Věda v Big Bang Theory: Vznikl vesmír pro člověka? Sheldon říká ano

  9:00aktualizováno  11:10
Podívejte se na populární seriál Teorie velkého třesku (Big Bang Theory) novýma očima. V každé epizodě jsme pro vás vybrali jednu zajímavost z vědy nebo techniky a rozebrali ji podrobněji, než by to zvládl Sheldon Cooper... Bazinga! Neomylnému géniovi samozřejmě konkurovat nemůžeme, ale to může málokdo.

Aktualizace: Článek jsme rozšířili o vyjádření prof. Jiřího Chýly, fyzika z AV ČR.

Nejprve se prosím podívejte na ukázku, ať víte, o čem je řeč a můžeme se věnovat vesmíru a Sheldonovu místu v něm. Nebojte se, žádný spoiler v našich ukázkách ani článcích nenajdete. Jen se podíváme na zoubek probíraným vědeckým konceptům, abyste pak mohli dělat, že také víte, o čem je řeč.

Kdy se dívat?

Všechny díly, ze kterých jsou naše ukázky, budou k vidění na stanici Prima Cool

Na první díl VI. série se můžete v premiéře podívat 23. května ve 21:20 (v českém znění). V anglickém znění s titulky ho můžete sledovat 24. května od 1:10 v noci.

Antropický princip zmiňovaný v ukázce je celkem známá kosmologická představa. Bylo by opravdu s podivem, kdyby ji Leonard neznal. V podstatě je to vyjádření lidského údivu nad vlastní existencí: všímá si, jak zvláštní je, že vesmír má právě takovou podobu, která umožňuje vznik člověka nebo jiných inteligentních bytostí schopných vesmír pozorovat.

Antropický princip je přitom poměrně nový nápad, který vznikal v dobách, kdy se kosmologie stala z velké části exaktní vědou. Jako první tenhle výraz použil australský kosmolog Brandon Carter v 60. letech.

Žijeme ve vesmíru, který umožňuje náš život. Proč?

Až do 20. století jsme toho o vesmíru za hranicemi naší soustavy nedokázali říci mnoho a ještě méně o jeho vzniku. Ale zhruba od poloviny minulého století začali astronomové předpokládat, že v neviditelném záření by se měly dát objevit stopy z dob po jeho vzniku.

Fotogalerie

Potvrdilo se to především objevem tzv. zbytkového záření z dob brzy po Velkém třesku. Od té doby měřitelných stop přibývá, na jejich základě se zpřesňují naše znalosti, a tak se naše představy o vývoji vesmíru postupně přesunuly z říší pouhých předpokladů a fantazií do říše vědy a ověřitelných (či spíše vyvratitelných) hypotéz a teorií.

Důkladné proměřování vesmíru však nevysvětlilo vše beze zbytku. Některé parametry našeho vesmíru se zdají být jednoduše náhodné. Třeba množství tzv. temné energie, které určuje průběh jeho vývoje, včetně toho, zda vůbec mohou vznikat galaxie, hvězdy a planety. "Parametry veličin jako hmotnost a elektrický náboj, které jsou rozhodující pro existenci chemických prvků a sloučenin nezbytných k životu, nemusejí být přesně takové, jako jsou, menší odchylky by nevadily," říká profesor jaderné fyziky Jiří Chýla z Fyzikálního ústavu Akademie věd. Větší odchylka by život, tak jak jej známe, znemožnila. Může něco takového být náhoda? To je otázka, na kterou antropický princip odpovídá, že nikoli.

Slabý antropický princip (WAP)

"Musíme uvážit, že naše pozice ve vesmíru je nutně zvláštní proto, že je kompatibilní s existencí nás jakožto pozorovatelů."
(Brandon Carter)

Celá odpověď je samozřejmě propracovanější. Podoba antropického principu se vyskytuje v různých podobách, které zhruba oscilují mezi dvěma extrémy. Slabá verze pouze konstatuje, že otázka "jak je možné, že vesmír má parametry, ve kterých se mohl vyvinout inteligentní život" má jednoduchou odpověď: "Kdyby ty parametry neměl, tak tu nejsme a na tu otázku se zeptat nemůžeme." Jinými slovy, jde o konstatování, že je přece jasné, že žijeme ve vesmíru, který umožňuje naši existenci, protože jinak bychom nežili.

Jde téměř o jistou formu truismu, či, chcete-li, postdikce. Poukazuje na to, že nemá smysl ptát se, jak je možné, že jsme se narodili zrovna na planetě, která umožňuje náš život. Je to trochu jako ptát se, jak je možné, že ze všech jazyků hovoříme právě stejným jazykem, jako naše matka - nejde o dva náhodné jevy, ale o příčinnou souvislost.

Silná káva - vesmír se postaral o to, abychom se narodili

Silný antropologický princip (SAP)

"Vesmír musí mít takové vlastnosti, aby v určité historické etapě umožnil existenci inteligentních pozorovatelů."
(Barrow a Tipler)

Na opačném pólu stojí "silná" verze. Silných je vlastně několik, my se podíváme na tu od kosmologů Johna Barrowa a Franka Tiplera. Podle jejich silné verze (SAP) vznikl vesmír tak, že v něm inteligentní život musel vzniknout. Základní fyzikální konstanty vesmíru jsou tedy nastaveny přesně tak, aby mohl vzniknout inteligentní život. Život pozorovatelů vesmíru je podle této spekulativní hypotézy de facto cílem existence vesmíru. Tento radikální silný výklad je dnes již mezi profesionálními vědci velmi málo zastoupený.

Na druhou stranu, strunová teorie má také k antropickému principu co říci. Mohl by z ní totiž plynout závěr, že existuje celá řada vesmírů, každý s jinými vlastnostmi. To, že tedy žijeme v takovém, který umožňuje vznik života, není nic jiného než náhoda.

"Teorie strun má téměř nekonečné množství řešení, která podle moderní verze inflační kosmologie (tzv. multiverse cosmology) 'žijí' v různých vesmírech, které 'věčná' inflace generuje," vysvětluje Jiří Chýla. "V těchto vesmírech, s nimiž nejsme kauzálně spojeni, platí různé fyzikální zákony s různými hodnotami parametrů (například různými hodnotami hmotností základních částic). V jednom nebo možná určité skupině "vesmírů" platí takové zákony, které umožňují vznik prvků nutných pro život a v jednom z takových vesmírů žijeme i my."

Proč je to důležité? Nekonečný počet vesmírů, v nichž platí různé zákony, osvobozuje vědce od snahy spočítat některé parametry dnešní teorie mikrosvěta. Mají charakter počátečních podmínek a nemá cenu snažit se je teoreticky spočítat, dodává Chýla.

Nebuďte jako Penny!

Když se v seriálu Teorie velkého třesku mluví o vědě, s námi víte, která bije.

Ve spolupráci s televizi Prima COOL vám přinášíme upoutávky na nejnovější řadu populárního amerického sitcomu Thé Big Bang Theory (Teorie velkého třesku). V každé epizodě jsme pro vás vybrali jednu zajímavost z vědy nebo techniky a rozebrali ji jako skoro jako Sheldon Cooper... Bazinga! Přece jen, neomylnému géniovi samozřejmě konkurovat nemůžeme.

Skeptikové považují antropický princip v některých dříve zastávaných podobách až za škodlivý pro vědu. "Antropický princip se tedy jeví jako módní princip náboženské, nikoli vědecké povahy," píše například na svých stránkách sdružení Sisyfos, narážející na silnou verzi a její popis vývoje vesmíru jakožto "cíleného".

Ve "slabé podobě" skeptikové antropický princip považují za pouhé konstatování skutečnosti. V silné podobě však podle nich je v podstatě způsobem, jak do vědy dostat náboženství, protože by předpokládal, že základní fyzikální konstanty byly navrženy tak, aby vznikl život. A to zase předpokládá existenci nějaké vyšší inteligence. Sheldon Cooper, který v seriálu často vzpomíná na dětství v silně věřící texaské rodině, která jeho vědeckým snahám nepřála, by se zřejmě postavil na stranu skeptiků.

Modifikovaný antropický princip (MAP)

"Otázka existence je relevantní pouze pro ty, kteří jsou schopni takovou otázku formulovat."

(Jürgen Schmidhuber)

Rozhodně mají skeptikové pravdu, že minimálně v tuto chvíli je hypotéza silného (teleologického) antropického principu nevědecká; nelze ji jednoduše vyvrátit. V našem vesmíru evidentně život vzniknout může. Může to být náhoda, ale nemusí. Je možné, že existuje spousta dalších vesmírů, ve kterých jsou parametry nastavené tak, že život v nich jednoduše nevznikne. Kosmologie ani fyzika jejich existenci zatím nijak neprokázaly, jde jednoduše o zajímavou hypotézu. (Není vyloučeno, že se je může podařit dokázat, ale to je už na úplně jinou diskusi.)

Ve výsledku je tak antropický princip na dnešní úrovni poznání filozofickou úvahou a ne fyzikální hypotézou. Vědeckou metodou nelze jeho pravdivost ani dokázat, ani popřít. "V teorii strun a inflační kosmologii je slabá verze antropického principu přirozenou součástí celého teoretického rámce," dodává Chýla.

Pozor na zkreslená měření

Kolem antropického principu se za poslední desetiletí nashromáždilo velké množství teorií a výkladů. Podle Nicka Bostroma (viz náš předchozí článek o konci civilizace) je přitom antropický princip v původní Carterově verzi pouze ukázkou toho, jak lidé špatně zacházejí se statistickými daty. Bostrom tuto chybu nazývá antropickým omylem výběru (anthropic selection bias). Děláme chybu, když si vyvozujeme nějaká statistická měření o životě ve vesmíru z našeho pozorování, protože naše pozorování je zásadně ovlivněno tím, že my sami jsme život ve vesmíru.

Podle Bostroma se tento chybný úsudek dá vyřešit tak, že si vždy uvědomíme, jak je naše pozorování ovlivněno naší situací (dvojice pozorovatel-okamžik). Uvažovat pak máme tak, jak by takové pozorování vypadalo, kdyby šlo o náhodný výběr ze všech pozorovatelů-okamžiků. Tedy zda je naše úvaha stále relevantní, i když zapomeneme, že je tady nějaká Země nebo lidé.

To je samozřejmě čistá teorie. Stejně jako náboženství či obyčejné lidské rozvažování, i věda nutně vychází z lidských podmínek a hledá odpovědi na otázky, které se nás lidí týkají. Antropický princip nám to vlastně jen oklikou připomíná.

Nejčtenější

Alza to zase zkouší. Zákazníkům do košíku „tajně“ přihodí nechtěné věci

Stačí chvilka nepozornosti a obchod vám do košíku přidá něco, co jste si...

Před odesláním objednávky v e-shopu si dobře zkontrolujte obsah košíku. Je možné, že vám tam bez vašeho vědomí něco...

Alza dostala pokutu za přidávání zboží do košíku. A není jediná

Česká obchodní inspekce pravomocně rozhodla o udělení pokuty pro společnost...

Společnost Alza.cz bude muset zaplatit 150 tisíc korun za to, že zákazníkům přidávala do košíku zboží, na které sami...

Známe tvář mrtvé dívky z obleženého Tábora. Kdy zemřela, napověděla mince

Zrekonstruovaná podoba dívky (18 až 19 let) nalezené ve společném hrobě v...

Téměř 400 let ležela v zapomenutém společném hrobě, než její pozůstatky při stavbě rodinného bazénu náhodou objevili. V...

Vyzkoušeli jsme nejlepší způsob, jak sledovat televizi. Poradíme i vám

Test set-top-boxů pro televizi přes internet

Nezajímá vás kdy pořad jde, ani kolik je v něm reklam. Pustíte si jej kdykoli během i po odvysílání a reklamní bloky...

Poslechněte si vítr na Marsu. Je to první nahrávka zvuku z této planety

Jak zni vitr na Marsu

Sonda InSight, která na konci listopadu přistála na Marsu, poslala vůbec první nahrávku zvuku z této planety.

Další z rubriky

Proč jsem „vylepšil“ děti? Čínský vědec vysvětlil pokus o úpravu DNA

Che Ťien-kchuej během diskuse po jeho přednášce na konferenci v Hongkongu 28....

Čínský vědec Che Ťien-kchuej na veřejnosti poprvé obhajoval své pokusy o úpravu DNA nenarozených dětí. Kolegy však...

Československá vlajka mohla vypadat jako americká, řekl expert

Expert na vlajky Aleš Brožek v diskusním pořadu iDNES.cz Rozstřel (16....

V uctívání vlajky nepatří Češi právě k premiantům. Tu svou mají nejraději Dánové. Správnou vlajku by mělo být schopné...

Okřídlení géniové. Vrány si při pokusu zvládly vyrobit složené nástroje

Vrány se ukazují jako stále chytřejší a chytřejší.

Nový experiment naznačuje, že bychom měli přehodnotit rčení chytrý jako liška na chytrý jako vrána. Skupina...

Najdete na iDNES.cz