Što se dogodilo prije Velikog praska? Konvencionalni odgovor na to pitanje obično je: 'Ne postoji nešto kao što je 'prije Velikog praska'.' To je događaj koji je sve započeo. Ali pravi je odgovor, kaže fizičar Sean Carroll, 'Jednostavno ne znamo.' Carroll, kao i mnogi drugi fizičari i kozmolozi počeli su razmatrati mogućnost vremena prije Velikog praska, kao i alternativne teorije o tome kako je nastao naš svemir. Carroll je raspravljao o ovoj vrsti 'spekulativnog istraživanja' tijekom govora na sastanku Američkog astronomskog društva prošlog tjedna u St. Louisu, Missouri.
'Ovo je zanimljivo vrijeme za biti kozmolog', rekao je Carroll. “Obojica smo blagoslovljeni i prokleti. Zlatno je doba, ali problem je što model svemira koji imamo nema smisla.”
Prvo, postoji problem inventara, gdje je 95% svemira nepoznato. Čini se da su kozmolozi riješili taj problem izmišljanjem tamne tvari i tamne energije. Ali zato što smo 'stvorili' materiju da odgovara podacima ne znači da razumijemo prirodu svemira.
Još jedno veliko iznenađenje o našem svemiru dolazi iz stvarnih podataka iz svemirske letjelice WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) koja je proučavala kozmičku mikrovalnu pozadinu (CMB) kao “eho” Velikog praska.
'WMAP snimak kako je rani svemir izgledao pokazuje da je bio vruć, gust i gladak [niska entropija] u širokom području svemira', rekao je Carroll. “Ne razumijemo zašto je to tako. To je još veće iznenađenje od problema s inventarom. Naš svemir jednostavno ne izgleda prirodno.” Carroll je rekao da su stanja niske entropije rijetka, plus od svih mogućih početnih uvjeta koji su mogli evoluirati u svemir poput našeg, velika većina ima mnogo višu entropiju, a ne nižu.
Ali jedini najiznenađujući fenomen u svemiru, rekao je Carroll, je da se stvari mijenjaju. I sve se to događa u dosljednom smjeru od prošlosti prema budućnosti, u cijelom svemiru.
'To se zove strijela vremena', rekao je Carroll. Ova strijela vremena dolazi iz drugog zakona termodinamike, koji se poziva na entropiju. Zakon kaže da se zatvoreni sustavi uvijek mijenjaju iz reda u nered tijekom vremena. Ovaj je zakon temeljan za fiziku i astronomiju.
Jedno od velikih pitanja o početnim uvjetima svemira je zašto je entropija počela tako nisko? 'A niska entropija u blizini Velikog praska odgovorna je za sve u vezi sa strijelom vremena', rekao je Carroll. “Život i smrt, sjećanje, protok vremena.” Događaji se događaju redom i ne mogu se preokrenuti.
“Svaki put kad razbijete jaje ili prolijete čašu vode, radite promatračku kozmologiju”, rekao je Carroll.
Stoga, kako bismo odgovorili na naša pitanja o svemiru i strelici vremena, možda bismo trebali razmotriti što se dogodilo prije Velikog praska.
Carroll je inzistirao da su to važna pitanja o kojima treba razmišljati. 'Ovo nije samo rekreacijska teologija', rekao je. “Želimo priču o svemiru koja ima smisla. Kada imamo stvari koje izgledaju iznenađujuće, tražimo temeljni mehanizam koji čini razumljivim ono što je bila zagonetka. Univerzum niske entropije je trag nečega i trebali bismo raditi na tome da ga pronađemo.”
Trenutno nemamo dobar model svemira, a trenutne teorije ne odgovaraju na pitanja. Klasična opća teorija relativnosti predviđa da je svemir počeo sa singularitetom, ali ne može ništa dokazati sve do nakon Velikog praska.
Teorija inflacije, koja predlaže razdoblje iznimno brzog (eksponencijalnog) širenja svemira tijekom njegovih prvih nekoliko trenutaka, nije od pomoći, rekao je Carroll. “To samo pogoršava problem entropije. Inflacija zahtijeva teoriju početnih uvjeta.”
Postoje i drugi modeli, ali Carroll je predložio i činilo se da je favorizirao ideju više svemira koji nastavljaju stvarati 'bebe' svemire. “Naš svemir koji se može promatrati možda nije cijela priča”, rekao je. “Ako smo dio većeg multiverzuma, ne postoji stanje ravnoteže maksimalne entropije i entropija se proizvodi stvaranjem svemira poput našeg.”
Carroll je također razgovarao o novim istraživanjima koje su on i tim fizičara proveli, ponovno gledajući rezultate iz WMAP-a. Carroll i njegov tim kažu da podaci pokazuju da je svemir 'iskrivljen'.
Mjerenja iz WMAP-a pokazuju da su fluktuacije u mikrovalnoj pozadini oko 10% jače na jednoj strani neba nego na drugoj.
Objašnjenje za ovaj 'svemir s teškom na jednoj strani' bilo bi kada bi ove fluktuacije predstavljale strukturu preostalu od svemira koji je proizveo naš svemir.
Carroll je rekao da će svemu tome pomoći bolje razumijevanje kvantne gravitacije. “Kvantne fluktuacije mogu proizvesti nove svemire. Ako toplinske fluktuacije u mirnom prostoru mogu dovesti do svemira beba, oni bi imali vlastitu entropiju i mogli bi nastaviti stvarati svemire.”
Doduše, — i Carroll je to naglasio — svako istraživanje o ovim temama općenito se u ovom trenutku smatra nagađanjem. 'Ništa od ovoga nije čvrsto utemeljeno', rekao je. “Kladio bih se čak i u novac da je ovo pogrešno. Ali nadam se da ću se moći vratiti za 10 godina i reći vam da smo sve shvatili.”
Doduše, kao piscu, pokušaj da Carrollov govor i ideje obuhvati kratkim člankom zasigurno im ne čini pravdu. Provjerite Carrollovo gledište o tim pojmovima i više na njegovom blogu, Kozmička varijanta. Također, pročitajte sjajan sažetak Carrollovog govora, koji je napisao Chris Lintott za BBC. Razmišljam o Carrollovu govoru već više od tjedan dana, a razmišljanje o počecima vremena - pa čak i o tome da bi moglo postojati vrijeme prije vremena - napravio je zanimljiv i zadivljujući tjedan. Je li me to vrijeme dovelo naprijed ili nazad u mom shvaćanju, ostaje za vidjeti!
