Je vesmír izolovaný systém?

V poslednom videu s Curtom Jaimungalom sa ponoríme do fascinujúcej otázky, či je vesmír ako celok skutočne izolovaným systémom. Zdá sa to samozrejmé – veď definícia „vesmíru“ hovorí o všetkom, čo existuje. No aké zákony fyziky sa naň vzťahujú? A dá sa vôbec takto uvažovať o niečom tak obrovskom a komplexnom? Video nám ponúka zaujímavý pohľad na dynamické kolapsné teórie a ich vplyv na naše chápanie vesmíru, entropie a nakoniec aj na zmysel života.

Kľúčové poznatky

• Izolácia vs. Skutočnosť: Aj keď je definícia vesmíru ako „všetkého“ tautologická, otázka znie, či sa naň vzťahujú zákony fyziky platné pre izolované systémy.
• Dynamické kolapsné teórie: Tieto teórie naznačujú, že naše bežné chápanie evolúcie systému podľa Schrödingerovej rovnice je idealizácia a v skutočnosti sa na veľké systémy vzťahujú iné zákony.
• Entropia a manipulácia: Spôsob výpočtu entropie je relatívna k tomu, čo chceme s daným systémom robiť. To ovplyvňuje aj to, ako vnímame budúcnosť vesmíru a jeho „smrť“.
• „Smrť“ vesmíru: Hoci sa hovorí o tepelnej smrti vesmíru, je dôležité si uvedomiť, že ide o neskutočne vzdialenú budúcnosť.

Čo znamená „izolovaný systém“? A prečo to záleží?

V bežnom živote sa snažíme izolovať systémy, aby sme ich mohli študovať a pochopiť. Predstavte si experiment v laboratóriu – snažíme sa minimalizovať vonkajší vplyv, aby sme mohli sledovať správanie systému v kontrolovaných podmienkach. V kvantovej mechanike to znamená, že systém evoluuje podľa Schrödingerovej rovnice a zachováva Hilbertovu normu. To zaručuje, že sa nemôžeme dostať z malého priestoru stavov do väčšieho.

No čo ak je vesmír ako celok príliš veľký na to, aby sme ho mohli takto izolovať? Curt Jaimungal naznačuje, že v skutočnosti by sa naň mohli vzťahovať iné zákony fyziky – tie, ktoré platia pre systémy, ktoré nie sú izolované.

Dynamické kolapsné teórie: Alternatívny pohľad na realitu

Jednou z fascinujúcich myšlienok, ktorú video predstavuje, sú dynamické kolapsné teórie. Tieto teórie v podstate upravujú Schrödingerovu rovnicu a naznačujú, že náš bežný model evolúcie kvantových systémov je len idealizáciou. Podľa týchto teórií sa fyzikálne zákony menia v závislosti od veľkosti systému alebo jeho interakcií s okolím.

Pôvod dynamických kolapsných teórií spočíva v štúdiu evolúcie neizolovaných systémov, napríklad systémov v kontakte s tepelnou nádržou. Predstavte si hrnček horúcej kávy – teplo z kávy sa postupne šíri do okolitého vzduchu a nakoniec dosiahne rovnováhu. Podobným spôsobom by mohla fungovať aj fyzika vesmíru ako celku, len v oveľa rozsiahlejšom meradle.

Entropia: Relatívny koncept a budúcnosť vesmíru

Ďalšou kľúčovou témou videa je entropia – miera chaosu alebo náhodnosti systému. Zvyčajne platí, že uzavreté systémy majú tendenciu smerovať k vyššej entropii, čo vedie k tzv. tepelnej smrti vesmíru.

Curt Jaimungal však poukazuje na to, že výpočet entropie je relatívna a závisí od toho, čo s daným systémom chceme robiť. Ak sa zameriame len na chemické reakcie, nemusíme brať do úvahy izotopové zloženie kyslíka. No ak študujeme jadrové reakcie, stáva sa to dôležité.

Hoci je tepelná smrť vesmíru nevyhnutná v ďalekej budúcnosti, je dôležité si uvedomiť, že ide o časové horizonty tak obrovské, že ich ťažko chápeme. A čo viac, existujú teórie ako Penroseova konformná cyklická kozmológia, ktoré naznačujú, že vesmír by sa mohol po tepelnej smrti „reštartovať“.

Zmysel života v nekonečnom vesmíre?

Video končí úvahou o zmysle života v kontexte tak obrovského a potenciálneho bezcitného vesmíru. Ak je všetko nakoniec odsúdené k tepelnej smrti, má naše existovanie nejaký význam? Curt Jaimungal nám pripomína, že aj keď vieme, že raz zomrieme, stále máme čas robiť to, čo považujeme za dôležité.

Jeho argument je jednoduchý: Využijme čas, ktorý máme, a snažme sa urobiť svet lepším miestom. Pretože v konečnom dôsledku je to všetko, na čom skutočne záleží.

Zdroje a odkazy

• Full episode with Wayne Myrvold
• The Economist – Special Offer
• Curt Jaimungal Substack

Približne 142 gCO₂ bolo uvoľnených do atmosféry a na chladenie sa spotrebovalo 0.71 l vody za účelom vygenerovania tohoto článku.