Poslední vědecká práce teoretického fyzika Stephena Hawkinga, který zemřel 14. března 2018, vyšla ve vědeckém časopise Journal of High Energy Physics (PDF) koncem dubna.
Na článku spolupracoval Hawking s fyzikem Thomas Hertogem z Katolické univerzity v belgickém Leuvenu. Ten pro BBC vysvětlil, že Hawkingův zatím poslední publikovaný text je završením více než dvaceti let Hawkingova bádání v oblasti teorie multivesmíru. (Výraz „poslední publikovaný“ používáme proto, že Hawkingovi ještě po smrti vyjdou další práce, které se zatím připravují k vydání. Ty se mají údajně týkat černých děr, to by měl poslední Hawkingův článek zabývající se kosmologií, tedy zjednodušeně řečeno vědou o vzniku vesmíru.)
Hawking se snažil vyřešit důsledky své předchozí teorie, která naznačovala, že v alternativních vesmírech by mohly platit naprosto odlišné fyzikální zákony, což vedlo k řadě paradoxních závěrů znemožňujících fyzikální popis reality. „Stephen i já jsme byli s takovým stavem nanejvýš nespokojeni. Znamenalo by to, že multivesmír se objevil prakticky náhodně a nic víc o tom nemůžeme říci. Řekli jsme si - možná s tím budeme muset žít. Ale nechtěli jsme to vzdát,“ uvedl Hertog.
Ilustrace z článku Hawkinga a Hertoga (2018)
Znázornění inflace vesmíru (Hawking, Hertog)
Nekonečné množství vesmírů přináší více otázek
Jestliže v tomto vesmíru právě čtete tento článek, v alternativním možná skáčete z letadla. V jiném vesmíru jste se nikdy nenarodili. A v dalším byste vůbec nenašli planetu Zemi. To všechno jsou důsledky teorie multivesmíru, kterou zná každý student vysokoškolské fyziky nebo fanoušek žánru sci-fi.
Představa ohromného, podle některých nekonečného, množství vesmírů má řadu neintuitivních, matoucích a šílených důsledků. V 80. letech 20. století se Stephen Hawking pokusil spolu s americkým kolegou Jamesem Hartlem popsat vznik nekonečného množství vesmírů pomocí kvantové mechaniky. Podle jejich teze by náš vesmír (a všechny ostatní vesmíry multiverza) vznikl „z ničeho“.
Tato teze vyřešila některé problémy s teorií velkého třesku, ale přinesla několik dalších problematických důsledků, které z Hawkingova-Hartlova modelu vyplývaly. Vznik nekonečného množství vesmírů, z nichž v každém by mohly platit zcela různé fyzikální zákony, v podstatě znamenal, že ani „naše“ fyzikální zákony nejsou předem předvídatelné.
Nový návrh řeší vznik vesmírů elegantně a „spojitě“
S využitím pokročilé matematiky (u které nemůžeme ani předstírat, že jí rozumíme) profesoři Hawking a Hertog ukázali „spojitější“ (v angličtině „smooth“, též „plynulou“ nebo „jemnou“, pozn. red.) pravděpodobnostní funkci, která by vznik našeho a ostatních vesmírů vysvětlovala.
„Na základě našeho návrhu vyvozujeme, že při nekonečné inflaci nevzniká nekonečné množství fraktálovitých vesmírů (v originále „fractal-like multiverse“, tedy velmi volně přeloženo pestrý, nekonečně rozvětvený, pozn. red.), ale že je multivesmír konečný a docela „spojitý“.“
Zatímco dříve z Hawkingových teorií vyplývalo, že v multiverzu se mohou vyskytovat „oblasti“ s vesmíry radikálně odlišnými od toho našeho, nová teorie by multivesmír značně zjednodušila a zpřehlednila.
„Náš článek částečně vysvětluje, jak je možné, že žijeme v tak pečlivě vyladěném vesmíru,“ řekl pro The Guardian profesor Hertog. „Naše teorie redukuje multivesmír na lépe zvladatelnou sadu vesmírů, které jsou si vzájemně velmi podobné. Jak by řekl Stephen, je to skoro jako kdyby vesmír musel vypadat tak, jak vypadá. To nám dává naději, že v budoucnu najdeme obecnou a plně prediktivní kosmologickou teorii,“ dodal.
Oprava: Opravili jsme překlad slova smooth, aby odpovídal českým matematickým ekvivalentům.
