sobota, 9 kwietnia 2011

O wyższości wszechświata cyklicznego

Pojęcie Big-Bangu, który stanowi początek wszechświata, tak głęboko zapadło nam wszystkim w świadomość, że dziś powszechnie przyjmuje się tę koncepcję za pewnik, ba, za naukowy dogmat. Tymczasem coraz więcej naukowców zaczyna wątpić. Ostatnio na stronę sceptyków przeszedł sam Roger Penrose, znany uczony i znaczący autorytet, do niedawna zagorzały zwolennik Wielkiego Wybuchu. A to wszystko oznacza, że należy trochę przewartościować poglądy.
Właściwie sceptycy istnieli zawsze, od Einsteina poczynając, który do swoich równań musiał wprowadzić stałą kosmologiczną, aby ratować statyczność wszechświata. Do końca życia nie mógł tego odżałować. Dziś wątpliwości nie ukrywają Martin Rees i Eric Lerner - ten ostatni twierdzi, że megastruktury kosmiczne, składające się z uporządkowanych gromad galaktyk, nie mogłyby powstać w okresie 15 miliardów lat. Ponadto, koncepcja kreacji materii i czasu z niczego jest sprzeczna z wynikami dotychczasowych eksperymentów fizycznych. Inflację wszechświata, czyli jego rozdęcie się w ciągu pierwszego ułamka sekundy od nicości do rozmiarów prawie dzisiejszych, także trudno wytłumaczyć bez zaangażowania niewyobrażalnie wielkich energii. Okazuje się na dodatek, że wszechświat rozszerza się coraz szybciej, przestrzeń pęcznieje tak jakby eksplozja potęgowała się z każdą chwilą. Uczeni, balansując na krawędzi kosmologii i filozofii, wprowadzili pojęcie ciemnej materii i ciemnej energii - ta dziwna energia wywiera siłę antygrawitacyjną, a więc rozpycha masę, zamiast powodować jej przyciąganie. Nie wiadomo, czy owej magicznej ciemnej substancji od tajemniczej chwili „x” nie przybywa, bo przyspieszona ekspansja wszechświata nie zachodziła od początku, lecz to zjawisko rozpoczęło się „zaledwie” kilka miliardów lat temu. Takich fenomenów teoria Big Bangu nie tłumaczy.
A więc - co za ulga - wg nowych koncepcji czas istniał zawsze, płynął także przed Wielkim Wybuchem, który nie był aż tak wielki, by stanowić kreację wszystkiego. W pewnej chwili rozrzedzone resztki poprzedniego wszechświata w niepojęty sposób zawrzały młodą energią, rodząc nasz kosmos. I tak w kółko, w nieskończoność. Trochę łatwiej to pojąć intuicyjnie, choć nie jest rzeczą prostą wyobrazić sobie zderzające się cyklicznie brany, generujące coraz to nowe Wielkie Wybuchy (choć już nieco mniejsze). No i koncepcja przetrwania Wielkiego Wybuchu w kosmicznym schronie, pokazana w jednym z utworów sf (nie pomnę autora i tytułu, może ktoś pamięta?), zyskuje coś koło promila prawdopodobieństwa.
Cóż, wniosek stąd taki, że kosmologia nadal w wielu punktach przypomina filozofię, a właściwie stanowi astrofilozofię. Rola życia, a zwłaszcza życia inteligentnego w rozwoju wszechświata pozostaje wielką niewiadomą - Dyson podejrzewa, że może być istotnym składnikiem kosmicznej ewolucji, Paul J. Steinhardt odwrotnie - że to tylko przypadkowe, marginalne procesy chemiczne. Naukowcy w większości nie biorą poważnie hipotez wszechświatów równoległych czy zasady antropicznej.
Mimo nowych koncepcji ani na jotę nie zbliżyliśmy się do wyjaśnienia tajemnicy życia. Uważam, że jego powstanie nie jest przypadkowe i wynika z fundamentalnych właściwości materii. Tyle że teraz moment kreacji z 15 miliardów lat odsunął się w nieskończoność, co chyba jeszcze bardziej komplikuje sprawę. Albo odwrotnie - odsunięcie problemu do nieskończoności to usunięcie go z zakresu dociekań.

Na koniec garść linków do odnośnych artykułów. Zwróćcie uwagę na dział naukowy w „Polityce”, tam traktują nas poważnie.
Penrose i Big Bang:
Teoria strun i wszechświat cykliczny:
Ciemna materia i energia:

5 komentarzy:

  1. Przypomniało mi to o idei wszechświatów gałązkowych - lokalnych wszechświatów wywodzących się z jednego pionu, istniejących równolegle, aczkolwiek niekoniecznie w tym samym czasie, a także niekoniecznie w tej samej przestrzeni. Zabij mnie, nie pamiętam, czyja to teoria, ale związane to było z poszukiwaniem strzałki czasu i pytaniem, czy da się cofnąć procesy entropiczne. Pytanie samo w sobie kompletnie nienośne, jak na mój gust, ale sama teoria wszechświatów gałązkowych pasjonująca.

    OdpowiedzUsuń
  2. Tak, teoria wszechświatów gałązkowych to odmiana koncepcji wszechświatów równoległych: każdy punkt czasoprzestrzeni (albo tylko osobliwe) staje się „pączkiem”, z którego wyrasta kolejny wszechświat równoległy. Hipoteza elegancka, a nawet urodziwa, tyle że kompletnie nienaukowa: nieweryfikowalna i niefalsyfikowalna. Dla fantastyki znakomita.
    Wspomniałeś o strzałce entropii. Przy teorii wszechświata inflacyjnego jest z tym problem - mianowicie entropia na początku jest duża (małe zróżnicowanie), a później w miarę komplikowania się wszechświata maleje, aby ponownie zacząć rosnąć w miarę postępującej śmierci cieplnej. Ale, z drugiej strony, nie jest jasne czy jesteśmy uprawnieni do traktowania wszechświata w kategoriach termodynamiki jako typowego układu izolowanego. W końcu wciąż nie wiemy, czym jest wszechświat, i nieprędko się dowiemy (jeśli w ogóle).

    OdpowiedzUsuń
  3. A ja lubię jeden wszechświat z "zaokrąglonym" bądź "rozmytym" początkiem, który obchodzi problem osobliwości na starcie. To taka sympatyczna zamknięta na jednym końcu pozornie kompletna teoria.

    Ale oczywiście rzecz nie tkwi w gustach.

    Wszechświat cykliczny i brany są ciekawe, ale w takim wypadku jednak trudno przyjąć szanse na przetrwanie pomiędzy cyklami. Jeśli mamy cykliczny Wszechświat i jest możliwe przetrwanie (nie tak bardzo) Wielkiego Wybuchu, to w końcu w tym nieskończonym łańcuchu komuś się uda. A jak się uda, to będzie miał kilkanaście/dziesiąt miliardów lat by przygotować się do następnego i kolejnych. Ergo powinniśmy mieć pod nosem wszechpotężną jak na nasze standardy rasę WWWWW - Wszechpotężnych Wielokrotnych Weteranów Wielkich Wybuchów.

    Podobne rozumowanie prowadzi się w przypadku wszechświatów symulowanych - jeśli jest możliwość stworzenia symulacji całego wszechświata to znaczy, że prawdopodobieństwo, że w takim żyjemy zmierza do 1.

    No i wreszcie temat życia. Nie rozumiem co masz na myśli mówiąc, że "nie jest przypadkowe i wynika z fundamentalnych właściwości materii"? Tzn. te dwie rzeczy sobie nie przeczą. Życie nie przeczy właściwościom materii, a raczej łapczywie czerpie z tychże właściwości, ale to nie znaczy, że nie jest "chemiczną szumowiną" na sprzyjającej mu planecie.

    OdpowiedzUsuń
  4. @Craven:
    Chodzi mi o to, że życie nie powstało przypadkowo na zasadzie wariacji zderzających się kulek w modelu matematycznym, tylko jest chemiczną koniecznością przy odpowiedniej podaży substancji w odpowiednich warunkach. Podobnie np. gwiazda o pewnej masie musi wybuchnąć jako supernowa, bo do tego nieuchronnie doprowadzą reakcje w niej zachodzące. Przy takim założeniu nie określałbym życia jako „chemicznej szumowiny”, bo stanowi przewidywalną formę istnienia materii w pewnych warunkach.

    Ha, już słyszę kolejne pytanie - o paradoks milczenia wszechświata. Wyjaśnień jest w bród: krótkotrwałość istnienia biosfery wobec czasu ewolucji materii nieożywionej, reguła samozagłady cywilizacji, odległości izolujące centra życia, model nieekspansywny.

    Przy okazji: sorry za późną odpowiedź, ale zwiedzałem Monte Perdido (patrz wpis na ten temat). Craven, Twoje komentarze są silnie inspirujące, czekam na ciąg dalszy. Nie do wiary, że Twoje blogi traktują tylko o muzyce.

    OdpowiedzUsuń
  5. OK rozumiem nie przypadkowość. Bardzo zachęcająca myśl. Co do ciszy - jestem bardzo ciekawy jak wyglądają nasze przekazy poza heliosferą. Myślę, że nawet jak pominąć fakt, że słuchamy wszechświata bardzo krótko, to po prostu są małe szanse by coś przechwycić. Jeśli po drugiej stronie galaktyki ktoś nadaje to pewnie nie ma szans by odsiać to po przejściu przez szum jądra galaktyki, chętnie kiedyś poszukam jak słaby w porównaniu do szumu jest typowy sygnał z Ziemi w odległości 50 lat świetlnych, co jest śmiesznym dystansem w skali samej Drogi Mlecznej. A i to byłyby dane w oparciu o obecną, ograniczoną wiedzę. Tuż za rogiem może być masa czynników, które powodują pozorną ciszę z sąsiednich gwiazd, jak choćby to:

    http://news.nationalgeographic.com/news/2009/10/091015-edge-solar-system-ribbon-ibex.html


    A co do mojego blogowania - może zbiorę się kiedyś na odwagę, żeby pójść w kierunku nauki i techniki. Wielkie dzięki za miły komentarz.

    OdpowiedzUsuń