Universurile care generează „creiere cosmice” ar trebui să ajungă la fier vechi

De Anil Ananthaswamy

Frédéric Lecloux/Agence VU/Camerapress

Încredeți-vă în simțuri. Orice teorie care lasă creiere bizare să apară la întâmplare în existență nu poate fi o descriere validă a universului.

Acesta poate părea evident, dar astfel de observatori conștienți, numiți creiere Boltzmann, sunt inevitabili în anumite versiuni ale cosmologiei. O nouă lucrare care pretinde că alungă astfel de teorii nu numai că sugerează că creierul tău nu este o astfel de ciudățenie, dar ne spune ce cadre pentru cosmos sunt cele mai solide.

Noțiunea de creier Boltzmann este construită pe ideea fizicianului Ludwig Boltzmann din secolul al XIX-lea că entropia unui sistem închis – o măsură a dezordinii sale – crește întotdeauna. Există mult mai multe moduri de a fi dezordonat decât ordonat, astfel încât este mult mai probabil ca sistemul să se îndrepte spre dezordine. Dar există întotdeauna o probabilitate infinitezimală ca un sistem să fluctueze brusc de la dezordine la ordine.

În plus, știm că expansiunea universului nostru se accelerează, iar punctul de vedere standard este că misterioasa energie întunecată este responsabilă. Dacă energia întunecată rămâne constantă de-a lungul timpului, universul se va extinde la nesfârșit.

„Dacă aveți literalmente o veșnicie de așteptat, veți obține, în esență, fiecare lucru posibil care fluctuează în existență”, spune Sean Carroll de la California Institute of Technology din Pasadena. Aceasta include creierele lui Boltzmann.

Ideea este că, având în vedere timpul infinit, mai multe creiere vor fluctua în existență decât vor evolua, astfel încât majoritatea observatorilor conștienți ar fi rezultatul fluctuațiilor. Într-un univers atât de vechi, atunci, șansele sunt ca și noi să fim astfel de creiere.

Carroll nu este un fan al creierelor Boltzmann, iar acum crede că poate demonstra că acestea sunt o punte prea îndepărtată.

Dacă creierele noastre au fluctuat spontan în existență, motivează el, atunci trebuie să trăim într-un viitor foarte îndepărtat, deoarece universul are nevoie de un timp aproape infinit pentru ca astfel de fluctuații să devină o realitate. Dar măsurătorile noastre sugerează că universul a început cu doar 14 miliarde de ani în urmă.

Această discrepanță înseamnă că, dacă suntem cu adevărat creiere Boltzmann într-un univers vechi, atunci și percepțiile noastre sunt zăpăcite. „Nu am avea niciun motiv să credem că amintirile noastre din trecut sunt exacte”, spune Carroll.

El numește acest paradox „instabilitate cognitivă”: incapacitatea de a avea încredere în propriile procese de raționament și memorie. Acest lucru ar trebui să fie suficient pentru a exclude astfel de universuri – și modelele cosmologice care le produc, spune el (arxiv.org/abs/1702.00850).

Acest lucru are implicații pentru teoriile energiei întunecate. De exemplu, dacă energia întunecată slăbește în timp, atunci universul s-ar putea contracta și ar putea sfârși într-un „big crunch” – și nu ar ajunge niciodată suficient de vechi pentru a se forma creierele lui Boltzmann. În schimb, dacă energia întunecată este constantă în timp, atunci creierele Boltzmann ar putea apărea în cele din urmă. Dar dacă universul va fluctua sau nu în modul necesar depinde de particularitățile unei teorii a gravitației cuantice, care nu au fost încă elaborate.

Dezmințirea acelor teorii care duc la creierele Boltzmann ne poate ajuta să decidem între ideile concurente, spune Carroll. Pe această bază, este rezonabil ca universul să se îndrepte spre un big crunch, de exemplu.

Raphael Bousso de la Universitatea California din Berkeley și-a frământat creierii cu privire la această problemă și este împărțit în privința ideilor lui Carroll.

„Dacă o teorie prezice că majoritatea covârșitoare a observatorilor sunt creiere Boltzmann, atunci acea teorie este exclusă”, spune el. Dar el crede că argumentul lui Carroll introduce o mistică inutilă. „Nu este nevoie de noțiuni fanteziste precum „instabilitatea cognitivă”.”

Acest articol a apărut în presă sub titlul „Respingeți universurile care duc la creiere cosmice”

Mai multe pe aceste teme:

• cosmologie

.