Antropiska principen

Den antropiska principen är, inom kosmologi, fysik och filosofi, idén att vissa av universums naturlagar och slumpmässiga egenskaper strax efter big bang kan härledas till människans uppkomst långt senare. Principen har flera alternativa formuleringar, men en variant innebär att universum måste ha vissa egenskaper för att det har tillåtit materia och intelligenta observatörer att uppkomma, annars skulle det inte kunna observeras.

Finjusterat universum

Den antropiska principen formulerades som ett svar på en rad iakttagelser av finjusterade naturkonstanter, det vill säga att uppkomsten av liv inte skulle vara möjlig om vissa av universums begynnelsevärden och naturkonstanter, särskilt förhållandet mellan de fyra fundamentala naturkrafterna, skulle skilja något. Följande sex dimensionslösa naturkonstanter tycks vara finjusterade, och är avgörande bland annat för universums storlek, expansion och möjliga ålder samt för uppkomsten av kol och vatten och därmed liv sådant vi känner det:

• ε≈0.007: ett mått på den starka kärnkraften (den kraft som binder kärnpartiklar i atomkärnor). Om denna skulle vara 2% starkare än den är skulle allt väte i det tidiga universat fusionerats till Helium-2. Detta skulle förhindra uppkomsten av vatten, och stjärnorna livslängd skulle vara en bråkdel av den observerade livslängden, långt innan liv skulle hinna utvecklas. Mängden möjliga grundämnen skulle minska. Om ε var 5% mindre än den är skulle inte en proton och neutron kunna bilda deuterium, och inga andra ämnen skulle kunna uppstå.
• λ ≈ 0.7: förhållandet mellan den kosmologiska konstanten, som anger mängden mörk materia som tolkats som att rumtidens expansion accelererar, och universums kritiska densitet. Om denna var en faktor 10 gånger så stor, skulle katastrofal inflation ha inträffat, så att stjärnor inte skulle hinna formas.
• Ω ≈ 0.3: relationen mellan gravitationens betydelse och den energi som förorsakar universums expansion. Eftersom denna relation är <1, kommer universum att expandera för alltid. Om den vore >1, skulle universum gå mot en Big crunch.
• N ≈ 10³⁶: förhållandet mellan elektromagnetismens styrka ( den s.k. finstrukturkonstanten alfa) och gravitationens styrka.
• Q ≈ 10^–5: förhållandet mellan den gravitationella energi som krävs för att dra isär en öppen stjärnhop eller superhop (den största kända struktur som finns i universum), och den energi dess massa motsvarar;
• D = 3: antal rumsliga makroskopiska dimensioner i rumtiden.

Det kan tyckas osannolikt att konstanterna skulle ha just dessa värden. Flera teorier har framlagts som förklaring:

1. Finjusterade konstanter används ofta i debatten som ett modern form av det teleologiska argumentet för Guds existens och för intelligent design eller teistisk evolution. Gud skulle ha skapat människan genom att utforma naturlagarna så att vi ofrånkomligen skulle ha utvecklats. Denna förklaring anses inte kunna prövas vetenskapligt efter den inte ger möjlighet till vetenskapliga förutsägelser.
2. Naturkonstanternas värden är inte slumpmässiga utan beror av varandra och kan härledas ur en ännu ej upptäckt fysikalisk princip, exempelvis en "teori om allt" (grand unified theory). En Gud som bevisats med ett finjusterat universum kan därmed vara en kunskapsluckornas Gud (god-of-the-gaps). Emellertid kan inte heller denna förklaring prövas vetenskapligt.
3. Hypotesen att vi lever i ett multiversum bestående av ett stort antal universa, vart och ett med olika slumpmässiga värden på naturkonstanterna, kan kombineras med en variant av den starka antropiska principen som innebär att endast universum där konstanterna är gynnsamma för liv kan observeras.

Om den antropiska principen kombineras med multiuniversateorin ger den under vissa omständigheter möjlighet till vetenskapliga förutsägelser, och betraktas därför som en vetenskaplig hypotes. Den bör ge upphov till statistiskt urvalsfel som bör kunna observeras.

Astronomen Fred Hoyle använde 1952 den antropiska principen för att förutsäga ett värde på excitationsenergin i kol-12-atomens kärna, baserat på att kol-12-baserade livsformer existerar. Detta värde har senare bekräftats experimentellt, vilket gav stöd åt ett antropiskt synsätt.

Diskussioner om naturkonstanternas värden kritiseras ibland för att gränsa till numerologi (talmystik).

Varianter av den antropiska principen

Varianter av den antropiska principen har lett till fler svar på den antropiska frågan, där huvudargumenten brukar formuleras som den svaga respektive den starka antropiska principen. Det är viktigt att inte blanda samman dessa två då de är varandras ideologiska motsatser. De ges dessutom olika definition av olika filosofer.

Enligt en variant av den starka principen så måste universums egenskaper vara som de är därför att själva avsikten med universum är att möjliggöra vår existens. Den starka antropiska principen är alltså förenlig med en religiös grundsyn på världen, men kontroversiell ur vetenskaplig synvinkel.

En variant av den svaga antropiska principen säger i princip inget annat än att vårt universum naturligtvis måste vara som det är för att det ska kunna finnas medvetna observatörer som konstaterar detta. Denna variant kritiseras för att vara en tautologi eller truism.

Redan hos de gamla grekerna hade särskilt sofisterna med Protagoras i spetsen funderingar som anknyter till dessa tankegångar.

Litteratur

• Barrow, John D. & Frank J. Tipler (1986). The anthropic cosmological principle. Oxford: Oxford University Press 
• Bostrom, Nick (2002). Anthropic Bias: Observation Selection Effects in Science and Philosophy. New York: Routledge 
• Dawkins, Richard (2006). The God Delusion. London: Bantam Press