Zasada antropiczna i Wszechświat

Każdy z nas, bez względu na obecną profesję i zakres wykształcenia, przypomina sobie zapewne ze szkolnych lekcji fizyki, że w omawianych teoriach fizycznych występowały tzw. podstawowe stałe, takie jak np. stała grawitacji, prędkość światła, stała Plancka, elementarny ładunek elektryczny i jeszcze kilkanaście innych. Zwykle zebrane były razem gdzieś na końcu podręcznika i można było odczytać tam ich wartości liczbowe. Nie zwracało się natomiast szczególnej uwagi na fundamentalny fakt, że te wartości liczbowe stałych nie wynikają z żadnej teorii fizycznej, lecz są rezultatem pomiarów. Żadna teoria nie przewiduje ile ma wynosić prędkość światła czy stała grawitacji i dlaczego wynosi akurat tyle, ile wynosi. Na szczęście już od kilku ostatnich dziesięcioleci zaczęto wśród fizyków stawiać sobie takie pytanie. Mało tego, zaczęto poszukiwać odpowiedzi na pytanie, a co by było, gdyby tak wartości tych stałych trochę pozmieniać. Rozwój technik komputerowych pozwalał stopniowo symulować sytuacje, w których zaczęto badać jak też by wyglądał nasz świat, gdyby w równaniach opisujących znane nam zjawiska pozmieniać wartości stałych fizycznych.

Rezultaty takich prób okazały się zaskakujące. Zmiana wartości liczbowych tych stałych prowadziła do obrazu świata drastycznie różnego od tego, jaki znamy. Przy zmienionej wartości elementarnego ładunku elektrycznego i/lub stałej Plancka, niestabilna staje się budowa atomu, zupełnie inaczej przebiegają reakcje termojądrowe w gwiazdach (w tym także w Słońcu). Przy pewnych zmianach w ogóle nie chcą formować się gwiazdy i galaktyki, lub też formując się bardzo szybko kolapsują do czarnych dziur. Przy innych jeszcze kombinacjach we wszechświecie w ogóle nie powstałyby pierwiastki cięższe od helu, a więc m. in. węgiel, tlen i azot niezbędne do formowania związków organicznych. Cała chemia wyglądałaby zupełnie inaczej. Przy innej wartości stałej Hubble'a, opisującej tempo ekspansji wszechświata, nie zdążą uformować się galaktyki i gwiazdy wraz z układami planetarnymi. Krótko mówiąc, dostrojenie tych około dwudziestu stałych fizycznych wydaje się dość sztywne i nie pozwalające na żadną niemal dowolność. W przeciwnym razie otrzymujemy świat, w którym nie ma miejsca na znany nam obraz z gwiazdami, planetami, pierwiastkami, chemią organiczną, życiem biologicznym, nie ma wreszcie miejsca dla nas samych. Wygląda więc na to, że prawa fizyki zostały niejako dopasowane do tego, abyśmy w ogóle mogli zaistnieć. Z tych rozważań i rezultatów wziął się pewien program intelektualny zwany zasadą antropiczną. Stał się on dużym wyzwaniem dla nauk fizycznych i kosmologii, a przy okazji wspaniałym wynikiem, na który natychmiast mogli powoływać się zwolennicy poglądów odwołujących się do zewnętrznej siły sprawczej i dawcy praw natury.

Nauka nie mogła tak całkiem zignorować otrzymanego rezultatu. Jakoś należało się do tego ustosunkować. Próbowano oszacować szansę czysto przypadkowego doboru takiego zestawu stałych fizycznych, który warunkuje znaną nam postać świata. Niezależnie od podejścia do tych oszacowań, otrzymywano prawdopodobieństwo tak absurdalnie małe (rzędu 10-230) , że praktycznie nie nadające się do żadnych sensownych rozważań. Innym wybiegiem zastosowanym zwłaszcza w kosmologii były koncepcje wielu światów. Powstało wiele wariantów tych koncepcji, których wspólnym mianownikiem była myśl, że obserwowany przez nas wszechświat nie jest jedynym możliwym i istniejącym. W każdym z nich (a może ich być w zasadzie nieskończenie wiele) może realizować się inna fizyka z innymi prawami i stałymi fundamentalnymi. Modele kosmologiczne opisujące najwcześniejsze fazy tzw. Wielkiego Wybuchu zawierają w sobie, przynajmniej teoretycznie, takie możliwości. Nie chcę tu opisywać szerzej wszystkich pomysłów związanych z multiversum, trochę więcej na ten temat znaleźć można np. w książce M. Kaku — „Hiperprzestrzeń” oraz w innych popularnych książkach.