מאמר חדש קבע דרכים שבהן נוכל לבדוק את העיקרון האנתרופי, או האם היקום "כוונן היטב" לכל החיים. באופן מפתיע, ייתכן שיהיה אפשר לקבל תשובות לשאלה עתיקת יומין זו בטווח זמן די קצר.
יש בעיה (או לא, לחובבי החיים) בתוך הפיזיקה, בכך שהיקום נראה מכוון היטב לחיים - לפחות מהסוג שאנו מוצאים בכדור הארץ - יופיעו וישגשגו.
אם כוח הכבידה היה חלש יותר ממה שהוא (וזה, פשוט תשאל כל מגנט), כוכבים וכוכבי לכת לא היו נוצרים. אם זה היה רק קצת יותר חלש, או האלקטרומגנטיות מעט יותר חזקה, הכוכבים היו קרירים יותר ולא מתפוצצים כדי לייצר את היסודות הכבדים יותר הדרושים לקיום חיים. יש עוד אינספור דוגמאות. להתעסק עם ערכי הפיזיקה אפילו במעט, והחיים כפי שאנו מכירים אותם ביקום הזה לא היו קיימים.
"הקלישאה ש'החיים מאוזנים על קצה סכין' היא אנדרסטייטמנט מדהים", המפורסמת הפיזיקאי פול דייויס.כתב על הבעיה. "לאף סכין ביקום יכול להיות יתרון עד כדי כך."
מטבע הדברים, מדענים ופילוסופים ניסו להתמודד עם בעיה זו בדרכים שונות. אפשר לטעון שהיקום לא באמת מכוון לחיים. אולי אם הקבועים היו שונים, חיים מסוג אחר היו נוצרים (על ידיתהליכים שונים) לשאול מדוע נראה שהיקום מכוון כל כך דק לקיומו.
רעיון אחד הוא ששואלים את השאלה "מדוע היקום כל כך מכוון עבורנו?" הוא סוג של הטיית ניצולים, או אפקט בחירת הצופה, המכונה לפעמים העיקרון האנתרופי.
"נניח שהאבולוציה של החיים והאינטליגנציה דורשת קבוצה של צירופי מקרים בלתי סבירים ביותר: כוכבי לכת במרחק הנכון מכוכב יציב בצורה יוצאת דופן באזור החיים הגלקטי, עם ירח מייצב וג'וביאן המסיט שביט, בדיוק המגוון הכימי הנכון, צירוף מקרים כימי בלתי סביר להפליא המייצר תאים, רשימה ארוכה של שלבים אבולוציוניים בעלי סבירות נמוכה המובילה ל מין כללי שנאלץ על ידי תנאי הסביבה להפוך למין אינטליגנטי סופר-גנרליסטי",כותבאנדרס סנדברג מהמכון לחקר עתיד. "עם זאת, לכל מין אינטליגנטי ביקום יהיו צירופי המקרים הללו תחת החגורה. לעומת זאת, הידיעה שאנו קיימים אינה אומרת לנו אם אינטליגנציה נפוצה."
בקיצור, כל צופה ימצא את עצמו ביקום שנראה בדיוק מתאים לו. אם התנאים לא היו מתאימים, הם לא היו בחיים. הם חיים, אז התנאים בטח היו נכונים לכל החיים. הרחבות של הרעיון מציעות שאנחנו פשוט נמצאים בעם הרבה ערכים אפשריים לקבועים שונים, ונמצאים בחלק שבו חיים אפשריים.
זה רעיון די קשה לבדיקה, אבל, לפי מאמר חדש, זה אפשרי, ויכולות לקבל תשובות בקרוב באופן מפתיע.
המחברים התמקדו בחומר אפל, החומר המסתורי המרכיב את רוב החומר של היקום, לפי המודל הסטנדרטי של אנרגיה אפלה/חומר אפל קר של הפיזיקה. החיפוש אחר חומר אפל הניב, עד כה, אפס חלקיקים התואמים את החשבון הנדרש.
רעיון אחד לחומר אפל היה חלקיקים מסיביים בעלי אינטראקציה חלשה (WIMPs). רעיון זה היה מועדף כי הוא נחזה על ידיסופר סימטריה, והיה צפוי להיות מיוצר בשפע שיסביר תצפיות בתחילת היקום. ככאלה, קיומם לא ידרוש את העיקרון האנתרופי כדי להסביר מדוע הוא (ואנחנו) כאן.
עם זאת, לא מצאנו WIMPs באנרגיות החזויות, ופיזיקאים פונים יותר ויותר לאקסיונים ו"אקסונים מטושטשים" כהסבר חלופי.הוצעו לראשונה כדי להסביר הפרת שוויון חיוב (או הפרת CP) והן צפויות להיות קלות במיוחד.
אם הם אכן מרכיבים חומר אפל, צופים שהם נוצרו במסות ספציפיות במהלך "אינפלציה בקנה מידה גבוה" ביקום המוקדם. אם נמצא חומר אפל אקסיוני, או סימנים לכך באמצעות תצפיות עתידיות, נוכל לראות זאת כמבחן של העיקרון האנתרופי.
"הנקודה היא שהנוכחות של אינפלציה בקנה מידה גבוה ואקסיונים קלים במיוחד עם מסות m > 10-19 eV ירמז שחומר אפל 'חייב' להיות אקסיון: עבור תנאים ראשוניים טיפוסיים, בסופו של דבר נקבל יותר מדי חומר אפל, והיינו זקוקים נואשות לעיקרון האנתרופי כדי להגביל אותו", נמניה קאלופר, פיזיקאי מהמחלקה לפיזיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת קליפורניה, דיוויס, הוסבר באהַצהָרָה.
"כדי לגלות שאקסיון אינו חומר אפל, היינו מסיקים שהתנאים הראשוניים לא היו רק בלתי סבירים (שניתן לתקן באופן אנתרופי) אלא מאוד לא סביר, שבאמת אפילו לא נופל תחת התחום של חשיבה אנתרופית."
למרות שמציאת חומר אפל נראה כמו ירייה ארוכה - אחרי הכל חיפשנו זמן מה - לוויין ה-Lite הקרוב למחקר של קיטוב B-mode (LiteBIRD), שהוגדר לשיגור על ידי יפן ב-2032, יכול לספק ראיות או נגד העיקרון האנתרופי.
"ייתכן שהלוויין LiteBIRD מגלה גלי כבידה ראשוניים קרובים לגבולות הזרם, התואמים אינפלציה בקנה מידה גבוה", הסביר קאלופר. "רוב הקוסמולוגים ירגישו שזה מאשר אינפלציה בקנה מידה גבוה".
"ייתכן גם שאנו מגלים סימנים של אקסיוניסטים קלים על ידי סקר חורים שחורים סופר-מסיביים ביקום. האקסיות משפיעות על יחס הספין למסה של חורים שחורים, וניתן היה לראות זאת", המשיך קאלופר. "לבסוף, ייתכן שחיפושים עתידיים של חומר אפל ישיר מגלים שחומר אפל ברובו אינו מורכב מאקסיונים קלים במיוחד. במקרה זה, היינו חושבים שהעיקרון האנתרופי נכשל."
המחקר יתפרסם בכתב העת Journal of Cosmology and Astroparticle Physics והדפסה מוקדמת זמינה ב-arXiv.
