Jeden czy (bardzo) wiele

Andrzej M. Sołtan

o książce Johna Gribbina "W poszukiwaniu multiświata"


Wszechświat – wszystko, cała przestrzeń i znajdująca się w niej materia. Jeszcze kilkanascie lat temu wydawało się, że wiemy, o czym mówimy. Astronomowie mieli wprawdzie świadomość, że Wszechświat jest wielki, może nieskończony, ale było oczywiste, że mimo to jest poznawalny. W zgodzie z takim przekonaniem, ludzkość będzie budować coraz doskonalsze instrumenty, które pozwolą przeprowadzić bardziej zaawansowane obserwacje i pomiary. W efekcie, jeżeli nawet nie sięgniemy wzrokiem do każdego zakątka Kosmosu, wcześniej, czy później wyjaśnimy każdą jego własność i znajdziemy uzasadnienie dla każdej własności materii.

A może oświeceniową pewność, że nauka odsłoni wszystkie tajemnice Wszechświata, należy nieco zmodyfikować? Ta wątpliwość, broń Boże, nie kwestionuje racjonalnego pojmowania rzeczywistości. Wskazuje jedynie na możliwość, że to właśnie w wyniku postępu nauki stwierdzimy, iż żyjemy we Wszechświecie, który jest nie jednym jedynym, ale jednym z (bardzo?) wielu wszechświatów. Wszechświatów istniejących niejako "równolegle", ale oddzielonych od siebie nieprzekraczalnymi "horyzontami", wykluczajacymi jakikolwiek wzajemny kontakt. Pewne argumenty za takim opisem świata, a także konsekwencje stąd płynace przedstawia John Gribbin eksplorując idee wielu–światów, albo – jak kto woli – jednego Multiświata.

Jakie to mogą być argumenty? Część z nich pojawiła się razem z mechaniką kwantową, która w niemal doskonały sposób potrafi wyjaśnić wiele własności materii w mikroskali, ale której trudne do zaakceptowanie konsekwencje obejmują również świat w skali makro. Otóż, aby pozostać w zgodzie z mechanika kwantową musimy przyjąć, że stan każdego układu atomowego jest do pewnego stopnia nieokreślony, a staje się konkretny dopiero w chwili dokonywania przez nas obserwacji. Tę bardzo nieintuicyjną własność rzeczywistości poddał krytyce dawno temu jeden z twórców mechanii kwantowej, Erwin Schrödinger. W myślowym eksperymencie zamknął kota w odizolowanym od reszty świata pomieszczeniu. Pomijając szczegóły rozumowania, ale trzymając się ściśle reguł fizyki kwantowej, Schrödinger zauważył, iż – zanim zajrzymy do pudełka – jego kot powinien przebywać jednocześnie w dwu stanach: być żywym i martwym. Dopiero po otwarciu pudła stan kota przestaje być "mieszany". Dla pełnej jasności można zajrzeć do gribbinowego Multiświata, jest jednak rzeczą oczywistą, że eksperyment Schrödingera doprowadził nas do bzdurnych wniosków. Ale mechanika kwantowa nie jest bzdurą. Zatem może kot nie jest żywy i martwy, ale są dwa wszechśwaty, a kot jest żywy tylko w jednym z nich. Obawiam się, że tak podana teza również wygląda na bzdurną. W istocie jednak jest ona co najwyżej niezgodna z intuicją, podobnie jak kot w dwóch stanach.

Fizyka kwantowa nie jest jedyną ścieżką wiodącą do idei wielu wszechświatów, z których tylko jeden jest nasz, a cała reszta pozostaje dla nas niedostępna. John Gribbin omawia kilka innych dróg – teorii fizycznych, które postulują taki właśnie obraz. Być może nawet istnieją przejścia między wszechświatami, których się wprawdzie nie zaleca tak dla kotów, jak i ludzi, ale które nie są "zabronione" prawami fizyki. Ogólna Teoria Względności przewiduje, a obserwacje astronomiczne wydają się potwierdzać istnienie tzw. czarnych dziur – szczególnych obszarów czasoprzestrzeni, które powstają w wyniku znacznych koncentracji materii. Okazuje się, że do czarnej dziury można wpaść, ale nie można z niej uciec. Co się zatem dzieje z materią, która do niej wpadła? Umysł każdego fizyka wzdraga się na myśl, że w centrum czarnej dziury dochodzi do nieskończonego wzrostu gęstości materii. Nasuwa się przypuszczenie, że być może ... znajduje ona drogę do "innej" przestrzeni. I tam w "innej" rzeczywistości z tej materii rodzi się nowy wszechświat. To na razie oczywiście tylko spekulacja. Na razie?

Jak popularyzować ostatnie teorie naukowe? Jeżeli nie chcemy ograniczyć się do krótkiego: "dobrze", należy zacząć od ustalenia, co rozumiemy przez "teorię naukową". Ograniczę się do nauk ścisłych. Ich celem jest wyjaśnienie zjawisk zachodzących w otaczającym świecie. Kiedy wobec tego możemy uznać, że je wyjaśniliśmy? Odwołajmy się do przykładu. Puszczony swobodnie przedmiot spada na Ziemię, Księżyc nieustannie krąży wokół Ziemi, a Ziemia wokół Słońca. Newton podaje wyjaśnienie w formie reguły obowiązującej w przyrodzie: każde dwa ciała się przyciągają z siłą proporcjonalną do iloczynu ich mas i odwrotnie proporcjonalną do kwadratu dzialącej je odległości. W początkowym okresie ta sentencja nie ma jeszcze statusu "prawa", a jest jedynie roboczą hipotezą, którą należy sprawdzić w możlwie każdych warunkach. Jeżeli testy wypadną pomyślnie, hipoteza staje się prawem o zasięgu działania określonym przez różnorodność przeprowadzonych obserwacji. Drugą, równie ważną, cechą teorii naukowej, która w kontekście dzieła Gribbina staje się kluczowa, jest jej zdolność przewidywania zjawisk i sytuacji, które następnie są potwierdzane w specjalnie w tym celu przeprowadzonych eksperymentach.

Zatem, czy teoria Multiświata pozwala przewidywać istnienie szczególnych, charakterystycznych dla niej, najlepiej – tylko dla niej, zjawisk? Wydaje się, że w tej chwili nie. Można zapewne uznać, że istnienie innych wszechświatów, praktycznie pozbawionych z naszym jakichkolwiek związków przyczynowo-skutkowych, nie jest sprzeczne z doświadczeniem, ale takie stwierdzenie pachnie tautologią. Teoria Multiświata – póki co – nie stanowi teorii naukowej w pełnym znaceniu tego słowa. Wymienia się argumenty "sprzyjające" idei Multiświata. To jednak tylko argumenty, brak natomiast testowalnych obserwacyjnie wniosków płynących z tej teorii. Wśród argumentów wspomnianych przez Gribbina jest i taki. Współczesna fizyka nie potrafi wyjaśnić natury stałych fizycznych, jak np. prędkości światła, zwyczajowo oznaczanej literą c. Przez "naturę" należy rozumieć nie tylko samą wartość prędkości, ale fakt, że wielkość ta wydaje się mieć charakter uniwersalny, obowiązujący w całym Wszechświecie. Część uczonych postuluje, że c i inne stałe nie mają wcale charakteru uniwersalnego: w naszym wszechświecie mają wartości takie, jakie właśnie obserwujemy, ale w innych wszechświatach przybierają wartości odmienne. A ponieważ budowa świata od wartości stałych silnie zależy, inne światy są też do naszego zupełnie niepodobne. Tak niepodobne, że nie mogłoby tam powstać żadne życie, a już z pewnośćią nie inteligentne. Nie ma się zatem co dziwić, że stałe fizyczne przybrały mierzone przez nas wartości, gdyż, gdyby były inne, nie byłoby nas i nie moglibysmy się o tym przekonać. Doszliśmy w ten sposób do zasady antropicznej, ale to już zupełnie inna historia. No, może nie zupełnie, ale jednak inna.




Home O książkach Publications After hours Wielka Woda