close
Sari la conținut

Reglajul fin al Universului

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Acesta este o parte a seriei de articole despre
Design inteligent
A savonette-type pocket watch
A savonette-type pocket watch
Concepte

Complexitate ireductibilă
Complexitate specifică
Universul bine articulat
Designer inteligent
Realismul teistic
Creaționism

Mișcarea designului
inteligent

Timeline
Discovery Institute
Center for Science and Culture
Wedge strategy
Critical Analysis of Evolution
Teach the Controversy
Design inteligent în politică
Procesul Kitzmiller contra
Dover Area School District

Reacții

Evreii
Biserica Ortodoxă
Biserica Romano-Catolică
Organizații științifice

Creaţionism -- Portal
 v • d • m 

Reglajul fin al Universului este o ipoteză conform căreia, deoarece „viața așa cum o știm” nu ar putea exista dacă constantele naturii – cum ar fi sarcina elementară, constanta gravitațională etc. – ar fi fost chiar și ușor diferite, universul trebuie reglat special pentru viață.[1][2][3][4] În practică, această ipoteză este formulată în termeni de constante fizice adimensionale (ca de exemplu constanta structurii fine).[5]

Istorie

[modificare | modificare sursă]

În 1913, chimistul Lawrence Joseph Henderson a scris The Fitness of the Environment, una dintre primele cărți care abordează ideea reglajului fin al universului. Henderson discută importanța apei și a mediului pentru ființele vii, subliniind că viața așa cum există pe Pământ depinde în întregime de condițiile de mediu foarte specifice ale Pământului, în special de prevalența și proprietățile apei.[6]

În 1961, fizicianul Robert Dicke a susținut că anumite forțe din fizică, cum ar fi gravitația și electromagnetismul, trebuie să fie reglate fin pentru ca viața să existe în univers.[7][8]

În cartea sa din 1983, Universul inteligent, astronomul britanic Fred Hoyle a argumentat pentru un univers fin reglat: „Lista proprietăților antropice, accidente aparente de natură non-biologică fără de care viața bazată pe carbon și, prin urmare, viața umană nu ar putea exista, este mare și impresionantă.”[9]

Credința într-un univers fin reglat a dus la așteptarea că acceleratorul de particule Large Hadron Collider va aduce dovezi ale fizicii dincolo de modelul standard, cum ar fi supersimetria,[10] dar până în 2012 nu a produs dovezi ale supersimetriei la scările energetice pe care a fost capabil să le investigheze.[11]

Motivație

[modificare | modificare sursă]

Fizicianul Paul Davies a spus că: „există acum un acord larg între fizicieni și cosmologi că Universul este, în mai multe privințe, «ajustat fin» pentru viață. Dar concluzia nu este atât de mult că Universul este ajustat fin pentru viață; mai degrabă, este ajustat fin pentru elementele constitutive și mediile de care viața are nevoie”.[12] El a mai spus că „raționamentul antropic nu reușește să facă distincția între universurile minimal biofile, în care viața este permisă, dar doar marginal posibilă, și universurile optim biofile, în care viața înflorește deoarece biogeneza are loc frecvent”.[13] Printre oamenii de știință care consideră dovezile convingătoare, au fost propuse o varietate de explicații naturaliste, cum ar fi existența unor universuri multiple care introduc un bias de supraviețuire în baza principiului antropic.[5]

Premisa afirmației despre universul fin reglat este că o mică modificare a câtorva constante fizice ar face universul radical diferit. Stephen Hawking a observat că „legile științei, așa cum le cunoaștem în prezent, conțin multe numere fundamentale, cum ar fi dimensiunea sarcinii electrice a electronului și raportul dintre masele protonului și electronului... Faptul remarcabil este că valorile acestor numere par să fi fost ajustate foarte fin pentru a face posibilă dezvoltarea vieții”.[4]

De exemplu, dacă forța nucleară tare ar fi doar cu 2% mai mare decât este în realitate (adică dacă constanta de cuplaj ar fi doar cu 2% mai mare), în timp ce celelalte constante ar rămâne neschimbate, diprotonii (heliu-2) ar fi stabili; potrivit lui Davies, hidrogenul ar fuziona în aceștia, în loc de a fuziona în deuteriu și heliu.[14] Acest lucru ar altera drastic fizica stelelor și, probabil, ar exclude existența unei vieți similare cu cea pe care o observăm pe Pământ. Existența diprotonului ar fi scurtcircuitat fuziunea lentă a hidrogenului în deuteriu. Hidrogenul ar fi fuzionat atât de ușor încât este probabil ca tot hidrogenul universului să fie consumat în primele minute după Big Bang.[14] Acest „argument al diprotonului” este contestat de alți fizicieni, care calculează că, atâta timp cât creșterea intensității este mai mică de 50%, fuziunea stelară ar putea avea loc în ciuda existenței diprotonilor stabili.[15]

Formularea precisă a ipotezei reglajului fin al Universului este îngreunată de faptul că nu se știe încă câte constante fizice independente există. Modelul standard al fizicii particulelor are 25 de parametri liber ajustabili, iar relativitatea generală mai are încă unul, constanta cosmologică, despre care se știe că este diferită de zero, dar cu o valoare profund mică. Deoarece fizicienii nu au dezvoltat o teorie empirică a gravitației cuantice, nu există nicio modalitate cunoscută de a combina mecanica cuantică, de care depinde modelul standard, și relativitatea generală.[16]

Fără cunoașterea acestei teorii despre care se bănuiește că stă la baza modelului standard, este imposibil să se determine definitiv numărul de constante fizice cu adevărat independente. În unele teorii candidate, numărul de constante fizice independente poate fi de doar unu. De exemplu, constanta cosmologică poate fi o constantă fundamentală, dar s-au făcut încercări și de a o calcula din alte constante și, potrivit autorului unui astfel de calcul, „valoarea mică a constantei cosmologice ne spune că există o relație remarcabil de precisă și total neașteptată între toți parametrii modelului standard al fizicii particulelor, constanta cosmologică simplă și fizica necunoscută”.[16]

Exemple

[modificare | modificare sursă]

Martin Rees formulează reglajul fin al universului în funcție de următoarele șase constante fizice adimensionale:[1][17]

  • N, raportul dintre forța electromagnetică și forța gravitațională dintre o pereche de protoni, este de aproximativ 1036. După Rees, dacă raportul ar fi semnificativ mai mic, ar putea exista doar un univers mic de scurtă durată.[17] Dacă raportul ar fi suficient de mare, aceștia s-ar respinge atât de violent încât atomii mai mari nu s-ar genera niciodată.
  • Epsilon (ε), o măsură a eficienței nucleare a fuziunii de la hidrogen la heliu, este 0,007: când patru nucleoni fuzionează în heliu, 0,007 (0,7%) din masa lor este convertită în energie. Valoarea lui ε este parțial determinată de intensitatea forței nucleare tari.[18] Dacă ε ar fi 0,006, un proton nu s-ar putea lega de un neutron și ar exista doar hidrogen, iar chimia complexă ar fi imposibilă. Potrivit lui Rees, dacă ε ar fi mai mare de 0,008, nu ar exista hidrogen, deoarece tot hidrogenul s-ar fi fuzionat la scurt timp după Big Bang. Alți fizicieni nu sunt de acord, calculând că o cantitate substanțială de hidrogen rămâne atâta timp cât constanta de cuplaj a forței tari crește cu mai puțin de aproximativ 50%.[15][17]
  • Omega (Ω), cunoscut în mod obișnuit ca parametrul densității, reprezintă importanța relativă a gravitației și a energiei de expansiune în univers. Este raportul dintre densitatea de masă a universului și „densitatea critică” și este de aproximativ 1. Dacă gravitația ar fi prea puternică în comparație cu energia întunecată și rata inițială de expansiune cosmică, universul s-ar fi prăbușit înainte ca viața să poată evolua. Dacă gravitația ar fi prea slabă, nu s-ar fi format stele.[17][19]
  • Lambda (Λ), constanta cosmologică, descrie raportul dintre densitatea energiei întunecate și densitatea critică de energie a universului, având în vedere anumite presupuneri rezonabile, cum ar fi că densitatea energiei întunecată este o constantă. În termeni de unități Planck și ca valoare naturală adimensională, Λ este de ordinul a 10−122.[20] Aceasta este atât de mică încât nu are un efect semnificativ asupra structurilor cosmice care au un diametru mai mic de un miliard de ani-lumină. O valoare puțin mai mare a constantei cosmologice ar fi cauzat extinderea spațiului suficient de rapidă încât stelele și alte structuri astronomice nu s-ar putea forma.[17][21]
  • Q, raportul dintre energia gravitațională necesară pentru a separa o galaxie mare și echivalentul energetic al masei sale, este de aproximativ 10−5. Dacă este prea mic, nu se pot forma stele. Dacă este prea mare, nu pot supraviețui stele, deoarece universul este prea violent, potrivit lui Rees.[17]
  • D, numărul de dimensiuni spațiale în spațiu-timp, este 3. Rees susține că viața nu ar putea exista dacă ar exista 2 sau 4 dimensiuni spațiale.[17] Rees susține că acest lucru nu exclude existența coardelor cu zece dimensiuni.[1]

Max Tegmark a susținut că, dacă există mai mult de o dimensiune a timpului, atunci comportamentul sistemelor fizice nu poate fi prezis în mod fiabil din cunoașterea ecuațiilor cu derivate parțiale relevante. Într-un astfel de univers, viața inteligentă capabilă să manipuleze tehnologia nu ar putea apărea. Mai mult, protonii și electronii ar fi instabili și s-ar putea dezintegra în particule cu o masă mai mare decât ei înșiși. Aceasta nu este o problemă dacă particulele au o temperatură suficient de scăzută.[22]

Explicații

[modificare | modificare sursă]

Unele explicații ale reglajului fin al Universului sunt naturaliste.[23] În primul rând, reglajul fin ar putea fi o iluzie: fizica fundamentală ar putea explica reglajul fin aparent al parametrilor fizici în înțelegerea actuală, prin constrângerea valorilor pe care acești parametri le pot lua. După cum a spus Lawrence Krauss, „anumite mărimi au părut inexplicabile și reglate fin, iar odată ce le înțelegem, ele nu mai par a fi atât de reglate fin. Trebuie să avem o perspectivă istorică”.[21]

Victor J. Stenger a arătat că selecția aleatorie a parametrilor fizici poate produce în continuare universuri capabile să adăpostească viață.[24]

Unii susțin că este posibil ca o teorie fundamentală finală a tuturor lucrurilor să explice cauzele care stau la baza reglajului fin aparent al fiecărui parametru.[25][21]

Totuși, pe măsură ce cosmologia modernă s-a dezvoltat, au fost propuse diverse ipoteze care nu presupun o ordine ascunsă. Una este un multivers, în care se postulează că constantele fizice fundamentale au valori diferite în afara universului cunoscut.[26][27]:3–33 Conform acestei ipoteze, părți separate ale realității ar avea caracteristici extrem de diferite. În astfel de scenarii, apariția reglajului fin este explicată ca o consecință a principiului antropic slab și a biasului de selecție, în special a biasului de supraviețuire. Doar acele universuri cu constante fundamentale propice vieții, cum ar fi cele de pe Pământ, ar putea conține forme de viață capabile să observe universul și care pot contempla problema reglajului fin.[28] Zhi-Wei Wang și Samuel L. Braunstein susțin că aparentul regla fin al constantelor fundamentale ar putea fi datorat lipsei de înțelegere a acestor constante.[29]

Multivers

[modificare | modificare sursă]

Dacă universul este doar unul dintre multele (posibil infinit de multe) universuri, fiecare cu fenomene și constante fizice diferite, nu este surprinzător că există un univers propice vieții inteligente. Prin urmare, unele versiuni ale ipotezei multiversului oferă o explicație simplă pentru orice reglaj fin,[5] în timp ce analiza lui Wang și Braunstein contestă ideea că acest univers este unic prin capacitatea sa de a susține viața.[29]

Ideea multiversului a dus la cercetări considerabile asupra principiului antropic și a fost de interes deosebit pentru fizicienii particulelor, deoarece teoriile întregului generează aparent un număr mare de universuri în care constantele fizice variază foarte mult. Cu toate că nu există dovezi ale existenței unui multivers, unele versiuni ale teoriei fac predicții despre care unii cercetători care studiază teoria M și scurgerile gravitaționale speră să vadă în curând dovezi.[30] Potrivit Laurei Mersini-Houghton, punctul rece WMAP ar putea oferi dovezi empirice testabile ale unui univers paralel.[31] Variantele acestei abordări includ noțiunea lui Lee Smolin despre selecția naturală cosmologică, universul ekpirotic și teoria universului cu bule.[30]:220–221

S-a sugerat că invocarea multiversului pentru a explica reglajul fin este o formă de eroare inversă a jucătorului de noroc.[32][33][34]

Cosmologie de sus în jos

[modificare | modificare sursă]

Stephen Hawking și Thomas Hertog au propus că condițiile inițiale ale universului constau dintr-o superpoziție a mai multor condiții inițiale posibile, dintre care doar o mică parte a contribuit la condițiile observate astăzi.[35] Conform teoriei cosmologiei de sus în jos, constantele fizice „fin reglate” ale universului sunt inevitabile, deoarece universul „selectează” doar acele istorii care au condus la condițiile actuale. În acest fel, cosmologia de sus în jos oferă o explicație antropică pentru motivul pentru care acest univers permite materia și viața fără a invoca multiversul.[36]

Șovinismul carbonului

[modificare | modificare sursă]

Unele forme de argumente de reglare fină cu privire la formarea vieții presupun că numai formele de viață bazate pe carbon sunt posibile, o presupunere numită uneori șovinismul carbonului.[37] Conceptual, biochimia alternativă sau alte forme de viață sunt posibile.[38]

Ipoteza simulării

[modificare | modificare sursă]

Ipoteza simulării susține că universul este reglat fin pur și simplu pentru că operatorul (operatorii) de simulare mai avansați din punct de vedere tehnologic l-au programat în acest fel.[39]

Fără improbabilitate

[modificare | modificare sursă]

Graham Priest, Mark Colyvan, Jay L. Garfield și alții au argumentat împotriva presupoziției că „legile fizicii sau condițiile limită ale universului ar fi putut fi altele decât sunt”.[40]

Teistă

[modificare | modificare sursă]

Unii oameni de știință, teologi și filozofi, precum și anumite grupuri religioase, susțin că providența sau creația sunt responsabile pentru reglajul fin.[41][42][43][44][45] Filosoful creștin Alvin Plantinga susține că șansa aleatorie, aplicată unui singur univers, ridică doar întrebarea de ce acest univers ar putea fi atât de „norocos” încât să aibă condiții precise care susțin viața cel puțin într-un anumit loc (Pământ) și timp (în milioane de ani din prezent).

Note

[modificare | modificare sursă]
  1. 1 2 3 Rees, Martin (). Just Six Numbers: The Deep Forces That Shape The Universe (ed. 1st American). New York: Basic Books. p. 4.
  2. ↑ Gribbin. J and Rees. M, Cosmic Coincidences: Dark Matter, Mankind, and Anthropic Cosmology pp. 7, 269, 1989, ISBN: 0-553-34740-3
  3. ↑ Davis, Paul (). Cosmic Jackpot: Why Our Universe Is Just Right for Life. New York: Orion Publications. p. 2. ISBN 978-0-61859226-5.
  4. 1 2 Stephen Hawking, 1988. A Brief History of Time, Bantam Books, ISBN: 0-553-05340-X, pp. 7, 125.
  5. 1 2 3 „Fine-Tuning”. The Stanford Encyclopedia of Philosophy. Center for the Study of Language and Information (CSLI), Stanford University. . Accesat în .
  6. ↑ Henderson, Lawrence Joseph (). The fitness of the environment: an inquiry into the biological significance of the properties of matter. The Macmillan Company. LCCN 13003713. OCLC 1146244. OL 6554703M.
  7. ↑ R. H. Dicke (). „Dirac's Cosmology and Mach's Principle”. Nature. 192 (4801): 440–41. Bibcode:1961Natur.192..440D. doi:10.1038/192440a0.
  8. ↑ Heilbron, J. L., The Oxford Guide to the History of Physics and Astronomy, Volume 10 (Oxford: Oxford University Press, 2005), p. 8.
  9. ↑ Profile of Fred Hoyle at OPT Arhivat în , la Wayback Machine.. Optcorp.com. Retrieved on 2019-08-02.
  10. ↑ Rosaler, Joshua (). „Fine Tuning Is Just Fine: Why it's not such a problem that the Large Hadron Collider hasn't found new physics”. Nautil.us. NautilusThink Inc. Accesat în .
  11. ↑ Wolchover, Natalie (). „As Supersymmetry Fails Tests, Physicists Seek New Ideas”. Quanta Magazine. Accesat în .
  12. ↑ Smith, W. S., Smith, J. S., & Verducci, D., eds., Eco-Phenomenology: Life, Human Life, Post-Human Life in the Harmony of the Cosmos (Berlin/Heidelberg: Springer, 2018), pp. 131–32.
  13. ↑ Davies (). „How bio-friendly is the universe”. Int. J. Astrobiol. 2 (115): 115. arXiv:astro-ph/0403050 Accesibil gratuit. Bibcode:2003IJAsB...2..115D. doi:10.1017/S1473550403001514.
  14. 1 2 Paul Davies, 1993. The Accidental Universe, Cambridge University Press, pp. 70–71
  15. 1 2 MacDonald, J.; Mullan, D. J. (). „Big Bang nucleosynthesis: The strong nuclear force meets the weak anthropic principle”. Physical Review D. 80 (4): 043507. arXiv:0904.1807 Accesibil gratuit. Bibcode:2009PhRvD..80d3507M. doi:10.1103/physrevd.80.043507. Contrary to a common argument that a small increase in the strength of the strong force would lead to destruction of all hydrogen in the Big Bang due to binding of the diproton and the dineutron with a catastrophic impact on life as we know it, we show that provided the increase in strong force coupling constant is less than about 50% substantial amounts of hydrogen remain.
  16. 1 2 Abbott, Larry (mai 1988). „The Mystery of the Cosmological Constant”. Scientific American. 258 (5): 106–13. Bibcode:1988SciAm.258e.106A. doi:10.1038/scientificamerican0588-106.
  17. 1 2 3 4 5 6 7 Lemley, Brad (). „Why is There Life?”. Discover magazine. Kalmbach Publishing Co. Arhivat din original la . Accesat în .
  18. ↑ Morison, Ian (). „9.14: A universe fit for intelligent life”. Introduction to astronomy and cosmology. Hoboken, NJ: Wiley. ISBN 978-1118681527.
  19. ↑ Sean Carroll and Michio Kaku (2014). How the Universe Works 3. End of the Universe. Discovery Channel.
  20. ↑ Barrow, John D.; Shaw, Douglas J. (). „The value of the cosmological constant”. General Relativity and Gravitation. 43 (10): 2555–60. arXiv:1105.3105 Accesibil gratuit. Bibcode:2011GReGr..43.2555B. doi:10.1007/s10714-011-1199-1.
  21. 1 2 3 Ananthaswamy, Anil (). „Is the Universe Fine-Tuned for Life?”. Public Broadcasting Service (PBS).
  22. ↑ Tegmark, Max (aprilie 1997). „On the dimensionality of spacetime” (PDF). Classical and Quantum Gravity. 14 (4): L69–L75. arXiv:gr-qc/9702052 Accesibil gratuit. Bibcode:1997CQGra..14L..69T. doi:10.1088/0264-9381/14/4/002. Accesat în .
  23. ↑ Hinnells, J., The Routledge Companion to the Study of Religion (Abingdon-on-Thames: Routledge, 2010), pp. 119, 125.
  24. ↑ Lewis, Geraint (). „Peer Review: The Fallacy of Fine-Tuning”. The Conversation. Accesat în .
  25. ↑ O'Keefe, Madeleine (). „Fine-tuning versus naturalness”. Symmetry Magazine. Accesat în .
  26. ↑ Tegmark, Max (mai 2003). „Parallel Universes”. Scientific American. 288 (5): 40–51. arXiv:astro-ph/0302131 Accesibil gratuit. Bibcode:2003SciAm.288e..40T. doi:10.1038/scientificamerican0503-40. PMID 12701329.
  27. ↑ Wheeler, J. A., "Genesis and Observership," in R. E. Butts, J. Hintikka, eds., Foundational Problems in the Special Sciences (Dordrecht: D. Reidel, 1977), pp. 3–33.
  28. ↑ Bostrom, N. (). „Fine-Tuning in Cosmology”. Anthropic Bias: Observation Selection Effects in Science and Philosophy. Routledge. ISBN 978-0-415-93858-7.
  29. 1 2 Wang, Zhi-Wei; Braunstein, Samuel L. (). „Sciama's argument on life in a random universe and distinguishing apples from oranges”. Nature Astronomy. 7 (2023): 755–756. arXiv:2109.10241 Accesibil gratuit. Bibcode:2023NatAs...7..755W. doi:10.1038/s41550-023-02014-9.
  30. 1 2 Kaku, M., Parallel Worlds (New York: Doubleday, 2004), pp. 220–221.
  31. ↑ „Two Programmes – Horizon, 2010–2011, What Happened Before the Big Bang?”. BBC. Accesat în .
  32. ↑ Eroarea inversă a jucătorului de noroc este o eroare de probabilitate similară cu eroarea jucătorului de noroc simplă: O pereche de zaruri este aruncată și arată (de exemplu) șase duble. Eroarea este acum: Acesta este un rezultat destul de improbabil, deci zarurile trebuie să fi fost aruncate destul de des înainte. Mai general, eroarea inversă a jucătorului susține că un eveniment improbabil arată că există multe alte evenimente. La fel ca în cazul erorii simple a jucătorului de noroc, eroarea poate fi clarificată într-o singură propoziție: „Zarurile nu au memorie”. Fiecare aruncare este stocastic independentă de orice altă aruncare.
  33. ↑ Hacking, Ian (). „The Inverse Gambler's Fallacy: the Argument from Design. The Anthropic Principle Applied to Wheeler Universes”. Mind. 96 (383): 331–340. doi:10.1093/mind/XCVI.383.331.
  34. ↑ Goff, Philip (). „Why the Multiverse Can't Explain Fine-Tuning”. Accesat în .
  35. ↑ Ball, Philip (). „Hawking Rewrites History...Backwards”Necesită abonament cu plată. Nature: news060619–6. doi:10.1038/news060619-6. Accesat în .
  36. ↑ Hawking, S. W.; Hertog, Thomas (februarie 2006). „Populating the Landscape: A Top Down Approach”. Phys. Rev. D73 (12): 123527. arXiv:hep-th/0602091v2 Accesibil gratuit. Bibcode:2006PhRvD..73l3527H. doi:10.1103/PhysRevD.73.123527.
  37. ↑ Stenger, Victor J. „Is The Universe Fine-Tuned For Us?” (PDF). University of Colorado. Arhivat din original (PDF) la .
  38. ↑ See, e.g. Cohen, J., & Stewart, I.: What Does a Martian Look Like: The Science of Extraterrestrial Life, Wiley, 2002, p. 159.
  39. ↑ Mizrahi, Moti (). „The Fine-Tuning Argument and the Simulation Hypothesis” (PDF). Think. 16 (46): 93–102. doi:10.1017/S1477175617000094.
  40. ↑ Colyvan, M., J. L. Garfield & G. Priest (2005). "Problems with the Argument from Fine Tuning". Synthese 145 (3), pp. 325–338.
  41. ↑ Colyvan et al.. (2005). Problems with the Argument from Fine Tuning. Synthese 145: 325–38.
  42. ↑ Michael Ikeda and William H. Jefferys, "The Anthropic Principle Does Not Support Supernaturalism," in The Improbability of God, Michael Martin and Ricki Monnier, editors, pp. 150–66. Amherst, NY: Prometheus Books. ISBN: 1-59102-381-5.
  43. ↑ Park, Robert L. (2009). Superstition: Belief in the Age of Science. Princeton University Press, p. 11. ISBN: 978-0-691-13355-3
  44. ↑ Chown, Marcus (). „Why the universe wasn't fine-tuned for life”. New Scientist. 210 (2816): 49. Bibcode:2011NewSc.210R..49C. doi:10.1016/S0262-4079(11)61395-X. Arhivat din originalNecesită abonament cu plată la .
  45. ↑ Sober, E. R., 2004. "The Design Argument", in W. E. Mann, ed., The Blackwell Guide to the Philosophy of Religion, ch. 6. Blackwell Publishing. ISBN: 0-631-22129-8.

Vezi și

[modificare | modificare sursă]
Adus de la https://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Reglajul_fin_al_Universului&oldid=17907810