Odpověď 1:

To, že se fyzika dnes snaží vznik vesmíru pochopit ještě hlouběji, než kam sahá teorie velkého třesku, je samo o sobě fascinující, stejně jako modely samotné. Lze se právem domnívat, že současný standardní kosmologický model skutečně nebude tím posledním, zvláště podaří-li se propojit obecnou teorii relativity s kvantovou teorií. Problém všech pokročilejších modelů ovšem spočívá v tom, že je velmi obtížné či nemožné je ověřit experimentálně. Ba dokonce, jak již bylo naznačeno, není snadné ani zformulovat potřebnou teorii.

Jak obvykle vznikají vesmíry?

Německá fyzička Sabine Hossenfelder také upozorňuje na to, že různé modely vzniku vesmíru lze přizpůsobit doslova jakýmkoliv experimentálně zjištěným datům, která se do nich vloží [1]. Stanford Encyclopedia of Philosophy si pak všímá toho, že hovoříme-li o vzniku vesmíru, není bez otazníků ani samotný význam pojmu „fyzikální zákon“. 

Fyzikální zákony, jak je obvykle známe, totiž popisují různé výskyty určitého jevu. Vznik vesmíru totiž nelze sledovat vícekrát, a tudíž nemůžeme zformulovat zákony toho, „jak obvykle vznikají vesmíry“ [2].

Polský filosof vědy Jan Such také poukazuje na to, že při aplikaci fyzikálních zákonů platných v relativně malých měřítkách na celý vesmír se používají kosmologické principy, které mají filosofický charakter, a věda se zde tudíž neobejde bez předpokladů a metod vlastních epistemologii (tj. teorii poznání) nebo metafyzice [3].

Jak to vidí teologové?

Nyní tedy k samotným pohledům teologů. Možná poněkud překvapivě se zde v současnosti setkáme spíše s nabádáním k opatrnosti než se silnými tvrzeními. Na první pohled se zdá, že současný kosmologický model, předpokládající konečné stáří vesmíru a velký třesk, nasvědčuje existenci Boha-stvořitele a stvoření vesmíru z ničeho (ex nihilo) právě při velkém třesku. Takovýto postoj zastává dnes např. americký filosof William Lane Craig nebo v minulosti papež Pius XII. Mnozí jiní se ale před těmito závěry mají spíše na pozoru.

Sám otec teorie velkého třesku, belgický fyzik a jezuitský kněz Georges Lemaître, varoval právě Pia XII. před jejím využíváním jako důkazu pro pravdy víry. Byl si totiž dobře vědom, že v budoucnu jeho teorie může být upřesněna nebo se ukázat jako zčásti či zcela nesprávná [4].

I sv. Jan Pavel II. varuje před nekritickým a ukvapeným využíváním teorie velkého třesku k obraně víry (apologetice). Teologové by se však podle něho neměli zříkat možnosti, že podobné teorie jim pomohou hlouběji porozumět tradičním teologickým problémům [5]. 

Teologové nedávné doby Arthur Peacocke nebo Ian Barbour jsou pak toho názoru, že „stvořenost“ vesmíru lze nejlépe vyložit jako jeho ustavičnou závislost na Bohu. Pro křesťanskou víru podle nich není podstatné, zda kdysi dávno proběhl velký třesk nebo jiná jednorázová „stvořitelská událost“ [6]. Podobný názor zastává i jezuitský kněz a kosmolog William Stoeger [7].

Stoeger také uvádí, že kosmologie, stejně jako kterákoliv jiná přírodní věda, mlčky předpokládá, že všemu ve světě lze přiznat existenci, každý účinek má příčinu a fyzikální realita obsahuje určitý řád. Věda tudíž není schopna beze zbytku vysvětlit, proč toto všechno platí. Otázka po úplném počátku vesmíru pak není otázkou po počátku v čase (což je i v souladu s předpoklady kvantové kosmologie), ale spíše po posledním základu bytí a řádu vesmíru, který se nachází vně vesmíru samotného [7].

Bůh může přírodní zákony překročit

Stanford Encyclopedia of Philosophy nabízí ještě jiný pohled. Stvoření světa Bohem není nutno vykládat pomocí přírodních zákonů či v nich hledat potvrzení pravd víry. Bůh totiž může přírodní zákony překročit. Autoři encyklopedie uvádějí jako příklad proměnu vody ve víno z evangelia podle sv. Jana (kap. 2, verše 1–11). 

Teologie zajisté netrvá na tom, aby chemie svými prostředky uměla popsat, jak lze proměnit vodu ve víno, a přesto v tento zázrak může věřit. Podíváme-li se na problém takto, nemusí teolog ani požadovat, aby zákony fyzikální kosmologie počítaly se vznikem vesmíru před konečně dlouhou dobou. Bůh totiž tyto zákony mohl stvořením světa překročit [6].

Teologové se jednohlasně neshodují na tom, do jaké míry vůbec jsou poznatky fyzikální kosmologie důležité pro teologii či víru. 

Podle anglikánského teologa Erica Mascalla je otázka, zda vesmír měl v čase počátek, či nikoliv, pro teologii zcela nedůležitá. Oproti tomu katolický filosof Ernan McMullin tvrdí, že teologové musí být vůči kosmologii pozorní. Křesťanská víra je totiž více než soubor morálních pravidel a metafyzických stanovisek. Zahrnuje také tvrzení týkající se povahy celého vesmíru [6]. 

Pravda nemůže být v rozporu s pravdou

Postoj otevřený vůči vědeckým poznatkům, nejen o vesmíru, zastává i sv. Jan Pavel II. [5] a celý hlavní proud současné katolické teologie [8]. Jan Pavel II. v dopise řediteli Vatikánské observatoře Georgi Coyneovi z r. 1988 uvádí: „Věda může oprostit náboženství od omylů a pověr, náboženství zase vědu od modloslužby a falešné absolutizace. Mohou se navzájem vtáhnout do širšího světa.“ [5] 

Podle Jana Pavla II. také věda s vírou nemohou být ve vzájemném rozporu, i když první pohled tomu leckdy napovídá. Pravda totiž nemůže být v rozporu s pravdou [9].

Pro Zeptej se vědce odpovídal David

Zdroje:

[1] HOSSENFELDER, Sabine. Existential Physics: A Scientist’s Guide to Life’s Biggest Questions. London: Atlantic Books, 2022, str. 26 a 37.

[2] Philosophy of Cosmology. In: Stanford Encyclopedia of Philosophy. c2017. [https://plato.stanford.edu/entries/cosmology/].

[3] SUCH, Jan. The Origin of the Universe and Contemporary Cosmology and Philosophy. 20th World Congress of Philosophy, Boston, 1998. [https://www.bu.edu/wcp/Papers/Meta/MetaSuch.htm] 

[4] KURZYNSKI, James. Georges Lemaitre – Father of the “Big Bang”. c2016. [https://www.vaticanobservatory.org/sacred-space-astronomy/priests-science-georges-lemaitre-father-big-bang/]

[5] Dopis Jeho svatosti Jana Pavla II. otci Georgi V. Coyneovi, SJ, řediteli Vatikánské observatoře, 1988. [https://www.vatican.va/content/john-paul-ii/en/letters/1988/documents/hf_jp-ii_let_19880601_padre-coyne.html]

[6] Cosmology and Theology. In: Stanford Encyclopedia of Philosophy. c2021. [https://plato.stanford.edu/entries/cosmology-theology/]

[7] STOEGER, William. Cosmology. In: Interdisciplinary Encyclopedia of Religion and Science. c2009. [https://inters.org/cosmology]

[8] Pastorální konstituce o církvi v dnešním světě Gaudium et Spes, čl. 36, 1965. [https://www.vatican.va/archive/hist_councils/ii_vatican_council/documents/vat-ii_const_19651207_gaudium-et-spes_cs.html]

[9] JAN PAVEL II. Pozdrav plenárnímu zasedání Papežské akademie věd o původu a ranému vývoji života, 1996. [https://www.pas.va/en/magisterium/saint-john-paul-ii/1996-22-october.html]

—

Odpověď 2:

Cílem vědy je ověřovat předpovědi experimentem

Jak už popsal David, vztah fyziky k této otázce do velké míry závisí na tom, jestli odpověď na ni má nějaké pozorovatelné důsledky – protože pokud mluvíme striktně o „fyzice“ jako takové, tak to je věda, jejímž cílem je udělat předpovědi fyzikálních jevů, které pak lze ověřit pokusem. 

Na první pohled by se totiž mohlo zdát, že tak dramatická událost, jakou velký třesk byl, by mohla smazat veškeré stopy po čemkoliv, co se dělo předtím – ale už v roce 1934, krátce po zrození moderní kosmologie, se podařilo ukázat [11], jak by případná před-velko-třesková minulost vesmíru mohla ovlivnit jeho současný stav a jak bychom tedy ze současného stavu mohli dovozovat něco o jeho historii. 

Tyto snahy se s vývojem kosmologických znalostí staly čím dál složitějšími, ale obecně narážejí na poměrně zásadní problém – většina navržených modelů jenom vysvětluje, co kolem sebe vidíme, ale nepředpovídá žádné dosud nepozorované vlastnosti nebo jevy, které bychom mohli pokusem ověřit. V otázce, zda je to problém a jak k takovým závěrům přistupovat, nejsou fyzikové zdaleka jednotní.

Vesmír už je zkrátka takový – neintuitivní

Možná ještě zajímavější – ač z hlediska fyziky vlastně nejnudnější – je možnost, že žádné „před“ velkým třeskem nebylo. Takový koncept je zcela v rozporu s naší intuicí, protože neexistenci času si prostě nedokážeme představit – ale takový už vesmír zkrátka je, zcela neintuitivní. 

Vývoj celého vesmíru, prostoru i času popisuje obecná teorie relativity [12] – nesmírně úspěšný a opakovaně otestovaný popis, který je založený na principu, že čas je jenom další „směr“, do velké míry rovnocenný s těmi třemi vzájemně kolmými směry v prostoru, které si dovedeme snadno představit. 

Tento princip je v obecné relativitě natolik základní, že v jejích hlavních, Einsteinových rovnicích, vystupují čas i prostor zcela rovnocenně a provázaně. To byl ve fyzice zcela nový přístup – před relativitou byla fyzika typicky formulována podle vzoru „mám systém v nějakém stavu teď a rovnice určující jeho vývoj v čase“. Einsteinovy rovnice ale takové rozdělení neobsahují, prostoročas je zkrátka musí splňovat ve všech bodech naráz – tedy ve všech místech i ve všech časech. 

Kde není prostoročas, není ani žádný čas

I myšlenka, že prostor může být konečný, byla zprvu velmi neobvyklá, ale už jsme si na ni tak nějak „zvykli“ – a snad už i na to, že konečný prostor neznamená nějakou uzavřenou bublinu v prostoru větším, ale skutečně to, že mimo tento prostor není nic, ani žádné prázdno, ani žádné směry. 

V obecné teorii relativity ale není onen zásadní rozdíl mezi časem a prostorem – tedy tam, kde není prostoročas, tak zkrátka není ani žádný čas. Je tedy dost dobře možné, že mimo náš vesmír koncept „před“ nedává žádný smysl a že čas je zkrátka omezen velkým třeskem. Je ale třeba zdůraznit, že to nejen není jisté, ale že pravdivost tohoto výroku může být dokonce nezjistitelná.

Obecná teorie relativity a kvantová teorie se neshodnou

Na tomto místě se hodí zmínit, že obecná teorie relativity má určitý problém s časem i mimo velký třesk. Osobně mi přijde zajímavé, že i když mě relativita vždy zajímala, tak jsem se s tímto problémem nikdy nesetkal, až do chvíle, než jsem se začal zajímat o formulace tzv. kvantové gravitace – tedy o snahy spojit obecnou teorii relativity a kvantovou teorii, a tím v podstatě vytvořit „teorii všeho“ [13]. 

V kvantové teorii totiž čas hraje zvláštní roli – a právě to, že v obecné relativitě tomu tak není, je jedním z klíčových kamenů úrazu při propojování těchto teorií. Obecná teorie relativity je totiž „invariantní vůči změně souřadnic“ – to znamená, že k její formulaci si sice obvykle potřebujete zvolit nějaké souřadnice, tedy kterým směrem jsou osy x, y a z a kterým „směrem“ v prostoročasu plyne čas, ale můžeme to udělat zcela libovolně (a ještě v každém bodě prostoročasu jinak) – a přitom předpovězené jevy musí být zcela stejné. 

Pozoruhodným důsledkem této volnosti je, že vždy lze zvolit souřadnice tak, že s plynutím času (toho směru v prostoročasu, který jste si za něj zrovna zvolili) se neděje vůbec nic. 

Nás zajímá jen náš vlastní čas

V praxi se tenhle problém řeší poměrně snadno – nás totiž, jakožto pozorovatele, moc nezajímá vývoj světa v nějakém uměle zkonstruovaném a pochybném systému souřadnic, ale v našem „vlastním čase“ – v tom čase, který my vnímáme. Vlastní čas lze definovat pro jakoukoliv, i „nemyslící“, hmotu, ale nelze ho najít v prázdném prostoru. 

Je tedy dost možné, že pokud „před“ velkým třeskem neexistovala hmota, tak i kdyby nakrásně existoval nějaký prostoročas, „čas“ jakožto jev, nikoliv jenom jakožto matematický aspekt fyzikální teorie, tam prostě stejně nedával smysl. 

Pro Zeptej se vědce odpovídal Honza

Zdroje:

[11] Tolman, R. C. (1987) [1934]. Relativity, Thermodynamics, and Cosmology. New York: Dover. ISBN 978-0-486-65383-9.

[12] Misner, Charles W.; Thorne, Kip S.; Wheeler, John Archibald (1973), Gravitation, San Francisco: W. H. Freeman, ISBN 978-0-7167-0344-0.

[13] Isham, C. J. (1993), Ibort, L. A.; Rodríguez, M. A. (eds.), „Canonical Quantum Gravity and the Problem of Time“, Integrable Systems, Quantum Groups, and Quantum Field Theories, NATO ASI Series, Dordrecht: Springer Netherlands, pp. 157–287, arXiv:gr-qc/9210011