ZÁKONY ČASOVÉHO VÝVOJA A POČIATOČNÉ PODMIENKY
Zákony fyziky predpisujú, ako sa počiatočný stav vyvíja v čase. Napríklad, ak do vzduchu vyhodíme kameň, zákony gravitácie presne predpíšu jeho nasledujúci pohyb.
Z týchto zákonov však nevieme predpovedať, kam kameň dopadne. Na to musíme poznať jeho rýchlosť a smer, keď opúšťa našu ruku. Inými slovami, musíme poznať počiatočné podmienky – okrajové podmienky – pohybu kameňa.
Kozmológia sa pokúša opísať vývoj celého vesmíru pomocou fyzikálnych zákonov. Musíme sa teda pýtať aké boli počiatočné podmienky vesmíru, na ktoré by sme mali tieto zákony aplikovať.
Počiatočný stav možno mal zásadný dosah na základné charakteristiky vesmíru, azda aj na vlastnosti elementárnych častíc a síl, ktoré boli rozhodujúcimi faktormi pre vývoj biologického života.
Jeden návrh je podmienka „bez hraníc“, teda podmienka, že čas a priestor sú konečné a tvoria uzavretú plochu bez hraníc, práve tak ako je povrch Zeme konečnej veľkosti, ale nemá žiadne hranice. Návrh „bez hraníc“ je založený na Feynmanovej myšlienke mnohých histórií, ale história častice vo Feynmanovej sume je teraz nahradená celým priestoročasom, ktorý reprezentuje históriu vesmíru v celku. Presnejšie povedané, podmienka „bez hraníc“ je vymedzenie možných histórií vesmíru na tie priestoročasy, ktoré nemajú v imaginárnom čase žiadnu hranicu. Povedané ešte inak, okrajová podmienka vesmíru je, že nemá žiadny okraj. Kozmológovia v súčasnosti skúmajú, či sa počiatočné konfigurácie, ktoré vyhovujú podmienke „bez hraníc“, možno skombinovanej so slabým antropickým princípom, vyvinú na taký vesmír, aký práve pozorujeme.
Ak by sa histórie vesmíru rozprestierali do nekonečna, podobne ako sedlovitá plocha alebo rovina, mali by sme problém zadať, aké sú v nekonečne okrajové podmienky. Požiadavke definovať okrajové podmienky v nekonečne sa však môžeme úplne vyhnúť, pokiaľ sú histórie vesmíru v imaginárnom čase uzavreté plochy, akou je napríklad povrch Zeme. Povrch Zeme nemá nijaké hranice alebo okraje. Neexistujú žiadne spoľahlivé správy o ľuďoch, ktorí by cez ne prepadli.
Ak by boli histórie vesmíru v imaginárnom čase skutočne uzavretými plochami, ako sme to s Hartlom navrhli, malo by to zásadný dosah na filozofiu aj na našu predstavu o tom, odkiaľ sme prišli. Vesmír by bol úplne sebestačný; nepotreboval by zvonka nič, čo by natiahlo jeho hodinový stroj a spustilo ho. Namiesto toho by všetko vo vesmíre bolo určené zákonmi vedy a hrou s kockami vnútri vesmíru. Môže to vyznieť trúfalo, ale to je to, v čo ja a mnohí iní vedci veríme.
Aj keď okrajovou podmienkou vesmíru je, že nemá žiadny okraj, nebude mať iba jedinú históriu. Bude mať mnohé histórie, ako to navrhoval Feynman. Bude existovať história v imaginárnom čase, zodpovedajúca každej možnej uzavretej ploche, a každá história v imaginárnom čase bude určovať históriu v reálnom čase. Takto máme pre vesmír prebytok možností. Čo však vybralo práve ten vesmír, v ktorom žijeme, zo súboru všetkých možných vesmírov? Jedna vec, ktorú si môžeme všimnúť, je, že mnohé potenciálne histórie vesmíru neprejdú fázou postupného formovania galaxií a hviezd, ktorá bola podstatná pre náš vlastný vývoj. Zatiaľ sa zdá nepravdepodobné, že sa živé bytosti môžu vyvinúť bez galaxií a hviezd, i keď to nie je vylúčené. Teda už holá skutočnosť, že existujeme ako bytosti, i ktoré si môžu položiť otázku „Prečo je vesmír taký, aký je?“, je obmedzenie na históriu, v ktorej žijeme. Z tejto skutočnosti totiž plynie, že naša história je jedna z malého počtu v histórií, v ktorých sa vyskytujú galaxie a hviezdy. To je príklad toho, čo sa nazýva antropický princíp. Antropický princíp hovorí, že vesmír musí byť viac-menej taký, aký ho vidíme, pretože ak by bol iný, nebol by tu nikto, kto by ho pozoroval (obr. 3.10). Mnoho vedcov neobľubuje antropický princíp, pretože sa zdá pomerne vágny a nemá dosť predikatívnej sily.
(OBR. 3.10, dole)
Na ľavom okraji obrázka sú tie vesmíry (a), ktoré skolabovali samy do seba a uzatvoril…
