Jerzy Salak Wszechświat i My

Przez tysiące lat większość ludzi uznawała, że człowiek stworzony bezpośrednio przez Boga jest istotą najważniejszą w przyrodzie i zajmuje łącznie z Ziemią centralne miejsce we wszechświecie. Tak było do czasów wielkiego astronoma i uczonego, naszego rodaka Mikołaja Kopernika. To on „wstrzymał Słońce i ruszył Ziemię” uświadamiając nam, że nasza planeta jest tylko maleńkim pyłkiem okrążającym typową i przeciętną gwiazdę nazywaną przez nas Słońcem.

Przez ponad 500 lat tworząca się nauka, a zwłaszcza badania astronomiczne i wspaniałe osiągnięcia obserwacyjne ostatnich dziesięcioleci, potwierdzały prawdziwość tego, że nasz układ słoneczny nie jest niczym niezwykłym w kosmosie. Takich gwiazd jak nasze Słońce są miliardy w naszej Galaktyce i wiele miliardów w pozostałej części wszechświata.

Większość koncepcji naukowych i światopoglądowych zakładało, że nasz układ planetarny, nasze Słońce, Ziemia i my sami nie jesteśmy niczym szczególnym. Ujmując rzecz statystycznie w tak olbrzymiej strukturze czasoprzestrzennej o rozmiarach co najmniej 13,6 miliardów lat światła istoty rozumne, byty samoświadome swego istnienia i w ogóle szeroko pojęte życie powinno być powszechne. Niestety, pomimo szalonego tempa rozwoju astronomii do tej pory nie udało się odnaleźć chociażby śladów innego życia. Być może nie potrafimy szukać jego oznak, być może życie na innych planetach rozwija się inaczej niż na Ziemi, a może po prostu jeszcze nie bardzo rozumiemy czym faktycznie jest „życie”.

Człowiek i Wszechświat

Przez wiele lat panowała opinia, że wielkie odkrycia astronomiczne doprowadziły do zakwestionowania wyjątkowej pozycji człowieka w kosmosie. Te przygnębiające wieści obserwacyjne, ta dokuczliwa świadomość samotności zmusiła co niektórych naukowców, filozofów i zwykłych ludzi do głębszego przyjrzenia się tematowi zależności pomiędzy prawami przyrody a istnieniem (jak się okazuje) niezwykle rzadkiego zjawiska jakim jest życie, a także próby odpowiedzenia sobie na istotne pytanie: jakie miejsce zajmuje człowiek we wszechświecie?

Jeżeli popatrzymy się na wszechświat jako całość strukturalną o określonej geometrii, to rzeczywiście nie ma w nim wyróżnionego punktu, miejsca, który można by uznać za „środek” tej struktury. Podobnie jak na powierzchni idealnej kuli nie możemy znaleźć jakiegoś szczególnie wyróżnionego miejsca, od którego powierzchnia tej sfery się zaczyna lub gdzie się kończy. Każdy punkt można uznać równocześnie za początek i koniec „drogi” wyznaczającej trajektorię przemieszczania się w tej przestrzeni. Ale istnieje pewien szczególny element, który jednak odróżnia naszą Ziemię od reszty wszechświata. Jak na razie tylko tu, w ściśle określonych warunkach ustalonych z niesamowitą, można rzec cudowną dokładnością, powstało życie i samoświadome istoty – ludzie.

Dlaczego życie mogło rozwinąć się na naszej planecie i jaki wpływ na ten proces ma (jeżeli oczywiście ma) wszechświat jako całość?

Do tego, aby powstało życie i człowiek, jako najbardziej rozwinięta istota, potrzebny jest węgiel. To istnienie tego pierwiastka implikuje całą resztę. Jak on jednak powstał? Pamiętamy, że wszechświat na początku swego istnienia, licząc od momentu powstawania struktur atomowych, zbudowany był wyłącznie z wodoru, bardzo prostego pierwiastka składającego się z jednego protonu i jednego elektronu. Panujące wtedy warunki fizyczne pozwalały tworzyć bardziej skomplikowane jądra helu i w niewielkim stopniu jądra litu oraz ich izotopy. Jednakże do powstania cięższych atomów musiała przyłączyć się grawitacja, siła niezwykle słaba, ale to w wyniku jej działania powstały skupiska materii, później gwiazdy, a w nich o wiele cięższe pierwiastki do żelaza włącznie. Powstanie jeszcze cięższych pierwiastków niezbędnych do istnienia życia w obecnej postaci odbywało się w jeszcze bardziej przerażających warunkach podczas wybuchów gwiazd supernowych.

Jak widzimy musiał powstać tak olbrzymi wszechświat, zawierający tak olbrzymią ilością materii i energii, żeby powstały wszystkie niezbędne do życia pierwiastki chemiczne. Wszelkie zjawiska i procesy, które w nim zachodziły musiały przebiegać według ściśle określonych reguł, bo inaczej nie powstałby świat taki, jaki obecnie widzimy.
Bardzo istotne jest również to, że warunki początkowe przy jakich rozpoczął się Wielki Wybuch, musiały być ściśle określone. Jak przekonują się dzisiaj naukowcy, dokładność wartości liczbowych określających te warunki początkowe jest niesamowita i zahacza o cud korelacji pomiędzy tak wielką ilością stałych przyrody. Według szacunków niektórych naukowców, np. Lee Smolina, prawdopodobieństwo przypadkowego ułożenia się stałych fizycznych takich jak w naszym Wszechświecie jest niewiarygodnie małe (1:10229 – jeden do dziesięciu podniesionej do 229 potęgi), chociaż np. teoria wielu światów H. Everetta, współczesna teoria superstrun dopuszcza ogromną liczbę sposobów (1:10500 – jeden do dziesięciu podniesionej do 500 potęgi!) generacji możliwych stałych natury. Astronom Hugh Ross, podkreślając, jak niezwykła jest ta okoliczność, porównuje ją do sytuacji, w której przechodzące nad złomowiskiem tornado powoduje złożenie ze znajdujących się tam odpadów w pełni sprawnego samolotu Boeing 747 !!! Można też spróbować sobie wyobrazić, że przy tak niskim stopniu prawdopodobieństwa stado małp uderzające na oślep w klawiaturę komputera w końcu napisze sonet Szekspira.

Nawet niewielka zmiana tych stałych spowoduje, że nigdy nie powstanie wszechświat w takiej postaci jaki znamy, a często nie powstanie nic szczególnego w „rozsądnym” czasie. Wymienię chociażby kilka stałych przyrody, których zmiana wartości liczbowych jest niezwykle wrażliwa na kształt istniejącego Kosmosu: prędkość światła, stała Plancka, wielkość ładunku elektrycznego, stała grawitacji, stała Hubble’a (prędkość rozszerzania się Wszechświata), stosunek wartościowy sił występujących w przyrodzie, zwłaszcza „słabość” siły grawitacji w stosunku do sił elektromagnetycznych, oddziaływania słabego i silnego; masy i proporcje mas cząstek elementarnych, stała sprzężenia em i wiele innych. Przykładowo - gdyby proton był cięższy zaledwie o 1 procent, ulegałby rozpadowi. Wówczas wszystkie jądra atomowe byłyby niestabilne, co uniemożliwiłoby powstanie trwałych (istniejących przez miliony lat koniecznych dla ewolucji materii) atomów, a dalej związków chemicznych i w konsekwencji niezwykle skomplikowanej struktury jaką jest DNA, stanowiącego podstawę ewolucji życia na Ziemi.

Ale nie tylko wielki i odległy Kosmos miał wpływ na powstanie świadomego obserwatora. Z pewnością zauważymy, że życie na Ziemi może istnieć tylko w ściśle określonych granicach fizyko-chemicznych. Gwiazda centralna układu planetarnego musi być określonego typu, aby mogła istnieć odpowiednio długo bez istotnych zmian wydzielanej energii i światła. Temperatura na powierzchni planety może wahać się w przybliżonych granicach 100 stopni Celsjusza (odpowiednie położenie Ziemi od Słońca). Planeta powinna posiadać pole magnetyczne, które będzie „odbijało” zabójcze promieniowanie cząsteczkowe z gwiazdy czy kosmosu. Siła grawitacji (wielkość Ziemi) oraz panujące na powierzchni ciśnienie powinny być odpowiednie do tworzenia żywych i martwych struktur przestrzennych sprzyjających życiu i tworzeniu odpowiednich warunków meteorologicznych (obieg materii i energii). Musi istnieć atmosfera gazowa i woda w odpowiednim stanie skupienia oraz wiele, wiele innych.

Okazuje się, że nawet nasz Księżyc, a dokładniej jego wielkość, odpowiednie położenie od Ziemi i prędkość orbitalna ma niezwykły wpływ na możliwość istnienia przez odpowiednio długi czas szczególnych warunków sprzyjających życiu. Jeżeli zaczniemy zbierać te informacje i badać ich współzależność na możliwość powstania życia, a tym bardziej świadomego obserwatora, to większość z nas powie – to jest niemożliwe, to musi być cud!

Ziemia i Księżyc

Dlaczego jednak wszechświat działa według takich a nie innych praw i reguł, dlaczego ma takie a nie inne właściwości? W jaki sposób Wszechświat „wiedział”, że do stworzenia życia są potrzebne określone „materiały”, określona ilość energii, istnienie ściśle określonych praw i niezwykłe warunki fizyko-chemiczne? Dlaczego jest on idealnie dostosowany do naszej egzystencji?

Te dane obserwacyjne i ten sposób myślenia stworzył podwaliny trochę innego spojrzenia na rolę człowieka we Wszechświecie. Powstały koncepcje filozoficzne, wsparte mocnymi dowodami naukowymi, ukryte pod tzw. słabą i silną zasadą antropiczną, które jednakże nie obowiązują przy założeniu istnienia multiświatów (etymologicznie Anthropos z greckiego "ten, który jest podobny do człowieka", „człowiek”, „człowiek pierwotny” w sensie czasowym).

Słaba zasad antropiczna zakłada, że obserwacje astronomiczne i uzyskiwane z nich wielkości są efektem selekcji możliwości. Głównym kryterium selektywnego „wyboru” jest właśnie nasze istnienie (istnienie rozumnego obserwatora). Krótko mówiąc: życie mogło powstać, gdyż tak „ułożyły się” warunki początkowe.
Silna zasada antropiczna idzie trochę dalej. Wszechświat musiał mieć tak ustalone warunki początkowe i zbiór praw przyrody, bo jego celem było powstanie człowieka (świadomego obserwatora). Nie było żadnej dowolności w wyborze warunków początkowych powstającego wszechświata.
Istnieje też ostateczna zasada antropiczna głosząca, że we wszechświecie musi powstać inteligencja, która dodatkowo nigdy nie ulegnie zagładzie, ale dla mnie osobiście jest ona jak na razie bardziej pobożnym życzeniem, niż konsekwencją poznanych do tej pory praw przyrody.

Jest rzeczą zdumiewającą, że fizyka kwantowa (teoria niezwykle matematyczna stojąca u podstaw rozumienia budowy naszego fizycznego świata) wykazała, że bez istnienia świadomego obserwatora probabilistyczny świat wokół nas nigdy nie byłby tak ściśle określony, taki konkretny, jakim widzimy go na własne oczy. To właśnie obecność świadomego obserwatora doprowadza do „zwinięcia” funkcji falowej wszechświata do jej „przejrzystej” postaci. Tą dziwną właściwością naszego świata bardzo denerwował się sam Albert Einstein twierdząc, że nie wyobraża sobie takiej sytuacji, żeby istnienie Księżyca było uzależnione od tego czy on na niego patrzy czy też nie.

W tej sytuacji warto się zastanowić – czy rzeczywiście Ziemia, a dokładniej człowiek, nie znajduje się jednak w „centrum” wszechświata? Żyjemy bowiem we wszechświecie, który ma głęboki sens i przejrzysty cel. Gdyby przez „centrum” rozumieć miejsce szczególne, to tak właśnie jest! To tutaj istnieje coś, czego jak na razie nie obserwujemy nigdzie więcej. Cały wszechświat, wszystkie prawa przyrody, wszystko co zaszło w nim w ciągu blisko 14 miliardów lat dążyło do powstania świadomego (rozumnego) obserwatora. To jego istnienie może okazać się głównym celem ewolucji wszechświata. Gdyby tak było, możemy poczuć się dumni. To MY jesteśmy centrum wszystkiego i celem nadrzędnym. Nabiera wtedy sensu powiedzenie: „Człowiek brzmi dumnie”. Tylko czy zawsze na to zasługujemy? Czy wszyscy możemy już powtórzyć za Immanuelem Kantem „Niebo gwiaździste nade mną i prawo moralne we mnie”? A może warto powtórzyć za ks. prof. Michałem Hellerem: „Odrobina pokory, zwłaszcza pokory intelektualnej, nigdy nie zawadzi. Jeśli ktoś uwierzy w swoją wielkość, jest skończony.” ...

Brzeg, 2012

Antropiczny wszechświat