Sciencemag.cz
Doporučujeme
Thomas Hertog začal spolupracovat se Stephenem Hawkingem v roce 1998 v rámci svého doktorandského projektu. Kontakt pak pokračoval přes 20 let až do Hawkingovy smrti. Výsledkem je nová kosmologická představa (teorie? model?), kterou nyní Hertog popsal v knize O původu času (On the Origin of Time: Stephen Hawking’s Final Theory). Kniha aktuálně vyšla i v češtině.
Nyní se podíváme, co o své (a Hawkingově) teorii říká samotný Hertog v krátkém shrnutí na The Conversation. Zabývá se nejprve otázkou, proč je vesmír „vyladěn“ tak, že v něm vůbec může vzniknout život. Zmiňuje představu multiverza v různých podobách, ale dodává, že se zde většinou dospěje k paradoxům nebo netestovatelným abstrakcím.
A co tvrdí sám?
„V kvantovém vesmíru se hmatatelná minulost a budoucnost vynořují z mlhy možností prostřednictvím neustálého procesu pozorování. Takové kvantové pozorování nemusí provádět člověk. „Pozorovat“ může prostředí nebo dokonce jediná částice.
Nespočet takových kvantových aktů pozorování neustále mění to, co by mohlo být, v to, co se skutečně děje, a tím pevněji vtahuje vesmír do existence. A jakmile je něco pozorováno, všechny ostatní možnosti se stávají irelevantními.“
(Poznámka PH: No ale protože něco existuje a tudíž stále něco pozoruje/nic není nepozorováno, tak vlastně, přijde mi, to celé tvrzení také nic neříká, alespoň jak je to napsáno?)
Dále Hertog tvrdí, že fyzikální zákony nejsou nezávislé na vesmíru, ale spolu s vesmírem se vyvíjejí, dokonce že mezi nimi probíhá něco na způsobem selekce a darwinovské evoluce. Některé odchylky od fungování aktuálních zákonů – kvantové fluktuace – lze díky pozorování zesílit a zmrazit (poznámka: samotné odchylky od aktuálních fyzikálních zákonů jsou asi obdobou náhodných mutací v biologii).
„Kosmologové obvykle začínají předpokladem zákonů a počátečních podmínek, které existovaly v okamžiku velkého třesku, a pak zvažují, jak se z nich vyvinul dnešní vesmír. My /Hertog a Hawking/ však předpokládáme, že tyto zákony jsou samy o sobě výsledkem evoluce.“
Náhodnost pak navíc znamená, že proces lze spíše zpětně popisovat než předvídat, tj. těsně po velkém třesku se nedalo říct, jaká přesně podoba fyzikálních zákonů a tím i samotného vesmíru se vůbec ustaví.
„Raný vesmír byl v jistém smyslu superpozicí obrovského množství možných světů. My se však dnes díváme na vesmír v době, kdy existují lidé, galaxie a planety. To znamená, že vidíme historii, která vedla k naší vlastní evoluci.
Pozorujeme parametry se „šťastnými hodnotami“. Mýlíme se však, když předpokládáme, že byly nějak navrženy nebo že takové byly vždy.“
Poznámka PH: Mimochodem, zde jsem si vzpomněl na knihu Karanténa australského matematika a autora sci-fi Grega Egana, kde také dochází k podobnému „vybrání konkrétního vesmíru“ (ale tam je to pojato jinak, jako výsledek pozorování dostatečně složitými biologickými organismy, savci; dinosauři ještě neuměli „kolabovat“ kvantový svět do jediná skutečnosti).
A dále se Hertog dostane k tomu, co má jeho práce v názvu, tedy k času.
„Podstata naší hypotézy spočívá v tom, že uvažujeme-li zpětně v čase, evoluce směrem k větší jednoduchosti a menší struktuře pokračuje celou cestu. Nakonec se vytrácí i čas a s ním i fyzikální zákony.“
Dále se odkazuje k holografickým vlastnostem celé teorie.
„Hawking a já považujeme čas a kauzalitu za emergentní vlastnosti, které nemají žádnou předchozí existenci, ale vznikají na základě interakcí mezi nesčetnými kvantovými částicemi. Je to trochu podobné tomu, jak teplota vzniká z mnoha atomů, které se společně pohybují, přestože žádný jednotlivý atom nemá teplotu.“
Dále uvádí, že z jejich představy vyplývají testovatelné předpovědi, například týkající se gravitačních vln z raných stadií vývoje vesmíru.
Poznámky PH: Zde snad stojí za pozornost, že Hertog spojuje, respektive cca ztotožňuje čas a kauzalitu, existují modely, kdy se dokážeme obejít bez času, ale kauzalitu zachováváme. Zde bych však dodal, že – alespoň jak je to napsáno – jeho tvrzení také nejsou prosta paradoxů. Píše-li se o selekci různých zákonů, ta právě probíhá v čase. A zejména, jak může čas a kauzalita vznikat na základě interakcí. Interakce předpokládají čas a „výsledek interakcí“ zase kauzalitu. Ale třeba je to v knize vysvětleno podrobněji…
(Jinak: To, že před velkým třeskem – třeba – nebyl čas, OK. To je jako když Augustinus tvrdil, že čas vznikl se stvořením světa. Je vlastností světa, s ním spojen. Ale nedává mi moc smysl říkat, že čas a kauzalita vznikly jako výsledek nějakých interakcí.)
Zdroj: Thomas Hertog: Stephen Hawking and I created his final theory of the cosmos—here’s what it reveals about the origins of time and life, The Conversation / Phys.org
Lee Smolin napsal knihu „Fyzika v potížích“. Zdá se, že má pravdu. Nobelova cena za provázanost částic. Einstein to nazýval „strašidelné působení na dálku“. Vždyť to není nic nového, již Newtonova gravitace „strašidelně“ působí na dálku. A ti pánové nic nevysvětlili, stále je možná Bohmovská interpretace kvantové teorie.
Protože mně tyto otázky zaujímají, sestavil jsem si matematický model. Ve vesmíru jsem neviděl nijaké čáry resp. koordináty (asi protože nosím brýle).Tak jsem musel použít čtyři základní fundamenty a to hmota, energie, informace a proměnlivost. Nakonec z toho vyplynulo, že podloženou (underlying) skutečností dalších skutečností jako jsou částice, až hvězdy a galaxie je tmavá energie, která je absolutně proměnlivá . Z ní pak vyrůstá reálný svět a samozřejmě z proměnlivosti vyrůstá m.j. čas. Takže čas je emergentní veličina.Také v rámci modelu lze rozložit nulu jako analog ve vakuu. Resp. každou hodnotu lze neustále rozkládat na menší. Současně probíhá také opačný pochod. Pozn. Jde pouze o matematický model, který mi pomáha pochopit různé souvislosti.
K té první poznámce PH: To je vlastně popis představy spontánní dekoherence., která nepotřebuje „inteligentního“ pozorovatele, jenž předpokládá, že při každé kvantové „události“ vznikne nový vesmír, ve kterém se realizují ty „zbylé“ kvantové stavy.
A k tomu, že čas (hmota, energie) a fyzikální zákony vůbec jsou jen jaksi důsledkem, vedlejším produktem evoluce vesmíru je dobré nakouknout do https://www.wolframphysics.org/ 🙂
Pokud aktuální vesmír je jen jeden z mnoha, jakýsi vítěz pro nás pozorovatele, pak by mělo platit, že by přírodní zákony neměli být příliš dobře vyladěné. To, že by byly je sice možné, ale už je to jen otázka statistiky (a tudíž podezřelé). Již se nelze odvolávat na „no, ty nefunkční vesmíry pozorovatele nemají“.
Knihu jsem si pořídil po přečtení recenze v Nature. Po Einstein’s unfinished revolution je to další těžká, hutná ale super zajímavá a přemýšlivá teoretická fyzika do sbírky. Sám jsem spíše „odborníkem“ v molekulární biologii. I proto jsem nejvíce skřípal zubama na Hertogovým srovnáním evoluce v biologii a evoluce vesmíru. To je z mého pohledu dost mimo mísu. Kéž by byla příležitost s autorem popovídat nad šálkem čaje, nebo raději nad něčím tvrdším :).
Ad Petr Mareš, proč by čas nemohl vzniknout? To že vnímáme čas pořád stejně neznamená, že to tak bylo vždy, že to tak dělá každý organismus, že tomu tak opravdu je. To že čas je relativní je dost hluboká pravda.
Co se evoluce týče, evoluce jaká? Života, nebo vesmíru?
pouvažujte nad výrokom francúzskeho vedca, ktorý tvrdí, že čas neexistuje…
Ad Petr Mareš: Ta argumentace kruhem tam není. To, že něco má počátek neznamená, že se to musí pohybovat v čase. Klasický rozdíl kauzalita != čas
Ja to chapu tak, ze smer toku casu je dany interakcemi. Kvantova teorie je invariantni vuci casovemu posunu, cili z ni neplyne sner toku casu. Ale z termodynamiky uz ano.
Ale jestli to chapu dobre, tak mozna sli jeste dal a cas uplne zrusili. Jenze jakou velicinu misto neho? V kvantove teorii cas je, je to soucast casoprostoru. A obecna teorie relativity je primo zalozena na metrice casoprostoru. Kdyz se cas da pryc, co zbyde?
No ale mozna to je prave ta cesta, kde hledat dalsi teorie supersjednoceni.
Jsem si jisty, ze Hawkingovi tohle neuniklo, zcela jiste nad tim dlouho premyslel. Mozna i proto to sam nezverejnil.
Jinac, tady se pise o fluktuacich fyzikalnich zakonu. Cili o tom, ze se meni rovnice kvantove teorie i relativity. To neni jako vyber jednoho stavu ze superpozice moznych. Ja mam takovy pocit, ze tohle vyzaduje zavest prostor fyzikalnich zakonu, cili ze samotne zakony jsou jakymsi zpusobem hmotne, nebo ze existuji v nejakem prostoru (ne v casoprostoru, ale v nejakem prostoru).
No, jat bych spíš řekla, že čas je nám stanoven, nebo spíš, determinován mozkem. Je to způsob jak náš mozek vnímá realitu(něco jako, že můj jeden krok mi zabere tolik a tolik času s mravenec stejnou vzdálenost za tolik a tolik…) Vlastně to, že někdo ve snu uvidí střípek budoucnosti je fakt, že to mozku trochu ullitlo….jinak ve skutečnosti čas jako takový neexistuje, protože vesmír neexistuje v čase, je to vlastna nulová anomálie, která je obrazně řečeno pro Boha lusknuti prstů, okamžik, rozsekany na množství menších a menších dílků…ovšem tvrdit, že všechno je předem dané, by nebyla docela pravda, protože minulost s přítomnost jistě dané jsou, o svsem budoucnost je podminena jak minulostí tak i přítomnosti, takže do budoucnosti můžete být vhled jenom tak daleko, kde je již toto podmínění nezvratné…
@Angelina Mykytyn
Jakože když vezmu litr 10°C vody, ohřeju to 1kW energie na 100°C, tak mě to bude trvat šest minut a 17 sekund, a vám dýl nebo kratčeji podle toho jak to máte determinováno mozkem?