Meje fizike in fizikalnega eksperimenta

Pred stotimi leti je bila situacija v fiziki ravno obratna od današnje. V rokah znanstvenikov so bili rezultati večkrat ponovljenih dokazanih eksperimentov, ki pa jih pogosto ni bilo mogoče razložiti z obstoječimi fizikalnimi teorijami. Izkušnje so bile jasno pred teorijo. Teoretiki so se morali lotiti dela.

Trenutno se ravnovesje nagiba proti teoretikom, katerih modeli se zelo razlikujejo od tistih, ki jih vidimo iz možnih eksperimentov, kot je teorija strun. In zdi se, da je v fiziki vedno več nerešenih problemov (1).

1. Najpomembnejši sodobni trendi in problemi v fiziki - vizualizacija

Slavni poljski fizik, prof. Andrzej Staruszkiewicz je med razpravo "Meje znanja v fiziki" junija 2010 na akademiji Ignatianum v Krakovu dejal: »Področje znanja se je v zadnjem stoletju izjemno povečalo, vendar je področje nevednosti še bolj zraslo. (...) Odkritje splošne relativnosti in kvantne mehanike sta monumentalna dosežka človeške misli, primerljiva z Newtonovimi, a vodita do vprašanja odnosa med obema strukturama, vprašanja, katerega lestvica kompleksnosti je preprosto šokantna. V tej situaciji se seveda porajajo vprašanja: ali lahko to storimo? Ali bosta naša odločenost in volja, da bi resnici prišli do dna, sorazmerni s težavami, s katerimi se soočamo?«

Eksperimentalni zastoj

Že nekaj mesecev je svet fizike bolj poln polemik kot običajno. V reviji Nature sta George Ellis in Joseph Silk objavila članek v obrambo integritete fizike, v katerem kritizirata tiste, ki so vse bolj pripravljeni eksperimente za preizkušanje najnovejših kozmoloških teorij odložiti na nedoločen »jutri«. Zanje morata biti značilna "zadostna eleganca" in razlagalna vrednost. "S tem se prekine stoletna znanstvena tradicija, da je znanstveno znanje empirično dokazano znanje," grmijo znanstveniki. Dejstva jasno kažejo na "eksperimentalno slepo ulico" sodobne fizike.

Najnovejših teorij o naravi in ​​strukturi sveta in vesolja praviloma ni mogoče preveriti s poskusi, ki so na voljo človeštvu.

Z odkritjem Higgsovega bozona so znanstveniki »dokončali« standardni model. Vendar svet fizike še zdaleč ni zadovoljen. Vemo za vse kvarke in leptone, vendar nimamo pojma, kako to uskladiti z Einsteinovo teorijo gravitacije. Ne vemo, kako združiti kvantno mehaniko z gravitacijo, da bi ustvarili hipotetično teorijo kvantne gravitacije. Prav tako ne vemo, kaj je Veliki pok (ali če se je dejansko zgodil!) (2).

Trenutno, recimo temu klasični fiziki, je naslednji korak po standardnem modelu supersimetrija, ki predvideva, da ima vsak nam poznan elementarni delec »partnerja«.

To podvoji skupno število gradnikov snovi, vendar se teorija popolnoma ujema z matematičnimi enačbami in, kar je pomembno, ponuja priložnost za razkritje skrivnosti kozmične temne snovi. Ostaja le počakati na rezultate poskusov na Velikem hadronskem trkalniku, ki bodo potrdili obstoj supersimetričnih delcev.

Vendar iz Ženeve o takšnih odkritjih še niso slišali. Seveda je to šele začetek nove različice LHC, z dvakratno udarno energijo (po nedavnem popravilu in nadgradnji). Čez nekaj mesecev bodo morda streljali zamaške šampanjca v čast supersimetrije. Če pa se to ne bi zgodilo, mnogi fiziki menijo, da bi bilo treba postopoma umakniti supersimetrične teorije, pa tudi superstruno, ki temelji na supersimetriji. Kajti če Veliki trkalnik ne potrdi teh teorij, kaj potem?

Vendar pa obstajajo nekateri znanstveniki, ki ne mislijo tako. Ker je teorija supersimetrije preveč »lepa, da bi bila napačna«.

Zato nameravajo ponovno ovrednotiti svoje enačbe, da bi dokazali, da so mase supersimetričnih delcev preprosto zunaj območja LHC. Teoretiki imajo zelo prav. Njihovi modeli so dobri pri razlagi pojavov, ki jih je mogoče eksperimentalno izmeriti in preveriti. Lahko se torej vprašamo, zakaj bi izključili razvoj tistih teorij, ki jih (še) empirično ne poznamo. Je to razumen in znanstveni pristop?

vesolje iz nič

Naravoslovje, predvsem fizika, temeljijo na naturalizmu, torej na prepričanju, da lahko vse razložimo z naravnimi silami. Naloga znanosti je reducirana na proučevanje razmerja med različnimi količinami, ki opisujejo pojave ali nekatere strukture, ki obstajajo v naravi. Fizika se ne ukvarja s problemi, ki jih ni mogoče matematično opisati, ki jih ni mogoče ponoviti. To je med drugim tudi razlog za njen uspeh. Matematični opis, ki se uporablja za modeliranje naravnih pojavov, se je izkazal za izjemno učinkovitega. Dosežki naravoslovja so povzročili njihove filozofske posplošitve. Ustvarjene so bile smeri, kot sta mehanistična filozofija ali znanstveni materializem, ki so rezultate naravoslovnih znanosti, pridobljene pred koncem XNUMX. stoletja, prenesli na področje filozofije.

Zdelo se je, da lahko poznamo ves svet, da je v naravi popoln determinizem, saj lahko določimo, kako se bodo planeti premikali čez milijone let ali kako so se premikali pred milijoni let. Ti dosežki so povzročili ponos, ki je absolutiziral človeški um. Metodološki naturalizem v odločilni meri spodbuja razvoj naravoslovja še danes. Vendar pa obstajajo nekatere mejne točke, ki kažejo na omejitve naturalistične metodologije.

Če je vesolje omejeno po prostornini in je nastalo "iz nič" (3), ne da bi pri tem kršili zakone ohranjanja energije, na primer kot nihanje, potem v njem ne bi smelo biti nobenih sprememb. Vmes jih opazujemo. Ko poskušamo ta problem rešiti na podlagi kvantne fizike, pridemo do zaključka, da le zavestni opazovalec aktualizira možnost obstoja takega sveta. Zato se sprašujemo, zakaj je prav tisto, v katerem živimo, ustvarjeno iz mnogih različnih vesolj. Tako pridemo do zaključka, da šele ko se je človek pojavil na Zemlji, je svet - kot opažamo - res "postal" ...

Kako meritve vplivajo na dogodke, ki so se zgodili pred milijardo let?

4. Wheelerjev eksperiment - vizualizacija

Eden od sodobnih fizikov, John Archibald Wheeler, je predlagal vesoljsko različico znamenitega eksperimenta z dvojno režo. V njegovi miselni zasnovi svetloba kvazarja, ki je milijardo svetlobnih let oddaljen od nas, potuje po dveh nasprotnih straneh galaksije (4). Če opazovalci opazujejo vsako od teh poti posebej, bodo videli fotone. Če oba hkrati, bosta videla val. Torej že samo dejanje opazovanja spremeni naravo svetlobe, ki je zapustila kvazar pred milijardo let!

Za Wheelerja zgoraj navedeno dokazuje, da vesolje ne more obstajati v fizičnem smislu, vsaj v smislu, v katerem smo vajeni razumeti »fizično stanje«. Tudi v preteklosti se to ni moglo zgoditi, dokler... nismo opravili meritev. Tako naša trenutna razsežnost vpliva na preteklost. S svojimi opazovanji, zaznavami in meritvami oblikujemo dogodke iz preteklosti, globoko v času, vse do ... začetka Vesolja!

Neil Turk z Inštituta Perimeter v Waterlooju v Kanadi je v julijski številki New Scientist dejal, da »ne moremo razumeti, kaj najdemo. Teorija postaja vse bolj zapletena in prefinjena. Vržemo se v težavo z zaporednimi polji, dimenzijami in simetrijami, tudi s ključem, a najpreprostejših dejstev ne moremo razložiti.« Številne fizike očitno moti dejstvo, da miselna potovanja sodobnih teoretikov, kot so zgornji premisleki ali teorija superstrun, nimajo nobene zveze s poskusi, ki se trenutno izvajajo v laboratorijih, in jih ni mogoče eksperimentalno preizkusiti.

V kvantnem svetu morate pogledati širše

Kot je nekoč rekel nobelov nagrajenec Richard Feynman, nihče zares ne razume kvantnega sveta. Za razliko od dobrega starega newtonovskega sveta, v katerem se interakcije dveh teles z določenimi masami izračunavamo z enačbami, imamo v kvantni mehaniki enačbe, iz katerih ne sledijo toliko, ampak so posledica čudnega obnašanja, opaženega v poskusih. Predmetov kvantne fizike ni treba povezati z ničemer "fizičnim", njihovo vedenje pa je domena abstraktnega večdimenzionalnega prostora, imenovanega Hilbertov prostor.

Obstajajo spremembe, ki jih opisuje Schrödingerjeva enačba, vendar zakaj natančno, ni znano. Ali je to mogoče spremeniti? Ali je sploh mogoče iz fizikalnih principov izpeljati kvantne zakone, kot je bilo na desetine zakonov in principov, na primer o gibanju teles v vesolju, izpeljanih iz Newtonovih principov? Znanstveniki z Univerze v Pavii v Italiji Giacomo Mauro D'Ariano, Giulio Ciribella in Paolo Perinotti trdijo, da je mogoče v merljivih poskusih zaznati celo kvantne pojave, ki so očitno v nasprotju z zdravo pametjo. Vse kar potrebujete je prava perspektiva - Morda je nerazumevanje kvantnih učinkov posledica pomanjkanja širokega pogleda nanje. Po mnenju omenjenih znanstvenikov v New Scientist morajo smiselni in merljivi eksperimenti v kvantni mehaniki izpolnjevati več pogojev. to je:

• vzročnost - prihodnji dogodki ne morejo vplivati ​​na pretekle dogodke;
• razločljivost - navaja, da se moramo znati ločiti drug od drugega kot ločeni;
• композиция - če poznamo vse faze procesa, poznamo celoten proces;
• stiskanje – obstajajo načini za prenos pomembnih informacij o čipu, ne da bi morali prenesti celoten čip;
• tomografija – če imamo sistem sestavljen iz več delov, je statistika meritev po delih dovolj, da razkrije stanje celotnega sistema.

Italijani želijo razširiti svoja načela čiščenja, širše perspektive in smiselnega eksperimentiranja, da bi vključili tudi ireverzibilnost termodinamičnih pojavov in princip rasti entropije, ki fizike ne navdušujejo. Morda tudi tukaj na opazovanja in meritve vplivajo artefakti perspektive, ki je preozka za razumevanje celotnega sistema. "Temeljna resnica kvantne teorije je, da je mogoče hrupne, nepopravljive spremembe narediti reverzibilne z dodajanjem nove postavitve opisu," pravi italijanski znanstvenik Giulio Ciribella v intervjuju za New Scientist.

Na žalost, pravijo skeptiki, bi lahko "očiščenje" poskusov in širša perspektiva merjenja pripeljala do hipoteze o mnogih svetovih, v kateri je možen vsak izid in v kateri znanstveniki, misleč, da merijo pravilen potek dogodkov, preprosto "izberejo" določenega kontinuuma z njihovim merjenjem.

5. Časovni kazalci v obliki urnih kazalcev

Ni časa?

Koncept tako imenovanih puščic časa (5) je leta 1927 uvedel britanski astrofizik Arthur Eddington. Ta puščica označuje čas, ki teče vedno v eno smer, torej iz preteklosti v prihodnost, in tega procesa ni mogoče obrniti. Stephen Hawking je v svoji Kratki zgodovini časa zapisal, da se motnja s časom povečuje, ker merimo čas v smeri, v kateri se motnja povečuje. To bi pomenilo, da imamo možnost izbire – lahko na primer najprej opazujemo koščke razbitega stekla, raztresene po tleh, nato trenutek, ko steklo pade na tla, nato steklo v zraku in na koncu v roki oseba, ki jo drži. Ni znanstvenega pravila, da mora "psihološka puščica časa" iti v isto smer kot termodinamična puščica, entropija sistema pa se poveča. Mnogi znanstveniki pa menijo, da je temu tako, ker se v človeških možganih dogajajo energijske spremembe, podobne tistim, ki jih opažamo v naravi. Možgani imajo energijo za delovanje, opazovanje in razmišljanje, saj človeški "motor" gori gorivo-hrano in je ta proces, kot pri motorju z notranjim zgorevanjem, nepovraten.

Vendar pa obstajajo primeri, ko se ob ohranjanju iste smeri psihološke puščice časa entropija v različnih sistemih povečuje in zmanjšuje. Na primer pri shranjevanju podatkov v pomnilnik računalnika. Pomnilniški moduli v napravi preidejo iz neurejenega stanja v vrstni red zapisovanja na disk. Tako se zmanjša entropija v računalniku. Vendar pa bo vsak fizik rekel, da z vidika vesolja kot celote - raste, ker potrebuje energijo za pisanje na disk, ta energija pa se razprši v obliki toplote, ki jo ustvari stroj. Obstaja torej majhen "psihološki" odpor do ustaljenih fizikalnih zakonov. Težko se nam zdi, da je tisto, kar prihaja s hrupom ventilatorja, pomembnejše od zapisa dela ali druge vrednosti v spomin. Kaj pa, če nekdo na svoj računalnik napiše argument, ki bo spremenil sodobno fiziko, teorijo enotne sile ali teorijo vsega? Težko bi sprejeli misel, da se je kljub temu splošna nered v vesolju povečal.

Že leta 1967 se je pojavila Wheeler-DeWittova enačba, iz katere je sledilo, da čas kot tak ne obstaja. Šlo je za poskus matematičnega združevanja idej kvantne mehanike in splošne relativnosti, korak k teoriji kvantne gravitacije, t.j. Teorija vsega, kar si želijo vsi znanstveniki. Šele leta 1983 sta fizika Don Page in William Wutters ponudila razlago, da bi se s konceptom kvantne prepletenosti mogoče izogniti časovnemu problemu. Po njihovem konceptu je mogoče meriti le lastnosti že definiranega sistema. Z matematičnega vidika je ta predlog pomenil, da ura ne deluje ločeno od sistema in se zažene šele, ko je prepletena z določenim vesoljem. Če pa bi nas nekdo pogledal iz drugega vesolja, bi nas videl kot statične predmete in šele njihov prihod k nam bi povzročil kvantno prepletenost in dobesedno začutil minevanje časa.

Ta hipoteza je bila osnova dela znanstvenikov z raziskovalnega inštituta v Torinu v Italiji. Fizik Marco Genovese se je odločil zgraditi model, ki bo upošteval posebnosti kvantne zapletenosti. Možno je bilo poustvariti fizični učinek, ki kaže na pravilnost tega sklepanja. Ustvarjen je model vesolja, sestavljen iz dveh fotonov.

En par je bil usmerjen - vertikalno polariziran, drugi pa horizontalno. Njihovo kvantno stanje in s tem njihovo polarizacijo nato zazna vrsta detektorjev. Izkazalo se je, da so fotoni, dokler ni doseženo opazovanje, ki na koncu določi referenčni okvir, v klasični kvantni superpoziciji, tj. bili so usmerjeni tako navpično kot vodoravno. To pomeni, da opazovalec, ki bere uro, določi kvantno prepletenost, ki vpliva na vesolje, katerega del postane. Tak opazovalec je nato sposoben zaznati polarizacijo zaporednih fotonov na podlagi kvantne verjetnosti.

Ta koncept je zelo mamljiv, ker pojasnjuje številne težave, vendar seveda vodi v potrebo po "superopazovalcu", ki bi bil nad vsemi determinizmi in bi nadzoroval vse kot celoto.

6. Multiverse – Vizualizacija

Kar opazujemo in kar subjektivno dojemamo kot »čas«, je v resnici produkt merljivih globalnih sprememb v svetu okoli nas. Ko se poglabljamo globlje v svet atomov, protonov in fotonov, se zavedamo, da pojem časa postaja vse manj pomemben. Po mnenju znanstvenikov ura, ki nas spremlja vsak dan, s fizičnega vidika ne meri svojega prehoda, ampak nam pomaga organizirati življenje. Za tiste, ki so vajeni newtonovskih konceptov univerzalnega in vseobsegajočega časa, so ti koncepti šokantni. Vendar jih ne sprejemajo le znanstveni tradicionalisti. Ugledni teoretični fizik Lee Smolin, ki smo ga prej omenjali kot enega od možnih dobitnikov letošnje Nobelove nagrade, meni, da čas obstaja in je povsem realen. Nekoč je – tako kot mnogi fiziki – trdil, da je čas subjektivna iluzija.

Zdaj v svoji knjigi Reborn Time zavzame popolnoma drugačen pogled na fiziko in kritizira priljubljeno teorijo strun v znanstveni skupnosti. Po njegovem multiverzum ne obstaja (6), ker živimo v istem vesolju in ob istem času. Verjame, da je čas izrednega pomena in da naše doživljanje realnosti sedanjega trenutka ni iluzija, ampak ključ do razumevanja temeljne narave realnosti.

Entropija nič

Sandu Popescu, Tony Short, Noah Linden (7) in Andreas Winter so leta 2009 v reviji Physical Review E opisali svoje ugotovitve, ki so pokazale, da objekti dosegajo ravnotežje, torej stanje enakomerne porazdelitve energije, tako, da vstopajo v stanja kvantne prepletenosti s svojimi. okolica. Leta 2012 je Tony Short dokazal, da prepletenost povzroča končno časovno ravnovesje. Ko predmet interagira z okoljem, na primer, ko delci v skodelici kave trčijo v zrak, informacije o njihovih lastnostih "uhajajo" navzven in postanejo "zamegljene" po vsem okolju. Izguba informacij povzroči, da stanje kave stagnira, čeprav se stanje čistoče celotne sobe še naprej spreminja. Po besedah ​​Popescuja se njeno stanje sčasoma neha spreminjati.

7. Noah Linden, Sandu Popescu in Tony Short

Ko se stanje čistoče v prostoru spremeni, se lahko kava nenadoma neha mešati z zrakom in preide v svoje čisto stanje. Vendar pa je veliko več stanj, pomešanih z okoljem, kot je čistih stanj, ki so na voljo kavi, in se zato skoraj nikoli ne pojavijo. Ta statistična verjetnost daje vtis, da je puščica časa nepovratna. Problem puščice časa je kvantna mehanika zamegljena, zaradi česar je težko določiti naravo.

Elementarni delec nima natančnih fizikalnih lastnosti in je določen le z verjetnostjo, da je v različnih stanjih. Na primer, kadar koli ima lahko delec 50-odstotno možnost, da se obrne v smeri urinega kazalca, in 50-odstotno možnost, da se obrne v nasprotno smer. Izrek, podkrepljen z izkušnjami fizika Johna Bella, pravi, da pravo stanje delca ne obstaja in da jih vodi verjetnost.

Potem kvantna negotovost vodi v zmedo. Ko dva delca medsebojno delujeta, ju niti ni mogoče definirati samostojno, neodvisno razvijajoča verjetnost, znana kot čisto stanje. Namesto tega postanejo zapletene komponente bolj zapletene verjetnostne porazdelitve, ki jo oba delca opisujeta skupaj. Ta porazdelitev lahko na primer odloči, ali se bodo delci vrteli v nasprotni smeri. Sistem kot celota je v čistem stanju, vendar je stanje posameznih delcev povezano z drugim delcem.

Tako lahko oba potujeta veliko svetlobnih let narazen, vrtenje vsakega pa bo ostalo v korelaciji z drugim.

Nova teorija puščice časa to opisuje kot izgubo informacij zaradi kvantne prepletenosti, ki pošlje skodelico kave v ravnovesje z okoliško sobo. Sčasoma soba doseže ravnotežje s svojim okoljem, ta pa se počasi približuje ravnovesju s preostalim vesoljem. Stari znanstveniki, ki so preučevali termodinamiko, so na ta proces gledali kot na postopno razpršitev energije, ki povečuje entropijo vesolja.

Danes fiziki verjamejo, da se informacije vse bolj razpršijo, a nikoli popolnoma ne izginejo. Čeprav se entropija lokalno povečuje, verjamejo, da skupna entropija vesolja ostaja enaka nič. Vendar pa en vidik puščice časa ostaja nerešen. Znanstveniki trdijo, da je sposobnost človeka, da se spomni preteklosti, ne pa prihodnosti, mogoče razumeti tudi kot oblikovanje odnosov med medsebojno delujočimi delci. Ko preberemo sporočilo na listu papirja, možgani z njim komunicirajo prek fotonov, ki dosežejo oči.

Šele od zdaj naprej se lahko spomnimo, kaj nam to sporočilo sporoča. Popescu meni, da nova teorija ne pojasnjuje, zakaj je bilo začetno stanje vesolja daleč od ravnotežja, in dodaja, da je treba razložiti naravo velikega poka. Nekateri raziskovalci so izrazili dvome o tem novem pristopu, vendar razvoj tega koncepta in novega matematičnega formalizma zdaj pomaga pri reševanju teoretičnih problemov termodinamike.

Posegnite po zrnih prostora-časa

Zdi se, da fizika črne luknje kaže, kot kažejo nekateri matematični modeli, da naše vesolje sploh ni tridimenzionalno. Kljub temu, kar nam govorijo naši čuti, je realnost okoli nas lahko hologram – projekcija oddaljene ravnine, pravzaprav dvodimenzionalna. Če je ta slika vesolja pravilna, je iluzijo o tridimenzionalni naravi prostora-časa mogoče razbliniti takoj, ko raziskovalna orodja, ki so nam na voljo, postanejo ustrezno občutljiva. Craig Hogan, profesor fizike pri Fermilabu, ki je leta preučeval temeljno strukturo vesolja, namiguje, da je bila ta raven pravkar dosežena.

8. Detektor gravitacijskih valov GEO600

Če je vesolje hologram, potem smo morda pravkar dosegli meje ločljivosti resničnosti. Nekateri fiziki uveljavljajo zanimivo hipotezo, da prostor-čas, v katerem živimo, na koncu ni neprekinjen, ampak je, kot digitalna fotografija, na svoji najbolj osnovni ravni sestavljen iz določenih "zrnc" ali "pikslov". Če je tako, mora naša realnost imeti nekakšno dokončno »resolucijo«. Tako so si nekateri raziskovalci razlagali »hrup«, ki se je pojavil v rezultatih detektorja gravitacijskih valov GEO600 (8).

Da bi preizkusil to izjemno hipotezo, je Craig Hogan, fizik gravitacijskih valov, s svojo ekipo razvil najnatančnejši interferometer na svetu, imenovan holometer Hogan, ki je zasnovan tako, da na najbolj natančen način meri najbolj osnovno bistvo prostor-časa. Poskus pod kodnim imenom Fermilab E-990 ni eden izmed mnogih drugih. Ta želi prikazati kvantno naravo samega prostora in prisotnost tistega, kar znanstveniki imenujejo "holografski šum".

Holometer je sestavljen iz dveh interferometrov, nameščenih drug ob drugem. En kilovatne laserske žarke usmerjajo v napravo, ki jih razdeli na dva pravokotna snopa dolžine 40 metrov, ki se odbijeta in vrneta v točko cepljenja, kar ustvarja nihanja v svetlosti svetlobnih žarkov (9). Če povzročijo določeno gibanje v delilni napravi, bo to dokaz vibracij samega prostora.

9. Grafični prikaz holografskega poskusa

Največji izziv Hoganove ekipe je dokazati, da učinki, ki so jih odkrili, niso le motnje, ki jih povzročajo dejavniki izven eksperimentalne postavitve, ampak posledica vibracij prostor-čas. Zato bodo ogledala, ki se uporabljajo v interferometru, sinhronizirana s frekvencami vseh najmanjših šumov, ki prihajajo od zunaj naprave in jih zajamejo posebni senzorji.

Antropsko vesolje

Da bi svet in človek v njem lahko obstajali, morajo imeti fizikalni zakoni zelo specifično obliko, fizikalne konstante pa natančno izbrane vrednosti ... in tudi so! Zakaj?

Začnimo z dejstvom, da obstajajo štiri vrste interakcij v vesolju: gravitacijske (padajo, planeti, galaksije), elektromagnetne (atomi, delci, trenje, elastičnost, svetloba), šibke jedrske (vir zvezdne energije) in močne jedrske ( veže protone in nevtrone v atomska jedra). Gravitacija je 1039-krat šibkejša od elektromagnetizma. Če bi bil malo šibkejši, bi bile zvezde lažje od Sonca, supernove ne bi eksplodirale, težki elementi ne bi nastajali. Če bi bil še malo močnejši, bi bila bitja, večja od bakterij, zdrobljena, zvezde pa bi pogosto trčili, uničevali planete in se prehitro sežigali.

Gostota vesolja je blizu kritični gostoti, torej pod katero bi se snov hitro razpršila brez nastanka galaksij ali zvezd in nad katero bi Vesolje živelo predolgo. Za nastanek takšnih pogojev bi morala biti natančnost ujemanja parametrov Velikega poka v območju ±10-60. Začetne nehomogenosti mladega Vesolja so bile na lestvici 10-5. Če bi bile manjše, se galaksije ne bi oblikovale. Če bi bile večje, bi namesto galaksij nastale ogromne črne luknje.

Simetrija delcev in antidelcev v vesolju je porušena. In za vsak barion (proton, nevtron) je 109 fotonov. Če bi jih bilo več, se galaksije ne bi mogle oblikovati. Če bi jih bilo manj, ne bi bilo zvezd. Tudi število dimenzij, v katerih živimo, se zdi "pravilno". Kompleksne strukture ne morejo nastati v dveh dimenzijah. Z več kot štirimi (tri dimenzije plus čas) postane obstoj stabilnih planetarnih orbit in energijskih nivojev elektronov v atomih problematičen.

10. Človek kot središče vesolja

Koncept antropskega principa je Brandon Carter predstavil leta 1973 na konferenci v Krakovu, posvečeni 500. obletnici Kopernikovega rojstva. Na splošno ga je mogoče oblikovati tako, da mora opazovano vesolje izpolnjevati pogoje, ki jih izpolnjuje, da ga lahko opazujemo. Do zdaj obstajajo različne različice tega. Šibko antropično načelo pravi, da lahko obstajamo le v vesolju, ki omogoča naš obstoj. Če bi bile vrednosti konstant drugačne, tega ne bi nikoli videli, ker nas ne bi bilo. Močno antropično načelo (namerna razlaga) pravi, da je vesolje takšno, da lahko obstajamo (10).

Z vidika kvantne fizike bi lahko nastalo poljubno število vesolj brez razloga. Končali smo v določenem vesolju, ki je moralo izpolnjevati številne subtilne pogoje, da je človek v njem živel. Potem govorimo o antropskem svetu. Za vernika je na primer dovolj eno antropično vesolje, ki ga je ustvaril Bog. Materialistični svetovni nazor tega ne sprejema in domneva, da obstaja veliko vesolj ali da je trenutno vesolje le stopnja v neskončnem razvoju multiverzuma.

Avtor sodobne različice hipoteze o vesolju kot simulaciji je teoretik Niklas Boström. Po njegovem mnenju je realnost, ki jo zaznavamo, le simulacija, ki se je ne zavedamo. Znanstvenik je predlagal, da če je mogoče ustvariti zanesljivo simulacijo celotne civilizacije ali celo celotnega vesolja z dovolj zmogljivim računalnikom in lahko simulirani ljudje izkusijo zavest, potem je zelo verjetno, da so napredne civilizacije ustvarile le veliko število takšnih simulacij in v eni od njih živimo v nečem podobnem Matriki (11).

Tu sta bili izgovorjeni besedi "Bog" in "Matrix". Tukaj smo prišli do meje govora o znanosti. Mnogi, tudi znanstveniki, menijo, da ravno zaradi nemoči eksperimentalne fizike znanost začenja vstopati na področja, ki so v nasprotju z realizmom, dišijo po metafiziki in znanstveni fantastiki. Ostaja upati, da bo fizika premagala svojo empirično krizo in spet našla način, da se veseli kot eksperimentalno preverljiva znanost.