[Cytadela] Życie w wieloświecie

[NewsBot - Aktualności]

Abstrahując od barwnych konfabulacji nawiedzonych osobników pragnących wątpliwego gatunku sławy, którym w najdziwniejszych momentach przytrafiają się bliskie a nawet czasem bardzo bliskie spotkania z przedstawicielami obcych form życia, nasza odpowiedź na odwieczne pytanie o miejsce ludzi we Wszechświecie brzmiące dwojako – jesteśmy nieskończenie udanym i niepowtarzalnym arcydziełem w skali całego Kosmosu czy też jedną z niezliczonych, mniej lub bardziej pokracznych, manifestacji życia, od których dosłownie kipi każdy zakątek tegoż – zależy tylko i wyłącznie od jednego:  osobistych preferencji osoby na to pytanie odpowiadającej. Oczywista poniekąd własność Wszechświata – jego niewyobrażalna wielkość i wynikające z niej skale odległości – udaremnia póki co każdą próbę uzyskania miarodajnej odpowiedzi; zapomnijmy o kontynuowanym już od sześćdziesięciu lat i bezsensownie marnotrawiącym fundusze projekcie SETI (a niby dlaczego obce cywilizacje miałyby wysyłać do nas sygnały na wybranych przez naukowców częstotliwościach?), zapomnijmy o słynnym równaniu Drake’a, w którym dowolnie dobierane zmienne mogą prowadzić do wyników akurat takich, jakie są nam na dany moment potrzebne – zapomnijmy w końcu o podróżach kosmicznych w celu eksploracji Galaktyki, które w przewidywalnej przyszłości nie będą możliwe (jeśli w ogóle kiedykolwiek będą) – faktem jest, że w chwili obecnej nasza opinia o tym, czy życie jest lub nie jest czymś „zwyczajnym” w skali Wszechświata, zależy tylko od naszych przekonań.

 

Ponieważ moim niezaprzeczalnym przywilejem jest kształtowanie tego wpisu wedle mojej woli, dodam – propagując mój własny światopogląd – że powtarzalność fenomenu „życia” we Wszechświecie musi w zasadzie być czymś niezaprzeczalnym: wspomniana wcześniej własność Wszechświata, jego wielkość, miriady galaktyk, które go zasiedlają, wymuszają na rozsądnie myślącym cżłowieku akceptację faktu, że Ziemia nie jest jedynym miejscem, w którym powstało życie właśnie. Oczywiście, dowodu żadnego na poparcie tej odważnej tezy przedstawić nie mogę, jednak pomyślcie tylko – nasza Galaktyka, Droga Mleczna, zawiera kilkaset miliardów gwiazd – jaki procent z nich posiada układy planetarne ciągle jest kwestią niejasną – Droga Mleczna jest jedną z miliardów galaktyk w obserwowalnym – powtarzam, obserwowalnym! – Wszechświecie, przy tak przytłaczających liczbach trudno oczekiwać zaprawdę, że z pierwiastków obecnych na Ziemi (które nawiasem mówiąc nie wydają się być pierwiastkami zarezerwowanymi tylko dla tej planety, wręcz przeciwnie) powstało coś, co gdzie indziej powstać nie może. Tak jak napisałem wcześniej – jeśli ktoś chce wierzyć, że życie na Ziemi jest niepowtarzalnym cudem, nie przekona go i tak żadna argumentacja.

 

Choć nasz Wszechświat jest tak przestronnym miejscem, w którym wszystko powinno być w zasadzie możliwe, naukowcom nawet taka gigantyczna piaskownica wydaje się nie wystarczać. Jedną sprawą jest bowiem zastanawianie się nad tym, jak często życie mogło zakwitnąć w naszym Wszechświecie, zupełnie inną parą kaloszy jest jednak spekulowanie co do tego, czy życie mogłoby powstać w innym Wszechświecie. Możecie zaoponować – jak to „innym”, jednak niektórzy z Was z pewnością słyszeli o współczesnych poglądach części kosmologów, którzy wcale nie wykluczają istnienia „innych” Wszechświatów właśnie. Mniejsza o mechanizmy, które za takim „wieloświatem” („multiverse” z angielska) miałyby stać – wymagałoby to rozdęcia tego wpisu do rozmiarów sporego artykułu, dodatkowo zapędziłoby autora w rejony, w których czuje się dość niepewnie – wystarczy przyjąć, że analiza współczesnych teorii naukowcy nie wyklucza istnienia nieskończonej wręcz liczby Wszechświatów, podobnych i niepodobnych zarazem do naszego.

 

Niezależnie od genezy takich Wszechświatów bezpośrednie badanie ich „zawartości” nie jest i nie będzie możliwe – w związku z tym naukowcy mogą tylko swawolnie spekulować co do tego, jakie te Wszechświaty mogłyby być. Jednym z najważniejszych powodów, który pociąga naukowców w takich rozważaniach, nie jest wbrew pozorom sam fakt poszukiwania życia: przyczyną zdaje się być niepokojące (pozornie moim skromnym zdaniem) i bardzo subtelne „dostrojenie” naszego Wszechświata do życia.

 

Co przez to rozumiemy? W filozofii i jednocześnie kosmologii od kilkudziesięciu lat istnieje pewna zasada, która ma wielu zwolenników, jak i również wielu zagorzałych przeciwników. Mowa o tzw. zasadzie antropicznej.  Zasada ta jest niejako próbą odpowiedzi na odwieczne pytanie – dlaczego Wszechświat jest taki właśnie, jaki jest, dlaczego prawa fizyczne są takie a nie inne. Zgodnie z brzmieniem tej zasady wszystko to jest właśnie takie, bo… istniejemy. Gdyby ludzie jako tacy nie istnieli, wówczas nie istniałby obserwator, który mógłby stwierdzić, że Wszechświat jest taki lub owaki. Wynika z tego pośrednio wniosek, że Wszechświat jest taki właśnie, jakim go obserwujemy, bo my, ludzie, istniejemy. Mówiąc szczerze zasada antropiczna nigdy do mnie nie przemawiała – skądinąd nigdy nie potrafiłem znaleźć przyczyny, dla której prawa fizyki jak i cały Wszechświat NIE MOGŁYBY być takimi jakimi są, w związku z czym nic nie przemawia za tym, by ludzie nie mogli powstać.

 

Problem jest oczywiście głębszy – tutaj w końcu wracamy do problemu „dostrojenia” Wszechświata. Polega on w skrócie na tym, że ogromna ilość stałych w przyrodzie wydaje się być niezwykle precyzyjnie „dopasowana” do tego, by życie jako takie mogło powstać na Ziemi. Ledwie zauważalne nawet zmiany tylko jednej z nich prowadziłaby nieuchronnie do zupełnie innego wszechświata, w którym – przykładowo – nie powstawałyby wcale gwiazdy lub który zapadłby się w chwilę po jego powstaniu, w każdym bądź razie takiego, w którym człowiek nie miałby racji bytu.

 

Wiele hipotez wysunięto co do „precyzyjnego dostrojenia” – najoczywistszą dla wielu wydaje się ingerencja „wyższej siły”, która w taki a nie inny sposób poukładała wszystkie prawa fizyki. Ponieważ nie chciałbym zagłębiać się tutaj w otchłanie filozoficznych dywagacji, zostawię to pod Waszą rozwagę – superintelekt czy przypadek, każdy decyduje sam.

 

Teorie „wieloświatów” wydają się być niezłą alternatywą dla wyżej opisanego podejścia – w przypadku, gdy Wszechświatów jest nieskończenie wiele (a przynajmniej bardzo ale to bardzo dużo), znika konieczność stosowania zasady antropicznej, dostrojenie staje się również bardziej „naturalne” – nie mówimy już w końcu o jednym Wszechświecie o takich a nie innych stałych fizycznych, a o wielu wszechświatach, gdzie każdy z nich charakteryzuje się innym „zestawem” stałych. Tym samym geneza życia sprowadza się do tego, iż powstało ono po prostu w takim z Wszechświatów, w którym warunki były akurat sprzyjające. Koniec, kropka.

 

Nie raz i nie dwa naukowców badali konsekwencje, jakie niosłaby ze sobą zmiana pojedynczej stałej fizycznej dla całego Wszechświata. Wbrew pozorom cały ten misterny mechanizm skonstruowany jest w taki sposób, by funkcjonować doskonale, jednak tylko w bardzo wąskim przedziale. Naiwnie można by w końcu założyć, że zmiana, weźmy na to, poziomów energetycznych w atomie pierwiastka takiego jak węgiel nie powinna mieć dużego znaczenia – cóż, okazuje się, że taka zmiana oznaczałaby martwy Wszechświat.

 

Rozważano więc konsekwencje zmiany pojedynczej stałej – pójdźmy jednak o krok dalej i zastanówmy się nad tym, co działoby się wówczas, gdyby naukowców dopuszczono do kilku lub więcej „pokrętełâ€ w maszynerii Wszechświata? O ile zmiana jednej tylko stałej prowadzi nieuchronnie do katastrofy, o tyle zmiana kilku stałych może doprowadzić do całkiem ciekawych wyników.

 

W lutowym wydaniu „Świata Nauki” ukazał się bardzo ciekawy artykuł, w którym amerykańscy badacze z instytutu MIT (Massachusetts Institute of Technology) rozważali właśnie takie podejście. Co prawda artykuł ten jest ogólnie dostępny w czasopiśmie, jednak uznałem, że warto kilka słów naskrobać o nim samym, dodatkowo dotarłem również do tekstu opublikowanego przez samą uczelnię. W każdym bądź razie zainteresowanych odsyłam dodatkowo do samego pisma.

 

Fizycy Robert Jaffe, Alejandro Jenkins oraz Itamar Kimchi przyjęli, że istnieje coś takiego jak „wieloświat”. To pierwsze założenie – drugim, może i dyskusyjnym, jednak upraszczającym analizę, było założenie, że analizujemy owe wszechświaty alternatywne biorąc pod uwagę ich „dostrojenie” dla życia opartego na węglu. Założenie to było w zasadzie konieczne, gdyż nie nakładając tego ograniczenia spekulacje stałyby się zupełnie dowolne. Idźmy dalej – praca naukowców z MIT jest wyjątkowa pod pewnym ważnym względem – o ile dotąd analizowano konsekwencje zmiany jednej stałej, o tyle badacze z USA zastanawiali się nad tym co by się stało, gdyby zmienić tych stałych kilka.

 

Wbrew pozorom wnioski, do jakich doszli, były dość zaskakujące – nawet wszechświaty o zupełnie innym „zestawie” stałych nie musiałyby być automatycznie martwe. Przykłady? Proszę bardzo.

 

Amerykańscy fizycy manipulowali przy masach kwarków – elementarnych składników materii. W naszym Wszechświecie tzw. kwark dolny jest mniej więcej dwa razy cięższy od tzw. kwarka górnego (nie pytajcie o więcej szczegółów!), z tego też powodu neutron posiada masę większą o 0,01 % od masy protonu. Tak to wygląda w przypadku naszego świata i jak widzimy to na własnym przykładzie działa to wyśmienicie. Jaffe z kolegami założył jednak, że w wyimaginowanym wszechświecie sprawy mają się inaczej – tam kwark dolny nie dość, że nie jest cięższy, to jest nawet lżejszy: protony stawały się tym samym cięższe od neutronów o 1%. I cóż się okazało? W takim scenariuszu byłoby ciągle hipotetycznie miejsce na życie oparte na węglu – najważniejsze z punktu widzenia naukowców pierwiastki – wodór, węgiel i tlen – istniałyby w stabilnych formach, umożliwiając powstawanie skomplikowanych cząsteczek.

 

To tylko jeden z przykładów – manipulacji przy masach kwarków naukowcy podjęli więcej, znajdując grupę wszechświatów, w których mimo egzotycznej struktury cegiełek materii ciągle mogłoby powstać życie „węglowe”. Przy okazji naukowcy z MIT wspominają również o innych badaczach (z Lawrence Berkeley National Laboratory), którzy, można by rzec, poszli jeszcze dalej w swoich poszukiwaniach – naukowcy ci bowiem nie majstrowali przy masach cząstek a całkowicie wyeliminowali jedną z czterech fundamentalnych sił przyrody definiujących nasz Wszechświat – oddziaływanie słabe. I tutaj się okazało, że mimo braku fundantalnej w końcu siły niewielkie zmiany w pozostałych oddziaływaniach mogłyby prowadzić do powstawania stabilnych pierwiastków mających znaczenie dla życia.

 

Oczywiście prace obu zespołów są czysto spekulacyjne – w żaden sposób nie uda nam się ani potwierdzić ani zanegować wyników tych opracowań z tego względu, że inne wszechświaty (o ile oczywiście w ogóle istnieją, co również podlega dyskusji) nie będą nigdy podlegać obserwacjom. Mimo to takie zabawy myślowe mają swoje znaczenie – nawiązując do zasady antropicznej oraz „dostrojenia” Wszechświata, o którym wspominałem na początku tego wpisu, może pomóc nam zrozumieć jakie naprawdę jest nasze miejsce we Wszechświecie.

 

 

Fragment artykułu w “Świecie Nauki”

 

Źródła:

 

Link 1

 

 

Wyświetl pełny artykuł

[ZbyT]

W naszym Wszechświecie tzw. kwark dolny jest mniej więcej dwa razy cięższy od tzw. kwarka górnego (nie pytajcie o więcej szczegółów!), z tego też powodu neutron posiada masę większą o 0,01 % od masy protonu. Tak to wygląda w przypadku naszego świata i jak widzimy to na własnym przykładzie działa to wyśmienicie.

w naszym Wszechświecie kwarki dolny i górny posiadają niemal dokładnie taką samą masę. Nie jest ona dokładnie znana ponieważ kwarki nie występują pojedynczo ale w stanach związanych (tzw. "uwięzienie kwarków" spowodowane oddziaływaniem kolorowym) ale znana jest różnica ich mas i wynosi ona około 2-3 MeV. Proton ma skład uud, a neutron udd i różnią się masą o 1,3 MeV. To mniej niż różnica w masie kwarków ale dodatkowym czynnikiem jest elektromagnetyczna różnica mas związana z rozkładem ładunku wewnątrz nukleonów

zbliżona masa kwarków u i d jest dziwna bo inne kwarki bardzo różnią się pod tym względem. Ta zbieżność jest jednak bardzo przydatna bo jest źródłem symetrii izospinowej

 

pozdrawiam

[finwe.isilra]

w naszym Wszechświecie kwarki dolny i górny posiadają niemal dokładnie taką samą masę. Nie jest ona dokładnie znana ponieważ kwarki nie występują pojedynczo ale w stanach związanych (tzw. "uwięzienie kwarków" spowodowane oddziaływaniem kolorowym) ale znana jest różnica ich mas i wynosi ona około 2-3 MeV. Proton ma skład uud, a neutron udd i różnią się masą o 1,3 MeV. To mniej niż różnica w masie kwarków ale dodatkowym czynnikiem jest elektromagnetyczna różnica mas związana z rozkładem ładunku wewnątrz nukleonów

zbliżona masa kwarków u i d jest dziwna bo inne kwarki bardzo różnią się pod tym względem. Ta zbieżność jest jednak bardzo przydatna bo jest źródłem symetrii izospinowej

 

pozdrawiam

 

Nie jestem niestety specjalistą w tej dziedzinie i bezwiednie powtórzyłem tekst ze strony MIT:

 

"In our universe, the down quark is about twice as heavy as the up quark, resulting in neutrons that are 0.1 percent heavier than protons."

 

Jeśli to błąd, przepraszam:)

 

Pozdrawiam!

[ekolog]

w naszym Wszechświecie kwarki dolny i górny posiadają niemal dokładnie taką samą masę.

W wersji papierowej tego artykułu autorzy na obrazku powtórzyli infarmację o dwukrotnie większej masie kwarka dolnego. "Cenzorzy" mimo to puścili tekst. Być może chodzi tu o tak zwaną "masę prądową"?

 

W tejże papierowej wersji są bardzo ciekawe dygresje i objaśnienia na marginesie tekstu. Między innymi taki:

"Rozmiary naszego Wszechświata prawdopodobnie znacznie przewyższają obszar, który możemy obserwować (tzw. sferę Hubble'a). Jeśli jest nieskończony, to zawiera nieskończenie wiele rozłącznych sfer Hubble'a. Być może niektóre z nich są identyczne z naszą i ten artykuł czytają w nich nasze dokładne kopie."

(Dodam na bazie innego artykułu z tego czasopisma: chodzi tutaj o to, że - być może - w nieskończoności wyczerpuje się w końcu liczba różnych układów [kombinacji] barionów w kolejnej rozpatrywanej objetości Hubble'a).

 

Jakiś czas temu w tym czasopismie - w oparciu o wnioski z analizy rozkładu i polaryzacji promieniowania tła sugerowano, że jest spora szansa, że nasz Wszechswiat nie zamyka się w sobie lecz jest nieskończony, "płaski" (Euklidesowy - jak w szkole). Ponadto, w innej publikacji w tym czasopismie, poważnie rozpatrywano hipotezę, że wielki wybuch nie przeszedł{wyszedł} przez absolutnie niszczący rozmiar "zero" tylko, że nasz Wszechświat może "pulsować" czyli mieć ciągłą prehistorię.

 

Wszystko to rodzi - moim zdaniem, może sie mylę (chociaż chyba coś podobnego czytałem) ciekawe spostrzeżenie, że nasz Wszechświat może nie tyle "Wybucha" co "rozgęszcza się" aktualnie i że zawsze był nieskończony tylko około 14 milardów lat temu wszędzie (aż do nieskonczoności) gigantycznie gęstszy ?!

 

p.s.

Dygresja o nazewnictwie. W pokazanym cytacie widnieje "naszego Wszechświata" rozumiane jako nie tylko obserwowalny przez nas Wszechświat ale także obszary które sąsiaduja z nim dalej i dalej - być może aż w nieskonczoność. Natomiast w zasadniczym wątku artykułu rozpatruje się coś innego - całkowicie niezależne "wszechświaty równoległe" - tak bym to ujął.

Edytowane 26 Lutego 2010 przez ekolog