Maa, Päike ja meie Galaktika paisuvas Universumis

Me elame Päikesesüsteemi kolmandal planeedil, 150 miljoni kilomeetri kaugusel Päikesst. Planeet liigub ringikujulisel orbiidil, teda "kütab" keskmine kiirgusvoog 1,36 kW/m², planeedi keskmine temperatuur on 293 K(+23°C). Mõõtmetelt on Maa teiste planeetidega võrreldes väike, keemiliselt koostiselt "tugevasti metalliline" (raskemate elementide hulk ületab tunduvalt vesiniku ja heeliumi oma). Planeedina on Maa seisund absoluutselt stabiilne, ta võib selles olekus püsida kuitahes kaua.
Meie kodutäht Päike on üsna keskmiste parameetritega G2-spektriklassi täht, mis asub peajadal, st. vesiniku põlemise staadiumis. Tema absoluutne heledus on 4,7 tähesuurust, mass 2 * 10³⁰ kg, vanus umbes 6 miljardit aastat. Vesiniku lõppemiseni (lahkumiseni peajadalt punaste hiidude piirkonda) jääb 4-5 miljardit aastat; selle aja vältel on Päike stabiilse, väga aeglaselt kasvava heledusega.
Päikese üleminekut punase hiiu staadiumi loetakse Maa tsivilisatsiooni (ja tõenäoliselt kogu elu) looduslikuks lõpuks.
Galaktikas kuulub Päike ketta keskmise vanusega populatsiooni hulka nii asendi kui keemilise koostise poolest. Ta liigub ringorbiidil raadiusega 8,5 kpc üsna Linnutee tasandi lähedal ja teeb ühe täistiiru 200 miljoni aastaga. Praegu asub ta kahe spiraalharu -- seesmise Orioni haru (asub Orioni tähtkuju suunas) ja välimise Perseuse haru vahel, rahulikus ja suhteliselt tolmuvabas piirkonnas. Liikudes spiraalharudest kiiremini jõuab ta umbes 150 miljoni aasta pärast Perseuse haruni, siis on oodata ka pisut ägedamaid sündmusi Päikest ümbritsevas Galaktika osas. Maad need eriti ei mõjuta; isegi, kui me peaks sattuma mõnda tihedamasse tolmupilve, ei tohiks siinne kliima oluliselt muutuda.
Meie Galaktika on Sb-tüüpi spiraalgalaktika, läbimõõduga umbes 30 kpc, absoluutne tähesuurus -22, mass10¹¹ Päikese massi. Koos 700 kpc kaugusel asuva Andromeeda udukoguga moodustab ta kahest peaaegu ühesugusest galaktikast koosneva süsteemi, kuhu kuulub veel paarkümmend väiksemat galaktikat. See, Kohalikuks Grupiks(Local Group) nimetatav süsteem ise kuulub ulatuslikku (läbimõõt ligi 50 Mpc) lapikusse (paksus 10-15 Mpc) süsteemi, mida nimetatakse Kohalikuks Superparveks. Selle üsna korrapäratu kujuga moodustise keskmeks peetavVirgo galaktikaparv asub Neitsi tähtkujus meist 20 Mpc kaugusel.
Ettekujutuse galaktikate ja galaktikaparvede paiknemisest meid ümbritsevas ruumis annab kõrvalasuv joonis.
Kogu see süsteem on liikumises, mis kaugeltki ei piirdu kosmoloogilise paisumisega. Nende kohaliku iseloomuga liikumiste leidmine on Universumi arengu tundmaõppimise seisukohalt samuti huvitav ning tõsist peamurdmist andev probleem. Nagu teame, on liikumine suhteline ja Maalt vaadates määrame ju ikkkagi ainult taevakehede liikumise Maa suhtes (ehk, kui see pole vastuvõetav, siis Maa liikumise taevakehade suhtes). Kosmoloogilist laadi liikumisteni jõudmiseks lahutame vaadeldavast liikumisest kõigepealt hästituntud liikumised (Maa tiirlemine ümber Päikese, Päikese liikumine Galaktikas (tähtede suhtes) ning asume seejärel uurima meie Galaktika liikumist teiste galaktikate suhtes. Tavaliselt valitakse taustaks parvedesse mitte kuuluvad galaktikad kuni teatud kaugusteni; sõltuvalt sellest piirkaugusest (mida ei tohi määrata punanihke järgi!) ilmnevad järgmised liikumised:

1. tiirlemine ümber Kohaliku Grupi masskeskme,
2. liikumine Kohalikus Superparves (langemine Virgo parve suunas),
3. meid ümbritsevate galaktikate ühine liikumine hüpoteetilise Suure Tõmbaja (Great Attractor) suunas,
4. liikumine reliktfooni suhtes.

Viimane vajab täiendavat selgitust. Kogu füüsikakursuses on järjekindlalt rõhutatud liikumise suhtelisust ning sellest järelduvat inertsiaalsüsteemide samaväärsust. Ometi usub inimene alateadlikult "absoluutse liikumise", koos sellega ka absoluutse ruumi olemasolu. Isegi Newton, alustades loodusteaduste matemaatiliste printsiipide esitamist, lähtus absoluutse ruumi mõistest, jõudes lõpuks siiski otsusele, et seda ruumi pole kuidagi võimalik kindlaks määrata.
Kaasaegne kosmoloogia kummutab selle väite. Paisuvas Universumis on absoluutne ruum oleams, ja tema määramine kuulub suhteliselt lihtsate vaatluste hulka. Selleks tuleb piisava täpsusega mõõta 2,7 K kiirgusfooni temperatuur üle kogu taeva. Kui meie mõõteseade selle fooni (st. paisuva Universumi) suhtes liigub, peaks liikumissuunast (meile vastu) tulev kiirgus olema Doppleri efekti kohaselt pisut väiksema, tagant tulev aga suurema lainepikkusega. Wien'i seaduse järgi annab see meie ees olevale taevale pisut kõrgema, selja taha jäävale aga madalama temperatuuri. Juuresolev taevakaart on selliste vaatluste tulemus (NASA satelliit COBE, Cosmic Background Observer, kosmilise fooni vaatleja, 1994. a. seis); "soojem" piirkond on märgitud punaste, "külmem" siniste toonidega. Selle kaardi järgi liigub Päikesesüsteem Karika tähtkuju suunas kiirusega (365 +- 18) km/s, mis olekski liikumine "absoluutses ruumis".
Universum, milles me asume, kuulub praeguste teooriate kohaselt lahtiste, st. hüperboolse paisumiskõveraga maailmade klassi. Vaadeldava ainetiheduse ning keemilise koostisega sobib kõige paremini kiirendusparameetri väärtus q = 0,1 ... 0,2. See annab Universumi vanuseks Hubble'i konstandi väärtusel 75 km/sMpc 13 miljardit aastat, mis sobib ka kõige vanemate tähesüsteemide vanusega (12 miljardit aastat).
Lahtine mudel on mäletatavasti piiramatu elueaga, nii et siit poolt meid miski ei ähvarda.Jääb üle vaid inimese igavene küsimus: miks selline maailm eksisteerib ja kuidas ta on tekkinud?
Füüsikute lause vaakumi spontaansest polarisatsioonist kuulub kvant-teooriasse ja tema filosoofiline lahtiharutamine on, nagu teistelgi kvantfüüsika väljenditel, igapäevaterminites kaunis raskesti teostatav. Sõna-sõnaline tõlge ütleks, et Universum tekib äkki ja eimillestki ning et see on igati normaalne, ehkki väikese tõenäosusega füüsikaline protsess.
1970. aastal formuleeris Cambridge'i Ülikooli professor B. Carter printsiibi, millel on tänaseni kosmoloogide seas suur populaarsus:

Universumi ehitus ja areng on täpselt sellised, et seal saaks eksisteerida inimene (vaatleja).

See, esmapilgul üsna ebafüüsikaline lause kannab antroopsusprintsiibi nime. Selle eestikeelne vabatõlge oleks "inimkeskne Universum". Printsiip lähtub faktist, et maapealse bioloogilise elu füüsikaline tolerants (füüsikaliste parameetrite lubatavate väärtuste vahemik) on samade parameetrite võimalike väärtustega võrreldes ääretult väike. Elupiirkonna põhiparameetrid on piiratud kolme tingimusega: vedel vesi, valkude eksisteerimiseks sobiv temperatuur ning ioniseeriva kiirguse väga madal tase. Siit tuleneb omakorda terve hulk nõudeid planeedi massi, atmosfääri rõhu ja koostise, magnetvälja jne. kohta. Ning kõige lõpuks on vaja nende parameetrite väga täpset hoidmist miljardite aastate vältel. See, kaunis raske ülesanne, on "perfektselt teostatud" kosmoloogilise mudeli valikuga: kord käima pandud Universum viib ilma täiendava vahelesegamiseta lõppkokkuvõttes inimese ilmumiseni.
Religioossete kosmoloogiate Jumal-looja käivitas maailma sõna abil. See, tüüpiliselt idealistlik lähendus (mõiste enne objekti, mille kohta ta käib) on sisemiselt kooskõlaline ja lahendab olemise probleemid universaalse algpostulaadi -- genitori (kr. genos -- sünd, teke) abil. Probleemi saab lahendada ka subjekti seisukohalt lähtudes (igaüks on iseenda jumal).
Füüsikaline kosmoloogia võtab aluseks meid ümbritseva looduse, loob selle põhjal esemeid ja nähtusi kirjeldava loogilis-matemaatilise süsteemi (füüsika) ning püüab selle süsteemi abiga tungida olemise saladustesse. Tulemuseks on eespool kirjeldatud mudelid, mille käik on määratud füüsika seadustega ja neis sisalduvate parameetrite väärtustega. Et see mudel viiks eluks vajalike tingimuste kujunemiseni, peavad füüsika seadused ja -konstandid olema just täpselt sellised, nagu nad on.
Aga see ongi antroopsusprintsiibi sisu: maailm on selline, et seal saaks olla inimene.
Ärgem püüdkemgi seda lõpuni mõista. Antroopsusprintsiip on füüsika kui loodusfilosoofia tipp, küps eneseiroonia nende inimeste poolt, kes läbi tunnetuse raske tee on jõudnud äratundmisele tunnetusvõime piiratusest. Kõigi oma püüdluste kiuste suudab inimene tunnetada vaid iseennast; olles aga osa loodusest, tunnetab ta enda kaudu ka loodust.
Muidugi võib antroopsusprintsiibile anda ka tavapärasema seletuse. Kujutame ette, et tõepoolest eksisteerib selline ürgsubstants, mille nimi on vaakum (loobume hetkeks tema samastamisest tühjusega), mis on võimeline "polariseeruma", tekitades "universumeid". Ja veel oletame, et kõik need universumid on erinevad nii neis valitsevate füüsikaliste tingimuste kui ka neist tingimustest tuleneva evolutsiooni poolest.
Oletame, et osa neist universumitest on viljatud, st. neis ei teki kunagi ei elu ega mõistust. Nii nad jäävadki seesmiselt tunnetamata, nende kohta ei looda kunagi mingeid teooriaid.
Teine osa on viljakad universumid -- neis tekib aja jooksul mõistuse kandja ja sellega seoses ka mõistus, mis viib universumi teooria(te) tekkeni. Me ei kasuta sõna "elu", kuna mõistus ei pea ilmtingimata olema seotud valkainetel funktsioneeriva ajuga. Põhimõtteliselt võivad sellised universumid ja nende kohta käivad teooriad olla hoopis erinevad meie omast.
Kõigil neil hüpoteetilistel universumitel on ühine omadus: nad ei ole meie tunnetusele kättesaadavad. Ainus Universum, mida me näeme-kuuleme, on meie oma. Ta on täpselt selline, et me teda näha saaksime.
Seda ja ainult seda väidabki antroopsusprintsiip.