Wszechświaty, które rodzą „kosmiczne mózgi” powinny trafić na złom

Autor: Anil Ananthaswamy

Frédéric Lecloux/Agence VU/Camerapress

Zaufaj swoim zmysłom. Każda teoria, która pozwala na losowe pojawianie się dziwacznych mózgów, nie może być poprawnym opisem wszechświata.

To może wydawać się oczywiste, ale tacy świadomi obserwatorzy, zwani mózgami Boltzmanna, są nieuniknieni w pewnych wersjach kosmologii. Nowa praca, która twierdzi, że wyrzuca takie teorie, nie tylko sugeruje, że twój mózg nie jest takim dziwactwem, ale mówi nam, które ramy dla kosmosu są najbardziej solidne.

Pojęcie mózgu Boltzmanna jest zbudowane na pomyśle XIX-wiecznego fizyka Ludwiga Boltzmanna, że entropia zamkniętego systemu – miara jego nieuporządkowania – zawsze wzrasta. Istnieje o wiele więcej sposobów na bycie nieuporządkowanym niż uporządkowanym, więc jest o wiele bardziej prawdopodobne, że system będzie zmierzał w kierunku nieuporządkowania. Ale zawsze istnieje nieskończenie małe prawdopodobieństwo, że system nagle przejdzie od nieuporządkowania do uporządkowania.

Co więcej, wiemy, że ekspansja naszego wszechświata przyspiesza, a standardowy pogląd mówi, że odpowiedzialna jest za to tajemnicza ciemna energia. Jeśli ciemna energia pozostanie stała przez cały czas, wszechświat będzie się rozszerzał w nieskończoność.

„Jeśli masz dosłownie całą wieczność na czekanie, dostaniesz zasadniczo każdą możliwą rzecz, która będzie fluktuować w istnieniu”, mówi Sean Carroll z California Institute of Technology w Pasadenie. To obejmuje mózgi Boltzmanna.

Pomysł jest taki, że biorąc pod uwagę nieskończony czas, więcej mózgów będzie fluktuować w istnienie niż ewoluować, więc większość świadomych obserwatorów będzie wynikiem fluktuacji. W tak starym wszechświecie szanse są więc takie, że my również jesteśmy takimi mózgami.

Carroll nie jest fanem mózgów Boltzmanna, a teraz myśli, że może pokazać, że są one o jeden most za daleko.

Jeśli nasze mózgi spontanicznie fluktuowały w istnienie, rozumuje on, to musimy żyć w bardzo dalekiej przyszłości, ponieważ wszechświat potrzebuje prawie nieskończonego czasu, aby takie fluktuacje stały się rzeczywistością. Ale nasze pomiary sugerują, że wszechświat zaczął się zaledwie 14 miliardów lat temu.

Ta rozbieżność oznacza, że jeśli naprawdę jesteśmy mózgami Boltzmanna w starym wszechświecie, to nasze percepcje też są zdezorientowane. „Nie mielibyśmy powodu, by wierzyć, że nasze wspomnienia z przeszłości są dokładne,” mówi Carroll.

Nazywa ten paradoks „niestabilnością poznawczą”: niezdolnością do zaufania własnym procesom rozumowania i pamięci. To powinno wystarczyć, aby wykluczyć takie wszechświaty – i modele kosmologiczne, które je tworzą, mówi (arxiv.org/abs/1702.00850).

To ma implikacje dla teorii ciemnej energii. Na przykład, jeśli ciemna energia osłabia się z czasem, wtedy wszechświat mógłby się skurczyć i skończyć w „wielkim pęknięciu” – i nigdy nie zestarzałby się na tyle, by mogły powstać mózgi Boltzmanna. Jeśli natomiast ciemna energia jest stała w czasie, wtedy mózgi Boltzmanna mogą w końcu powstać. Ale to, czy wszechświat będzie fluktuował w konieczny sposób, zależy od szczegółów teorii kwantowej grawitacji, które jeszcze nie zostały opracowane.

Wyrzucenie tych teorii, które prowadzą do powstania mózgów Boltzmanna, może nam pomóc w podjęciu decyzji między konkurującymi ze sobą ideami, mówi Carroll. Na tej podstawie, rozsądne jest, że wszechświat może zmierzać do Wielkiego Kryzysu, na przykład.

Raphael Bousso z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley łamał sobie głowę nad tym problemem i jest rozdarty co do pomysłów Carrolla.

„Jeśli teoria przewiduje, że przytłaczająca większość obserwatorów to mózgi Boltzmanna, to ta teoria jest wykluczona,” mówi. Uważa on jednak, że argument Carrolla wprowadza niepotrzebną mistykę. „Nie ma potrzeby stosowania wymyślnych pojęć, takich jak 'niestabilność poznawcza’.”

Ten artykuł ukazał się w druku pod nagłówkiem „Odrzuć wszechświaty, które prowadzą do kosmicznych mózgów”

Więcej na ten temat:

• kosmologia

.