne dla dzisiejszego zrozumienia: jego parametry i właściwości są zbyt dobrze dostrojone do życia, aby mogło powstać przez przypadek, a wszystkie wartości tych parametrów są idealne dla naszego istnienia. Dlatego inne miejsca (inne wszechświaty) „powinny” istnieć, gdzie parametry są inne, nie nadają się do życia.
Aby uniknąć konieczności uznania faktu „stworzenia”, który sam się nasuwa jako wyjaśnienie pochodzenia Wszechświata, tak doskonałego, że mogłoby w nim powstać życie, fizycy ci wyznają następujący pogląd na Wszechświat. Jeśli jesteśmy tutaj, a parametry Wszechświata są idealne dla naszego istnienia, to musi istnieć niezliczona ilość innych światów i wszechświatów, których parametry nie mogą być odpowiednie do podtrzymywania życia. Żyjemy w naszym Wszechświecie, ponieważ tylko jego parametry nadają się do życia.
Problem z tym wyjaśnieniem istnienia multiwersu polega na tym, że nie wspomina ono o mechanizmie tworzenia innych niewidzialnych wszechświatów. Pomimo wszystkich swoich wad, teoria chaotycznej inflacji, teoria strun i teoria wielu światów nadal oferują własne mechanizmy takiego tworzenia. Teoria antropiczna jest najsłabszą ze wszystkich teorii wielu wszechświatów.
Fakt, że abstrakcyjne równania mogą wymagać większej liczby pomiarów niż obserwujemy, nie oznacza, że pomiary te są prawdziwe. Fakt, że nie wiemy, jak „zatrzymać” inflację, nie oznacza, że to ona tworzy inne wszechświaty, tak jak fakt, że tak mało rozumiemy znaczenie funkcji falowej mechaniki kwantowej, nie oznacza, że fala może istnieć w innych światach. …
Nowi ateiści sięgnęli po ideę multiwersu, tak spekulatywnego, jak to jest, po prostu dlatego, że wydaje się, że pozbywa się on postaci stwórcy. Według nowych ateistów prawa fizyki i matematyki prowadzą do wyłonienia się wszechświata z niczego; a ponieważ może się to zdarzyć raz, o ile może się to zdarzyć raz po raz, skąd bierze się możliwość istnienia niezliczonych wszechświatów.
Jeśli istnieje nieskończony zbiór wszechświatów, to nasz jest nieskończenie małą częścią wszechświata i być może nie potrzebuje boskiej mocy do kontroli. Z drugiej strony, opierając się na tym samym argumencie, można argumentować, że siła, która stworzyła nieskończoną liczbę wszechświatów, musi być niezmiernie większa niż potęga jakiegokolwiek stwórcy, o czym dyskutowano dotychczas we wszystkich religiach. W każdym razie możemy obserwować tylko jeden wszechświat.
Najgorszą cechą teorii wieloświata jest brak oszczędności. To model, który podobnie jak starożytna teoria Ptolemeusza o Układzie Słonecznym z jego cyklami i epicyklami, zdecydowanie zmieciony przez Kopernika, ma wiele dowolnych parametrów. W rzeczywistości nieskończony multiwers ma nieskończenie wiele parametrów. Muszą istnieć parametry opisujące każdy z wielu innych wszechświatów, które według indywidualnych ekspertów istnieją w jakiś sposób. Nieskończony multiwers nie spełnia kryterium Einsteina dotyczącego wdzięku i prostoty, a proste i pełne wdzięku modele najlepiej pasują do natury.
Ale nawet Dawkins, który nie jest matematykiem, dał się ponieść idei multiwersu, ponieważ daje on możliwość uniknięcia uznania istnienia Boga. Oto, co sam o tym napisał:
Bardzo kuszące jest myślenie (a wielu uległo tej pokusie), że postulowanie istnienia obfitości wszechświatów jest marnotrawnym i całkowicie nieosiągalnym luksusem. Jeśli pozwolimy sobie na ekstrawagancję wielu wszechświatów (mówią ci ludzie), wtedy siedem kłopotów, jedna odpowiedź - możemy rozpoznać istnienie Boga. Czy nie obie te hipotezy ad hoc nie są równie marnotrawne i równie niezadowalające? Świadomość ludzi myślących w ten sposób najwyraźniej nie została podniesiona przez dobór naturalny.
Dawkins bardzo nie docenia prawdziwej „ekstrawagancji” idei „obfitości wszechświatów”. Dlaczego myśli, że wszechświat fizyczny ma coś wspólnego z biologicznym „doborem naturalnym” i jak można „kultywować świadomość” poprzez dobór naturalny, aby zrozumieć nieskończoność wszechświatów? O tym wszystkim można się tylko domyślać.
Głównym problemem w koncepcji multiwersu jest całkowita niemożność potwierdzenia jej teorii eksperymentalnie lub przy użyciu jakichkolwiek danych uzyskanych z obserwacji świata rzeczywistego. Idea multiwersu wymaga użycia aparatu matematycznego, którego nie można zastosować do rzeczywistych zjawisk fizycznych. Każda hipoteza - Bóg istnieje lub Bóg nie istnieje - pozostaje nieudowodniona, jeśli przyjmiemy hipotezę wielu wszechświatów. Wieloświat czyni tylko hipotetycznego stwórcę jeszcze bardziej wszechmocnym. Wieloświat i nieskończoność wprowadzają nas w dziedzinę matematyki i jej związek z fizyką i kosmologią.
Zalecane do oglądania: „Multiverse - Wszechświaty równoległe”
Azel Amir D.