Az Univerzum és az emberiség sötét jövője

A csillagászok egy új módszerrel támasztották alá a Világegyetem jövőjére vonatkozó talán leglehangolóbb elméletet.

Legyünk optimisták és tételezzük fel, hogy az emberi fejlődés korlátlan ideig folytatódik. Gyarmatosítottuk a Világegyetemet, mindent meg tudunk tenni már, ami a fizika határain belül lehetséges. Vajon mit fog tenni, és egyáltalán mit tehet egy ilyen szuperfaj, amikor szembe kell néznie az Univerzumban végbemenő folyamatok fokozatos lelassulásával?

Abban az esetben ugyanis, ha nem létezik az Univerzumban elég anyag ahhoz, hogy megálljon a tágulás, Világegyetemünk mérete örökké növekedni fog. Végtelen hosszú ideig fog már létezni, ami számos következménnyel jár. Egy ilyen Világegyetemben az összes fizikai jelenség egyszer majd biztosan bekövetkezik. Egy lény agyában az összes lehetséges gondolat megfordul. "Ha például egy majom az örökkévalóságig, azaz végtelenül hosszú ideig ülne egy írógép előtt és véletlenszerűen nyomkodná a billentyűket, akkor a végtelen hosszú idő alatt még annak is elő kellene fordulnia, hogy egyszer éppen William Shakespeare valamelyik drámája kerül a papírra." - írja Paul Davies. Másrészt az összes olyan folyamat, amelyiknek bármilyen elképzelhetetlen csekély hatása is van, végtelen idő alatt világot megváltoztatható jelenséggé válhat. A négy alapvető kölcsönhatás közül a leggyengébb a gravitációs kölcsönhatás. Azonban a gravitáció csekély, környezetére gyakorolt hatásai végtelen idő alatt óriásivá összegződnek. Minden anyagi halmaz így valamikor összeroppan, a galaxisok, csillagok egyre közelebb kerülnek a fekete lyukakhoz, amelyek végül mindannyiukat bekebelezik. Bizonyos idő után ezek a fekete lyukak is "elpárolognak". A Világegyetemben csak a túlélő anyagok maradnak meg; kósza fotonok és neutrínók. Az anyag így nagyon ritka lesz az űrben, a részecskék energiája pedig a tágulással egyre csökken. A hőmérséklet lassan kiegyenlítődik mindenhol. Van-e esély ilyen körülmények között a túlélésre?

Annyi idő áll rendelkezésünkre, hogy lehetetlen távoli jövőnket megjósolni a mai trendek extrapolálásával. Ki tudna elképzelni egy egybillió éves technikai civilizációt? Vagy akár csak azt, hogy milyen lesz Földünk egymillió év múlva? Úgy tűnhet számunkra, hogy ez a civilizáció bármit megtehet, tetszése szerint. Ám egy biztos: nem fogjuk tudni átlépni az alapvető fizikai törvények által felállított korlátokat. A legnagyobb problémát az jelenti, hogy minden érdemleges tevékenység energia felhasználásával jár, így például a gondolkodás is. Idővel a Világegyetem összes energiája el fog használódni, s bekövetkezik az energiaválság.

Az információ feldolgozása is olyan tevékenység, mely energia felhasználásával jár. Az agy és a számítógépek nagyon alacsony hatásfokon dolgoznak, és rengeteg fölös energiát pazarolnak el. Gondoljunk csak a számítógép processzoraira, amelyek iszonyatosan magas hőmérsékletet érnének el, ha nem lenne rajtuk hűtőventillátor. Ha egy számítógép elvégzi az 1+2=3 összeadást, akkor a 2 byte bemenő információ helyett eredményként csak egyet kapunk. A modern elméletek szerint az információ, a rend egyenlő a reciprok entrópiával, rendezetlenséggel; ha tehát a rendszerből ily módon információ veszik el, akkor a folyamat az entrópia növekedésével jár. Így pedig energiát vesztünk.

Freeman Dyson szemügyre vette azokat a korlátokat, amelyekkel egy értelmes civilizáció óhatatlanul szembekerül a Világegyetem lehűlése során. Mint azt fentebb láttuk, az értelmes lényeknek energiára van szüksége, ha másért nem, hogy gondolkodjanak. Az első kényszer az, hogy a lények testhőmérsékletének magasabbnak kell lenni a környezeténél, különben a gondolkodás eredményeképpen létrejövő "hulladékhő" nem tudja elhagyni testüket. Másrészt a fizikai törvények korlátozzák annak sebességét, hogy egy rendszer milyen gyorsan tud energiát kisugározni a környezetébe.

A fenti fejtegetés ismeretében csak egy lehetőségünk marad a túlélésre: gyorsítani kell az információfeldolgozás sebességét. Egy lény szubjektív időérzete attól függ, hogy milyen gyorsan dolgozza fel az információt. Ha megfelelően gyorsak vagyunk, néhány másodperc is éveknek tűnhet. Ám minél gyorsabban dolgozzuk fel az információt, annál nagyobb ütemű az energiafelhasználás mértéke is, következésképpen sehogy sem kerülhető el a vég, függetlenül attól, hogy milyen fizikai formát öltenek kései leszármazottaink. Ez azonban, Dyson kimutatásai szerint, nincs feltétlenül így. Szerinte létezhet egy bölcs kompromisszum, amelynek követése esetén a közösség fokozatosan lassítja tevékenységének ütemét, ahogy a Világegyetem is haldoklik. Ez megvalósítható olyan módon, hogy egy rövid aktív szakasz után hibernációba süllyednek, hogy energiát gyűjtsenek és megváljanak az aktív szakasz alatt létrejött hőtől is.

A fenti stratégiát követő lények által érzékelt szubjektív idő egyre kisebb része lesz a ténylegesen eltelt időnek, de mivel az örökkévalóság hosszú, ez is bőven elég lesz. Egy ilyen "pokoli" Világegyetemben az energiaforrások mennyisége a nullához tart, míg az idő a végtelenhez. Ezen korlátok vizsgálata alapján Dyson kimutatta, hogy a teljes szubjektív időérzet akkor is végtelen lehet, ha az energiamennyiség véges. Egy hihetetlen számítási eredményt is idéz: egy akkora közösség, mint a mai emberiség 6*1030 J energiából az örökkévalóságig elvegetálhat. Ez az energia soknak tűnhet, pedig nem több, mint amennyit a Nap 8 óra alatt kisugároz.

Ha valaki végtelen sokáig él, akkor egy másik, igen égető problémával is szembe kell néznie, mégpedig azzal, hogy véges méretű agy csak véges méretű állapotot képes felvenni. Ez pedig - akárhogy is nézzük - azt jelenti, hogy ugyanazon gondolatok újra és újra felbukkannak. Az ilyen létezés azonban borzalmas és céltalan volna. Az egyetlen megoldás az agy méretének növekedése lenne, azonban ez sem tarthat örökké.

Az agy digitális felépítésű, ezért véges kapacitású. Vannak azonban analóg "számítógépek", mint pl. egy képzeletbeli logarléc, amelyen végtelen számú adatot jelezni tudunk. Az analóg rendszerek tehát mentesek digitális társaik némely fogyatékosságától. Például végtelen mennyiségű adatot meg bírnak jeleníteni, tárolni. Ha egy lény agya analóg működést mutat, az nem csak azt jelenti, hogy végtelen gondolata lehet, hanem azt is, hogy végtelen különböző.

Akármi történik is, nagyon távoli utódainknak szembe kell nézniük majd az utolsó ökológiai katasztrófával: a kozmikus energiák végső kimerülésével és a hőhalállal.

Felhasznált forrás: Münz Márton Kozmológia honlapja