Autor: John D. Barrow
-
Tłumaczenie: Rafał Śmietana
Tytuł oryginału: The Constants of Nature: The Numbers That Encode the Deepest Secrets of the Universe
Wydawnictwo: Copernicus Center Press
Data wydania: 2017
ISBN: 978-83-7886-332-8 -
Wydanie: papierowe
Oprawa: twarda
Liczba stron: 400
Co to są stałe przyrody? Czy naprawdę się nie zmieniają? Czy życie powstałoby, gdyby były one choć trochę inne? Rzeczywistością, jaką znamy, rządzi zbiór stałych – liczb i wartości określających działanie sił takich jak grawitacja, prędkość światła oraz masy cząstek elementarnych. W swojej książce John D. Barrow poddaje drobiazgowej analizie ich wpływ na powstanie znanego nam Wszechświata. Sugeruje jednak, że w zamierzchłej przeszłości podstawowe siły przyrody mogły być inne oraz że ich ewolucja jeszcze się nie skończyła.
W barwny i przystępny sposób Autor prezentuje katalog niezwykłych zbiegów okoliczności, które umożliwiły powstanie życia na Ziemi. Co by się jednak stało, gdyby okoliczności te uległy choćby nieznacznym zmianom? Następstwa wahań praw fizyki okazują się bardzo brzemienne w skutki. Na przykład niewielka zmiana stosunku mas elektronu i protonu spowoduje, że atomy przestaną istnieć, a wraz z nimi świat, jaki znamy.Copernicus Center Press, http://www.ccpress.pl
Jeden z wierszy Zbigniewa Herberta rozpoczyna się słowami: „Panie dziękuję Ci że stworzyłeś świat piękny i bardzo różny”[1]. Trudno się nie utożsamiać z tymi słowami i nie odnaleźć w nich jakiejś paraleli do własnych doświadczeń. Zazwyczaj podziwiamy to, co w jakiś sposób wybija się ponad przeciętność, co jest unikatowe. Czy jednak słusznie tak robimy?
Okazuje się, że nasz świat funkcjonuje tylko dzięki temu, co w nim stałe i niezmienne. Wszechświat nie lubi niestabilności i odstępstw od normy. Małe zmiany w fundamentalnych wartościach fizyki wszechświata mogły mieć katastrofalne konsekwencje dla możliwości zaistnienia życia na Ziemi.
Książka zaczyna się dosyć niepozornie – autor pyta o to, co rozumiemy pod pojęciami metra lub kilograma i skąd wiemy, że metr to metr. Brzmi nieco tautologicznie, ale pytanie to ma sens dla dalszych dywagacji. Barrows przytacza nieco historii Międzynarodowego Biura Miar i Wag, którego ideowe zaczątki można odnaleźć w czasach Rewolucji Francuskiej. Wtedy też rozpoczęły się dążenia do unifikacji jednostek miar. Początkiem była sztabka platyny, która miała być uniwersalnym modelem metra. Z czasem sztabka zaczęła się zmniejszać (erozja, nieostrożność użytkowników etc.), więc naukowcy wkrótce zaczęli szukać lepszej metody. Ale to już materiał na inną opowieść…
Dziś jesteśmy przekonani o niezmiennym charakterze podstawowych cząstek, takich jak elektrony i protony, które też są używane do standaryzacji. Ale czy ten elektron, który znamy dzisiaj jest taki sam, jaki był w przeszłości (bardzo odległej przeszłości)? Barrow wykorzystuje to zagadnienie jako punkt wyjścia do podróży w głąb istnienia, do zrozumienia substancji wszechświata.
Wartość liczbowa ciężaru elektronu będzie się różnić w zależności od użytych jednostek. Natomiast jeśli będziemy chcieli określić, o ile cięższy jest proton od elektronu (czyli po prostu stosunek masy jednej cząsteczki do drugiej), otrzymamy liczbę niezależną od jednostek miary. Ta liczba (równa w przybliżeniu 1836:1) jest przykładem jednej z tak zwanych „stałych natury”. Jest wartością bezwzględną, niezależną od naszych oczekiwań czy też poglądów. Wartości takie, których przykładem jest przywołana wyżej, zostały nazwane „stałymi”, ponieważ istnieje przekonanie, że są całkowicie niezmiennymi liczbami.
Barrow oczywiście – jak na naukowca przystało – nie zadowala się prostym przyjęciem do wiadomości zastanej rzeczywistości. Zaczyna zastanawiać się, jaki dla Wszechświata były skutek, gdyby któraś z tychże zwykłych-niezwykłych uległa zmianie. Okazuje się, że skutki zmiany stałych fizycznych miałyby katastrofalne i niewyobrażalne skutki. Nawet niewielka zmiana względnych ciężarów elektronu i protonu spowodowałaby rozpad atomów, a co za tym idzie – nie byłoby już atomów i życia.
Stałe natury wydają się wyjątkowo przyjazne dla zaistnienia życia. Wszechświat zadziałał, ponieważ w tym samym miejscu i w tym samym czasie zaistniały bardzo konkretne okoliczności. Może to przywodzić na myśl ideę kosmosu jako efektu działania jakiegoś Kreatora, Demiurga. Ale spójrzmy na to inaczej – Wszechświat jest nieskończony. Gdzieś w nim po prostu musiały zdarzyć się wszystkie warunki potrzebne do zaistnienia życia. W nieskończonej ilości innych miejsc one przecież nie zaistniały. Czasami brakowało do tego mniej, czasami więcej. Można przypuszczać, że życie we Wszechświecie musiało zaistnieć, gdyż wynika to ze zwykłego rachunku prawdopodobieństwa. Ale właśnie w tym tkwi sedno książki Johna Barrowa. Sedno, którym jest przedstawienie tego, jak wiele różnych czynników musiało zaistnieć w tym samym miejscu i czasie oraz jak działają one nadal. Niewyobrażalnie, wręcz idealnie. Skąd o tym wiadomo? Ponieważ wciąż istniejemy. Czy jednak te wartości pozostaną już na zawsze stałe i niewzruszone, czy nauka dostrzega prawdopodobieństwo albo nawet dowody na to, że stałe mogą w przyszłości ulec zmianie? Tę tezę autor oczywiście stawia, ale nie odpowiada od razu na to pytanie. Przeciwnie – jak w dobrym thrillerze buduje wokół niej narrację, trzymając czytelnika w napięciu.
Nasz Wszechświat jest wyjątkowy. Ziemia jest unikatowa w skali Kosmosu (przynajmniej tego, który znamy). Paradoksalnie jego wyjątkowość opiera się na rzeczach stałych i niezmiennych. Autor książki w pewnych momentach z naukowca przeistacza się także w filozofa. Pyta o to, jak nasze miejsce we Wszechświecie wpływa na sposób, w jaki próbujemy zrozumieć jego strukturę? Czy potrafimy zmienić sposób myślenia? A powinniśmy – wszak już długi czas minął od kiedy zerwaliśmy z myśleniem o naszej planecie jako centrum kosmosu. Okazało się przecież, że nasz Układ słoneczny znajduje się gdzieś na skraju galaktyki, a Droga mleczna gdzieś na skraju samego Wszechświata. Tajemnica tkwi zatem w tym, co stałe…
[1] Modlitwa Pana Cogito – podróżnika.
