Wszechświat na miarę człowieka

Taka ogromna temperatura, którą nazywamy "wielkim wybuchem", spowodowała dalsze rozszerzanie się wszechświata, ale nie było ono już tak gwałtowne jak w fazie "fałszywej próżni". Powstanie materii (która się wzajemnie przyciągała) spowodowało, że gwałtowność "puchnięcia wszechświata" radykalnie zmalała.

Istnieje jeszcze jedno zagadnienie, na które musimy zwrócić uwagę. Nasz wszechświat, którego prawdopodobnie tylko drobną cząstkę możemy obserwować, ma geometrię sferyczną. Mamy w nim do czynienia z dwoma rodzajami energii:

• energią dodatnią, na którą składa się energia cząstek materialnych i energia fałszywej próżni,
   
• energią ujemną, zawartą w polu grawitacyjnym (określonym krzywizną przestrzeni).

Energie te we wszechświecie sferycznym całkowicie się równoważą; niezależnie zresztą od ilości wymiarów tegoż wszechświata. Do powstania wszechświata nie była potrzebna żadna energia! Mógł powstać z niczego - za darmo!

Wróćmy jeszcze do naszego "gorącego" wszechświata. Teraz mamy rzecz następującą; wszechświat nadal się rozszerza, temperatura maleje, a objętość zwiększa się. (Każdy gaz oziębia się podczas rozprężania - takie zjawisko znalazło praktyczne zastosowanie np. W naszych lodówkach). Jeżeli wszechświat ma geometrię sferyczną, to jego rozszerzanie następowałoby coraz wolniej, w końcu doszłoby do takiej sytuacji, że wzajemne przyciąganie materii zapoczątkowałoby proces odwrotny! W konsekwencji nastąpiłoby ponowne kurczenie się wszechświata. (Byłby to proces odwrotny do wielkiego wybuchu, wszechświat zapadłby się w nicość). Tak sądzono jeszcze pięć lat temu. Tymczasem okazuje się, że tak nie jest! Świadczą o tym najnowsze obserwacje satelitarne! Proces rozszerzania się ulega ciągłemu przyspieszeniu! Jaki będzie dalszy przebieg tego procesu? Ostatnie obserwacje satelitarne wykazują, że gęstość energii próżni nadal nie jest równa zeru, a nawet stanowi około 3/4 całkowitej gęstości energii wszechświata. W dalszym ciągu istniejemy w stanie "fałszywej próżni", tylko o znacznie mniejszej energii. Pojawia się ciśnienie ujemne (jak to miało miejsce na początku wszechświata), ale proces ten nie jest już tak gwałtowny jak poprzednio. Stan tej "fałszywej próżni", jak wiemy, nie jest trwały, i w konsekwencji powinno nastąpić kolejne oddanie energii jakimś cząstkom. Wówczas, z dnia na dzień, zmienią się prawa fizyki.

Od momentu kiedy wszechświat liczył jedną miliardową sekundy, mamy już do czynienia z materią, którą znamy, jak i z prawami fizyki, które nią rządzą. Mniej więcej, od umownego zera czasu do 10^-9 sekundy (czyli jednej miliardowej) dane o stanie wszechświata są tylko hipotezami. Tej najwcześniejszej historii wszechświata nie możemy zweryfikować za pomocą metod eksperymentalnych. Nie jesteśmy obecnie w stanie wytworzyć takich temperatur, ani cząstek o tak wysokiej energii. Stopniowo, w miarę rozszerzania się wszechświata, powstają cząstki elementarne, tj.: kwarki, leptony, później neutrony, protony, w końcu atomy. Dalej pojawiają się galaktyki, gwiazdy, a w końcu nasz Układ Słoneczny. Na naszej Ziemi, dzięki sprzyjającym warunkom, powstało życie, które na drodze ewolucji umożliwiło zaistnienie rozumnego człowieka.

Wróćmy teraz do zasadniczej kwestii naszych rozważań: Czy ten ogromny wszechświat jest na miarę człowieka? Mówiliśmy już wcześniej, że wszechświat powstał z dziesięciowymiarowej sfery, ale tylko trzy z nich rozwinęły się, tworząc znana nam przestrzeń trójwymiarową. Pozostałych siedem wymiarów tworzy skomplikowane mikrostruktury, które decydują o własnościach materii (o czym już mówiliśmy). Żyjemy w świecie trójwymiarowym, ale równie dobrze, z tej dziesięciowymiarowej sfery, mogłyby się rozwinąć np. dwa, trzy lub więcej wymiarów. Zastanówmy się, co by było, gdybyśmy żyli w przestrzeni dwuwymiarowej. Wyglądalibyśmy jak wycinanka z papieru, mogąca się przesuwać jedynie na płaszczyźnie. Nie byłoby tak skomplikowanych struktur biologicznych, niezbędnych do powstania inteligentnego życia. Przeanalizujmy hipotetyczną sytuację życia w przestrzeni czterowymiarowej. Zastanówmy się, jak w tym przypadku wyglądałaby grawitacja. Jak wiemy, z prawa powszechnego ciążenia - w przestrzeni trójwymiarowej - dwa ciała przyciągają się z siłą odwrotnie proporcjonalną do kwadratu ich odległości, czyli 1/r^2. Natomiast we wszechświecie czterowymiarowym, siły grawitacyjne byłyby proporcjonalne do 1/r^3. Przeprowadzono symulację komputerową takiego wszechświata i okazało się, że wówczas tory planet byłyby niestabilne, skutkiem czego Ziemia, na przykład, prędzej czy później "spadłaby" na Słońce i bardzo szybko zostałaby przez nie spalona wraz ze wszystkim, co by istniało na jej powierzchni. Okazuje się, że jeżeli mamy powiedzmy d wymiarów, to powyższa zależność jest taka jak 1/r^(d-1). Dlatego nie jest przypadkiem fakt, że żyjemy właśnie w przestrzeni trójwymiarowej! Gdyby przestrzeń była inna, to na pewno życie na Ziemi nie mogłoby istnieć.