Vznikl vesmír z ničeho?

8. 12. 2015 9:04:00
Někteří přední fyzici rádi ohromují jak kolegy, tak veřejnost, šokujícími tvrzeními. Jedním z nich je tvrzení, že vesmír vznikl z ničeho. Je to pravda nebo je tato cesta slepou uličkou? Má otázka z čeho vznikl vesmír, vůbec smysl?

Například známý fyzik Stephen Hawking vyznává myšlenku, že vesmír vznikl z ničeho, když se ono nic "polarizovalo" na pozitivní a negativní energii. Celkový součet energie pak zůstává nula, stejně jako když předtím neexistovala žádná energie. Je to podobné, jako když ze dvou nenabitých fotonů vzniknout dvě nabité částice. Předtím byl náboj nula, teď je 1+ a 1-, tedy součet je opět nula.

Už tento případ vzniku náboje z "ničeho" ukazuje, že ony nabité částice (onen náboj) nevznikly opravdu z ničeho, ale z nenabitých částic. Něco předtím bylo, jen to nemělo tu vlastnost, kterou pak zkoumáme, náboj. Předtím bylo "nic náboje", ten pak vznikl. Ani ve snu nás nenapadne tvrdit, že tam bylo absolutní nic. Kdybychom ale byli bytostmi, které mohou registrovat jen náboj a nic jiného, pochopitelně bychom pak viděli, že náboj vznikl z ničeho. Chybou by ale byly jen a pouze naše omezené pozorovací schopnosti.

Zmíněný Hawking má jinou analogii, ve které věc objasňuje. Jeho příkladem je jáma, kterou vykopeme a která obsahuje díru po hlíně, tedy "zápornou hlínu" a pak kopec hlíny, který vznikl vykopáním, tedy "kladnou hlínu". Součet díry a kopečku je nula. Jenže i z této prosté analogie je zřejmá zásadní logická chyba, kterou Hawking udělal. Neumíme vytvořit hliněný kopec a díru v hlíně bez oné hlíny, která tam byla už předtím. Vznik z ničeho se opět nekoná. Opět tam je nebyl žádná kopec ani žádná díra, ale bez té hlíny ani tu díru neuděláme.

Když si znovu představíme, že jsme bytosti, které jsou schopny registrovat jen onen kopec a onu díru, nikoliv "rovinu" hlíny, je elementárně jasné, že bychom viděli vznik kopce a díry z ničeho. Ale opět by předtím existovalo něco zcela podstatného, ze kterého vznikl jak kopec, tak díra a bez čehož by ani kopec ani díra nemohla vzniknout. Dojem vzniku z ničeho by byl jen důsledkem toho, že jsme něco přehlédli nebo zde konkrétně, že něco (zatím) nemůžeme vidět.

Tento horizont znalostí se u vývoje vesmíru objevuje ve zvláštní formě. "Smyslem", který vidí vývoj vesmíru je matematika. Konkrétně jde o matematický model vývoje celého vesmíru, který vyplývá z mnohonásobně ověřené obecné teorie relativity. Jenže jako každý matematický model i tento model je pouze zjednodušeným popisem reality, nikoliv realitou samotnou.

Pokud do singularity velkého třesku nezapočteme efekty kvantové mechaniky, které jsou právě v těchto rozměrech naprosto zásadní, nemůžeme tvrdit, že takový model dobře popisuje realitu právě v okamžiku velkého třesku. Dokonce hlavním úkolem dnešní fyziky je spojení obecné teorie relativity a kvantové mechaniky a bez něj, zdá se, nemůžeme mít reálný pohled na velký třesk. A odpověď, že před velkým třeskem nebylo nic, je tak odpověď založená na omezení daného matematického modelu. Otázka, co bylo před velkým třeskem má sice smysl, ale tento model na ní neumí nijak odpovědět. Proto se v jeho rácmi taková otázka může zdát nesmyslnou.

Je to něco jako kdybyste měli rovnicí krásně popsaný šikmý vrh kamenem, třeba dráhu úlomku vzniklého po úderu kladivem do skály, a viděli byste jen tu dráhu šikmého vrhu a na základě takto limitovaného popisu pohybu byste tvrdili, že před pohybem tohoto úlomku nic nebylo nebo, že kdo se ptá na to, co bylo před odletem úlomku, klade nesmyslnou otázku.

Dokonce si můžeme vytvořit axiom "vše vzniklo z něčeho", který bude podobně spolehlivý, jako stařičké Euklidovy geometrické axiomy. Máme totiž miliardy a biliardy případů vzniku a u všech vždy něco nového vzniklo z něčeho předtím. Neexistuje jediný případ, že bychom zaznamenali vznik z ničeho. Tato zkušenost se rozprostírá po celém vesmíru a trvá již 13,7 miliard let. Proto si můžeme tento fakt vzít jako spolehlivý axiom a zobecnit ho přinejmenším pro pár dalších případů, kde ono něco, ze kterého vzniká něco jiného, zatím nevidíme. A každý matematický model má omezenou platnost. V tomto případě například není moc fyziků, kteří by tvrdili, že obecná teorie relativity platí i ve velkém třesku. Spíše je to tak, že tam její platnost končí, zejména když model dává výsledek jako nekonečnou hustotu. Nekonečno ve fyzice je celkem spolehlivý indikátor toho, že fyzikálně/matematický model ztratil platnost.

Nebo se můžeme zeptat, čím se liší vznik vesmíru od oněch biliard prokázaných případů vzniku něčeho z něčeho jiného. Liší se tím, že mluvíme o případu, kde se nachází limit našich znalostí. Známe náš vesmír poměrně dobře, ale o tom, co bylo předtím, nevíme zhola nic. Jsme tedy v situaci našich předků, kteří také netušili, z čeho vznikl náš svět, kterým tenkrát mysleli hlavně naši Zemi a naše Slunce. Buď se mohli naivně domnívat, že Země tady byla věčně, ale to odporovalo jejich široké zkušenosti. Vytušili tedy, že Země vznikla z něčeho jiného, a tak si vytvořili různé představy o stvoření světa, i když třeba naivní. Takové představy ale vždy obsahují něco, ze čehož náš svět vznikl, i kdyby to měl být "alespoň" bůh.

Vše můžeme dokreslit jiným vznikáním "z ničeho", které se posléze ukázalo jako vznikání z něčeho. Mluvím o vakuu, o prázdnu. V 19. století to bylo synonymum absolutního prázdna. V 19.století se ale přišlo na to, že z tohoto "absolutního ničeho" samovolně vznikají částice (i když třeba hned rychle zanikají). Dokonce existuje představa, že takto mohl vzniknout i celý náš vesmír. "Absolutní nic" se tak naším poznáním ukázalo být divoce bouřícím něčím, fluktujícím kvantovým vakuem. Ještě dnes se občas použije výraz, že částice vznikají z ničeho, ale fyzici už dobře ví, že to není pravda. Pár nerozumných z nich ten termín používá proto, aby byli zajímaví a šokovali. Vytvářejí tak něco, co by se dalo nazvat "fyzikálním náboženstvím". Je to jakási pokleslá, pseudo-hluboká terminologie, dělající z nouze (naší neznalosti) ctnost, ohromující naší nevědomostí. Přesně to je i případ "vzniku vesmíru z ničeho".

Na závěr ještě jeden příměr a to z pohádky o ztraceném králíčkovi. Dětem se ztratil králíček a tak ho šly hledat na zahradu a nemohly ho pořád najít. V tu chvíli Toníček něco zaslechl, ale když se ho Anička na to ptala, odpověděl: "Něco jsem zaslechl, ale to nic nebylo." Anička se na něj obořila: "Jak můžeš slyšet nic? Když jsi něco zaslechl, musí tam něco být." Šli tam a našli králíčka.

Opravdu, když vidíme nějaký důsledek, je velmi nelogické předpokládat, že předtím nebylo nic. Kdyby totiž nebylo vůbec nic, nemohl by existovat ani žádný impuls ke vzniku něčeho. Proto tvrdit, že vesmír vznikl z ničeho je prakticky totéž, jako tvrdit, že nic neexistuje, ani náš vesmír ani my neexistujeme. :-)

A máme-li být zcela vědecky exaktní a seriózní, je jediné správná odpověď na tuto otázku z čeho vznikl vesmír tato: nevíme. A to už proto, že existuje množství hypotéz o tom, jak vznikl náš vesmír, např. z multivesmíru, srážkou strunových M-brán, atd.

Autor: Jan Fikáček | úterý 8.12.2015 9:04 | karma článku: 38.27 | přečteno: 3038x

Další články blogera

Jan Fikáček

Teorie relativity extrémně názorně

Byly pro vás všechny výklady speciální teorie relativity příliš nepochopitelné a složité? Tak zkuste ještě přístupnější výklad, který vám relativitu přiblíží paralelami s důvěrně známými jevy jako jsou stín nebo déšť.

14.1.2019 v 9:17 | Karma článku: 28.70 | Přečteno: 1243 | Diskuse

Jan Fikáček

Proč si Einstein myslel, že "je Země placatá"?

Pokud si dnes někdo myslí, že je Země placatá, bývá právem považován za totálního ignoranta. Jenže takovým ignorantem je každý z nás v mnoha směrech, aniž to tuší, i když už nejde o tvar Země.

6.1.2019 v 11:01 | Karma článku: 39.66 | Přečteno: 2281 | Diskuse

Jan Fikáček

Rozděluje společnost Zeman nebo lepšolidi?

Zemanovi se často vytýká, že rozděluje společnost svým populismem. To asi přiznávají i jeho voliči. Ono se ale snadno (více) rozděluje něco, co už rozdělené je, neboť pak stačí konstatovat, jak se věci mají.

31.12.2018 v 10:01 | Karma článku: 40.27 | Přečteno: 2475 | Diskuse

Jan Fikáček

Technologie výroby svobodné vůle

Nejdříve si řekněme, co to je svobodná vůle. Tu máme, když nám do našeho rozhodování a do toho, co děláme, nikdo (a nic) "nekecá". Rozhodujeme se jen my a nic nás nenutí. Jen my sami jsme zdrojem všechny svých skutků a rozhodnutí.

25.12.2018 v 9:34 | Karma článku: 40.49 | Přečteno: 2525 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Jan Švadlenka

Regulovaná buněčná smrt II. - Apoptóza

Další část série článků týkajících se regulované buněčné smrti je věnována apoptóze, komplexnímu ději sloužícímu k odstraňování nepotřebných či nebezpečných buněk a recyklaci jejich materiálu.

15.1.2019 v 15:20 | Karma článku: 7.46 | Přečteno: 151 | Diskuse

Libor Čermák

Zvláštnost podobných hor na jednom poledníku

K tomu, jak si příroda umí někdy zašpásovat, mne přivedl obrázek chilského pohoří Torres del Paine. Všimněte si, že obrázek se velmi podobá hoře Huyana Picchu v Peru, tyčící se nad slavnou Machu Picchu.

15.1.2019 v 6:04 | Karma článku: 10.13 | Přečteno: 365 |

Jan Fikáček

Teorie relativity extrémně názorně

Byly pro vás všechny výklady speciální teorie relativity příliš nepochopitelné a složité? Tak zkuste ještě přístupnější výklad, který vám relativitu přiblíží paralelami s důvěrně známými jevy jako jsou stín nebo déšť.

14.1.2019 v 9:17 | Karma článku: 28.70 | Přečteno: 1243 | Diskuse

Dana Tenzler

Chemie v garáži - jednorázová sádra a její recyklace

Proč se dá sádra použít jen jednou? Jak funguje tvrdnutí sádry? Dá se urychlit nebo zpomalit? Jak udělat ze sádry zajímavou hračku pro malé dětské výzkumníky. (délka blogu 5 min.)

14.1.2019 v 8:00 | Karma článku: 26.43 | Přečteno: 587 | Diskuse

Libor Čermák

Kdo všechno v dávnověku věděl o všech kontinentech?

Když jsem shlédl nejnovější díl Vetřelců dávnověku o Antarktidě, začal jsem si dávat dohromady, kdo vlastně všechno v dávných dobách věděl o všech pozemských kontinentech. Že by to skutečně nebyly jen novověké objevy?

13.1.2019 v 6:26 | Karma článku: 27.49 | Přečteno: 1365 |
Počet článků 126 Celková karma 39.97 Průměrná čtenost 2393

Vystudoval chemii, kybernetiku a teorii systémů (interdisciplinární studia) a považuje se za generalistu neboli obecně uvažujícího člověka někde na pomezí mezi přírodními vědami a filosofií. Roky vyučoval filosofii fyziky a filosofii virtuální reality na PřF a MFF UK v Praze (a v té době odmítal tituly jako Doc. nebo CSc.). Nyní PhD student filosofie teoretické fyziky. Pracoval jako evropský expert pro "Future and Emerging Technologies", především v oblasti virtuální reality, rozšířené a smíšené reality. V letech 1991-7 byl předsedou společnosti Mensa ČR (lidé s IQ nad 148 (US norma)). IQ 196 testem Raven matrix II (certifikát Mensy ČR). Více informací zde.
 
Upozornění: Toto je popularizační blog pro veřejnost, neberte ho tedy, prosím jako vědeckou dizertační práci. :-) Autor má zde uváděné základní myšlenky většinou propracované do hloubky, do blogu pro veřejnost však není vhodné uvádět příliš složité formulace. Autora ale baví komunikovat s veřejností, proto tato forma s někdy expresivním vyjadřováním, přehnané nadpisy, které k popularizaci asi patří. Některé blogy jsou však čistá věda, ba dokonce mainstream, některé (asi většina) jsou kritické úvahy snažící se formulovat nové nápady, některé jsou opravdu jen sci-fi nebo spíše sci-sci-fi.

P.S.: Komentáře, které budou řešit (i) autora, ne (jen) obsah blogu, budou bez varování smazány. :-) Autorovi jde o myšlenky a osobní pošťuchování považuje za ztrátu času.

Najdete na iDNES.cz