A “kozmikus agyakat” szülő univerzumoknak a szemétdombra kellene kerülniük

Szerző: Anil Ananthaswamy

Frédéric Lecloux/Agence VU/Camerapress

Bízz az érzékeidben. Bármilyen elmélet, amely hagyja, hogy bizarr agyak véletlenszerűen felbukkanjanak, nem lehet a világegyetem érvényes leírása.

Ez nyilvánvalónak tűnhet, de az ilyen tudatos megfigyelők, az úgynevezett Boltzmann-agyak, elkerülhetetlenek a kozmológia bizonyos változataiban. Egy új munka, amely azt állítja, hogy száműzi az ilyen elméleteket, nemcsak azt sugallja, hogy az agyad nem is olyan furcsa, hanem azt is megmondja, hogy a kozmosz mely keretei a legmegbízhatóbbak.

A Boltzmann-agy fogalma Ludwig Boltzmann 19. századi fizikus azon elképzelésére épül, hogy egy zárt rendszer entrópiája – a rendezetlenség mértékegysége – mindig növekszik. Sokkal több módja van a rendezetlenségnek, mint a rendezettségnek, így sokkal valószínűbb, hogy a rendszer a rendezetlenség felé fog haladni. De mindig van egy végtelenül kicsi a valószínűsége annak, hogy egy rendszer hirtelen a rendetlenségből a rendezettség felé ingadozik.

Még azt is tudjuk, hogy a világegyetemünk tágulása gyorsul, és a szokásos nézet szerint ezért a titokzatos sötét energia a felelős. Ha a sötét energia az idők folyamán állandó marad, akkor a világegyetem örökké tágulni fog.

“Ha szó szerint örökké kell várni, akkor lényegében minden lehetséges dolog fluktuál a létezésbe” – mondja Sean Carroll, a pasadenai Kaliforniai Technológiai Intézet munkatársa. Ebbe beletartoznak a Boltzmann-agyak is.

Az elképzelés szerint végtelen idő esetén több agy fog fluktuálni, mint amennyi fejlődik, így a legtöbb tudatos megfigyelő fluktuáció eredménye lenne. Egy ilyen régi univerzumban tehát nagy az esélye annak, hogy mi is ilyen agyak vagyunk.

Carroll nem rajong a Boltzmann-agyakért, és most úgy gondolja, hogy be tudja bizonyítani, hogy azok túl messzire vezetnek.

Ha az agyunk spontán módon ingadozva jött létre, érvel, akkor a nagyon távoli jövőben kell élnünk, mivel az univerzumnak közel végtelen időre van szüksége ahhoz, hogy az ilyen ingadozások valósággá váljanak. A méréseink azonban arra utalnak, hogy a világegyetem mindössze 14 milliárd évvel ezelőtt kezdődött.

Ez az ellentmondás azt jelenti, hogy ha valóban Boltzmann-agyak vagyunk egy régi világegyetemben, akkor az érzékelésünk is zavaros. “Nem lenne okunk azt hinni, hogy a múltra vonatkozó emlékeink pontosak” – mondja Carroll.

Ezt a paradoxont “kognitív instabilitásnak” nevezi: a saját gondolkodási és emlékezeti folyamatainkban való megbízhatatlanságnak. Szerinte ennek elégnek kell lennie ahhoz, hogy kizárjuk az ilyen univerzumokat – és az őket létrehozó kozmológiai modelleket (arxiv.org/abs/1702.00850).

Ez hatással van a sötét energia elméleteire. Például, ha a sötét energia idővel gyengül, akkor az univerzum összehúzódhat, és “nagy roppanásban” végződhet – és soha nem lesz elég öreg ahhoz, hogy Boltzmann-agyak alakuljanak ki. Ha viszont a sötét energia idővel állandó, akkor a Boltzmann-agyak előbb-utóbb kialakulhatnak. De hogy az univerzum a szükséges módon ingadozik-e vagy sem, az a kvantumgravitáció elméletének sajátosságaitól függ, amelyeket még ki kell dolgozni.

A Boltzmann-agyakhoz vezető elméletek kidobása segíthet nekünk dönteni a versengő elképzelések között, mondja Carroll. Ennek alapján ésszerű, hogy az univerzum például egy nagy krízis felé tarthat.

Raphael Bousso a Berkeley-i Kaliforniai Egyetemen töri a fejét ezen a problémán, és szakadozott Carroll elképzeléseivel kapcsolatban.

“Ha egy elmélet azt jósolja, hogy a megfigyelők túlnyomó többsége Boltzmann-agy, akkor az az elmélet ki van zárva” – mondja. De úgy gondolja, hogy Carroll érvelése felesleges misztikumot vezet be. “Nincs szükség olyan díszes fogalmakra, mint a “kognitív instabilitás”.”

Ez a cikk nyomtatásban “Elutasítjuk a kozmikus agyakhoz vezető univerzumokat”

Még több ilyen témában:

• kozmológia