21 sep 2009

När allting började: kosmos eller kaos?

Av Doktorn

Bästa bloggare, just när ni trodde att sidan Z hade gått under jorden dyker det upp en intressant frågeställning: Var den stora smällen - big bang - ett maximalt ordnat eller maximalt oordnat tillstånd (eller kanske något mittemellan)?

Frågan är intressant, inte bara eftersom namnkunniga fysiker har olika syn på saken, utan också för dess koppling till det kosmiska finjusteringsargumentet för Guds existens. Om vi påträffar ett maximalt oordnat sakernas tillstånd kanske vi inte direkt drar slutsatsen att en superintelligent designer ligger bakom? Om vi däremot stöter på ett maximalt ordnat tillstånd hamnar ju frågan om design i ett nytt ljus.

Intressant att notera är alltså att namnkunniga fysiker har olika syn på saken. Ulf Danielsson (Stjärnor och äpplen som faller) är en av dem som tycks mena att ursprunget - big bang-singulariteten - var maximalt ordnat, ty han talar om att "det måste ha funnits ett skapelseögonblick - ett ögonblick av högsta ordning som blev startskottet för en resa mot förfallet" (s. 310). "Förfallet" ifråga handlar om termodynamikens andra lag, som säger att entropin (oordningen) i ett slutet system alltid kommer att öka; eftersom universum i absolut mening är ett slutet system (det finns inget "utanför" universum) kommer oordningen i universum alltid att öka; alltså måste det ha varit bättre förr, och allra bäst i begynnelsen!

Victor Stenger (God: the Failed Hypothesis) är av en radikalt annan åsikt. Han menar att big bang-singulariteten var ett totalt kaos. Orsaken till att entropin trots det har ökat alltsedan starten (ty även Stenger tror ju på termodynamikens andra lag) beror på att universums radie ökar i takt med att det expanderar, och ju större radie, ju mer oordning får plats! Enligt Stenger blir det alltså relativt sett bättre ju längre tiden går, trots att den totala mängden oordning ständigt ökar i universum.

Stengers förståelse av saken är nog ganska vanlig bland fysiker. Men är den korrekt, eller ligger sanningen närmare Danielssons modell?

En annan fysiker/matematiker, Roger Penrose, har enligt min mening avgjort frågan till Danielssons favör. I The Emperor's New Mind (och säkert även på andra ställen) tar han upp den typ av resonemang som Stenger för fram. "A little consideration", skriver han, "tells us that this cannot be the correct explanation" (s. 329).

Anta nämligen att universum upphör att expandera och istället krymper samman och slutar sina dagar i den stora krossen: the big crunch. Om detta scenario är så mycket som fysikaliskt möjligt är Stengers entropimodell falsk, ty oordningen kan ju inte vara större i big crunch-singulariteten än i big bang-singulariteten, och hur skulle den då ha kunnat öka i universum alltsedan big bang?

Nu verkar det som att big crunch-scenariot aldrig kommer att realiseras (eftersom den mörka energin tydligen gör så att universums expansion snarare accelererar än saktar ned), men för Penroses argument räcker det att det är ett fysikaliskt möjligt scenario.

Vi verkar alltså ha goda skäl att tro att kosmos kommer före kaos, att universum började i ett tillstånd av maximal ordning snarare än maximal oordning. Därmed inte sagt att det måste vara skapat av Gud; poängen är bara att det kosmiska finjusteringsargumentet inte verkar kunna avfärdas med hänvisning till något slags kaosmodell av big bang.

(Bildkälla)

16 kommentarer:

Zoltan sa...

Kul att se rörelse på denna blogg igen.

Avseende frågan: jag tror inte det är möjligt att besvara den, innan vi förstår hur singulariteten uppstått.

Och i den (egna) modell jag har i mitt lilla huvud, så är det absolut och total ordning som orsakat singulariteten, som en följd av total ordning - och där är också alla konstanter evigt konstanta...

Universum återskapar sig själv, men inte genom Big Crunch, utan snarare genom ett "Big Rip"...

Gustav sa...

Håller med om att det var kul att få se ett inlägg igen här.

Angående frågeställningen så tror jag på nästan totalt ordnat (dvs ursprunget var en punkt med väldigt mycket energi som långsamt expanderade och då entropin också ökade (lite samma resonemang som han som påstod maximalt oordnat starttillstånd). Den startpunkten är ju bara då en punkt som inte kan inehålla någon oordning då en punkt är en punkt.

Men jag utesluter inte totalt oordnat även om jag är öppen för att universum kan krympa då jag inte är helt övertygad om att termodynamikens andra lag alltid måste gälla i alla system utan den kanske bara gäller i relativt små system eller i system under låga gravitionella krafter eller nått annat...

Anonym sa...

Härligt att liv återuppstår på bloggen. Jag har väntat länge på att höra något härifrån och vad trevligt det är att det är Doktorn som börjat knappa på tangenterna.

Vad gäller själva frågan tror jag själv på The Big Blog!

/M

ctail sa...

Jag vet inte så mycket om partikelfysik, men beräkningsteori begriper jag tillräckligt väl för att Penrose svamlar när han försöker få det till att människor kan lösa stopproblemet bättre än datorer. Därmed ligger hans trovärdighet inte högt.

Z sa...

ctail skrev
Jag vet inte så mycket om partikelfysik, men beräkningsteori begriper jag tillräckligt väl för att Penrose svamlar när han försöker få det till att människor kan lösa stopproblemet bättre än datorer. Därmed ligger hans trovärdighet inte högt.

Hmmm...men kan datorer lösa stopproblemet för något input-exempel överhuvudtaget? Om svaret är nej, torde människan ligga bra till, rent logiskt iaf (-; Eller?

(jag är osäker på vilket som är stopproblemet:
1. Att datorer inte kan avgöra huruvida en input kommer att resultera i en "evig" beräkningsloop,
eller
2. Att datorer inte kan avgöra detta för alla tänkbara input-exempel, men väl för vissa)

Doktorn sa...

Nya begrepp dyker upp! I valet mellan BIG RIP och BIG BLOG tvingas jag nog förespråka det förra, även om det senare låter roligare...

Zoltan, menar du att ett "big rip" - då universum till slut tänkes expandera så fort så att själva atomstrukturerna slits sönder - skulle kunna liknas vid en ny "inflationsfas" och därmed en "återskapelse"?

Gustav, det stämmer att vi inte kan vara säkra på att termodynamikens andra lag gäller för universum i stort. Men det tycks mig rimligt att utgå från att så är fallet, snarare än att utgå från att så inte är fallet. Både Stenger och Penrose verkar göra det, till exempel.

Sedan är det ju så att "en punkt är en punkt" - men jag vet inte om man kan utesluta oordning av den anledningen. Till exempel talar man ju om en oändligt "tät" punkt, och om en punkt kan vara mer eller mindre tät kan den kanske vara mer eller mindre ordnad.

Zoltan sa...

Doktorn,

Jag ser inte att expansionen nödvändigtvis kan accelerera asymptotiskt mot oändlighet.

Det jag föreställer mig är ett stadium då expansionen nått ett gränsvärde, då svarta hål avdunstat och all energi i universum är likformigt fördelat - hela universum intar samma energinivå. "Pang"! På något sätt imploderar rubbet och börjar om...

Vill inte berätta mer utan att i förväg avslöja för mycket om modellen jag erbarmligt sakta snickrar på.

ctail sa...

Z: Stopproblemet innebär att givet en definition av en Turingmaskin tillsammans med dess indata avgöra om maskinen någonsin når ett sluttillstånd. Att lösa problemet innebär att kunna ge rätt svar för varje möjlig kombination av Turingmaskin och tillhörande indata. Självklart kan både människor och Turingmaskiner ge rätt svar för enkla exempel, men det är inte att lösa problemet.

Penrose vill låta påskina att människor inte kan reduceras till Turingmaskiner eftersom Turingmaskiner inte kan lösa stopproblemet, men det är trams. Antingen kan människor reduceras till Turingmaskiner och då kan man använda det vanliga beviset för att de inte kan lösa stopproblemet. Eller så kan de inte reduceras till Turingmaskiner, och då kan vi inte använda det beviset, men det betyder fortfarande inte att en människa kan lösa stopproblemet. Stenar kan inte heller reduceras till Turingmaskiner utan att man förlorar något viktigt i beskrivningen, men det betyder inte att stenar är bättre än Turingmaskiner på att lösa beräkningsproblem.

ctail sa...

För övrigt är det ganska enkelt att troliggöra att Turingmaskiner klarar av beräkningsproblem som människor inte klarar. Turingmaskiner har oändligt stort arbetsminne och obegränsat med tid för sina beräkningar. Därmed kan en Turingmaskin lösa exempelvis satisfierbarhetsproblemet för obegränsat stora indata, medan människan rimligtvis har en gräns. Ta till exempel en instans av satisfierbarhetsproblemet med lika många variabler som antalet elementarpartiklar i hela människans kropp. Tror man att människan skulle klara av det så har man enligt min mening drivit humanismen ganska mycket för långt.

ctail sa...

Hej, det är jag igen :)

Jo en sak till: det är ett missförstånd att datorer inte kan lösa stopproblemet. Verkliga datorer är nämligen inte Turingmaskiner utan ändliga automater, och för ändliga automater är stopproblemet teoretiskt trivialt.

Josef Boberg sa...

LIVETS MENING inkluderar ju materian - som jag ser det i vart fall - tycker Josef B.

Z sa...

Håller med dig på den punkten, tror jag, Josef. Kropp och själ tillsammans.

mvh
/z

Josef Boberg sa...

Jo...

Anonym sa...

lart mycket

Anonym sa...

l?se hele blog, pretty good

Convenor sa...

We hope that you will enjoy the series that we have been running on our blog on Swedish customs.

www.catholicheritage.blogspot.com

Please feel free to link/follow/blogroll to our blog.

Happy Christmas!

St. Conleth's Catholic Heritage Association - Ireland

Skicka en kommentar

Sjung ut