Antymateria, antyświat i prawoskrętne aminokwasy. Czy lustrzane odbicie naszej rzeczywistości może istnieć naprawdę?
Koncepcje dotyczące światów równoległych, istnienia antymaterii albo organizmów zbudowanych ze związków chemicznych odmiennych od tych poznanych dotychczas dosyć długo wydawały się domeną filmów i książek z nurtu SF, ewentualnie gratką dla nieco oderwanych od prawdziwego życia futurologów. Tymczasem coraz częściej stają się domeną uznanych uczonych.
Istnienie antymaterii, czyli antyukładu cząstek elementarnych opozycyjnych wobec cząstek materii, zostało potwierdzone badaniami, podczas których udało się w warunkach eksperymentalnych stworzyć cząsteczki antywodoru. Podobnie hipoteza wieloświata, czyli multiuniwersum zbudowanego z nieskończonej ilości wszechświatów zawierających wszystko, co możliwe, jest rozważana przez światowej sławy fizyków zajmujących się tzw. teorią strun, zaś naukowcy zupełnie poważnie przestrzegają przed pokusą stworzenia białek z prawoskrętnych aminokwasów, siostrzanych wobec tworzących wszystkie znane białka aminokwasów lewoskrętnych.
Przewrót postkopernikański
Czy są to tylko modne abstrakcyjne teorie o nikłym wpływie na to, co rozumiemy przez „prawdziwe” życie? A może faktyczna rewolucja, która wstrząśnie posadami naszej wiedzy o sobie i świecie na równi z przewrotem kopernikańskim? A przede wszystkim co sprawia, że ludzką wyobraźnię tak bardzo elektryzuje możliwość istnienia rzeczywistości stanowiącej lustrzane odbicie tej nam znanej, a więc świata jednocześnie znanego i nieznanego, swojego i obcego? Na pytania te spróbuję odpowiedzieć w poniższym artykule, starając się rozważyć nie tyle naukową zasadność utrzymania lub obalenia wymienionych powyżej hipotez, co znaczenie, jakie można przypisać samej potrzebie ich stawiania.
Poznaj samego siebie
„Człowiek ze swej natury dąży do poznania” – zauważał Arystoteles w swojej Metafizyce i twierdzenie to można uznać za podwaliny całej filozofii, rozumianej jako miłość nauki, niezależnie od jej dziedziny, przedmiotu badań oraz obranej metody. Człowiek od zawsze potrzebował wiedzy o sobie i swoim otoczeniu. Dzięki temu zyskiwał ogląd niejako „z zewnątrz”, co pozwalało stworzyć alternatywę wobec naturalnego dla bytu egzystującego w obrębie świata postrzegania „od wewnątrz”. Nauka, jako część składowa kultury, dawała możliwość ujrzenia siebie jako Innego, a więc odbicia w zwierciadle, nie zaś rzeczywistości samej w sobie. Było to niezwykle ważne, może nawet najważniejsze jej zadanie. Zdaje się ono być zarazem odpowiedzią na starogrecki aforyzm-postulat, który według pisarza Pauzaniasza wyryto na frontonie delfickiej świątyni Apollina: „poznaj samego siebie” (grec. γνῶθι σεαυτόν, gnōthi seauton, łac. Nosce te ipsum). Od czasów Pauzaniasza i Arystotelesa zwierciadła te wielokrotnie zmieniano, negowano lub udoskonalano, nadając im rys najnowszych odkryć naukowych. Przyjrzyjmy się kilku z nich.
Prawoskręt surowo zakazany
Aminokwasy, czyli kwasy aminowe, stanowią grupę organicznych związków chemicznych wchodzących w skład białek, z których zbudowane są organizmy żywe. Wszystkie białka składają się z aminokwasów lewoskrętnych, a żywe komórki wytwarzają tylko cukry lewoskrętne. Istnieje parę wytłumaczeń tego zjawiska, do najczęściej przyjmowanych należy hipoteza o wpływie pola magnetycznego ziemi. Nie oznacza to, że przyroda nie zna aminokwasów prawoskrętnych (choćby w nukleotydach, związkach budulcowych DNA i RNA). Aminokwasy prawoskrętne nie tworzą jednak białek, co – zdaniem naukowców – wcale nie oznacza, że nie mogą. Przeciwnie – w specjalnie do tego celu przygotowanym laboratorium można je otrzymać bez większego trudu. Co więcej, zespołowi biologa Craiga Ventera w 2010 roku udało się stworzyć pierwszą syntetyczną komórkę, różniącą się od komórki zwykłej jedynie prawoskrętnym kierunkiem tworzących ją aminokwasów, zaś w pełni syntetyczny organizm uzyskano w roku 2016.
Zabawa we Frankensteina
Mimo tego niewątpliwego sukcesu część uczonych z mocą przestrzega przed dalszymi próbami tworzenia coraz to bardziej skomplikowanych form „lustrzanego życia”. Twierdzą oni, iż niezamierzonym rezultatem manipulacji aminokwasami może być np. stworzenie lekoopornych szczepów bakterii, wobec których również ludzki system odpornościowy, przyzwyczajony do wykrywania i zatrzymywania jedynie bakterii opartych na białkach lewoskrętnych, byłby całkowicie bezbronny. Brzmi to alarmująco, jednak na razie pozostaje w sferze abstrakcji, jako że bakterii tego typu jeszcze nie udało się wytworzyć. Czy ostrzeżenia powstrzymają biologów przed dalszymi próbami? Czas pokaże, choć historia, w tym również historia nauki, uczy, że rzadko kiedy widmo możliwych konsekwencji zniechęciło człowieka do działań, w których upatrywał potencjalnego źródła zysku, sławy lub rozgłosu.
(Wielo)świat na podobieństwo świata
Równie frapująca, choć zarazem wywołująca niemało kontrowersji, jest koncepcja wieloświata (multiuniwersum, multiwszechświat, superwszechświat, ultrawszechświat, metawszechświat). Wydaje się, że jest ona intuicyjnie zrozumiała nawet dla tych z nas, którzy nigdy nie zetknęli się z pojęciami, takimi jak „Wieczna Inflacja”, „teoria strun” czy „wieloświat probabilistyczny”. I nic w tym dziwnego. Każdy, kto kiedykolwiek rozczytywał się w prozie Ursuli Le Guin i Rogera Zelaznego, Stanisława Lema oraz Terry’ego Pratchetta, C.S. Lewisa i Philipa K. Dicka, potrafi sobie wyobrazić, czym jest świat alternatywny. Można się wręcz pokusić o stwierdzenia, że dowolny czytelnik, widz teatralny czy kinoman przynajmniej raz miał możliwość obcowania ze „światem stworzonym na podobieństwo świata”. Takim, w którym nie obowiązują znane nam reguły fizyki (ludzie latają, lwy mówią), czas płynie inaczej, a nawet istnieje możliwość podróży pomiędzy odmiennymi rzeczywistościami (jak w przypadku światów-Cieni u Zelaznego). Tyle pisarze. Uczeni, którzy co dziksze wyskoki wyobraźni muszą (a przynajmniej powinni) tonować naukową podstawą teoretyczną, wiążą hipotetyczne istnienie Multiuniwersum z Teorią Wielkiego Wybuchu, spekulując, iż w wyniku kosmicznej Wielkiej Inflacji powstała wówczas nieskończona, fraktalnie zbudowana przestrzeń, wypełniona przez wielość „bąblowatych” wszechświatów równoległych. Jest to z kolei tłumaczone tezą, że wszechświat rozszerza się w sposób nieskończony. Istnienie „multirzeczywistości” bywa również wyjaśniane na gruncie teorii strun (która, w dużym uproszczeniu, głosi, iż elektrony i kwarki znajdujące się wewnątrz atomu nie są obiektami, lecz strunami) lub fizyki kwantowej. Stanowią one jednak rozważania o tak dużym stopniu abstrakcyjności, że nawet przez fizyków bywają uznawane za zagadnienia z pogranicza filozofii. „Zwykłym” ludziom pozostaje natomiast podróż do Narnii przez szafę lub wędrówka poprzez Cienie wraz z księciem Corwinem, bohaterem książkowego cyklu stworzonego przez Rogera Zelaznego.
Antygwiazdy fizyki
Znacznie mniej wątpliwości budzi istnienie antymaterii. Hipoteza, iż oprócz znanej materii występuje we wszechświecie również drugi jej rodzaj, wykazujący przeciwne właściwości, i że obie te odmiany nawzajem się neutralizują, brzmi jak wymysł szalonego autora książek fantastycznonaukowych. Jednak nim nie jest. Do tego, iż musi istnieć jakaś cząstka elementarna, która miałaby właściwości dokładnie odwrotne do protonu, doszedł w latach 20. XX wieku angielski fizyk Paul Dirac. Następnie okazało się, że takie „lustrzane” odpowiedniki mają wszystkie znane nam cząstki elementarne, a więc protony, elektrony i neutrony.
Nie były to jedynie czysto teoretyczne spekulacje. W latach 50. i 60. w akceleratorach cząstek zaczęto wyłapywać całe atomy antywodoru, antyhelu czy antytrytu. Uczeni przyjęli, że antymateria, podobnie jak i materia, istnieje od początku znanego nam wszechświata. Jest jednak stosunkowo rzadka i bardzo nietrwała. Dlatego tak wielkim sukcesem było sztuczne wytworzenie atomu antywodoru. Oczywiście daleko jeszcze do tego, by wynalazek ten znalazł praktyczne zastosowanie np. w wytworzeniu antymaterialnego napędu, który umożliwiłby człowiekowi eksplorację odległych gwiazd. Nie jesteśmy też jak dotąd w stanie zweryfikować tezy, iż część z obserwowalnych ciał niebieskich ma budowę antymaterialną, stwierdzić, skąd wzięła się asymetria pomiędzy antymaterią a materią, ani odpowiedzieć na pytanie, czy cały nasz wszechświat powstał z nadwyżki materii pozostałej po Wielkim Wybuchu, podczas którego antymateria i materia zderzyły się i anihilowały, czyli nawzajem „pożarły”. Mimo iż, wymyśloną przez Dana Browna w Aniołach i demonach, fiolkę z antymaterią wykradzioną z genewskiego laboratorium należy zaliczyć do czystej fikcji literackiej, trudno odmówić tematowi nośności. Potwierdza to fakt, iż tym, jakże frapującym, zagadnieniem zajmowały się i nadal zajmują największe gwiazdy fizyki. Kto wie, może gdzieś w antymaterialnym świecie również one mają swoje „antyodpowiedniki”?
Lustereczko, powiedz przecie…
Łatwo można się zorientować, że punktem wspólnym powyższych koncepcji dotyczących lustrzanych odbić rzeczywistości lub jej fragmentu jest to… iż znacznie łatwiej jest je potwierdzić teoretycznie niż empirycznie. Nie zmienia to jednak faktu, że wszystkie one niezwykle żywo oddziałują na naszą zbiorową wyobraźnię, każąc zastanawiać się, czy naprawdę jesteśmy sami i jedyni. Ta odwieczna tęsknota, choć zarazem i obawa, za lustrzanym odbiciem, dopełnieniem, w którym moglibyśmy odnaleźć i odpoznać samych siebie, jest chyba uniwersalną i nieodłączną cechą człowieczeństwa. Jacques Lacan, francuski psychiatra i psychoanalityk, sformułował teorię tzw. fazy lustra, zgodnie z którą etap, podczas którego dziecko zaczyna rozpoznawać siebie w ukazywanym przez lustro odbiciu, to zarazem czas, gdy konstytuuje się podmiotowość człowieka. Być może to samo dotyczy całej ludzkości. Dlatego chyba nigdy nie przestaniemy szukać luster i próbować odnaleźć w nich samych siebie.
