Što se dogodilo prije velikog praska?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

Što je uzrokovalo nastanak svemira? Temeljni uzrok mora biti poseban, kažu znanstvenici. Ali ako početak svega pripišemo Velikom prasku, postavlja se pitanje: što se dogodilo prije toga? Autor nudi fascinantno razmišljanje o početku vremena.

Pitati znanost što je bilo prije vremena je kao pitati "Tko si bio prije nego što si rođen?"

“Znanost nam omogućuje da utvrdimo što se dogodilo u trilijunti dio sekunde nakon Velikog praska.

“Ali teško da ćemo ikada saznati što je izazvalo Veliki prasak.

“To je razočaravajuće, ali neke stvari su potpuno nespoznatljive. I ovo je dobro.

Budimo iskreni: prilično je čudno pomisliti da je povijest svemira započela svojevrsnim rođendanom prije 13,8 milijardi godina. To je u skladu s mnogim religijskim načelima, prema kojima je kozmos stvoren intervencijom odozgo, iako znanost o tome ništa ne govori.

Što se dogodilo prije početka vremena?

Ako sve što se dogodilo ima uzročnu vezu, što je onda uzrokovalo nastanak svemira? Kako bi odgovorili na vrlo teško pitanje o Prvom uzroku, religijski mitovi o stvaranju svijeta koriste ono što kulturni antropolozi ponekad nazivaju "pozitivnim bićem" ili nadnaravnim fenomenom. Budući da je vrijeme počelo u nekom trenutku u dalekoj prošlosti, Prvi Uzrok mora biti poseban. Mora da je to bezrazložan razlog, fenomen koji se upravo dogodio, a ništa mu nije prethodilo.

Ali ako početak svega pripišemo Velikom prasku, postavlja se pitanje: što se dogodilo prije toga? Kad je riječ o besmrtnim bogovima, to je sasvim druga stvar, jer za njih bezvremenost nije pitanje. Bogovi postoje izvan vremena, a mi ne. Za nas ne postoji nešto kao "prije vremena". Stoga, ako postavimo pitanje što se dogodilo prije Velikog praska, to će biti pomalo besmisleno, čak i ako trebamo pronaći smisao. Stephen Hawking jednom je to izjednačio s pitanjem "Što je sjeverno od Sjevernog pola?" I sviđa mi se rečenica "Tko si bio prije rođenja?"

Aurelije Augustin je pretpostavio da su se vrijeme i prostor pojavili zajedno sa stvaranjem svijeta. Za njega je to, naravno, bila božanska providnost. A za znanost?

U znanosti, da bismo razumjeli kako je Svemir nastao, kako se razvijao i sazrijevao, vraćamo se u prošlost, pokušavajući rekonstruirati ono što se događalo. Poput paleontologa, identificiramo "fosile", odnosno ostatke materije iz prošlih dana, a zatim uz njihovu pomoć učimo o raznim fizikalnim pojavama koje su postojale u to vrijeme.

Pouzdano pretpostavljamo da se Svemir širi milijardama godina i da se taj proces nastavlja i sada. U ovom slučaju, "širenje" znači da se udaljenosti između galaksija povećavaju; galaksije se udaljavaju jedna od druge brzinom koja ovisi o tome što je bilo unutar svemira u različitim epohama, odnosno koja je materija ispunjavala prostor.

Veliki prasak nije bio eksplozija

Kada govorimo o Velikom prasku i ekspanziji, zamišljamo eksploziju koja je sve pokrenula. Zato smo ga tako i nazvali. Ali ovo je zabluda. Galaksije se udaljavaju jedna od druge, jer su doslovno razdvojene samim rastezanjem prostora. Poput elastične tkanine, prostor se rasteže i sa sobom nosi galaksije, kao što riječna struja sa sobom nosi cjepanice. Dakle, galaksije se ne mogu nazvati krhotinama koje lete od eksplozije. Nije bilo centralne eksplozije. Svemir se širi na sve strane, i potpuno je demokratski. Svaka točka je jednako važna. Netko u udaljenoj galaksiji vidi uklanjanje drugih galaksija na isti način kao mi.

(Napomena: obližnje galaksije imaju odstupanja od ovog kozmičkog toka koji se naziva "lokalno kretanje". To je uzrokovano gravitacijom. Na primjer, Andromedina maglica nam se približava.)

Povratak u prošlost

Zakrenemo li kozmički film unatrag, vidjet ćemo kako se materija sve više stišće u prostoru koji se smanjuje. Temperatura raste, tlak raste i počinje propadanje. Molekule se raspadaju na atome, atome na jezgre i elektrone, atomske jezgre na protone i neutrone, a zatim protone i neutrone na kvarkove. Ova sekvencijalna razgradnja materije na njene najosnovnije i elementarne sastojke događa se kako sat otkucava u suprotnom smjeru od eksplozije.

Na primjer, atomi vodika se raspadaju oko 400 000 godina prije Velikog praska, atomske jezgre za otprilike jednu minutu, a protoni s neutronima u stotinki sekunde (kada se gledaju obrnuto, naravno). Kako to znamo? Pronašli smo ostatke zračenja iz vremena kada su se formirali prvi atomi (reliktno mikrovalno pozadinsko zračenje), te shvatili kako su se prve jezgre svjetlosnih atoma pojavile kada je svemir bio star samo nekoliko minuta. Upravo su to kozmički fosili koji nam pokazuju put u suprotnom smjeru.

Trenutno možemo eksperimentalno simulirati uvjete koji su postojali kada je svemir bio trilijunti dio sekunde. Možda nam se čini zanemarivom vrijednošću, ali za svjetlosnu česticu fotona ovo je dugo vrijeme, što joj omogućuje da preleti udaljenost koja je trilijun puta veća od protona. Kada govorimo o ranom svemiru, trebali bismo zaboraviti na ljudske standarde i ideje o vremenu.

Naravno, želimo se što više približiti trenutku kada je vrijeme bilo jednako 0. Ali u nekom trenutku naletimo na zid neznanja i možemo samo ekstrapolirati naše trenutne teorije u nadi da će nam dati barem neki nagovještaji događanja na početku vremena, na takvim energijama i temperaturama koje ne možemo stvoriti u laboratoriju. Ali jedno znamo sigurno. Kada je vrijeme blizu nule, naša trenutna teorija svojstava prostora i vremena, koja je Einsteinova opća teorija relativnosti, ne funkcionira.

Ovo je područje kvantne mehanike, u kojem su udaljenosti toliko male da prostor ne moramo zamisliti kao neprekinuti list, već kao granularnu strukturu. Nažalost, nemamo kvalitativnu teoriju koja opisuje takvu granularnost prostora, jer ne postoje fizikalni zakoni gravitacije na kvantnoj skali (poznati kao kvantna gravitacija). Kandidati su, naravno, npr. teorija superstruna i kvantna gravitacija u petlji. Ali trenutno nema dokaza da ispravno opisuju fizičke pojave.

Kvantna kozmologija ne daje odgovor na to pitanje

Ipak, radoznalost osobe zahtijeva da se granice približe nultoj vrijednosti vremena. Što možeš reći? U 1980-ima, Alexander Vilenkin, Andrei Linde, James Hartl i Stephen Hawking predložili su tri modela kvantne kozmologije, u kojoj svemir postoji kao atom, a jednadžba je slična onoj koja se koristi u kvantnoj mehanici.

U ovoj jednadžbi svemir je val vjerojatnosti, koji, u biti, povezuje bezvremensko kvantno područje s onom klasičnom, gdje postoji vrijeme, odnosno sa svemirom u kojem živimo, a koji se sada širi. Prijelaz s kvantnog na klasiku doslovno znači nastanak svemira, ono što zovemo Veliki prasak. Dakle, Veliki prasak je bezuzročna kvantna fluktuacija, nasumična kao i radioaktivni raspad: od odsutnosti vremena do njegove prisutnosti.

Pod pretpostavkom da je jedan od ovih jednostavnih modela točan, bi li to bilo znanstveno objašnjenje Prvog uzroka? Možemo li se uopće riješiti potrebe za uzrokom korištenjem vjerojatnosti kvantne fizike?

Nažalost ne. Naravno, takav bi model bio zapanjujući intelektualni podvig. Bio bi to kolosalan korak naprijed u razumijevanju podrijetla svega. Ali ovo nije dovoljno. Znanost ne može postojati u vakuumu. Potreban joj je konceptualni aparat, pojmovi kao što su prostor, vrijeme, materija, energija. Potrebni su joj izračuni, potrebni su joj zakoni održanja takvih veličina kao što su energija i zamah. Ne možete izgraditi neboder od ideja, kao što ne možete stvoriti model bez koncepata i zakona. Tražiti od znanosti da "objasni" Prvi Uzrok isto je kao tražiti od znanosti da objasni svoju vlastitu strukturu. Ovo je zahtjev za pružanjem znanstvenog modela koji ne koristi presedane, ne postoje raniji koncepti na kojima bi se moglo raditi. Znanost to ne može učiniti, kao što čovjek ne može misliti bez mozga.

Zagonetka o korijenskom uzroku ostaje neriješena. Kao odgovor možete odabrati religiju i vjeru, a također možete pretpostaviti da će znanost s vremenom sve shvatiti. Također možemo, poput starogrčkog skeptika Pyrrho, ponizno priznati da postoje granice našeg znanja. Možemo se radovati onome što smo postigli i dalje shvaćati, a pritom shvaćati da nema potrebe sve znati i sve razumjeti. Dovoljno je da se i dalje radoznalo zanimamo.

Znatiželja bez zagonetke je slijepa, a zagonetka bez radoznalosti manjkava.