Sekce: Knihovna

Jiří Grygar

Odhalila družice Cobe

Očima profesora Paula Daviese

z knihy Jiří Grygar - věda a víra

Když byla v r. 1989 úspěšně vypuštěna americká umělá družice COBE (Cosmic Background Explorer) - Výzkumník záření kosmického pozadí, zajímalo to jen omezený okruh specialistů. Když však na jaře 1992 uveřejnili autoři projektu COBE vědecké sdělení o výsledcích rozsáhlých měření z této družice, zavládlo neobyčejné vzrušení nejen v široké odborné, ale i v laické veřejnosti. Novinové titulky nešetřily superlativy - mezi jiným se tvrdilo, že družice nalezla "otisky Božích prstů" z doby, kdy Bůh "hnětl těsto" dnešního vesmíru.

K tomu, abychom snadněji pochopili další úvahy, nejprve několik technických poznámek.

Soudobá kosmologie vychází ze standardní teorie vzniku a raného vývoje vesmíru, obrazně nazývané "velký třesk" (viz např. Universum 2/1990, str. 1 n.). Ve shodě s teorií byla původně hmota vesmíru velmi žhavá, avšak následkem rozpínání prostoru rychle chladla. Když byl vesmír asi 300 000 let starý, "zprůhlednil" se pro elektromagnetické záření, jež od té chvíle chladlo nezávisle a zachovalo tak v sobě natrvalo "otisky prstů" stavu hmoty ve zmíněném čase. Toto záření je tedy pozůstatkem (reliktem) velmi rané epochy vesmírného vývoje. Jeho pozorování představuje jedinečnou metodu, jak poznat stav vesmíru v době, kdy např. ještě vůbec neexistovaly hvězdy a galaxie.

Reliktní záření bylo objeveno americkými radioastronomy A. Penziasem a R. Wilsonem v r. 1965 - v r. 1978 byli autoři objevu odměněni Nobelovou cenou za fyziku (podrobnosti obsahuje např. výtečná kniha S. Weinberga: První tři minuty, edice Kolumbus, sv. 98, Mladá fronta, Praha 1983). Jeví se jako záření dokonale černého tělesa o teplotě necelé 3 kelviny (-270 °C). Teorie dále předvídá, že ačkoliv je toto záření v prvním přiblížení po celé obloze "stejně teplé", přece jen by měly být pozorovány drobné fluktuace teploty záření, dosahující několika mikrokelvinů. Takto přesně však nedokáže měřit žádné pozemní zařízení - to byl prakticky hlavní důvod, proč byla zkonstruována družice COBE. Z oběžné dráhy kolem Země lze měřit nejméně o řád přesněji než radioteleskopem na zemském povrchu.

Družice COBE tedy přesně splnila očekávání teoretiků, když se při analýze mnoha set miliónů měření po celé obloze ukázalo, že opravdu dochází k mikrokelvinovým fluktuacím reliktního záření. Fluktuace prokazují, že již ve zlomcích první sekundy po velkém třesku byly do vesmíru "zabudovány" drobné nehomogenity, jež pak zásluhou rozpínání vesmíru vyrostly do rozměrů zárodků shluků galaxií - odtud pochází i dnešní rozložení hmoty ve vesmíru. Je to vlastně poprvé, kdy mají kosmologové příležitost ověřovat, co se opravdu dělo ve velmi raném vesmíru, a odtud i ony novinové titulky o Božích prstech.

Tak se na jedné straně významně posílila celá - občas dosti emocionálně kritizovaná - teorie velkého třesku a na druhé straně se oživil zájem o připadnou teologickou interpretaci standardní kosmologické teorie. Zajímavým příspěvkem do probíhající diskuse se stala úvaha prof. Paula Daviese, význačného teoretického fyzika, jenž v současné době působí na Adelaidské univerzitě v Austrálii (Sky and Telescope, leden 1993, str. 4). Domnívám se, že jeho názory stojí za zamyšlení i s ohledem na debaty, které v tomto směru nyní probíhají u nás.

Davies nejprve připomíná, že teorie velkého třesku získala vědeckou reputaci v padesátých letech tohoto století a od té doby ji mnozí lidé považují za důkaz, že Bůh stvořil vesmír právě v okamžiku velkého třesku - tedy ve zcela určitém čase v minulosti. Proto se též tvrdí, že sám velký třesk je aktem stvoření, a tedy za hranicemi vědeckého záběru. To ovšem vede k představě, že Bůh spustil vesmír jako hodinový strojek a od té chvíle jen pozoruje, co se děje. Tento názor byl katolickou církví výslovně odmítnut v minulém století. Ostatně již sv. Augustin prohlásil, že "svět byl učiněn s časem, nikoliv v čase", a křesťanští teologové přijímají představu, že Bůh je zcela mimo čas.

Augustinův názor předjal výsledky moderní fyziky, neboť v ní je čas uvažován jako součást fyzikálního světa. Velký třesk je stejně tak počátkem hmoty a energie, jako je počátkem prostoru a času! Jestliže však čas započal "téci" teprve od chvíle velkého třesku, nebyl žádný "čas předtím", kdy by času podléhající Bůh naplánoval vesmír a pak jej uvedl do chodu.

Davies říká, že podle soudobé křesťanské teologie nestvořil Bůh vesmír v žádném určitém okamžiku jako "akt v čase". Božské stvoření se chápe jako bezčasové "udržování v existenci" fyzikálního světa, jenž se nepřetržitě vyvíjí podle svých vlastních zákonů. Tato důmyslná, avšak značně abstraktní idea Boha se dobře shoduje s vědeckým obrazem vesmíru, který podléhá věčným zákonům.

Davies připomíná, že by bylo nedůstojné Boha, kdyby byl nutný pouze k uvedení vesmíru do chodu. Na druhé straně Bůh, jenž by se opakovaně vměšoval do běhu vesmíru tím, že by tu a tam porušoval fyzikální zákony, by byl stěží slučitelný s poznáním přírodních věd. Právě proto volí teologové onen abstraktní obraz Boha, jenž se vyhýbá zvláštnímu zasahování do počátku vesmíru.

Na standardní otázku "co způsobilo velký třesk?" lze tedy podle Daviese odpovědět, že tato otázka nemá smysl. Lze se však tázat, proč vesmír vznikl právě tak, jak vznikl, nebo přesněji, proč vůbec vesmír existuje. Donedávna kosmologové soudili, že náhlý počátek vesmíru je singularitou bez jakéhokoliv vysvětlení. Nyní se však začíná nabízet nový pohled, který používá principů kvantové mechaniky na vesmír vcelku.

Tzv. kvantová kosmologie se pokouší vysvětlit původ vesmíru prostřednictvím vědeckého zákona - Heisenbergova principu neurčitosti. To ovšem oslabuje těsný vztah mezi příčinou a následkem, na nějž jsme si zvykli v klasické fyzice.

Kvantové jevy totiž nepožadují přesně definované předcházející příčiny - lze je totiž považovat za spontánní fluktuace. Celý vesmír pak může začít svou existenci z ničeho naprosto spontánně, aniž by se tím narušil kterýkoliv fyzikální zákon.

Nedostatkem kvantové kosmologie je zatím zanedbatelná schopnost cokoliv ověřovat empiricky. Proto jsou tak důležité údaje z družice COBE, ukazují na makroskopický význam kvantových fluktuací ve velmi raném vesmíru. Pak lze vědecky uvažovat o vesmíru, jenž nemá žádného vnějšího tvůrce v klasickém významu slova. Davies však na tomto místě své úvahy zdůrazňuje, že tento závěr neznamená, že bychom měli Boha zrušit. Kvantový zrod vesmíru z ničeho jen podtrhuje zásadní důležitost abstraktní koncepce Boha, jenž je v jistém smyslu zodpovědný za ony kvantové zákony, které především umožňuji samotvorbu sebeorganizujícího se vesmíru. Lze tedy říci, že Bůh předchází zrod vesmíru v logice, nikoliv však v čase.

Davies připomíná, že navzdory všem nedorozuměním a rozporům mezi přírodovědci a teology zdědila současná věda teologický obraz uspořádaného, racionálního a zkoumatelného vesmíru, jak ho přináší judaistická, islámská i křesťanská tradice. Do této tradice zapadá i lineární obraz času, kde v konečném okamžiku v minulosti začal svět existovat, a od té doby se vyvíjí podle určité historické posloupnosti dějů. Tím se však přírodověda liší od názorů typických pro mnohá východní náboženství, kde se čas bere cyklicky a kde se nezdůrazňuje matematický řád světa, řízený přírodními zákony. Orientální náboženství sice dokáží vyložit epochy kosmických kataklyzmat typu velkého třesku, ale většinou se dostávají do rozporů přinejmenším s duchem - když už ne s doslovným obsahem - vědecké kosmologie.

Davies uzavírá své poznámky zjištěním, že pokračující úspěch vědecké teorie velkého třesku bude zřejmě i nadále provokovat vzrušené diskuse o náboženském rozměru stvoření. Zdůrazňuje však, že mezi soudobou přírodovědou a moderní teologií prakticky není sporu. Zůstává však napětí mezi teology a zastánci tradičního obrazu Boha-Tvůrce vesmíru, jež byl však teology opuštěn souběžně s tím, jak se fyzikové vzdali klasické fyziky.

Rád bych v závěru připomněl, že prof. Paul Davies patří též k velmi úspěšným popularizátorům přírodních věd a pro českého čtenáře je škoda, že s ohledem na "ideovou nevhodnost" jeho knih nebyla dříve naděje cokoliv z nich přeložit do češtiny. Jeho nesporná vědecká kvalifikace dodává totiž jeho teologickým argumentům váhy zejména v prostředí poznamenaném dlouholetou preferencí komunistického tzv. vědeckého ateismu. Jeho syntéza nejnovějších fyzikálních koncepcí a moderní teologie navrhuje totiž řešení problémů, jež dlouho bránily porozumění mezi vědci a věřícími. Jak už to ovšem bývá, vyřešené problémy plodí nové otevřené otázky. To není žádná chyba, nýbrž právě naopak důkaz, že jak věda, tak teologie představují zelené větve neohraničeného stromu poznání.

(S laskavým svolením převzato z časopisu Universum 11/1993)

---

Ostatní kapitoly z této knihy na tomto webu:

• Věda a víra - jednota nebo boj protikladů?
• Proč věřím v Boha?
• Betlémská hvězda a Giotto
• Velký třesk - krize teorie ?
• Kosmické katastrofy
• Existuje život mimo planetu Zemi?
• Trampoty s počítáním letopočtu,
• Astronomie ve Vatikánu
• Vatikánská astronomie míří do XXI. století
• Astronomie a data biblických událostí
• Vztah vědy a náboženské víry - rozhovor s astrofyzikem Jiřím Grygarem
• Záznam online rozhovoru ze 3.11.2003
• Bibliografická poznámka: Seznam textů k tématu věda a víra