Granice kosmosu - granice kosmologii

• Czy da się racjonalnie opisać Wszechświat?
• Czy nauka może mówić o czymś, czego się nie da i nigdy się nie będzie dało zaobserwować?
• Jaki jest związek pomiędzy pierwszymi ułamkami sekund Wszechświata, a gatunkiem ludzkim?

Kosmologia stanowi współcześnie dojrzałą naukę, ufundowaną na wysokiej jakości obserwacjach oraz solidnej podstawie teoretycznej. Obraz ten zaczyna się jednak załamywać w miarę posuwania się ku najwcześniejszym chwilom istnienia Kosmosu, kiedy to krok po kroku, niepostrzeżenie, stosowane przez nas metody i pojęcia naukowe przestają poprawnie funkcjonować. Rozsądek nakazywałby milczenie, ale kosmolodzy z każdym rokiem posuwają się dalej w próbie wyjaśnienia… wszystkiego.
 
Celem tej książki jest przybliżenie Czytelnikowi czym jest Kosmos oraz czym jest kosmologia, w kontekście jednej z wielkich współczesnych hipotez próbujących wyjaśnić najbardziej ogólne własności naszego Wszechświata – kosmologicznego doboru naturalnego Lee Smolina.

Jest to pierwsze w języku polskim tak wyczerpujące przedstawienie tej teorii, wzbogacone ponadto o komentarz filozoficzny, dotyczący miejsca człowieka w nauce o Wszechświecie, roli praw przyrody i granicom obserwacji oraz organicznej jedności świata.

Spis treści:

Wprowadzenie

1. Wstęp  7
1.1. Struktura książki i ustalenia terminologiczne  9

2. Kontekst kosmologiczny i filozoficzny  11
2.1. Fundamentalne parametry teorii fizycznych  11
2.2. Precyzyjne dostrojenie (fine-tuning) i zasada antropiczna  15
2.3. Wieloświat  21
2.4. Podsumowanie  28

Część „kosmologiczna”

3. Kosmologiczny dobór naturalny (KDN) – wprowadzenie  33
3.1. Inspiracje  33
3.2. Prace Smolina oraz dalsze losy jego hipotezy  37

4. Opis hipotezy KDN  41
4.1. Wszechświaty się rozmnażają  43
4.1.1. Informacja w otoczeniu klasycznych osobliwości  44
4.1.2. Przypadek nieklasyczny  48
4.2. Istnieje przestrzeń parametrów opisujących wszechświaty – baza dla „genotypu”  51
4.2.1. Analogie w tradycyjnej fizyce  52
4.3. Wszechświaty mają różne liczby potomków  60
4.3.1. Astrofizyczne czarne dziury – ilu potomków ma „nasz” Wszechświat?  62
4.3.2. Eliminacja „bezpłodnych” wszechświatów  79
4.4. Reprodukcji towarzyszy niedoskonała transmisja „genotypu”  81
4.4.1. Zmienne stałe?  83
4.4.2. Niewielka zmiana „genotypu”  84
4.5. W populacji wszechświatów następuje ewolucja  89
4.5.1. Różnice między ewolucją biologiczną a ewolucją wieloświata Smolina  91
4.5.2. Ewolucja wieloświata według hipotezy KDN  94
4.5.3. Metody uniknięcia scenariuszy pesymistycznych  105
4.6. Istnieją sygnatury tego procesu  107
5. Przewidywania hipotezy KDN  111
5.1. Specyfika kosmologii jako nauki dynamicznie się rozwijającej  113
5.2. Przykładowy argument teoretyczny – masa protonu i neutronu  116
5.3. Przykładowy test falsyfikacyjny – gwiazdy neutronowe  120

Część „filozoficzna”

6. Czarne dziury a Homo sapiens  129
6.1. Problem z abiogenezą  132
6.2. Problem z rolą przypadku w biologii ewolucyjnej  136
6.3. Problem z definicją życia i inteligencji  141

7. Jak istnieją prawa przyrody?  145
7.1. Dlaczego teorie kosmologii prowadzą do zagadnienia praw przyrody?  147
7.2. Prawa przyrody i ich zmienność w fizyce klasycznej i naukach szczegółowych  154
7.3. Prawa przyrody i ich zmienność w klasycznych teoriach pola  159
7.4. Prawa przyrody w kosmologii fizycznej  164
7.4.1. Dynamiczne ustalanie się mas cząstek  165
7.4.2. Parametry inflacji kosmologicznej  169
7.4.3. Rozwiązanie ontologicznego problemu identyfikacji  170
7.5. Zmienność praw przyrody w hipotezie KDN  172
8. Świat jako organiczna jedność – o zasadzie ceteris paribus  177
8.1. Zasada ceteris paribus – wprowadzenie  177
8.2. Zasada ceteris paribus w kosmologii fizycznej i hipotezie KDN  179
8.3. Współzmienność parametrów fundamentalnych  182
8.4. Współzależność procesów naturalnych  186
8.5. Podsumowanie  189
9. Granice obserwacji w kosmologii  193
9.1. Bezpośrednia obserwacja wczesnych epok ewolucji Kosmosu  194
9.1.1. Obserwacje promieniowania elektromagnetycznego  197
9.1.2. Obserwacje neutrin  200
9.1.3. Obserwacje pozostałych cząstek  202
9.1.4. Obserwacje fal grawitacyjnych oraz dokonywane za pośrednictwem „anomalnych” struktur czasoprzestrzennych  204
9.1.5. Obecna sytuacja kosmologii obserwacyjnej i perspektywy zmian  207
9.2. Obserwacja w wieloświecie  210
9.3. Podsumowanie  214
10. Kosmologiczny dobór naturalny i granice nauki  219

Aneks  229
Bibliografia  237