[ANW] Zasada antropiczna: Czy Bóg tworząc nasz wszechświat miał jakikolwiek wybór?
RFpNeFeFiFcLW ciągu ostatnich 40 lat naukowcy stopniowo odkryli dziwny fakt na temat naszego wszechświata: jego prawa fizyki i pierwotne warunki wszechświata są idealnie dostrojone, aby życie mogło powstać i rozwijać się.
Okazuje się, że aby życie mogło się pojawić, niektóre wartości fizyki fundamentalnej - na przykład siła grawitacji, masa elektronu, ilość wymiarów i wiele innych - muszą mieścić się w określonym bardzo dokładnym zakresie.
I ten zakres jest niewiarygodnie wąski dla kilku z nich.
Oto kilka przykładów precyzyjnego dostrajania wszechświata niezbędnego do zaistnienia życia:
Silne oddziaływanie jądrowe (siła łącząca elementy w jądrze atomu) ma dokładnie taką siłę, że możliwe jest stworzenie wszystkich elementów układu okresowego Mendelejewa, czyli połączenie protonów i neutronów w jądrach wielu różnych atomów - od wodoru (jeden proton) do ciężkich elementów z setkami neutronów i protonów w jądrze. Gdyby siła ta była mniejsza, we wszechświecie byłby tylko jeden wodór. Gdyby była nieco większa, wszechświat byłby wypełniony ciężkimi pierwiastkami, takimi jak uran. W obu przypadkach złożoność chemiczna byłaby fizycznie niemożliwa. A bez złożoności chemicznej nie byłoby życia. Innymi słowy, nie byłoby atomów azotu, tlenu, węgla i długich łańcuchów molekularnych opartych na nich.
Neutron jest cięższy od układu proton+elektron, dlatego atom wodoru jest stabilny. Gdyby neutron był lżejszy o chociażby jedną dziesiątą procenta, atom wodoru szybko przekształciłby się w neutron.
Gdyby masa elektronu przekroczyła różnicę mas neutronu i protonu, skład chemiczny wszechświata uległby dramatycznej zmianie. Nie byłoby w nim wodoru, a więc i gwiazd w ich konwencjonalnym sensie, oraz oczywiście znanego nam życia.
Grawitacja wydaje się być potężną siłą, ale w rzeczywistości jest znacznie słabsza niż inne siły działające na atomy, około 1036 razy. Gdyby grawitacja była nawet nieco silniejsza, gwiazdy tworzyłyby się z niewielkiej ilości materiału i byłyby mniejsze, żyłyby mniej. Normalne słońce istniałoby przez 10.000 lat zamiast 10.000.000.000.000.000, i nie miałoby czasu, aby pomóc stworzyć złożone życie. I odwrotnie, gdyby grawitacja była nawet nieco słabsza, gwiazdy byłyby znacznie chłodniejsze i nie eksplodowałyby supernowe. Życie byłoby niemożliwe, ponieważ supernowe są głównym źródłem wielu ciężkich pierwiastków, które tworzą składniki do życia.
Ilość wymiarów czasoprzestrzeni:
Przede wszystkim uderzające jest to, że tylko w przestrzeni trójwymiarowej można zaobserwować różnorodność zjawisk, które obserwujemy. Tak więc, dla wymiaru przestrzeni większej niż trzy, stabilne orbity planet w polu grawitacyjnym gwiazd nie są możliwe, gdy przyjmiemy że będzie działało prawo grawitacyjne podobne do prawa Newtona.
Co więcej, w tym przypadku struktura atomowa materii również byłaby niemożliwa (elektrony spadałyby na jądra nawet w ramach mechaniki kwantowej). To jest w liczbie wymiarów więcej niż trzy mechanika kwantowa przewiduje nieskończone spektrum energii elektronu w atomie wodoru, pozwalając zarówno pozytywne, jak i negatywne wartości energii. W przypadku wymiarów mniejszych niż trzy ruchy zawsze miałyby miejsce na ograniczonym obszarze. Tylko przy N=3 możliwe są zarówno stabilne ruchy skończone jak i nieskończone.
Gdyby po pierwszej sekundzie życia Wszechświata energia kinetyczna była zaledwie o jedną milionową(!) większa od potencjalnej, to później energia kinetyczna ekspansji zdominowałaby energię potencjalną tak dalece, iż uniemożliwiłoby to powstanie galaktyk, ponieważ całkowita energia obłoków będących „zarodziami” galaktyk byłaby dodatnia. W takim modelu również gwiazdy nigdy nie mogłyby powstać i nie zostałyby wytworzone pierwiastki ciężkie, bez których nie jesteśmy w stanie wyobrazić sobie życia.
Gdyby natomiast po owej pierwszej sekundzie stosunek energii potencjalnej i kinetycznej był większy od 1 zaledwie o jedną milionową, to Wszechświat zacząłby się kurczyć już po upływie 100 tysięcy lat od wielkiego wybuchu. Ekspansja zostałaby zatrzymana przy temperaturze rzędu 10^4 K, po czym rozpocząłby się etap kurczenia i ponownego wzrostu temperatury. W takim Wszechświecie byłoby nam zdecydowanie za gorąco, a poza tym również nie mogłyby w nim powstać gwiazdy i pierwiastki ciężkie. Wszechświat silnie niejednorodny i anizotropowy byłby również nieprzyjazny życiu: w okolicy roiłoby się od czarnych dziur o wielkich masach i strumieni twardego promieniowania gamma.
Obliczenie wartości energii próżni naszego Wszechświata - energii nieodłącznie związanej z pustą przestrzenią - w ramach teorii pola kwantowego daje wartość absurdalną, zbyt wysoką. Energia pustej przestrzeni decyduje o tym, jak szybko rośnie tempo ekspansji wszechświata (lub stopień kompresji); gdyby było za wysoko, to życie, planety, gwiazdy, atomy i molekuły nigdy by nie powstały.
Ale ponieważ we wszechświecie są galaktyki, gwiazdy, planety i ludzie, wartość energii próżni wszechświata, jak wyliczył Stephen Weinberg w 1987 roku, nie powinna przekraczać 10^-118 krotności wartości, jaką uzyskaliśmy w naszych naiwnych obliczeniach. Kiedy w 1998 roku znaleźliśmy ciemną energię, po raz pierwszy udało nam się zmierzyć tę liczbę i była ona równa 10^-120 naszych prognoz.
Tak więc zasada antropiczna pokazała nam, że nasze obliczenia były nieprawidłowe.
Przykłady można mnożyć i mnożyć...[ zainteresowanym gorąco polecam niezwykłe ciekawą książkę Johna Barrow - STAŁE NATURY]
Takie niezwykłe do stronie wszechświata zwane też Fine-tuning ma dwa standardowe wyjaśnienia: teizm i hipoteza wieloświata .
Teiści twierdzą, że wszechświat miał Twórcę, wszechmocnego i nadprzyrodzonego, i wyjaśniają dostrajanie przez dobre intencje Twórcy naszego świata. Życie ma wartość obiektywną. Jego lub Jej łaska chciała zachować tę wielką wartość, więc stworzyła prawa o stałych, zgodnych z fizycznym istnieniem życia.
Hipoteza wieloświata postuluje ogromną, nieskończoną liczbę uniwersów fizycznych, różnych od naszych, w których realizuje się wiele różnych znaczeń stałych. Biorąc pod uwagę, że znaczna liczba wszechświatów zapewnia znaczną liczbę stałych, nie jest już tak nieprawdopodobnie stworzenie przynajmniej jednego "dopracowanego" do życia wszechświata.
Obie te teorie mogą w istocie wyjaśniać precyzyjne dostrajanie naszego świata. Problem polega na tym, że na pierwszy rzut oka, oni również dokonują fałszywych przewidywań.
Dla teisty, fałszywe przepowiednie wynikają z problemu Zła.
Zakładając, że wszechświat ten został stworzony przez wszechmocną, wszechwiedzącą i wszechmocną istotę, nikt nie spodziewa się, że ten wszechświat będzie zawierał ogromną ilość niezasłużonego cierpienia. W takim wszechświecie życie można odkryć i nie będzie zaskoczeniem, ale zaskoczeniem będzie odkrycie, przez jaki okropny proces naturalnej selekcji przeszło to życie. Dlaczego miłosierny Bóg, który może zrobić wszystko, stworzyć takie cierpienia aby zaistniało życie?
"Fałszywe przewidywania" w tym przypadku jest to, że wszechświat który wypływa z hipotezy teistycznej, powinien być o wiele lepszym od naszego, i z tego powodu niedoskonałości i problemy naszego wszechświata będą silnymi argumentami przeciwko istnieniu Boga.
Problem ten przez wieki był jednym z fundamentalnych pytań filozofii. Dlaczego, na przykład, pytali filozofowie, na świecie jest tyle bólu i cierpienia; jak pogodzić ów fakt z przyjmowanym istnieniem wszechmocnego, miłosiernego Boga?
Próba odpowiedzi na to pytanie została podana przez wielkiego siedemnastowiecznego niemieckiego filozofa Gottfrieda Wilhelma Leibniza.
Świat, mówi Leibniz, jest taki, jaki jest, bowiem ilość zła i cierpienia w nim jest mniejsza niż we wszystkich innych światach; jest to świat maksymalnie doskonały. Prawdziwą przyczyną, dla której istnieją raczej pewne rzeczy niż inne pisze jest [Boska] chęć uczynienia wszystkich rzeczy w jak najlepszy sposób.
Jeśli chodzi o hipotezę wiełoświata, błędne przewidzenie wynika z tzw. problemu "mózgu Boltzmanna", nazwanego na cześć austriackiego fizyka XIX wieku Ludwiga Boltzmanna, który jako pierwszy sformułował paradoks obserwowanego wszechświata.
" Mózg Boltzmanna" jest abstrakcyjnym funkcjonującym mózgiem, który przez krótki okres czasu wyłonił się przez czysty przypadek w nieuporządkowanym wszechświecie.
Mózgi Boltzmanna często określa się w kontekście „paradoksu mózgu Boltzmanna” lub „problemu mózgu Boltzmanna”. Są one również określane jako „dzieci Boltzmanna”.
Koncepcja wynika z potrzeby wyjaśnienia, dlaczego obserwujemy tak duży stopień organizacji we Wszechświecie. Druga zasada termodynamiki stwierdza, że całkowita entropia w zamkniętym wszechświecie nigdy się nie zmniejszy. Wobec tego najbardziej prawdopodobny wszechświat powinna cechować wysoka entropia, nieuporządkowanie i jednorodność. Dlaczego więc obserwowana entropia jest tak niska?
Boltzmann zaproponował, że my i nasz obserwowany świat o niskiej entropii powstał w wyniku przypadkowej fluktuacji we wszechświecie o wyższej entropii. Nawet w stanie bliskim równowagi będą występowały stochastyczne wahania poziomu entropii. Najczęściej występujące wahania będą stosunkowo małe, co spowoduje tylko niewielki poziom organizacji, podczas gdy większe wahania oraz wynikające z nich zwiększenie poziomu organizacji będą stosunkowo rzadkie. Duże wahania będą niemal niewyobrażalnie rzadkie, ale są możliwe dzięki ogromnym rozmiarom wszechświata i koncepcji, że jeśli jesteśmy wynikiem fluktuacji, to istnieje „błąd selekcji”: widzimy ten bardzo mało prawdopodobny wszechświat, ponieważ mało prawdopodobne warunki są konieczne dla nas, abyśmy tutaj mogli być, jest to wyraz zasady antropicznej.
Jeśli nasz obecny poziom organizacji, posiadający wiele samoświadomych podmiotów, jest wynikiem przypadkowej fluktuacji, a jest on o wiele mniej prawdopodobny niż poziom organizacji, który tworzy tylko samodzielne samoświadome podmioty, to w każdym wszechświecie z poziomem organizacji, który widzimy, powinna istnieć ogromna liczba samotnych mózgów Boltzmanna pływających w nierozpoznanych środowiskach. W nieskończonym wszechświecie, liczba samoświadomych mózgów spontanicznie, losowo wyłaniających się z chaosu, wraz z fałszywymi wspomnieniami z życia, takiego jak nasze, powinna znacznie przewyższać liczbę prawdziwych mózgów wyewoluowanych w obserwowalnym wszechświecie, powstałym z niewyobrażalnie rzadkich fluktuacji.
Paradoksem mózgu Boltzmanna jest to, że jakikolwiek obserwator (samoświadomy mózg ze wspomnieniami takimi, jakie mamy my, który obejmuje nasz mózg) jest znacznie bardziej prawdopodobnie mózgiem Boltzmanna niż wyewoluowanym mózgiem. Stwierdzenie to obala również argument o błędzie selekcji.
Według Seana M. Carrolla wyjaśnieniem paradoksu Boltzmanna może być fakt, że łatwiej jest stworzyć nowy wszechświat (i mózgi, które w nim wyewoluują) niż sam mózg
Jeśli przyjmiemy, że istnieje wieloświat, możemy również przyjąć, że nasz wszechświat będzie dość typowym członkiem zespołu wszechświatów lub przynajmniej typowym członkiem zespołu wszechświatów z obserwatorami (ponieważ nie możemy obserwować siebie we wszechświecie, w którym obserwatorzy są niemożliwi).
Jaka jest szansa aby "rzut kośćmi" był takim jaki jest ?
Jednak fizyk Roger Penrose w 2004 roku obliczył szanse, że obserwator w teorii wieloświata znajdzie się w tym olbrzymim uporządkowanym wszechświecie, są astronomicznie małe. Tak więc fakt, że my sami jesteśmy takimi obserwatorami przemawia przeciwko teorii wieloświata.
Aby wszechświat był taki, jaki jest, choć w ogólnych zarysach przypominał ten, w którym żyjemy, parametry modelu standardowego muszą z wielką dokładnością posiadać wartości takie, jak w naszym Wszechświecie. Dokładność tę można oszacować.
Wyobraźmy sobie Stwórcę (lub szalonego naukowca z odległej przyszłości) kreującego nowy wszechświat. Ma on przed sobą konsolę z kilkunastoma pokrętłami: za pomocą każdego ustalić można wartość jednego parametru modelu standardowego.
Pytanie brzmi: jeśli nasz demiurg wybierze wartości tych parametrów na chybił trafił, to jakie jest prawdopodobieństwo, że otrzymany przez niego wszechświat będzie podobny do naszego?
Okazuje się, że jest ono niewyobrażalnie małe i wynosi jeden dzielone przez 10^229, czyli jest równe liczbie, w której przed jedynką stoi 228 zer(!) (dość prosty rachunek, w którego wyniku otrzymuje się tę liczbę, znaleźć można w książce Lee Smolina Życie wszechświata). Nasz Wszechświat jest więc rzeczywiście niezwykły, 10^229 razy lepszy od przeciętnego wszechświata, który można by było sobie wyobrazić.
Lee Smolin spróbował inny ciekawy sposób podejścia do tego problemu.
Przyjrzyjmy się otaczającemu nas światu. Jak niezwykle mało prawdopodobne wydaje się powstanie z nieożywionej materii drzew, kwiatów, zwierząt, ludzi. A jednak wiemy, że tak się stało wskutek działania ślepych sił doboru naturalnego. Być może nasz skomplikowany Wszechświat jest również wynikiem podobnego procesu. Hipoteza ta wymaga wyjaśnienia dwóch rzeczy: po pierwsze, w jakich procesach fizycznych zmianie ulec mogą parametry modelu standardowego, a po drugie, jak "ewolucja" wszechświatów, polegająca na zmianie tych parametrów, doprowadzić może do wszechświata takiego jak nasz.
Według Lee Smolina, odpowiedź na oba te pytania związana jest z czarnymi dziurami. Kiedy paliwo zasilające gwiazdę ulegnie wyczerpaniu, wkracza ona w burzliwy etap swojego życia. Jej zewnętrzna powłoka zostaje odrzucona, zaś jądro zaczyna się kurczyć. Jeśli początkowa masa gwiazdy jest dostatecznie duża, proces zapadania jądra nie może zostać powstrzymany i w jego wyniku powstaje czarna dziura otoczona "zasłoną" dziura w czasoprzestrzeni . Nie wiemy, co dzieje się we wnętrzu czarnej dziury, procesy tam zachodzące są na tyle gwałtowne, że nie poddają się analizie teoretycznej, a tym bardziej badaniom doświadczalnym. Istnieją jednak pewne przesłanki, by sądzić, że wnętrze czarnej dziury to cały nowy wszechświat, a procesy prowadzące do jego powstania są tak intensywne, że w ich wyniku parametry modelu standardowego mogą zmieniać swoje wartości.
Jednak znów powracamy do pytania dlaczego tak jest?
Z wagi tego pytania naukowcy, w przeciwieństwie do filozofów, zdali sobie sprawę dopiero niedawno, być może dlatego, że dopiero od kilkunastu lat nasza wiedza jest na tyle szeroka, by szukać na nie sensownej odpowiedzi. Pierwsza odpowiedź oparta jest na tzw. zasadzie antropicznej, głoszącej, że świat jest, jaki jest, bo gdyby był inny, to nie byłoby nas, a więc nikt nie mógłby zadawać kłopotliwych pytań.
Wyznawcy tego podejścia twierdzą, że istnieje wiele wszechświatów, każdy z nich rządzi się własnymi prawami, a nam przyszło żyć w tym właśnie, bo w innych po prostu nie powstalibyśmy.
Problem z takim rozumowaniem polega na tym, że za jego pomocą można wytłumaczyć absolutnie wszystko, a więc nie jest to żadne wytłumaczenie.
Na bezsens takiego tłumaczenia wskazuję coraz więcej naukowców.
Drugie, popularne szczególnie wśród matematyków, wyjaśnienie mówi, że nasz świat to jedyny, który jest logicznie możliwy. Pobrzmiewa w tym echo rozumowania Leibniza.
Ale jeśli rozumowanie to jest prawdziwe, to nie pozostaje nic innego jak zostać mistykiem: oznacza ono bowiem, że odpowiedź na słynne pytanie Einsteina: "Czy Bóg, tworząc świat, miał jakikolwiek wybór?" ...brzmi: Nie.
Inteligentny projekt (ang. intelligent design, ID, błędnie teoria inteligentnego projektu) – koncepcja, która utrzymuje, że wyjaśnieniem dla pewnych cech Wszechświata i żywych organizmów jest siła sprawcza – „inteligentna przyczyna”, a nie tylko działające samoistnie niesterowane procesy przyrodnicze, takie jak dobór naturalny i ewolucja. Jest to współczesny wariant tradycyjnego argumentu teleologicznego na istnienie Boga, zmodyfikowanego tak, by uniknąć wskazania projektanta co do natury lub tożsamości[1][2]. Wbrew powszechnemu mniemaniu, koncepcja ta nie stoi w opozycji do teorii Darwina, jako że ta ostatnia jest teorią ściśle biologiczną, opisującą tylko mechanizmy zmian, a nie ich przyczynę czy celowość. Jest wykorzystywana politycznie w stanach tzw. „pasa biblijnego” USA do zwalczania teorii ewolucji[3].
W sensie ścisłym, inteligentny projekt to twierdzenie, że możemy odróżniać cechy powstałe w wyniku procesów czysto naturalistycznych, bez żadnego udziału inteligencji od tych, w których powstanie zaangażowany musiał być jakiś rozumny czynnik.
Bardziej ogólna teoria [w ogóle wszystkiego]
Jest całkiem możliwe, że duża liczba stałych fizycznych, od prawidłowych wartości, których są zależne "poprawne" wartości dla istnienia życia takiego jak nasze, jest jedynie konsekwencją bardziej ogólnej, ale nieznanej nam teorii fizycznej.
Kiedy ta teoria zostanie skonstruowana, ujawni mechanizmy, dzięki którym te wszystkie stałe i parametry fizyczne mają takie znaczenie, a nie jakieś inna.
Być może stałe mają takie znaczenie, ponieważ z zasady nie mogą być inne. Teorie strun są najbardziej odpowiednimi kandydatami, zdolnymi do zmniejszenia liczby "wolnych parametrów" i zakładającymi unikalność wszechświata, ale uważa się również, że wymagają one pewnego dopracowania. Chociaż koncepcja tak zwanego "krajobrazu teorii strun" wyraźnie określa cały zbiór stałych fizycznych, w tym charakterystykę cząstek elementarnych, w chwili obecnej istnieje problem wyboru i uzasadnienia "krajobrazu", który będzie opisywał nasz wszechświat. Problem ten nazywano " Multiverse measure problem".
Jako inne znane alternatywne wyjaśnienia ujednolicone nieliniowe Heisenberga teorii i teorii Plancka, gdzie wartości wszystkich stałych są określane wyłącznie przez stałe G, ħ i c . Teoria nieliniowa napotkała jednak znaczne trudności (brak falsyfikacji) oraz trudności z opisem słabych oddziaływań, podczas gdy teoria Plancka nie znalazła konkretnego wcielenia dla wyjaśniania "fine tuning".
Mam nadzieję że Was nie zamęczyłem takim długim ANW :)
Jeśli chcesz być na bieżąco z najlepszymi znaleziskami to zapisz się na
MikroListę. https://mirkolisty.pvu.pl/list/56Bf7jbXdbGvM2NK
i dodaj Swój nick do listy #swiatnauki.
ŹRÓDŁA: ( przynajmniej te podstawowe :) )
https://aeon.co/essays/cosmopsychism-explains-why-the-universe-is-fine-tuned-for-life
http://www.deltami.edu.pl/temat/fizyka/grawitacja_i_wszechswiat/2014/08/02/Zasada_antropiczna/
https://pl.wikipedia.org/wiki/Wielo%C5%9Bwiat
https://pl.wikipedia.org/wiki/Inteligentny_projekt