Čo sa stalo pred Veľkým treskom? Bežnou odpoveďou na túto otázku je zvyčajne „pred Veľkým treskom nie je nič také ako“. To je udalosť, ktorá všetko začala. Správna odpoveď, hovorí fyzik Sean Carroll, však je: „Len to nevieme.“ Carrollová, ako aj mnohí ďalší fyzici a kozmológovia začali uvažovať o možnosti času pred Veľkým treskom, ako aj o alternatívnych teóriách o tom, ako vznikol náš vesmír. Carroll diskutovala o tomto type „špekulatívneho výskumu“ počas prednášky na stretnutí Americkej astronomickej spoločnosti minulý týždeň v St. Louis v Missouri.
"Je to zaujímavý čas byť kozmológom," uviedla Carroll. „Sme požehnaní aj prekliaty. Je to zlatý vek, ale problém je, že model vesmíru, ktorý máme, nemá zmysel. “
Po prvé, je tu problém so zásobami, v ktorom nie je započítaných 95% vesmíru. Kozmológovia tento problém zjavne vyriešili vymiešaním temnej hmoty a temnej energie. Ale pretože sme „vytvorili“ hmotu, aby sa zmestili údaje, neznamená to, že rozumieme povahe vesmíru.
Ďalšie veľké prekvapenie o našom vesmíre pochádza zo skutočných údajov z kozmickej lode WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), ktorá študuje kozmické mikrovlnné pozadie (CMB) „ozveny“ Veľkého tresku.
"Snímka WMAP o tom, ako vyzeral počiatočný vesmír, ukazuje, že je horúca, hustá a hladká [nízka entropia] v širokej oblasti vesmíru," uviedol Carroll. „Nerozumieme, prečo tomu tak je. To je ešte väčšie prekvapenie ako problém s inventárom. Náš vesmír jednoducho nevyzerá prirodzene. “ Carrollová tvrdí, že stavy nízkej entropie sú zriedkavé, plus všetky možné počiatočné podmienky, ktoré by sa mohli vyvinúť do vesmíru, ako je ten náš, drvivá väčšina má oveľa vyššiu entropiu, nie nižšiu.
Jediným prekvapivým javom o vesmíre, ktorý povedal Carroll, je však to, že sa veci menia. A to všetko sa deje jednotným smerom z minulosti do budúcnosti, v celom vesmíre.
"Hovorí sa tomu šípka času," povedal Carroll. Táto šípka času vychádza z druhého termodynamického zákona, ktorý vyvoláva entropiu. Zákon uvádza, že uzavreté systémy sa v priebehu času menia z poriadku na poruchu. Tento zákon je základom fyziky a astronómie.
Jednou z veľkých otázok o počiatočných podmienkach vesmíru je, prečo entropia začala tak nízko? "A nízka entropia v blízkosti Veľkého tresku je zodpovedná za všetko, čo sa týka času," uviedla Carroll. "Život a smrť, pamäť, plynutie času." Udalosti prebiehajú v poriadku a nemožno ich zvrátiť.
"Zakaždým, keď rozbijete vajíčko alebo vylejete pohár vody, robíte observačnú kozmológiu," uviedla Carroll.
Preto, aby sme mohli odpovedať na naše otázky týkajúce sa vesmíru a času, možno bude potrebné zvážiť, čo sa stalo pred Veľkým treskom.
Carroll trvala na tom, že sú to dôležité otázky, na ktoré treba myslieť. "Toto nie je len rekreačná teológia," uviedol. „Chceme príbeh vesmíru, ktorý dáva zmysel. Keď máme veci, ktoré sa zdajú prekvapujúce, hľadáme základný mechanizmus, ktorý umožňuje pochopiť, čo bolo záhady. Vesmír s nízkou entropiou je niečím kľúčom a mali by sme sa ho snažiť nájsť. “
Momentálne nemáme dobrý model vesmíru a súčasné teórie neodpovedajú na otázky. Klasická všeobecná relativita predpovedá, že vesmír začal so singularitou, ale dokazuje to až po Veľkom tresku.
Teória inflácie, ktorá navrhuje obdobie extrémne rýchleho (exponenciálneho) rozširovania vesmíru počas jeho prvých niekoľkých okamihov, nie je nápomocná, uviedla Carroll. „To len zhoršuje entropický problém. Inflácia vyžaduje teóriu počiatočných podmienok. “
Existujú aj iné modely, ale Carroll navrhla a zdalo sa, že uprednostňujú myšlienku multimestrov, ktoré stále vytvárajú „detské“ vesmíry. "Náš pozorovateľný vesmír nemusí byť celý príbeh," uviedol. "Ak sme súčasťou väčšieho multivesmíru, neexistuje rovnovážny stav maximálnej entropie a entropia sa vytvára tvorbou vesmíru, ako je ten náš."
Carroll tiež diskutoval o novom výskume, ktorý urobil spolu s tímom fyzikov, a znova sa pozrel na výsledky z WMAP. Carroll a jeho tím tvrdia, že údaje ukazujú, že vesmír je „šikmý“.
Merania z WMAP ukazujú, že kolísanie v mikrovlnnom pozadí je asi o 10% silnejšie na jednej strane oblohy než na druhej strane.
Vysvetlenie tohto „ťažkého vesmíru na jednej strane“ by bolo, keby tieto fluktuácie predstavovali štruktúru, ktorá zostala z vesmíru, ktorý produkoval náš vesmír.
Carrollová povedala, že tomuto všetkému by pomohlo lepšie pochopenie kvantovej gravitácie. „Kvantové fluktuácie môžu vytvárať nové vesmíry. Ak tepelné kolísanie v pokojnom priestore môže viesť k detským vesmírom, mali by vlastnú entropiu a mohli by pokračovať vo vytváraní vesmíru. “
Je pravda, že - a Carroll zdôraznil tento bod - akýkoľvek výskum v tejto oblasti sa v súčasnosti považuje za špekuláciu. "Nič z toho nie sú pevne stanovené veci," povedal. „Stavil by som sa, že to nie je správne. Ale dúfam, že sa budem môcť vrátiť o 10 rokov a povedať vám, že sme na to prišli všetci. “
Ako spisovateľ sa nepochybne snažíme zapuzdriť Carrollove rozhovory a nápady do krátkeho článku. Prezrite si Carrollov názor na tieto pojmy a ďalšie informácie na jeho blogu Cosmic Variance. Prečítajte si tiež veľké zhrnutie Carrollových prednášok, ktoré napísal Chris Lintott pre BBC. Už viac ako týždeň premýšľam o Carrollovom rozhovore a uvažovanie o počiatkoch času - a dokonca o tom, že by mohol byť čas pred časom - urobilo zaujímavý a podmanivý týždeň. To, či ma tento čas posunul vpred alebo vzad v mojom porozumení, ešte treba vidieť!
