Stručné odpovědi na velké otázky

Co se v knize dozvíte

Jen zřídkakdy si najdeme čas, abychom se odprostili od svých životů a položili si největší životní otázky: Odkud jsme přišli? Jak jsme se sem dostali? Proč je vesmír stvořen právě takto?

Naštěstí pro nás někteří z nejchytřejších lidí na světě tráví svůj život kladením těchto otázek a vzácná hrstka z nich dokonce píše knihy, v nichž na ně odpovídá jazykem, kterému všichni rozumíme.

Profesor Stephen Hawking ve své poslední knize prokazuje svou charakteristickou schopnost řešit největší otázky vesmíru, ale najde si prostor a čas i na hypotézy o osudu lidstva. Hawking v knize prolíná společenské otázky se sluneční soustavou a předkládá jak základní zákony vesmíru, tak svou vizi budoucnosti lidstva.

Věda vs. náboženství

Proč jsme tady? Odkud jsme se vzali? Proč se věci mají právě takhle?

Věda i náboženství nabízejí odpovědi na tyto základní otázky, ale docházejí k radikálně odlišným závěrům. Jedna strana tvrdí, že lidský život má přirozený smysl, druhá, že naše existence je jen o málo víc než náhodná. Není divu, že jsou vnímány jako dvě protichůdná vyznání.

Tyto otázky vycházejí z přirozené lidské tendence pochopit a vysvětlit náš vesmír – hledat odpovědi a smysl. Zpočátku tato vysvětlení přicházela z náboženství. Bohové byli považováni za příčiny blesků, bouří a zatmění. Nyní však máme racionálnější, konzistentní a ověřitelné vysvětlení: náš vesmír je obrovský stroj, který se řídí souborem neporušitelných přírodních zákonů.

Stačí se zamyslet nad jednoduchou hrou tenisu. Míček vždy skončí přesně tam, kde to tyto přírodní zákony, jako gravitace a pohyb, předpovídají. Žádné anomálie. Žádné výjimky. Samozřejmě existují proměnné, jako je síla svalů hráče nebo rychlost větru, ale ty fungují jako pouhé informační body, které tyto přírodní zákony neměnným způsobem zpracovávají a vypočítávají výsledek.

Tyto zákony nejsou jen neměnné, jsou také univerzální.

To znamená, že to, co platí pro náš tenisový míček, platí i pro největší nebeské bytosti. Otáčky naší planety se řídí těmito zákony, stejně jako ledový meteor řítící se mezihvězdným prostorem. A co víc, přírodní zákony nelze porušit: podléhal by jim dokonce i Bůh, což je v rozporu s teologickým zdůrazňováním božské všemohoucnosti.

Přesto by mohl existovat způsob, jak smířit moderní vědu s myšlenkou Boha.

To zahrnuje definici Boha jako těchto základních přírodních zákonů spíše než jako vědomé bytosti, která je stvořila. Takto o Bohu hovořil Einstein – jako o referenčním termínu pro pozorovatelná, neporušitelná pravidla vesmíru.

Toto vysvětlení bude pro mnoho lidí neuspokojivé. To proto, že mnozí z nás jsou zvyklí uvažovat o Bohu jako o bytosti podobné člověku – o bytosti, s níž můžeme mít osobní vztah. Když se však podíváme na vesmír v celé jeho děsivé velikosti a srovnáme jej s tím, jak malý a náhodný je lidský život, je šance na existenci božského stvořitele mizivá.

Pokud je tedy naše tradiční vysvětlení vzniku vesmíru chybné, jak vlastně vesmír vznikl?

Lze zjistit, co bylo před velkým třeskem?

Většina z nás o velkém třesku slyšela – je to nejrozšířenější vědecká teorie o tom, jak náš vesmír vznikl. Během nanosekundy se vesmír změnil z nekonečně hustého bodu, možná menšího než proton, v rychle se rozpínající těleso, které roste dodnes.

Objev, že se náš vesmír rozpíná, vlastně pomohl rozvinout teorii velkého třesku. K tomuto odhalení došel vědec Edwin Hubble.

V roce 1929 Hubble pečlivě analyzoval světlo ze vzdálených galaxií. Jeho cílem bylo změřit, zda se tyto galaxie pohybují, a pokud ano, tak kam. Jeho zjištění patřila k nejpřevratnějším v historii vědy.

Hubble ukázal, že téměř všechny galaxie se od sebe vzdalují. A co víc, čím dále jsou od Země, tím rychleji se pohybují. Na základě jejich rychlosti víme, že tyto galaxie byly před 10 až 15 miliardami let extrémně blízko u sebe. Možná tak blízko, že všechny zaujímaly stejný bod v prostoru – singularitu.

Důkazy podporující takovou teorii se poprvé objevily v roce 1965, kdy bylo ve vesmíru objeveno slabé mikrovlnné pozadí. To silně naznačuje, že vesmír měl velmi hustý a horký počátek. Tyto mikrovlny jsou pravděpodobně zbytky záření z počátečního „třesku”.

Otázkou však zůstává – co bylo před velkým třeskem?

Odpověď se týká Einsteina a jeho revolučního objevu, že prostor a čas nejsou oddělené entity. Místo toho jsou propojeny do „látky”, které říkáme časoprostor – jeviště, na kterém vesmír existuje.

A časoprostor může být deformován vysokou úrovní gravitace, kterou mají masivní objekty, podobně jako když položíte bowlingovou kouli na matraci. Je těžké si to představit, ale nejhmotnější objekty, jako černé díry, mohou časoprostor deformovat tak silně, že se zastaví samotný čas.

Vraťme se tedy zpět na počátek vesmíru. Vesmír se začne smršťovat a dosáhne nekonečně malé a nekonečně husté singularity podobné černé díře. Zde již prostor i čas nefungují podle našeho klasického chápání.

Nyní máme odpověď – pokud budeme sledovat „řetězec kauzality” zpět do jeho nejvzdálenějšího bodu, můžeme dokázat, že velký třesk nemohl mít příčinu, protože čas neexistoval. Neexistoval žádný čas, v němž by mohla existovat příčina.

Než se pustíme do něčeho stejně záhadného – mimozemského života –, nejdřív si to nechte v klidu projít hlavou.

A jak je to s mimozemským životem?

Mimozemšťané poutají naši představivost už celá desetiletí. Viděli jsme je ve filmech, četli o nich ve sci-fi románech a zabíjeli je v počítačových hrách. Někteří lidé dokonce tvrdí, že se s nimi setkali. Jaká je však šance, že inteligentní život skutečně existuje mimo Zemi?

No, pokud si vezmeme jediný příklad, který máme – Zemi –, zdá se pravděpodobné, že se mimozemské formy života vyvinuly.

V době, kdy se Země zformovala, slavil vesmír své sedmimiliardové narozeniny. Mnoho mimozemských civilizací mohlo vzniknout, zvládnout cestování vesmírem a kolonizovat svou galaxii dříve, než jsme my objevili oheň.

Zdá se tedy, že časový rámec sedí, ale co obyvatelné planety?

Na první pohled se to také nezdá problematické. Odhaduje se, že 20 procent všech hvězd má planety podobné Zemi, které obíhají v tzv. zlaté zóně – oblasti schopné udržet život, protože není příliš vzdálená od své hvězdy, aby se z ní stala ledová pustina, ale zároveň není dost blízko, aby se její obyvatelé usmažili.

Podívejme se na to z jiného úhlu pohledu. V naší galaxii, Mléčné dráze, je zhruba 200 miliard hvězd. To nám potenciálně dává čtyřicet miliard planet podobných Zemi jen v našem vesmírném sousedství.

Ale pokud se mimozemský život zdá tak pravděpodobný, proč nás ještě nikdo nenavštívil?

Jedna z teorií tvrdí, že mimozemský život může být běžný, ale inteligentní život je mimořádně vzácný.

Podívejme se znovu na Zemi. Životu trvalo 2,5 miliardy let, než se dostal od jednobuněčných organismů k mnohobuněčným, které jsou pro inteligentní život nezbytné. To je značná část času, který máme k dispozici, než naše Slunce exploduje. Mohlo tedy existovat mnoho dalších světů, na kterých se vyvíjel život, jen aby je stará, vrtkavá hvězda vyhodila do povětří.

Není to jediná hrozba, která může být existenční pro mimozemské životy – před 66 miliony let narazil do Země malý asteroid nebo kometa. Ta vyhubila všechny dinosaury – předchozí dominantní druh naší planety.

Byl to poslední velký náraz do Země a my už nějakou dobu pokoušíme štěstí. Rozumný odhad těchto srážek je přibližně jednou za 20 milionů let. Pokud je to pravda, může to být jen štěstí, že se na Zemi vyvinul lidský život, protože naše planeta už dávno čeká na mezihvězdnou srážku. Jiné formy života možná takové štěstí neměly.

Mohli bysme předvídat budoucnost?

Představte si, že byste mohli předvídat budoucnost. Mohli byste si koupit výherní los do loterie na příští týden, zjistit otázky v nadcházejícím testu nebo se dokonce vyhnout hrozící smrti. Je to lákavá vyhlídka. ale je to možné?

V tomto konvenčním smyslu ne. Existuje však jeden, i když nepravděpodobný scénář, kdy by to možné bylo.

Francouzský vědec Pierre-Simon Laplace tvrdil, že kdybychom znali polohy a rychlosti všech částic ve vesmíru, mohli bychom vypočítat jejich budoucí chování. Pokud byste například znali polohu svého auta v určitém okamžiku a věděli, že jede rychlostí 60 km za hodinu, mohli byste snadno vypočítat, kde bude za 30 minut.

Laplaceova myšlenka je vlastně ústředním principem klasické vědy – představa, že stav našeho vesmíru v určitém čase určuje jeho budoucí stavy. To nám umožňuje předvídat budoucnost, alespoň teoreticky.

Ve dvacátém století však německý fyzik Werner Heisenberg Laplaceovu logiku vyvrátil.

Heisenberg zjistil, že vzhledem ke způsobu, jakým jsou světelné vlny obaleny jednotkami nazývaných 'kvanta', nelze měřit současně rychlost i polohu částice; čím přesněji změříte jedno, tím méně přesně můžete změřit druhé. Toto pravidlo se stalo známým jako princip neurčitosti a vyžadovalo, aby fyzika objevila nový způsob pohledu na svět.

Tento pohled vznikl v první polovině dvacátého století v podobě notoricky známé složité teorie kvantové mechaniky.

V kvantové mechanice nemají částice přesně definované polohy a rychlosti. Tyto hodnoty jsou spíše reprezentovány něčím, co se nazývá vlnová funkce. Vlnová funkce je soubor čísel, z nichž každé představuje jiný bod prostoru. Velikost vlnové funkce předpovídá pravděpodobnost, že se částice bude nacházet v každém bodě prostoru. Co se týče předpovědi rychlosti částice v daném bodě, můžeme ji provést měřením toho, jak moc se vlnová funkce mění mezi dvěma body v prostoru.

Kvantová mechanika nám také předkládá mnoho problémů. Pro začátek, v rámci klasického pohledu na vědu jsme schopni předpovědět pouze polovinu informací o částici. To znamená, že můžeme zjistit pouze její vlnovou funkci, nikoli její polohu a rychlost. Navíc se zdá, že teorie kvantové mechaniky selhává v extrémních podmínkách, kdy se časoprostor deformuje, například v nitru černých děr.