Przejdź do treści

Stała kosmologiczna

Lambda Einsteina — gęstość energii pustej przestrzeni. Odrzucona, wskrzeszona, a dziś największa luka predykcyjna i najmocniejszy antropiczny argument.

Lukasz Szramuk ·

Stała kosmologiczna (Λ) to gęstość energii niesiona przez samą pustą przestrzeń — ta sama wszędzie i w każdym czasie, nierozcieńczana przez rozszerzanie się wszechświata. Einstein wprowadził ją w 1917 roku, by unieruchomić swoje równania pola, bo spodziewał się wszechświata statycznego. Przesunięcia ku czerwieni Hubble'a zniweczyły to do 1929 roku i Einstein porzucił ten człon; Gamow relacjonował potem, że nazwał go swoją największą pomyłką, choć sformułowanie należy do Gamowa, a przypisanie nigdy nie było pewne.

Wróciła w 1998 roku, gdy dwa zespoły badające supernowe znalazły odległe wybuchy słabsze, niż dopuszcza zwalniający wszechświat: ekspansja przyspiesza. Liczba jest dziś dobrze zmierzona — Λ niesie około 69 procent budżetu energetycznego, czyli gęstość energii rzędu 6 × 10^-10 dżula na metr sześcienny. To absurdalnie mała wielkość i właśnie ta małość jest całym problemem. Kwantowa teoria pola mówi, że próżnia powinna nieść energię drgań zerowych aż do skali, na której teoria przestaje działać; weź skalę Plancka, a przewidywanie przestrzeli o jakieś 120 rzędów wielkości. Nawet obcięcie na skali supersymetrii zostawia rozjazd o pięćdziesiąt parę.

Nazywa się to najgorszym przewidywaniem w fizyce, co jest uczciwe jako nagłówek i nieuczciwe jako argument — naiwne obcięcie nigdy nie było prawdziwym wyprowadzeniem, a rozbieżność pokazuje w istocie tyle, że nikt nie umie policzyć energii próżni. Najostrzejszą odpowiedzią jest ta antropiczna. Steven Weinberg dowodził w 1987 roku, że Λ nie może przekraczać kilkuset razy zmierzonej wartości w żadnym wszechświecie tworzącym galaktyki, bo ekspansja rozproszyłaby materię, zanim grawitacja zdążyłaby ją zebrać. To ograniczenie wyprowadzone z istnienia obserwatorów, opublikowane jedenaście lat przed pomiarem — i trafiło we właściwe miejsce. Pozostaje jedyną autentyczną prognozą multiwersum.

Na tej stronie Λ ma najostrzejszą krawędź ze wszystkich suwaków. Niemal każda inna stała daje okno, po którym da się iść po omacku; ta daje wartość, która na każdej naturalnej skali jest praktycznie zerem, a wszechświat przestaje cokolwiek budować w chwili, gdy ją musniesz. To także suwak stojący za śmiercią cieplną — powód, dla którego nasz kosmos kończy się powoli, zamiast nie kończyć się wcale.