Veľký tresk sa bežne považuje za začiatok všetkého: Asi pred 13,8 miliardami rokov sa pozorovateľný vesmír rozbehol výložník a expandoval do bytia.
Ale aké boli veci pred Veľkým treskom?
Krátka odpoveď: Nevieme. Dlhá odpoveď: Mohlo to byť veľa vecí, z ktorých každá sa ohýbala svojím vlastným spôsobom.
Na začiatku
Prvá vec, ktorú treba pochopiť, je to, čo vlastne bol Veľký tresk.
„Veľký tresk je okamih v čase, nie bod vo vesmíre,“ povedal Sean Carroll, teoretický fyzik z Kalifornského technologického inštitútu a autor knihy „Veľký obraz: o počiatkoch života, význame a samotnom vesmíre“. (Dutton, 2016).
Je teda možné, že vesmír vo Veľkom tresku bol malinký alebo nekonečne veľký, povedala Carroll, pretože neexistuje spôsob, ako sa obzrieť v čase na veci, ktoré dnes nevidíme. Skutočne vieme len to, že to bolo veľmi, veľmi husté a veľmi rýchlo sa stalo menej hustým.
V dôsledku toho v skutočnosti nie je nič mimo vesmíru, pretože vesmír je podľa definície všetko. Takže pri Veľkom tresku bolo všetko hustejšie a horúco, ako je teraz, ale mimo neho nebolo nič viac, ako je tomu dnes. Je to lákavé, ako je božský pohľad a predstaviť si, že by ste mohli stáť v medzere a pozerať sa na utrápený detský vesmír tesne pred Veľkým treskom, čo by bolo nemožné, povedala Carroll. Vesmír sa nerozširoval do vesmíru; samotný priestor sa rozšíril.
„Bez ohľadu na to, kde sa vo vesmíre nachádzate, ak ste sa vysledovali 14 miliárd rokov, dospeli ste k tomuto bodu, keď bolo veľmi horúce, husté a rýchlo sa rozširujúce,“ povedal.
Nikto presne nevie, čo sa deje vo vesmíre, až 1 sekundu po Veľkom tresku, keď sa vesmír dostatočne ochladil, aby sa mohli zrážať protóny a neutróny a držať sa spolu. Mnoho vedcov si myslí, že vesmír prešiel procesom exponenciálnej expanzie nazývanej inflácia počas tejto prvej sekundy. To by vyhladilo štruktúru časopriestoru a mohlo by to vysvetliť, prečo je hmota dnes vo vesmíre rovnomerne distribuovaná.
Pred ranou
Je možné, že pred Veľkým treskom bol vesmír nekonečným úsekom ultrahotového, hustého materiálu, ktorý pretrvával v ustálenom stave, až kým sa z nejakého dôvodu Veľký tresk nevyskytol. Tento mimoriadne hustý vesmír mohol byť riadený kvantovou mechanikou, fyzikou extrémne malého rozsahu, povedal Carroll. Veľký tresk by potom predstavoval okamih, keď sa klasická fyzika stala hlavným hnacím motorom vývoja vesmíru.
Pre Stephena Hawkinga bol tento okamih dôležitý: Pred Veľkým treskom povedal, že udalosti sú nemerateľné, a teda nedefinované. Hawking to nazval návrh bez hraníc: Čas a priestor, povedal, sú obmedzené, ale nemajú žiadne hranice ani počiatočné ani cieľové body, rovnako ako planéta Zem je konečná, ale nemá hrany.
„Keďže udalosti pred Veľkým treskom nemajú žiadne pozorovacie dôsledky, je možné ich tiež vyňať z teórie a povedať, že čas začal pri Veľkom tresku,“ uviedol v rozhovore pre Národnú geografickú show „StarTalk“ v roku 2018.
Alebo možno pred Veľkým treskom niečo iné stálo za to premýšľať. Jednou z myšlienok je, že Veľký tresk nie je začiatok času, ale skôr to, že to bol okamih symetrie. V tejto myšlienke, pred Veľkým treskom, existoval ďalší vesmír, identický s týmto, ale s entropiou narastajúcou do minulosti namiesto do budúcnosti.
Zvyšujúca sa entropia alebo zvyšujúca sa porucha v systéme sú v podstate šípkou času, povedal Carroll, takže v tomto zrkadlovom vesmíre by čas bežal opačne ako čas v modernom vesmíre a náš vesmír by bol v minulosti. Navrhovatelia tejto teórie tiež naznačujú, že ďalšie vlastnosti vesmíru by boli v tomto zrkadlovom vesmíre prevrátené. Napríklad fyzik David Sloan na blogu University of Oxford Science Blog napísal, že asymetrie v molekulách a iónoch (nazývané chirality) by boli v opačnej orientácii ako v našom vesmíre.
Súvisiaca teória tvrdí, že Veľký tresk nebol začiatkom všetkého, ale skôr okamihom, keď sa vesmír prešiel z obdobia kontrakcie na obdobie expanzie. Táto predstava „Big Bounce“ naznačuje, že by sa mohlo stať nekonečné veľké tresky, pretože vesmír sa rozširuje, sťahuje a rozširuje znova. Problémom s týmito myšlienkami je, že Carroll uviedol, že neexistuje žiadne vysvetlenie, prečo a ako by sa rozširujúci sa vesmír sťahoval a vrátil sa do stavu s nízkou entropiou.
Carroll a jeho kolega Jennifer Chen majú svoju vlastnú víziu pred Veľkým treskom. V roku 2004 fyzici navrhli, že možno vesmír, ako ho poznáme, je potomkom materského vesmíru, z ktorého sa vytrhol kúsok časopriestoru.
Je to ako rozpad rádioaktívneho jadra, Carroll povedal: Keď sa rozpadne jadro, vyplivne alfa alebo beta časticu. Rodičovský vesmír by mohol robiť to isté, okrem toho, že namiesto častíc vypĺňa detské vesmíry, možno nekonečne. „Je to iba kvantová fluktuácia, ktorá to umožňuje,“ uviedla Carroll. Tieto detské vesmíry sú „doslova paralelné vesmíry“, uviedla Carroll a navzájom sa neovplyvňujú.
Ak to všetko znie dosť Trippy, je to tak - pretože vedci ešte nemajú spôsob, ako sa vrátiť späť k okamihu Veľkého tresku, oveľa menej toho, čo sa pred ním stalo. Je tu však priestor na preskúmanie, povedala Carroll. Detekcia gravitačných vĺn pri silných galaktických zrážkach v roku 2015 otvára možnosť, že by sa tieto vlny mohli použiť na vyriešenie základných záhad o expanzii vesmíru v tejto prvej rozhodujúcej sekunde.
Teoretickí fyzici tiež musia pracovať, ako povedal Carroll, ako robiť presnejšie predpovede o tom, ako môžu pôsobiť kvantové sily, ako je kvantová gravitácia.
„Ani nevieme, čo hľadáme,“ povedala Carroll, „pokiaľ nebudeme mať teóriu.“
