Čo sa stalo pred veľkým treskom?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 16:15

Čo spôsobilo vznik vesmíru? Hlavná príčina musí byť špeciálna, tvrdia vedci. Ak však začiatok všetkého pripíšeme Veľkému tresku, vynára sa otázka: čo bolo pred tým? Autor ponúka fascinujúcu úvahu o začiatku času.

Pýtať sa vedy, čo bolo pred časom, je ako pýtať sa „Kto si bol predtým, než si sa narodil?“

„Veda nám umožňuje určiť, čo sa stalo za jednu bilióninu sekundy po Veľkom tresku.

„Ale sotva sa niekedy dozvieme, čo spôsobilo Veľký tresk.

Je to sklamanie, ale niektoré veci sú úplne nepoznateľné. A toto je dobré.

Buďme úprimní: je dosť zvláštne myslieť si, že história vesmíru sa začala akýmsi narodeninami pred 13,8 miliardami rokov. To je v súlade s mnohými náboženskými princípmi, podľa ktorých bol vesmír vytvorený zásahom zhora, hoci veda o tom nič nehovorí.

Čo sa stalo pred začiatkom času?

Ak všetko, čo sa stalo, má kauzálny vzťah, čo potom spôsobilo vznik vesmíru? Na zodpovedanie veľmi ťažkej otázky o Prvej príčine náboženské mýty o stvorení sveta používajú to, čo kultúrni antropológovia niekedy nazývajú „pozitívne bytie“alebo nadprirodzený jav. Keďže čas začal niekedy v dávnej minulosti, Prvá príčina musí byť špeciálna. Musí to byť bezpríčinný dôvod, jav, ktorý sa práve stal a nič mu nepredchádzalo.

Ak však začiatok všetkého pripíšeme Veľkému tresku, vynára sa otázka: čo bolo pred tým? Keď máme do činenia s nesmrteľnými bohmi, je to úplne iná vec, pretože pre nich nadčasovosť nie je otázkou. Bohovia existujú mimo času a my nie. Pre nás neexistuje nič také ako „pred časom“. Preto, ak si položíme otázku, čo sa stalo pred Veľkým treskom, bude to do istej miery zbytočné, aj keď potrebujeme nájsť zmysel. Stephen Hawking to raz prirovnal k otázke "Čo je severne od severného pólu?" A páči sa mi veta "Kto si bol predtým, než si sa narodil?"

Aurelius Augustín predpokladal, že čas a priestor sa objavili spolu so stvorením sveta. Pre neho to bola, samozrejme, božská prozreteľnosť. A pre vedu?

Aby sme vo vede pochopili, ako vesmír vznikol, vyvinul sa a dozrel, vraciame sa späť v čase a snažíme sa rekonštruovať, čo sa dialo. Podobne ako paleontológovia identifikujeme „fosílie“, teda pozostatky hmoty z minulých čias, a následne s ich pomocou spoznávame rôzne fyzikálne javy, ktoré v tom čase existovali.

S istotou predpokladáme, že vesmír sa rozpína už miliardy rokov a že tento proces pokračuje aj teraz. V tomto prípade "expanzia" znamená, že vzdialenosti medzi galaxiami sa zväčšujú; galaxie sa od seba vzďaľujú rýchlosťou, ktorá závisí od toho, čo bolo vo vnútri vesmíru v rôznych epochách, teda aká hmota vypĺňala priestor.

Veľký tresk nebol výbuch

Keď hovoríme o veľkom tresku a expanzii, predstavíme si výbuch, ktorý všetko odštartoval. Preto sme to takto pomenovali. Ale to je mylná predstava. Galaxie sa od seba vzďaľujú, pretože sú doslova oddelené samotným rozťahovaním vesmíru. Ako elastická tkanina, priestor sa naťahuje a unáša so sebou galaxie, keďže prúd rieky so sebou unáša polená. Takže galaxie nemožno nazvať troskami lietajúcimi z výbuchu. K centrálnemu výbuchu nedošlo. Vesmír sa rozpína všetkými smermi a je úplne demokratický. Každý bod je rovnako dôležitý. Niekto vo vzdialenej galaxii vidí odstraňovanie iných galaxií rovnakým spôsobom ako my.

(Poznámka: Blízke galaxie majú odchýlky od tohto kozmického toku nazývaného „miestny pohyb“. Spôsobuje to gravitácia. Napríklad hmlovina Andromeda sa k nám blíži.)

Návrat do minulosti

Ak si vesmírny film pretočíme dozadu, uvidíme, ako sa hmota v zmenšujúcom sa priestore stále viac stláča. Teplota stúpa, tlak stúpa a začína sa rozpad. Molekuly sa rozpadajú na atómy, atómy na jadrá a elektróny, atómové jadrá na protóny a neutróny a potom protóny a neutróny na kvarky. K tomuto postupnému rozkladu hmoty na jej najzákladnejšie a elementárne zložky dochádza, keď hodiny tikajú v opačnom smere k výbuchu.

Napríklad atómy vodíka sa rozpadajú asi 400 000 rokov pred Veľkým treskom, atómové jadrá asi jednu minútu a protóny s neutrónmi za stotinu sekundy (samozrejme, keď sa na to pozeráme naopak). Ako to vieme? Našli sme pozostatky žiarenia z čias, keď vznikli prvé atómy (reliktné mikrovlnné žiarenie na pozadí), a prišli sme na to, ako sa objavili prvé jadrá ľahkých atómov, keď mal vesmír len niekoľko minút. Sú to práve tie kozmické fosílie, ktoré nám ukazujú cestu opačným smerom.

V súčasnosti môžeme experimentálne simulovať podmienky, ktoré existovali, keď bol vesmír jeden bilióntina sekundy. Môže sa nám to zdať zanedbateľná hodnota, ale pre svetelnú časticu fotónu je to dlhý čas, ktorý jej umožňuje preletieť vzdialenosť, ktorá je biliónkrát väčšia ako priemer protónu. Keď hovoríme o ranom vesmíre, mali by sme zabudnúť na ľudské štandardy a predstavy o čase.

Samozrejme, chceme sa čo najviac priblížiť k momentu, keď sa čas rovnal 0. Ale v istom momente narážame na stenu nevedomosti a môžeme len extrapolovať naše súčasné teórie v nádeji, že nám dajú aspoň niektoré náznaky, že sa to deje na začiatku času, pri takých energiách a teplotách, ktoré v laboratóriu nedokážeme vytvoriť. Jedno však vieme určite. Keď je čas blízko nule, naša súčasná teória vlastností priestoru a času, ktorá je Einsteinovou všeobecnou teóriou relativity, nefunguje.

Toto je sféra kvantovej mechaniky, v ktorej sú vzdialenosti také malé, že si priestor musíme predstaviť nie ako súvislý list, ale ako zrnitú štruktúru. Bohužiaľ nemáme kvalitatívnu teóriu popisujúcu takúto zrnitosť priestoru, keďže neexistujú žiadne fyzikálne zákony gravitácie v kvantovej mierke (známe ako kvantová gravitácia). Kandidátmi sú, samozrejme, napríklad teória superstrun a slučková kvantová gravitácia. V súčasnosti však neexistuje dôkaz, že správne opisujú fyzikálne javy.

Kvantová kozmológia na otázku neodpovedá

Napriek tomu si zvedavosť človeka vyžaduje, aby sa hranice priblížili k nulovej hodnote času. čo povieš? V osemdesiatych rokoch minulého storočia Alexander Vilenkin, Andrei Linde a James Hartl a Stephen Hawking navrhli tri modely kvantovej kozmológie, v ktorých vesmír existuje ako atóm a rovnica je podobná tej, ktorá sa používa v kvantovej mechanike.

Vesmír je v tejto rovnici vlnou pravdepodobnosti, ktorá v podstate spája nadčasovú kvantovú oblasť s klasickou, kde je čas, teda s vesmírom, v ktorom žijeme a ktorý sa teraz rozpína. Prechod od kvanta ku klasike doslova znamená vznik priestoru, ktorý nazývame Veľký tresk. Veľký tresk je teda bezpríčinná kvantová fluktuácia, náhodná ako rádioaktívny rozpad: od neprítomnosti času po jeho prítomnosť.

Za predpokladu, že jeden z týchto jednoduchých modelov je správny, išlo by o vedecké vysvetlenie Prvej príčiny? Môžeme sa úplne zbaviť nevyhnutnosti príčiny pomocou pravdepodobností kvantovej fyziky?

Bohužiaľ nie. Samozrejme, takýto model by bol ohromujúci intelektuálny výkon. Bol by to kolosálny krok vpred v pochopení pôvodu všetkého. Ale to nestačí. Veda nemôže existovať vo vzduchoprázdne. Potrebuje pojmový aparát, také pojmy ako priestor, čas, hmota, energia. Potrebuje výpočty, potrebuje zákony zachovania takých veličín, ako je energia a hybnosť. Z nápadov nemôžete postaviť mrakodrap, rovnako ako nemôžete vytvoriť model bez konceptov a zákonov. Požiadať vedu, aby „vysvetlila“prvú príčinu, je ako požiadať vedu, aby vysvetlila svoju vlastnú štruktúru. Ide o požiadavku poskytnúť vedecký model, ktorý nepoužíva precedensy, neexistujú žiadne predchádzajúce koncepty, na ktorých by sa dalo pracovať. Veda to nedokáže, rovnako ako človek nemôže myslieť bez mozgu.

Hádanka koreňovej príčiny zostáva nevyriešená. Ako odpoveď si môžete vybrať náboženstvo a vieru a tiež môžete predpokladať, že veda časom na všetko príde. Rovnako ako starogrécky skeptik Pyrrho môžeme pokorne uznať, že naše poznanie má svoje hranice. Môžeme sa radovať z toho, čo sme dosiahli a pokračovať v chápaní, pričom si uvedomujeme, že netreba všetko vedieť a všetkému rozumieť. Stačí, že sa budeme aj naďalej zvedavo zaujímať.

Zvedavosť bez hádanky je slepá a hádanka bez zvedavosti je chybná.