Przyszłość wszechświata

Przyszłość wszechświata

Przed około czterema tysiącami lat egipscy astronomowie dokonywali pierwszych, znanych nam dzisiaj, prognoz dotyczących pór roku, a w konsekwencji - wylewów Nilu. Około roku 700 przed Chr. Babilończycy potrafili już przewidywać zaćmienia Księżyca i Słońca. Dzisiaj w astronomii przewiduje się przyszłe orbity planet, zaciemnienia gwiazd podwójnych, odpływy i przypływy, precesję osi Ziemi, orbity sond i wiele innych. Codziennie zdajemy się na naukowe prognozy dotyczące funkcjonowania maszyn, niezawodności konstrukcji betonowych czy też zmęczenia materiału nośnego samolotów. Prognozy przyszłych zdarzeń są jedynie twierdzeniami; ich słuszności nie da się sprawdzić, można je zweryfikować dopiero, gdy nastąpi samo zdarzenie.

W astrofizyce nie zawsze możemy na to czekać. Spośród wielu możliwych prognoz musimy wybrać tę, która najlepiej sprawdzała się w przeszłości. Podobnie jak wyjaśnienia przeszłych zdarzeń, naukowe przewidywania są modelami, opartymi na znanych faktach i doświadczeniach. Nie muszą one być ani całkowicie niezawodne, ani absolutnie prawdziwe. Prawdę powiedziawszy, nie zaskakuje nas fakt, że literatura naukowa dotycząca przyszłości Wszechświata jest bardzo skromna. Jeśli już zajmuje się najodleglejszymi zakątkami w morzu możliwości, jest tak samo spekulatywna jak teorie początku.

Nie istnieją prognozy bez określonych założeń. W najprostszej prognozie pogody zakłada się persystencję: jest tak, jak jest. A to założenie w przypadku pogody zazwyczaj bywa prawdziwe przez kilka godzin, czasem przez jeden czy dwa dni, rzadko przez dłuższy czas. Lepszą prognozę otrzymamy, jeśli będziemy zakładać nie to, że dany stan się utrzyma, lecz że obowiązują pewne reguły, które powodują określone stany. Znamy prawa przyrody, określające fronty atmosferyczne, kształtowanie się chmur, obfitość opadów śniegu i deszczu.

Na podstawie wyników obserwacji aktualnego stanu pogody superkomputery mogą z wyprzedzeniem obliczyć jej rozwój. W rezultacie powstają najlepsze prognozy, których pewność czasem jednak nieco zawodzi. Równania atmosfery ziemskiej są w wysokim stopniu nieliniowe, wobec czego, jak wyjaśniłem w poprzednim rozdziale, długoterminowe prognozy nie są możliwe. Niemniej jednak na podstawie zasad zachowania, zwłaszcza zasady zachowania energii, da się określić pewne wartości graniczne, które nie zostaną przekroczone. Tak na przykład przy obecnym promieniowaniu słonecznym nie można ogrzać żadnego punktu na powierzchni Ziemi do temperatury wyższej niż 100°C. Ten wynik modelowych obliczeń zgadza się z wynikami obserwacji istot żywych, które w ciągu minionych trzech miliardów pięciuset tysięcy lat stały się skamielinami. Z wyjątkiem prostych bakterii termofilnych żadna z form życiowych nie przetrwała wyższej temperatury. Nawet zasady zachowania nie są absolutnymi pewnikami - wyprowadzono je wszak z ograniczonych doświadczeń - i jest wielce prawdopodobne, że nie znamy wszystkich czynników, które określają przyszłość. Dla naszych prognoz będziemy musieli trzymać się zasad zachowania jako „żelaznych ram"; rozwój, choć w nich się mieści, ma - po części — charakter otwarty.