Τύχη, Θεός και Πολυσύμπαν

Είναι το σύμπαν ρυθμισμένο έτσι ώστε να εμφανιστεί σ’ αυτό τη ζωή; Υπάρχουν 3 απαντήσεις σ’ αυτό το ερώτημα. Οι δύο από αυτές δεν ανήκουν στην επιστήμη της Φυσικής, αλλά σε κάτι άλλο που θα μπορούσαμε ίσως να το ονομάσουμε … «αστροθεολογία».

Σύμφωνα με την επονομαζόμενη ανθρωπική αρχή, το σύμπαν δημιουργήθηκε και ρυθμίστηκε με ακρίβεια, έτσι ώστε να υπάρξει ζωή και συνείδηση πάνω στον πλανήτη Γη. Το Σύμπαν δηλαδή είναι αυτό που είναι, διότι αν δεν ήταν … τότε και εμείς δεν θα είμασταν εδώ για να το παρατηρούμε και να κάνουμε αυτούς τους προβληματισμούς. (για την ακρίβεια υπάρχουν δυο διατυπώσεις της ανθρωπικής αρχής – η ισχυρή και η ασθενής). Επομένως οι τιμές των σταθερών της Φυσικής, όπως, η σταθερά της παγκόσμιας έλξης, η σταθερά λεπτής υφής ή οι μάζες των κουάρκ κ.λπ, είναι αυτές που είναι, διότι αν ήταν διαφορετικές δεν θα μπορούσαν να σχηματιστούν οι πυρήνες των ατόμων. Αλλά, ακόμη κι αν αυτό συνέβαινε, δεν θα μπορούσαν να σχηματιστούν τα άστρα ή δεν θα γινόταν η σύνθεση των στοιχείων που είναι απαραίτητα για την ζωή.

Συχνά υποστηρίζεται ότι η ύπαρξή μας στο σύμπαν δεν είναι τυχαία και ότι το σύμπαν διαθέτει μια «λεπτή ρύθμιση (fine tuning)» ώστε να εμφανιστεί σ’ αυτό ζωή. Τι εννοούμε όμως πραγματικά με τον όρο λεπτή ρύθμιση; Η λεπτή ρύθμιση οφείλεται σε ένα νέο (άγνωστο) σύνολο νόμων της φύσης ή σε κάτι υπερφυσικό; Μπορεί η Φυσική να απαντήσει πραγματικά σε αυτό το ερώτημα με επιστημονικό τρόπο; Ή μήπως δημιουργούμε μια ιστορία που δεν υπάρχει;

Πολλοί θεωρητικοί φυσικοί υποστηρίζουν ακόμα και στις δημοσιεύσεις τους σε επιστημονικά περιοδικά ό,τι το σύμπαν είναι λεπτά ρυθμισμένο ώστε να εμφανιστεί σ’ αυτό ζωή. Αν κοιτάξετε τις σταθερές της φύσης, όπως τη μάζα του ηλεκτρονίου και των κουάρκ, την σταθερά της λεπτής υφής, και πολλές άλλες σταθερές που χρησιμοποιούν οι φυσικοί για να περιγράψουν τα φυσικά φαινόμενα, συνειδητοποιείτε ότι οι τιμές τους είναι τέτοιες που αν κάποια από αυτές τροποποιηθεί έστω και λίγο, η ζωή στο σύμπαν δεν θα ήταν δυνατή. Επομένως, το σύμπαν ή μάλλον οι τιμές των σταθερών της φύσης, πρέπει να είναι ρυθμισμένες με εξαιρετική ακρίβεια έτσι ώστε να εμφανιστεί η ζωή.

Σκεφτόμαστε, άρα υπάρχουμε. Επομένως, υπάρχει μία τουλάχιστον περίπτωση «ευφυούς» ζωής στο σύμπαν μας. Γι αυτό πολλοί επιστήμονες υποστηρίζουν ότι ζούμε σε ένα σύμπαν τέλεια ρυθμισμένο για να εμφανιστεί ζωή. Υιοθετώντας μια τέτοια άποψη, υπάρχουν τρεις πιθανότητες:
(1) Η εμφάνιση της ζωής είναι απλώς μια σύμπτωση – δηλαδή, το σύμπαν είναι αυτό που είναι, και εμείς είμαστε αυτοί που αφηγούμαστε την ιστορία του μετρώντας τις σταθερές της φύσης.
(2) υπάρχει ένας «ρυθμιστής (fine-tuner)» – αυτό που αποκαλείται «fine-tuner» εξαρτάται από εσάς, είτε πρόκειται για Θεό είτε για πανψυχισμό,- και ο σκοπός του σύμπαντος είναι εμφανιστεί έξυπνη ζωή
(3) Ζούμε σε ένα πολυσύμπαν, και το σύμπαν μας τυχαίνει να είναι εκείνο όπου τα πράγματα λειτουργούν με τέτοιο τρόπο ώστε να υπάρχει ζωή. Με άλλα λόγια, αν είστε άθεος, καλύτερα να αγκαλιάσετε το πολυσύμπαν.

Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε καθεμία από αυτές τις τρεις δυνατότητες, ξεκινώντας από τις δύο τελευταίες. Σκεφτείτε τη δεύτερη επιλογή, ότι υπάρχει ένας ρυθμιστής (fine-tuner). Το πρόβλημα με αποδοχή κάποιου είδους συντονιστή, είτε πρόκειται για Θεό είτε για πανψυχισμό, είναι ότι δεν μπορεί να αποδειχθεί. Επομένως, πρέπει να το λάβουμε αυτό ως Άρθρο Πίστης. Αυτή είναι μια προσωπική επιλογή, αλλά δεν είναι πολύ χρήσιμη επιστημονικά, ακόμα κι αν είναι καταπραϋντική ψυχολογικά.

Ένα πολυσύμπαν προβλημάτων

Δεδομένου ότι η δεύτερη επιλογή δεν μπορεί να αποδειχθεί επιστημονικά, πολλοί φυσικοί ασπάζονται την τρίτη επιλογή, το πολυσύμπαν. Αν ανάγεις το ζήτημα των τιμών των θεμελιωδών σταθερών σε μια κοσμική λοταρία, τότε ουσιαστικά ωθείς το πρόβλημα στις πιθανότητες. Υπάρχει ένα ιλιγγιωδώς τεράστιο πλήθος πιθανών συμπάντων εκεί έξω, το καθένα με διαφορετικές τιμές των σταθερών της φύσης. Και το δικό μας τυχαίνει να είναι εκείνο όπου έχουν ακριβώς τις κατάλληλες τιμές… 

… ώστε να υπάρχουν άστρα, πλανήτες και για να εμφανιστεί ζωή τουλάχιστον στον δικό μας πλανήτη, ενδεχομένως και σε πολλούς άλλους. Η θεωρία του πολυσύμπαντος υποθέτει σιωπηρά ότι υπάρχει κάποιο είδος μεθόδου μέτρησης για τον προσδιορισμό των διαφορετικών πιθανοτήτων, ώστε να υπάρχουν σύμπαντα με διαφορετικές θεμελιώδεις σταθερές, παρόλο που δεν έχουμε ιδέα πώς να κάνουμε αυτή τη σύγκριση.

Επίσης, το πολυσύμπαν βασίζεται σε παραδοχές υποθέσεων που είναι δύσκολο να αποδειχθούν πειραματικά, είτε πρόκειται για την θεωρία χορδών είτε για την πληθωριστική κοσμολογία, είτε για συνδυασμό των δύο. Στην απλούστερη μορφή του, το πολυσύμπαν προέρχεται από ένα πεδίο που ονομάζεται inflaton, το οποίο υποτίθεται ότι πυροδότησε μια εκθετικά γρήγορη και πολύ βραχύβια περίοδο κοσμικής διαστολής στο αρχέγονο σύμπαν. Η πληθωριστική διαστολή λύνει μερικά από τα αινίγματα της κοσμολογίας (χωρίς να χρειάζεται θεωρητική βοήθεια από την εξωτική φυσική της θεωρίας χορδών), αλλά το κάνει με το τίμημα της επίκλησης μιας φυσικής που δεν είμαστε σίγουροι ότι υπάρχει (δηλαδή, το πολυσύμπαν).

Ακόμα κι αν η θωρία του πληθωρισμού είναι το σωστό μοντέλο για το αρχέγονο σύμπαν, και θα μπορούσε να είναι, προκύπτει το πρόβλημα ότι δεν θα μπορέσουμε ποτέ να μάθουμε αν το πολυσύμπαν υπάρχει ή όχι, δεδομένου ότι τα άλλα σύμπαντα βρίσκονται έξω από τη φούσκα πληροφοριών που ονομάζουμε κοσμικό ορίζοντα. Έτσι, στην πράξη, το πολυσύμπαν ισοδυναμεί με μια λύση του προβλήματος της λεπτής ρύθμισης που δεν διαφέρει και τόσο από τις υπερφυσικές ή πανψυχικές προτάσεις της δεύτερης περίπτωσης – κάτι που πάλι μπορεί να ισχύει αλλά δεν μπορεί να αποδειχθεί επιστημονικά. Το πολυσύμπαν είναι ένα αντικείμενο πίστης. Η δυσκολότερη πρόκληση στην θεωρητική φυσική είναι να διακρίνει κανείς μεταξύ της γοητείας μιας όμορφης ιδέας και του τι είναι αυτό που της λείπει ώστε να ανήκει στον πραγματικό κόσμο.

Δεν υπάρχει πρόβλημα λεπτής ρύθμισης

Αυτό μας οδηγεί στην πρώτη επιλογή για το πρόβλημα της λεπτής ρύθμισης, η οποία μας λέει απλά ότι δεν υπάρχει πρόβλημα ρύθμισης. Αν ακολουθήσουμε μια ιστορική προσέγγιση για το πώς σχηματίστηκε η τρέχουσα φυσική εικόνα του σύμπαντος, συνειδητοποιούμε ότι οι σταθερές της φύσης είναι παράμετροι που υπολογίζονται πειραματικά και χρησιμοποιούνται για να δημιουργήσουμε μοντέλα που περιγράφουν αυτό που βλέπουμε. Μετράμε τη μάζα και το φορτίο του ηλεκτρονίου ή την ισχύ της ισχυρής πυρηνικής δύναμης ή τις μάζες των κουάρκ και στη συνέχεια χρησιμοποιούμε αυτές τις τιμές σε μοντέλα που περιγράφουν πώς αλληλεπιδρούν τα σωματίδια και τα διάφορα αντικείμενα μεταξύ τους. Είναι προφανές —και μάλλον δεν προκαλεί έκπληξη— ότι ο μόνος λόγος που μπορούμε να μετρήσουμε αυτές τις τιμές είναι επειδή υπάρχουμε.

Αυτή η προσπάθεια ήταν απίστευτα επιτυχημένη και μας παρέχει μια μεγάλη εικόνα του φυσικού σύμπαντος. Αλλά πουθενά στο εννοιολογικό πλαίσιο της Φυσικής δεν προτείνεται η αναγκαιότητα να εξηγήσουμε τις τιμές των σταθερών της φύσης με κάποιο είδος προβλεπτικού μοντέλου. Στην πραγματικότητα, αν το σκεφτούμε λίγο, αντιλαμβανόμαστε ότι ένα τέτοιο εγχείρημα είναι θεμελιωδώς αδύνατο. Οποιοδήποτε μοντέλο του φυσικού σύμπαντος πρέπει να ξεκινά με κάποια τιμή μιας παραμέτρου που καθορίζει την ενεργειακή κλίμακα στην οποία λειτουργεί αυτό το μοντέλο.

Για παράδειγμα, στη θεωρία χορδών η ελεύθερη παράμετρος είναι η λεγόμενη τάση χορδής, που μας λέει ουσιαστικά την ενέργεια ανά μονάδα μήκους της θεμελιώδους χορδής, που παρεμπιπτόντως είναι τεράστια – αντιστοιχεί στην δύναμη Planck: 

Τότε μπορεί κανείς να ρωτήσει: Γιατί όμως αυτή η τιμή και όχι άλλη; Και η απάντηση συνήθως είναι: «Επειδή αυτή είναι η ενέργεια Planck ανά μήκος Planck, και τίποτα άλλο δεν θα μπορούσε να ταιριάξει εδώ». Αλλά αυτό δεν είναι στην πραγματικότητα μια απάντηση. Είναι μια υπόθεση ότι εδώ σταματά η Φυσική όπως την ξέρουμε. Δεν είναι, και δεν μπορεί να είναι, μια θεμελιώδης πρόβλεψη «πρώτων αρχών», επειδή κάθε μοντέλο βασίζεται σε ένα εννοιολογικό πλαίσιο που πρέπει να έχει ένα σημείο εκκίνησης.

Αστροθεολογία

Λοιπόν, είναι το σύμπαν τέλεια ρυθμισμένο για τη ζωή; Δεδομένου ότι δεν έχουμε στοιχεία για ζωή αλλού και ότι είναι εννοιολογικά αδύνατο στη Φυσική να υπολογίσουμε τις φυσικές σταθερές από «πρώτες αρχές» χωρίς άλλες ενσωματωμένες υποθέσεις, φαίνεται ότι oι απαντήσεις στο πρόβλημα της «λεπτής ρύθμισης» που περιέχουν είτε έναν ρυθμιστή ή το πολυσύμπαν δίνουν στη Φυσική θεολογικά χαρακτηριστικά. Αλλά τότε παύει να είναι η πραγματική Φυσική όπως την ξέρουμε, αλλά … «αστροθεολογία».

Διαβάστε περισσότερα στο άρθρο του Marcelo Gleiser με τίτλο: Is the Universe fine-tuned for life?

ΠΗΓΗ: physicsgg.me