Wrzucasz kamień do jeziora, a on opada. Zderzasz cząstki, a one rozpadają się w przewidywalny sposób. Przekręcasz przełącznik – światło się zapala. Nasza rzeczywistość sprawia wrażenie solidnej maszyny, która działa według niezmiennych reguł. Fizycy, w tym ja, przez lata przyjmowaliśmy te „prawa natury” jako pewnik – fundament, który nie podlega dyskusji.
Jednak przez ostatnie lata zadawałem sobie jedno, niemal zakazane pytanie: skąd te prawa w ogóle się wzięły? Czy są wieczne, czy może – co bardziej przerażające – kiedyś wyglądały zupełnie inaczej?
Stan totalnego chaosu, czyli kosmologia „higgledy-piggledy”
Większość kolegów po fachu unika tego tematu jak ognia. Pytanie o pochodzenie praw fizyki brzmi zbyt filozoficznie, a naukowcy nie lubią wychodzić poza bezpieczne ramy matematycznych wzorów. Ale co, jeśli cofniemy się do momentu przed Wielkim Wybuchem? Do czasu, w którym nie było atomów, geometrii ani nawet pojęcia czasu?
Fizyk John Wheeler nazwał ten stan higgledy-piggledy. To chaos totalny – jakbyś słuchał orkiestry, w której każdy muzyk gra w swoim tempie i w innej tonacji. W takim wszechświecie nie ma stałych, nie ma grawitacji, nie ma praw. Wszystko jest możliwe.
Dlaczego tak kurczowo trzymamy się stałych?
Nasza obsesja na punkcie niezmienności praw fizyki wynika z jednego kluczowego pojęcia: symetrii. Matematyczka Emmy Noether udowodniła, że jeśli prawa fizyki są stałe w czasie, to energia musi być zachowana. To święty Graal fizyki.
Ale tu pojawia się pułapka. Jeśli założymy, że prawa fizyki mogą się zmieniać, prawo zachowania energii przestaje być absolutem. Dla wielu fizyków to jak przyznanie się do błędu, ale dla mnie stało się to kluczem do rozwiązania zagadki:
- Wczesny wszechświat nie musiał startować z idealnymi parametrami.
- Materia mogła powstawać i znikać w chaotycznym procesie „prób i błędów”.
- Wszechświat zachowywał się jak hazardzista obstawiający zakłady w ciemno.
Wszechświat, który się ustabilizował
Wraz z moim doktorantem, Paolo Bassanim, stworzyliśmy model, w którym te wczesne wahania praw fizyki przypominają ruchy cen na giełdzie lub ewolucję genetyczną. W szumie wszechświata niektóre konfiguracje praw okazały się trwalsze od innych.
Wszechświat „zablokował się” w obecnym stanie, ponieważ był to stan, w którym procesy tworzenia i niszczenia materii przestały się wzajemnie znosić. Nasz świat nie jest „piękny” czy „zaprojektowany” – on po prostu przetrwał, bo był wystarczająco stabilny, by nie zniknąć w ułamku sekundy.
Jak możemy to sprawdzić? Czytając sygnał z atomowych zegarów. Jeśli stałe fizyczne choć minimalnie „dryfują” w czasie, współczesne przyrządy pomiarowe w laboratoriach na całym świecie zaczną pokazywać minimalne różnice w tempie upływu czasu. Nawet najmniejsze drgawki praw fizyki nie mają się już gdzie ukryć.
Można powiedzieć, że wszechświat po prostu szukał metody, która działa. A co Wy o tym sądzicie? Czy prawa natury to niepodważalna prawda, czy może tylko „najlepsza strategia przetrwania” rzeczywistości? Dajcie znać w komentarzach.
