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)