Hawking ještě před smrtí upravil svou teorii o multivesmíru

- Vesmír autor: Ladislav Loukota

Ačkoliv fyzik Stephen Hawking již není mezi živými, stále se podílí na vědeckém životě - teprve dva měsíce po jeho smrti totiž vyšla jeho (zatím) poslední studie. Po téměř 20 letech se v ní snažil rozlousknout paradox multivesmíru (multiversa) plynoucí z jeho vlastního staršího zjištění. A zdá se, že při tom Hawking možná zkrotil tezi o tom, že multiversum je nekonečné. 

Nekonečný multivesmír? Ilustrační snímeki

Nekonečný multivesmír? Ilustrační snímeki,zdroj: Wikipedia Commons

Na počátku bylo slovo – v průběhu 80. let sepsal Stephen Hawking spolu s americkým fyzikem Jamesem Hartlem práci popisující možný vznik a následnou prudkou inflaci (zvětšení) vesmíru vlivem kvantových zákonitostí. Jejich matematikou vedená studie elegantně vyřešila dosavadní neznámé proměnné vzniku vesmíru, v duchu správného řešení rovnic ale rovněž došla k jinému problematickému závěru.

Vyšlo ji totiž, že vesmír, potažmo multivesmír by se skrze svou nerovnoměrnou inflaci zvětšoval donekonečna. Teprve v oblastech, kde by se inflace zpomalila, by došlo na vznik hvězd a galaxií. Nejenže by tak dalších vesmírů bylo rovněž poněkud obtížně představitelné nekonečno, ale navíc by v takto "velké" škále donekonečna variovaných kosmů dle Hawkingovy starší práce panovaly i odlišné fyzikální zákony.

Ačkoliv jde možná o zajímavý námět pro autora sci-fi, s takovým výsledkem se celá studie paradoxně dostala do nové pasti. Tím, že se snažila vysvětlit pozorované jevy, a tudíž pravděpodobné fyzikální zákony našeho kosmu, sama došla k tomu, že jiné vesmíry mají své vlastní (pro nás teoreticky zcela neuchopitelné) fyzikální zákony. Tak jak by bylo možné, aby multiverse vznikl tak, jak tato teorie předpovídá?

Co hůře, původní závěry v zásadě implikovaly, že vesmír by vznikl zcela náhodně a jeho kořeny nemůžeme vlastně vysledovat. To sice může být pozoruhodný filozofický náhled na původ všehomíra, teoretického fyzika – tím méně Hawkinga formátu – však taková odpověď jen stěží definitivně uspokojí.

Hawking si byl dobře vědom, že se s absencí odpovědi bude zřejmě muset naučit žít, nepřestal se ovšem po poslední dvě desetiletí záhadou zabývat. Problém se nyní snažila vysvětlit nová studie, na níž Hawking pracoval se svým dlouholetým kolegou Thomasem Hertogem. Využili k tomu zjednodušenou dvourozměrnou reprezentaci 3D prostoru a opět se na kosmologickou stezku vydali pod praporem matematiky.

Zkrocená nekonečnost

S využitím složitých matematických důkazů a podpořeni argumenty (podobně hypotetické) teorie superstrun nakonec Hawking a Hertog našli jednodušší a pravděpodobnější řešení svého starého dilematu: vesmírů je omezený počet a všechny mají stejné nebo podobné fyzikální zákony jako ten náš. Jedním z důvodů je i skutečnost, že "tvar" nekonečně expandujícího multiversa by byl svým způsobem dlouhodobě neudržitelný a nepravděpodobný.

Jinými slovy, "nekonečný multivesmír" už není nekonečný. 

"Zákony fyziky, jak je zkoumáme v našich laboratořích, neexistovaly vždy," říká ke studii Hertog, "Vykrystalovaly až po Velkém třesku, když vesmír expandoval a ochladil. Typ fyzikálních zákonů, který v kosmu vyvstane, přímo závisí na fyzických podmínkách Velkého třesku. Snažíme se proto získat hlubší pochopení jeho průběhu."

Ačkoliv dvojice operovala s omezenou reprezentací multiversa, jejich závěry naznačují, že bychom mohli jiné vesmíry zřejmě detekovat. Mají-li skutečně stejné nebo podobné fyzikální zákonitosti, mohli bychom například zaznamenat částice přetékající k nám ze sousedních vesmírů

Vzdor Hawkingovým a Hartleovým závěrům však nic nezaručuje, že jejich odpověď na fungování – či přímo existenci – multiversa bude tou poslední. Naopak je pravděpodobné, že ji na souboj vyzve nová generace teoretických fyziků, možná se snažíc ji podpořit i novými praktickými pozorováními o povaze kvantových jevů. Nakolik má Hawking nyní s multiversem pravdu, se tak ukáže až s odstupem dle toho, jestli jeho argumenty odolají zubu času.

Nebylo by to vlastně poprvé, co se fyzik vážený pro jednu svou teorii mýlil v teorii jiné. Totéž se stalo Albertu Einsteinovi, který se pro změnu stavěl kriticky naopak k nahodilosti kvantových jevů.

Aktuální práce nakonec není ani skutečně "poslední" Hawkingovou studií – několik dalších výzkumů z oblasti černých děr se stále připravuje k publikaci. Přeneseně řečeno tak bude jeho akademická kariéra naživu ještě po několik dalších měsíců či let. Spolu s tím se dále zvyšuje i šance na to, že skutečně nesmrtelný bude i sám Hawkingův odkaz budoucím generacím fyziků.  

Studie byla publikována v Journal of High Energy, Thomas Hertog se k ní také vyjádřil pro BBC.

Tagy: Vesmír multivesmír věda a poznání teoretická fyzika