Creaţie, Big Bang, Univers, multivers? Despre raţionalitatea lumii în modelele cosmologice recente

O serie de descoperiri făcute în secolul trecut arată că Universul în care trăim are caracteristici speciale. În strădania de a avea răspunsuri ştiinţifice precise, s-au propus diverse scenarii. Unul dintre ele (inflaţia haotică eternă) vizează eliberarea istoriei Universului de orice fel de condiţii speciale. Este propusă ideea existenţei unui număr mult mai mare de universuri! Dacă ar fi aşa, lumea ar reprezenta un banal accident, un rezultat „inevitabil“ într-o mare imensă de universuri aleatoare. În acest fel, şi întrebările cu privire la sine, şi reflecţiile metafizice, şi semnificaţiile spirituale pe care omul le descoperă cu privire la rostul lumii şi la sensul vieţii lui în ea ar avea un sfârşit. Dar nu unul care să însemne împlinirea tuturor, ci nonsensul acelora.

Despre modelul cosmologic aflat astăzi în circulaţie am scris în repetate rânduri în rubricile „Ziarului Lumina“ şi ale săptămânalului „Lumina de Duminică“. În Cum a început lumea?, menţionam că, potrivit teoriilor actuale, Universul pare să fi îndeplinit condiţii iniţiale deosebite. Numai aşa s-ar putea explica modul cum el a ajuns, după parcurgerea unei istorii îndelungate, la caracteristicile pe care le observăm în prezent. În Inflaţia Universului şi adâncul mister al primei secunde., am menţionat că, pe lângă reuşitele remarcabile ale modelului cosmologic cu Big Bang, există şi o serie de întrebări fără răspuns. Aici dorim să spunem că problemele modelului cosmologic nu se restrâng doar la aspectele ce ţin de acordul fin. Contestaţiile au vizat şi ideea că un univers ce apare în urma unei explozii (Big Bang) seamănă prea mult, cel puţin la prima lectură, cu viziunea creştină asupra Creaţiei. În cosmologia cu Big Bang, întreaga materie şi energie din Univers au un început; Universul nu este infinit, iar spaţiul şi timpul nu sunt nici eterne, nici absolute. Rămânând la acest nivel de lectură, s-ar putea spune că modelul cu Big Bang se apropie, într-un fel (şi subliniem acest lucru), de viziunea creştină asupra creaţiei lumii. Această corespondenţă a reprezentat, pentru unii oameni de ştiinţă un motiv suficient de consistent pentru a refuza întreg modelul. Cosmologia cu Big Bang sugerează creaţia Georges Lemaître, un preot catolic cu importante contribuţii de pionierat în cosmologie, a propus în anul 1931 un model asemănător. Spre deosebire de Einstein, Lemaître era adeptul Universului dinamic, fiind unul dintre primii care a afirmat că din mişcarea galaxiilor ar trebui să înţelegem că Universul este în expansiune, şi că în trecut toate stelele au fost din ce în ce mai apropiate, încât, la început, întreaga materie, cu tot cu spaţiu-timp, a fost concentrată într-un singur punct (Atomul primordial). Când Lemaître i-a prezentat lui Einstein acest model, care totodată corela şi cu alte rezultate, Einstein a replicat: „Nu, nu aşa, aceasta sugerează prea mult creaţia!“1. Un alt exemplu semnificativ poate fi cel al lui Fred Hoyle, un astrofizician cu importante contribuţii în cosmologie. El a ales să susţină un model cosmologic diferit (modelul stării staţionare) şi pentru faptul că cel cu Big Bang îi părea că sprijină public, prea mult, viziunea creştină despre creaţie2. Aşadar, pe de o parte, modelul cosmologic cu Big Bang reuşeşte să explice remarcabil câteva caracteristici ale Universului în care trăim. Pe de altă parte, alte aspecte, cum ar fi cele referitoare la acordul fin, nu pot fi explicate decât pe baza unor condiţii foarte restrictive. (Unele dintre aceste aspecte au fost pomenite cu alt prilej: omogenitatea, izotropia, existenţa unor fluctuaţii iniţiale care să ducă la formarea galaxiilor). Încât, în situaţia în care Universul depinde de condiţii iniţiale foarte pretenţioase, care îl fac extrem de puţin probabil, cum ar putea ştiinţa să explice existenţa lui? Dar existenţa vieţii şi a omului? La acestea se adaugă, în fine, şi faptul că scenariul cosmologic cu Big Bang se apropie semnificativ de cosmologia creştină. Un amendament - scenariul inflaţiei În toate aceste situaţii, unii cercetători au găsit suficiente motive pentru abordarea altor modele cosmologice. Ei încearcă soluţii mai cuprinzătoare la problemele nerezolvate, folosind datele observaţionale actuale şi evitând, în acelaşi timp, condiţiile iniţiale speciale. Cum s-a mai spus, cel mai bun amendament adus modelului cosmologic clasic a fost scenariul inflaţiei. Cum s-a remarcat, introducerea unei etape inflaţionare la începutul istoriei Universului reuşeşte să elucideze o parte din calibrările fine ale Universului. Cu toate acestea, şi modelul îmbunătăţit întâmpină probleme, unele dintre ele de un tip asemănător cu cele de acord fin, însă chiar mai complicate. Loteria multiversurilor În strădania de a depăşi aceste noi obstacole, fizicienii propun un scenariu extrem. Este vizată acum eliberarea de orice fel de condiţii speciale, printr-un scenariu limită. Caracteristicile extraordinare ale lumii ar putea fi explicate prin ideea că, în realitate, ar exista un număr mult mai mare de universuri! Fizicianul Andrei Linde a propus ca, în perioada inflaţiei, expansiunea Universului să fie mult mai mare, cu un factor egal cu 10 ridicat la puterea un miliard (inflaţie haotică)! În acest fel, fluctuaţiile cu care ne-a obişnuit lumea cuantică, prezente şi la început, pe când Universul avea dimensiuni cu mult mai mici decât cele ale unui proton, ar fi putut da naştere mai multor universuri, situate acum dincolo de orizontul observabil, fiecare dintre ele având caracteristici foarte diferite. Mai mult decât atât, într-un anumit model particular, şi este ceea ce intenţionăm să subliniem aici, ar putea fi posibil ca mecanismul inflaţionar să nu înceteze niciodată (inflaţie eternă3), încât un număr imens de universuri ar continua să se creeze, dincolo de marginile Universului nostru4. Dacă ar fi aşa, condiţiile pentru Universul nostru extraordinar ar deveni mai uşor de explicat: el nu ar fi decât un banal accident, un rezultat „inevitabil“ într-o mare gigantică de universuri cu trăsături aleatoare. Trăsăturile speciale ale lumii ar fi, de fapt, pur şi simplu întâmplătoare: un univers mărunt, dintr-o serie nesfârşită de lumi fără chip. În „loteria“ inflaţiei eterne, „tragerea“ nu se opreşte; ea continuă fără întrerupere, până ce sunt extrase toate „numerele“, toate variantele posibile de univers. De aceea, e firesc să iasă şi numerele câştigătoare! Limitele competenţelor în ştiinţe Dar nici acest scenariu extrem nu pare să aibă sorţi de izbândă. În primul rând, potrivit unor calcule, mecanismul inflaţiei nu poate avea un trecut etern5. Pe de altă parte, existenţa unui număr imens de universuri (ipoteza multiversurilor), mult prea îndepărtate pentru a le putea detecta, se situează în afara graniţelor ştiinţei. „Va fi greu, dacă nu imposibil, să aflăm vreodată dacă ideea de multivers are o legătură cu realitatea. Chiar presupunând că există şi alte universuri, ne putem imagina că nu vom intra niciodată în contact cu vreunul din ele“6. Mai concret, în opinia unor oameni de ştiinţă, teoria aceasta a multiversurilor nu poate fi înregistrată nici măcar ca ipoteză de lucru, întrucât nu poate fi verificată sau falsificată, nici măcar în principiu, încât „însăşi statutul ei ştiinţific este problematic“7. O lume întâmplătoare? De ce sunt relevante toate aceste menţiuni într-o rubrică precum aceasta, dedicată religiei şi ştiinţei? Miza tuturor acestor modele este aceea de a explica într-un fel caracteristicile extraordinare ale Universul în care trăim, prin intermediul unor procese întâmplătoare. O lume născută întâmplător pare să zădărnicească orice interogaţie metafizică. Câtă vreme întregul Univers ar fi rezultatul unui proces aleator, întrebări precum rostul lumii în care trăim, şi sensul vieţii noastre în ea par să nu mai aibă vreun rost. Potrivit mecanicii cuantice, ştim că întreg microcosmosul este guvernat de principiul de incertitudine. (De exemplu, poziţia unui foton - considerat ca având o constituţie duală, undă-corpuscul - nu poate fi cunoscută cu precizie decât atunci când asupra lui este efectuată măsurătoarea. Până la acel moment se consideră că el este „răspândit“, asemenea unei unde, într-o anumită regiune.) Câtă vreme lumea particulelor şi interacţiunilor ce alcătuiesc natura şi Universul este constituită din elemente ce nu pot evita acest principiu, unii autori se întreabă pe bună dreptate dacă legile naturii există cu adevărat? Sau, dimpotrivă, există doar lumea mică a incertitudinilor? Descoperirile ştiinţelor au arătat că, într-un număr impresionant de situaţii, în creaţie, în fenomenele fizice sau în structura materiei există forme spectaculoase de ordine şi diverse simetrii. Câteva dintre aceste aspecte au fost menţionate deja, în Materie ieşită din comun. . Contrastul tulburător dintre incertitudinile lumii microcosmosului, pe de o parte, şi ordinea şi multitudinea de simetrii din macrocosmos, de partea cealaltă, trezeşte, în mod firesc, întrebări. Cum este posibil ca lumea cuantică, ce are ca temei principiul de incertitudine al lui Heisenberg, să alcătuiască un macrocosmos atât de ordonat şi plin de simetrii? Sfârşitul tuturor întrebărilor Pentru a împăca principiul de incertitudine al lui Heisenberg, ce caracterizează întreaga lume cuantică şi ordinea lumii macroscopice, au existat mai multe întreprinderi. Este semnificativ faptul că, între aceste încercări, una o constituie modelele cosmologice inflaţionare. Unele dintre ele, precum cel clasic, încearcă să explice trăsăturile speciale ale Universului în care trăim, plecând de la un set de condiţii iniţiale mai puţin pretenţioase. Aşa cum am văzut, în particular, în versiunea inflaţiei haotice continue, Universul ar putea apărea ca produs aleatoriu, dintr-un şir nesfârşit de universuri, printr-un proces care nu are început şi sfârşit, între multe altele - este vorba de un număr imens de universuri posibile, cu toate combinaţiile de caracteristici fizice. Se vede acum desluşit că, în acest fel, cauzele care au făcut posibile întregul Univers şi legile care îi caracterizează structura şi fenomenele sunt reduse la un simplu joc al probabilităţilor8. Dacă acest demers ar avea succes, misterul ordinii şi armoniei Universului ar putea deveni irelevante. Dacă universul ar apărea întâmplător, în nesfârşitul şir al generărilor haotice de universuri, căutarea unei explicaţii privind „matematicile“ lui ascunse peste tot în structura şi fenomenele fizice, şi cu atât mai puţin rostul lumii şi sensul vieţii noastre ar fi fără sens. Ordine ascunsă în haos Există însă motive care arată că nici chiar reuşita unui astfel de demers nu aruncă în derizoriu trăsăturile remarcabile ale lumii în care trăim. Sunt cel puţin două răspunsuri care vin, poate neaşteptat, chiar din domenii care nu sunt legate direct de cosmologie: ştiinţele complexităţii şi teoria probabilităţilor. Cu un alt prilej, în Materie ieşită din comun, s-a spus că, în multe cazuri, haosul nu corespunde stărilor complet dezordonate, ci urmează chiar anumite reguli9. În natură există sisteme care, după ce traversează etape „de extraordinară turbulenţă“, ajung să posede „forme surprinzător de bogate de ordine“ (fără ca ordinea aceasta spontană să fie în vreun fel predictibilă, pe parcursul comportării lor haotice)10. Am amintit deja că lumea microcosmosului este guvernată de principiul de incertitudine al lui Heisenberg. Se dovedeşte însă că sisteme macro-fizice, alcătuite chiar din „elementele“ guvernate de acest principiu, „alunecă“ spontan spre ordine, chiar dacă sunt departe de starea lor de echilibru termodinamic. Mai precis, ştiinţele complexităţii dezvăluie, în acest comportament straniu, faptul că ordinea poate fi „ascunsă“ până şi în stările cele mai violente şi dezordonate ale sistemelor11. Iar în ultimă instanţă, toate acestea dovedesc cum materia posedă o remarcabilă „predilecţie“ pentru ordine, manifestată spontan, în stări situate „la marginea haosului“, şi în pofida constituienţilor ei supuşi incertitudinii12! Natura „se ţine de cuvânt“ Ştiinţele complexităţii şi teoria haosului dezvăluie aşadar, cum nu ne-am fi aşteptat, că există multă complexitate şi impredictibilitate chiar „dedesubtul“ fenomenelor simple, dar şi faptul că stările haotice nu sunt complet dezordonate. Prin aceste concluzii dorim să ne apropiem de ideea că nici modelele inflaţionare, ce pun la temelia lumii noastre o stare haotică, nu pot exclude ordinea, în toate formele ei, din Univers. Chiar dacă dau şanse mai mari pentru naşterea Universului nostru, dintr-o familie mai largă şi mai puţin specială de condiţii iniţiale (scenariul inflaţionar clasic), sau chiar dacă afirmă că el a apărut întâmplător, ca produs al generării aleatoare şi continue de universuri (inflaţie haotică continuă), scenariile acestea nu pot şterge complet trăsăturile lui speciale. Urme matematice în miezul întâmplării Pe de altă parte, şi matematica, adică teoria probabilităţilor, arată într-un fel acest lucru. Procesele din natură, fie ele şi întâmplătoare, se configurează într-un anumit fel, rămânând încă, într-un mod remarcabil, forme ordonate, ce pot primi descrieri de ordin statistic sau probabilist. De exemplu, potrivit teoriei probabilităţilor, rezultatul unei aruncări cu zarul poate fi prezis de teorie cu o anumită probabilitate. Întrucât zarul are şase feţe şi fiecare dintre ele poate fi rezultatul unei aruncări, probabilitatea ca la prima aruncare să fie obţinut un anumit rezultat, să spunem 3, este de 1/6. Anticiparea rezultatului unei aruncări este imposibilă, întrucât sunt mai multe rezultate posibile, fiecare dintre ele fiind posibil în mod egal. Aruncarea zarului pare a fi un proces cu un rezultat aleator. Totuşi, pe măsură ce numărul de aruncări creşte, rezultatele obţinute se aşază într-o structură tot mai ordonată. Numărul aruncărilor ce au ca rezultat faţeta cu numărul 1 a zarului, dar şi numărul rezultatelor de 2, şi numărul celorlalte rezultate se vor apropia, fiecare dintre ele, tot mai mult, de o şesime din numărul total al aruncărilor. Pe măsură ce numărul aruncărilor creşte, fiecare dintre rezultate tinde să fie obţinut într-o şesime din totalul aruncărilor. Desigur, acest exemplu nu cuprinde decât o foarte mică parte din diversele tipuri de procese aleatoare existente în natură. Unele pot fi descrise de funcţii de probabilitate discrete, altele de funcţii de probabilitate continue etc. Rostul lui însă este acela de a sugera modul cum natura dovedeşte un fel de „consecvenţă“ în procesele ei, chiar şi în fenomene aleatoare, chestiune ce o face susceptibilă de matematizare. Natura „se ţine de cuvânt“, chiar şi în cazul acesta, dovedind o anumită stabilitate a frecvenţei evenimentelor în procesele aleatoare, încât chiar şi aşa, întâmplătoare cum sunt, ele se pot descrie prin intermediul instrumentelor matematice13. Misterul comprehensibilităţii lumii Până la urmă, nici fenomenele haotice nu rămân complet insesizabile raţiunii fiinţei umane, putând fi cuprinse în descrierile matematice ale teoriei probabilităţilor. Se poate întrevedea întrucâtva că introducerea haosului în descrierea caracteristicilor lumii fizice nu elucidează misterul comprehensibilităţii ei. Scenariile inflaţionare sunt departe de a avea răspunsuri la toate întrebările. Se pare că nici chiar şi în modelele limită (cum este inflaţia haotică eternă) lumea nu poate fi golită de conţinutul ei metafizic: conformitatea ei cu raţiunea umană şi cu structurile matematice rămâne la fel de misterioasă. Teologic, s-ar putea spune că lumea păstrează ceea ce a fost sădit în ea de Creator, întrebările care mişcă pe om spre cunoaşterea ei şi urmele compatibilităţii ei cu el. Faptul acesta, că lumea poate fi cunoscută de raţiunea omului şi că ea este potrivită cu imboldurile lui creatoare, arată că şi ea, şi el au fost făcute de acelaşi Creator. Dumnezeu a făcut pe om cu putinţa de a cunoaşte lumea şi a făcut şi lumea potrivită pentru el, ca, în întâlnirea cu semenii şi cu lumea, omul să descopere toate aceste situaţii minunate de cunoaştere şi viaţă ca semne ale iubirii Lui. 1 Georges Lemaître, „Renontres avec A. Einstein“, în Revue des Questions Scientifiques, 129 (1958), p. 129-132, apud Michael Heller, Creative tensions. Essays on science and religion, Templeton Foundation Press, 2003, p. 80; 2 Robert John Russel, „Cosmology. Physical aspects“, în Encyclopedia of Science and Religion, Ed. J. Wentzel Vrede van Huysteen, Thomson Gale, 2003, p. 173; 3 Peter Coles, Francesco Lucchin, Cosmology. The Origin and Evolution of Cosmic Structure, John Wiley & Sons. Ltd., West Sussex, 2002, p. 162; 4 Andrei Linde, „Choose your universe“, în vol. Spiritual Information. 100 perspectives on science and religion, ed. Charles L. Harper Junior, Templeton Fundation Press, 2005, p. 138; 5 Alan H. Guth şi David I. Kaiser, „Inflationary Cosmology: exploring the Universe from the smallest to the largest scales“, în rev. Science, vol. 307, 11 februarie (2005), p. 887; 6 Brian Greene, Universul elegant. Supercorzi, dimensiuni ascunse şi căutarea teoriei ultime, Editura Humanitas, Bucureşti, 2008, 385; 7 Paul C. W. Davies, „The Universe. Whatâs the point“, în vol. Spiritual Information, p. 134; 8 Idem, p. 134; 9 Mariano Artigas, The Mind of the Universe. Understanding Science and Religion, Templeton Foundation Press, 2000, p. 64; 10 John Haught, Ştiinţă şi Religie, de la conflict la dialog, Editura XXI: Eonul Dogmatic, Bucureşti, 2002, p. 193; 11 Mariano Artigas, op. cit., p. 64; 12 John Haught, op. cit., p. 193; 13 Michael Heller, op. cit., p. 139.