Žijeme v nejlepším vesmíru? Fyzici navrhují, jak otestovat antropický princip

Antropický princip nepřestává dráždit. Jak je možné, že žijeme ve vesmíru, v němž můžeme žít? Nemanja Kaloper s Alexanderem Westphalem k jinak čistě filozofickému a poněkud bezcílnému mudrování přihodili test antropického principu v souvislosti s pátráním po temné hmotě. Vše záleží na tom, jestli najdeme nebo nenajdeme ultralehké axiony. Jasno by mohlo být docela brzy.

Multivvesmír by elegantně ukončil trable s antropickým principem Kredit: Silver Spoon

Antropický princip, přinejmenším ve své vulgární podobě, je jako konspirační teorie převlečená za vědeckou hypotézu. „Vesmír má všechny parametry takové, aby mohl existovat! To nemůže být náhoda!“ Přesto se mnozí vědci antropickým principem seriózně zabývají a dohadují se o něm, i když to může být poněkud trapný artefakt kognitivního zkreslení klamem přeživšího (survivorship bias).

Nemanja Kaloper. Kredit: UC Davis.

Až doposud to byly plané filozofické debaty, v nichž jen málokdo uvažoval o vyvratitelnosti představ o antropickém principu. Teď ale spojili síly fyzici Nemanja Kaloper z americké University of California, Davis a Alexander Westphal z německého DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron) a navrhují postup, s jehož pomocí by snad bylo možné v překvapivě dohledné době antropický princip vědecky ověřit. Má to ale háček. Je nutné udělat největší kosmologický objev desetiletí.

Alexander Westphal. Kredit: Marta Meyer/DESY.

Kaloper s Westphalem se soustředili na temnou hmotu, kterou, jak známo, ještě nikdo nikdy neviděl, ale stejně s ní, tedy ve chladné variantě počítá vládnoucí standardní kosmologický model lambda-CDM. Jak jistě každý ví, pátrání po temné hmotě jde ztuha. Donedávna byly hlavními kandidáty WIMPy, tedy netečné masivní částice, s nimiž počítaly supersymetrické teorie. Dnes se ale supersymetrie utápí v ohromných, nejspíš fatálních problémech a po WIMPech pomalu ani neštěkne pes.

Lovci temné hmoty teď více spoléhají na axiony v různých podobách, tedy na hypotetické extrémně lehké částice. A teď to začíná být zajímavé pro antropický princip. Teorie kolem axionů předpovídají, že axiony vznikly během kosmologické inflace (high-scale inflation). Ze souvislostí vyplývá, že pokud učiníme ohromující objev (minimálně) desetiletí a najdeme axionickou temnou hmotu, vlastně to současně bude test antropického principu, jak ho navrhují Kaloper s Westphalem.

Jak říká Kaloper, jejich test zahrnuje 3 komponenty: kosmologickou inflaci, temnou hmotu a axiony (konkrétně ultralehké axiony fuzzy temné hmoty). Pokud jde o inflaci, v roce 2032 by měla odstartovat japonská mise LiteBIRD (Lite (Light) Satellite for the Study of B-mode Polarization), která by měla odhalit primordiální gravitační vlny, v nichž by měly být patrné stopy kosmologické inflace. Další možností podle Kalopera je, že narazíme na ultralehké axiony při studiu supermasivních černých děr (superradiant phenomena). Měly by totiž ovlivňovat rotaci těchto černých děr, což bychom mohli detekovat.

Pokud se ale ukáže, že žádné ultralehké axiony nejsou a netvoří temnou hmotu, pro Kalopera s Westphalem to bude znamenat, že antropický princip jako vědecká hypotéza selhal a nefunguje. Pokud se podle Kalopera nezmění základní kosmologické předpoklady, jako třeba univerzalita gravitace nebo raná inflace, pak by selhání antropického principu znamenalo, že máme problém v počátečních podmínkách pro vesmír. Tyto podmínky, jak je dnes chápeme, mohou být různě pravděpodobné nebo se dokonce mohou navzájem vylučovat. Kosmologie by pak nejspíš byla komplikovanější, než si dnes představujeme.

Video: Nemanja Kaloper: "A Quantum-Mechanical Mechanism for Reducing the Cosmological Constant"