מדענים הציעו שיטה לבדיקת העיקרון האנתרופי, המצביע על כך שהיקום מוגדר לתמוך בחיים. עיקרון זה התגבש לראשונה ברנדון קרטר ב-1973 ובמשך זמן רב נשאר יותר בגדר השערה פילוסופית מאשר השערה מדעית. עם זאת, מחקר חדש פורסם ב-Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, מציע דרך לבדוק זאת באופן ניסיוני על סמך תצפיות קוסמולוגיות.
ניתן לחלק את העיקרון האנתרופי לשתי גרסאות עיקריות. הגרסה החלשה טוענת כי קיומם של חיים תבוניים אפשרי מכיוון שליקום יש את התנאים הדרושים לכך. הגרסה החזקה מציעה שהיקום במקור התפתח בדרך זו כדי שהחיים יתעוררו. הצהרה זו חורגת לעתים קרובות מעבר למדע, ומתקרבת לשאלות של פילוסופיה ומטאפיזיקה.
אחת הבעיות העיקריות של העיקרון האנתרופי היא חוסר יכולת הבדיקה שלו. עד כה, היא לא אפשרה לבצע תחזיות כמותיות שניתן לאשש או להפריך על ידי תצפיות. עם זאת, מחקר חדש של הפיזיקאים נמניה קאלופר ואלכסנדר ווסטפאל מציע מודל לבדיקת העיקרון המבוסס על הידע הנוכחי של הקוסמולוגיה.
המחקר התבסס על שלושה מרכיבים מרכזיים:
-
ניפוח שטח: יש להניח שברגעים הראשונים לקיומו, היקום חווה התפשטות מהירה, שאפשרה היווצרות של מבנים עכשוויים כמו גלקסיות וכוכבים. אין עדיין עדות ישירה לתהליך זה, אך תורת האינפלציה נחשבת לאחת המבטיחות ביותר.
-
חומר אפל: כ-85% מהחומר ביקום נותר בלתי נראה ולא ידוע בטבע. בין שלל ההשערות, אחת הפופולריות ביותר היא קיומם של אקסונים – חלקיקים קלים במיוחד שיכולים להיווצר בכמויות עצומות בזמן ניפוח ובעלי מאפיינים המתאימים להסבר מהי החומר האפל.
-
אקסיון וחורים שחורים: אם קיימים צירים, ניתן לזהות את השפעתם באמצעות תצפיות על חורים שחורים. בפרט, אקסונים יכולים לשנות את היחס בין המסה והסיבוב של עצמים אלה, אשר תיאורטית ניתן לזהות על ידי ניסויים מודרניים.
המחקר מצביע על כך שאם תצפיות עתידיות חושפות עדויות לאינפלציה בקנה מידה גדול, אקסיוניסטים קלים או היעדרן בחומר אפל, הדבר עשוי לאשש או להפריך את העיקרון האנתרופי. לדוגמה, אם יתברר כי החומר האפל אינו קשור לאקסיונים, הדבר יטיל ספק בגרסה החזקה של העיקרון.
פרויקטים עתידיים כמו הלוויין LiteBIRD המתוכנן לשנת 2032 ומחקר חורים שחורים עשויים לספק את הנתונים הדרושים. יחד עם זאת, מחברי העבודה מדגישים כי אישור או הפרכה של העיקרון האנתרופי עשויים לדרוש עדכון של הנחות יסוד לגבי התנאים ההתחלתיים של היקום.
תוצאות המחקר פותחות דרך חדשה להבנת חוקי הטבע היסודיים ואת מקומו האפשרי של העיקרון האנתרופי במדע המודרני. המסקנות הסופיות תלויות במידת ההצלחה של התצפיות הקרובות.
