Ajust fi de l'univers

En física, la noció de ajust fi (en inglés: fine tuning) es referix a la situació en la que un cert número de paràmetros deuen tindre un valor molt precís per a poder explicar tal o com fenomen observat.

En cosmologia, el ajust fi de l'univers o univers [ben] afinado és la proposició de que les condicions que permeten la vida en l'univers solament poden ocórrer quan certes constants fonamentals es troben en un ranc molt estret de valors, de modo que si alguna d'eixes constants fora llaugerament diferent, l'univers provablement no seria propici per a l'establiment i desenroll de la matèria, de les estructures astronòmiques, de la diversitat elemental o de la vida, tal com s'entén. Per eixemple, la vida no pot desenrollar-se si la constant cosmológica o l'energia obscura tingueren valors massa alts, ya que aixina evitarien el mecanisme de l'inestabilitat gravitacional i, en conseqüència, la formació de grans estructures. La pequeñez del valor observat de l'energia obscura, en comparació al valor que sembla més natural (corresponent a la densitat de Planck, siga 10¹²² voltes major que el valor observat) és un eixemple d'ajust fi.

És possible que el recurs a la noció d'ajust fi reflectixca la dificultat de la ciència per a integrar al mateix temps l'escala de Planck i l'escala còsmica. De fet, xixanta órdens de magnitut temporals separen el temps de Planck, de 10^-43 s, i l'edat de l'Univers, d'aproximadament 10¹⁷ s, i els models teòrics generalment acceptats al començ de el XXI són incapaces d'incloure tal ranc de magnituts en un esquema unificat. Les propostes com la del Multiverso resolen el problema suponent que totes les eleccions es "proven" en diferents univers. No obstant, este ajust fi pot ser una ilusió: es desconeix el verdader número final de les constants físiques independents; podria reduir-se o inclús llimitar-se a un sol valor. I tampoc es coneixen les lleis de la "fàbrica de univers potencials", és dir, l'interval i la llei de distribució en que seria necessari "elegir" cada constant (de les quals, ademés, la nostra elecció d'unitat i de les combinacions són arbitràries).

La noció d'ajust fi de l'univers, a sovint utilisada per a demostrar el principi antrópico fort, és una de les puntes de llança dels defensors de la tesis espiritualista del disseny inteligent. Es discutixen vàries explicacions possibles del ostensible ajust fi entre filòsofs, científics, teòlecs i proponentes i detractors del creacionisme. L'observació d'un univers finamente ajustat està estretament relacionada en, pero no és exactament sinònim del principi antrópico, que a sovint s'usa com una explicació de l'aparent afinación.

Història

En 1913, el químic Lawrence Joseph Henderson (1878-1942) va escriure The Fitness of the Environment, un dels primers llibres que en que es varen explorar els conceptes de afinación fina en l'univers. Henderson discutia en ell l'importància de l'aigua i del mig ambient sobre els sers vius, senyalant que la vida depén completament de les condicions ambientals molt específiques sobre la Terra, especialment sobre la prevalença i les propietats de l'aigua.

En 1961, el físic Robert H. Dicke va afirmar que certes forces en física, com la gravetat i l'electromagnetisme, devien estar perfectament afinadas per a que la vida existixca en qualsevol part de l'univers. Fred Hoyle també va advocar per un univers afinado en el seu llibre de 1984 Intelligent Universe [Univers inteligent]. Compara «la possibilitat d'obtindre inclús una única proteïna funcional per mig de la combinació casual d'aminoàcits en un sistema estelar ple d'hòmens cegos que resolen el gaveta de Rubik simultàneament».

John Gribbin i Martin Rees varen escriure una història detallada i la defensa de l'argument de l'ajust fi en el seu llibre Cosmic Coincidences (1989). Segons Gribbin i Rees, «les condicions en el nostre Univers realment semblen ser especialment adequades per a les formes de vida com nosatres, i potser inclús per a qualsevol forma de complexitat orgànica. Pero la pregunta seguix sent: ¿està l'Univers fet a mida per a l'home?».

Premissa

La premissa de l'afirmació d'un univers ajustat és que un chicotet canvi en vàries de les constants físiques adimensionales faria que l'univers anara radicalment diferent. Com ha senyalat Stephen Hawking, «Les lleis de la ciència, tal com les coneixem en l'actualitat, contenen molts números fonamentals, com el tamany de la càrrega elèctrica de l'electró i la proporció de les masses del protó i de l'electró... El fet notable és que els valors d'estos números semblen haver segut ajustats molt finamente per a fer possible el desenroll de la vida».

Si, per eixemple, la força nuclear forta fora un 2% més fort de lo que és (és dir, si la constant d'acoplament que representa la seua força fora un 2% major), mentres que les atres constants es varen mantindre sense canvis, els diprotones serien estables; segons el físic Paul Davies, l'hidrogen es fondria en ells en lloc de deuteri i heli. Açò alteraria dràsticament la física de les estreles en Desam, i presumiblement descartaria l'existència de vida similar a la que s'observa en la Terra. L'existència del diprotó causaria un curtcircuit en la llenta fusió de l'hidrogen en deuteri. L'hidrogen es fondria tan fàcilment que és provable que tot l'hidrogen de l'univers es consumira en els primers minuts despuix del Big Bang. Este «argument del diprotón» és discutit per atres físics, que calculen que sempre que l'aument de la força fora inferior al 50%, la fusió estelar podria ocórrer a pesar de l'existència de diprotones estables.

La formulació precisa de l'idea es veu dificultada pel fet de que els físics encara no saben quàntes constants físiques independents existixen. L'actual model estàndar de la física de partícules té 25 paràmetros ajustables lliurement i la relativitat general té un paràmetro adicional, la constant cosmológica, que se sap que no és zero, pero que té un valor profundament menut. No obstant, degut a que el model estàndar no és matemàticament autoconsistente baix certes condicions (per eixemple, a energies molt altes, en les que són rellevants tant la mecànica quàntica com la relativitat general), els físics creuen que deu estar respalat per alguna atra teoria, com una teoria de la gran unificació, la teoria de cordes o la gravetat quàntica de bucles. En algunes teories candidates, la cantitat real de constants físiques independents pot ser tan chicoteta com una. Per eixemple, la constant cosmológica pot ser una constant fonamental, pero també s'han fet intents per a calcular-la a partir d'atres constants, i segons l'autor d'un d'eixos càlculs, «el chicotet valor de la constant cosmológica nos està dient que existix una relació totalment inesperada entre tots els paràmetros del Model Estàndar de la física de partícules, la constant cosmológica nueta i la física desconeguda».

Vore també

• [[Archiu:{{#switch:Cosmologia|20px|Vore el portal sobre Cosmologia]] Portal:Cosmologia. Contingut relacionat en Filosofia.
• Abiogénesis
• Ajust fi
• Destí final de l'Univers
• Fred Hoyle
• Hipòtesis de la Terra especial
• Món possible
• Principi antrópico
• Problema de l'horisó
• Problemes no resolts de la física
• Teleologia

Notes

• (1988) The Anthropic Cosmological Principle (en anglés), Oxford University Press. :

• Victor J. Stenger (2011). The fallacy of fine tuning – Why the universe is not designed for us (en anglés), Prometheus Books. :

• Hugh Ross (1995). The Creator and the Cosmos – How the Greatest Scientific Discoveries of the Century Reveals God (en anglés), NavPress. :

• Fred C. AdamsPhysics Reports.807

1-111.doi:10.1016/j.physrep.2019.02.001.

Bibliografia

• John D. Barrow, 2003. The Constants of Nature, Pantheon Books, ISBN 0-375-42221-8
• Bernard Carr, ed. (2007) Universe or Multiverse? Cambridge University Press.
• Mark Colyvan, Jay Garfield, Graham Priest. (2005). Problems with the Argument from Fine Tuning. Synthese 145: 325-38.
• Paul Davies, 1982. The Accidental Universe, Cambridge University Press, ISBN 0-521-24212-6
• Paul Davies, 2007. Cosmic Jackpot: Why Our Universe Is Just Right for Life, Houghton Mifflin Harcourt, ISBN 0-618-59226-1. Reprinted as: The Goldilocks Enigma: Why Is the Universe Just Right for Life?, 2008, Mariner Books, ISBN 0-547-05358-4.
• Geraint F. Lewis and Luke A. Barnes, 2016. A Fortunate Universe: Life in a finely tuned cosmos, Cambridge University Press. ISBN 1107156610
• Alister McGrath, 2009. A Fine-Tuned Universe: The Quest for God in Science and Theology, Westminster John Knox Press, ISBN 0-664-23310-4.
• Timothy McGrew, Lydia McGrew, Eric Vestrup, 2001. Probabilities and the Fine-Tuning Argument: A Sceptical View. Mind 110: 1027-1037.
• arXiv:astre-ph/0401424.
• Simon Conway Morris, 2003. Life's Solution: Inevitable Humans in a Lonely Universe. Cambridge Univ. Press.
• Martin Rees, 1999. Just Six Numbers, HarperCollins Publishers, ISBN 0-465-03672-4.
• Victor J. Stenger, 2011. The Fallacy of Fine-Tuning: Why the Universe Is Not Designed for Us. Prometheus Books. ISBN 978-1-61614-443-2.
• Peter Ward and Donald Brownlee, 2000. Rare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe. Springer Verlag.
• Waller, Jason (2019). Cosmological Fine-Tuning Arguments: What (if Anything) Should We Infer from the Fine-Tuning of Our Universe for Life? (en en), Routledge. ISBN 978-1-351-72547-7.