veliki prasak

Teorije svemira – Šta je bilo prije Velikog praska?

GPS za dušu Jedi moli voli Nedosanjani svijet

Pitajte to kosmologe i oni će vam skoro jednoglasno odgovoriti da je to pitanje besmisleno. Stiven Hoking je jednom prilikom ponudio odgovor: „Šta je sjeverno od Sjevernog pola?“

U dvadesetom, a i početkom ovog vieka, opšteprihvaćena je teorija koja kaže da se svemir širi. I ukoliko se nešto širi, trebalo bi da je prethodno bilo uže, odnosno manje. Drugim riječima, nezaobilazna je pomisao da je svemir nekad bio manji. Zamislite kad bismo to širenje pokušali vratiti unazad u vrijeme kad je sve bilo kompresovano na najmanju moguću zapreminu – bio bi to Veliki prasak.

Teorija Velikog praska opisuje evoluciju svemira od vrelog, gustog stanja, ali ne govori ništa o tome šta je dovelo do pojave istog. To krucijalno pitanje još ostaje neriješeno – šta se dogodilo prije Velikog praska i da li je uopšte bilo Početka?

RAZVOJNI PUT KOSMOLOGIJE

Moderna kosmologija počinje 1916, kad je Ajnštajn formulisao teoriju opšte gravitacije, ali o najvećoj mogućoj gravitaciji jedne mase nije mogao da razmišlja: riječ je o gravitaciji čitavog univerzuma. Kao i Njutn, Ajnštajn je podrazumijevao nepromjenjiv svemir – svemir koji je oduvijek postojao i koji je vječan. Krenuo je od početne ideje da gravitacija koja privlači sve stvari u univerzumu mora biti suprotstavljena čudnom kosmičkom odbijanju praznog prostora. Nažalost, Ajnštajnov statičan svemir se ispostavio kao neodrživ. Kako je to engleski fizičar Artur Edington istakao, ovakav svemir se klackao na oštrici noža između širenja i kontrakcije.

Sljedeći prodor došao je 1929. kad je američki astronom Edvin Habl, posmatrajući galaksije, zaključio da se iste rasprsnu kao dijelovi kosmičke bombe. Zaključak je:  svemir se širi.

Potom je uslijedio period u kojem je ova teorija o vječnom svemiru bila vrlo popularna, te se ni pitanje iz naslova teksta nikad nije zapravo ni postavljalo. Već su 1948. Fred Hojl, Herman Bondi i Tomi Gold predložili tezu da, budući da se svemir širi, nova materija koja tom prilikom nastaje i koja se stvara između galaksija praktično srasta u nove galaksije. Prema ovoj stabilnoj slici svemira, on izgleda upravo onako kako je oduvijek izgledao, a takav će zauvijek i ostati. On nema početak, jednostavno postojao je oduvijek.

Međutim, ovu postojanu teoriju ubrzo urušavaju dva posmatranja. Prvo, putem otkrića iz 1960-ih o tome kako udaljen i kao takav, rani svemir ne može ličiti na današnji. Drugo, istraživanje kosmičkih mikrovalova iz 1964. podrazumijevalo je da su kosmički mikrovalovi ustvari vrući odsjaj eksplozije Velikog praska. Novija istraživanja NASA ViMAP satelita kosmičke pozadine pokazuje da se Veliki prasak dogodio prije 13,7 milijardi godina.

Dalji prodor teorije o beskonačnom svemiru dolazi šezdesetih godina 20. veka od dvojice mladih teoretičara s Univerziteta u Kembridžu, Rodžera Penrouza i Stivena Hokinga. Njihov rad je pokazao da ukoliko obrnete ekspanziju svemira, nemoguće je da zaobiđete tačku poznatu pod nazivom singularitet – kada fizički parametri kao što su gustina i temperatura odlete do beskonačnosti. Suštinska stvar ovdje za razumijevanje je da ukoliko bi došlo do tog fenomena, fizika bi se jednostavno raspala u nemogućnosti da predvidi šta leži s druge strane singulariteta. Prema ovom mišljenju Penrouza i Hokinga, Veliki prasak mora biti jedini Početak.

ŠIRENjE SVEMIRA?

I tu se priča završava? E, pa ne. Ispostavilo se da ima nekih rupa u teoriji singulariteta ova dva naučnika. Po Njutnovim zakonima, gravitaciona sila nekog objekta zavisi jedino od njegove mase. Ajnštajnov uvid dodaje da snaga gravitacije takođe zavisi od gustine energije tog objekta, ali, i najbitnije, od njegovog pritiska. U izvođenju svojih moćnih teorema, Penrouz i Hoking su pretpostavljali da je pritisak svemira uvijek mali i pozitivan. Ali šta ako su oni pogriješili? „Upravo je to mogućnost koja se otvorila modernim kosmološkim teorijama prema kojima Veliki prasak uopšte nije početak ničega“, rekao je kosmolog Aleks Vilenkin, direktor Instituta za kosmologiju pri Tafts univerzitetu, „ključna stvar je upravo ta inflacija“.

Teoriju inflacije (širenja) konstruisao je Vilenkin, a ona podrazumijeva zvijezde u vakuumu s neobično visokim nivoom energije stanja i s negativnim pritiskom. Udruženo, ove stvari čine da vakuum odbija gravitaciju i da tako razdvaja stvari prije nego što ih uvezuje. Ovo širi vakuum, čineći ga više odbojnim, što rezultira još bržim širenjem. Ali šireći vakuum je takođe kvantne prirode, što znači da je i on nestabilan.

Prema kvantnoj teoriji, univerzum ne može vječno ostati u svojoj minimalnoj fazi – postoji rizik da se spontano uruši. „Iako je verovatnoća vrlo mala, ukoliko mi uopšte živimo u pojavnom svemiru, on ne može postojati zauvijek.“ Prema riječima drugog kosmologa Marensa, ovako kvantno nestabilni rezultat uopšte nije nerazuman. Ali to svakako ne podrazumijeva nužno postojanje početka svemira. „Ono što me mnogo više uzbuđuje je malo dublje pitanje, koje svakako zahtijeva zreliju kvantnu teoriju gravitacije, ali je mi, nažalost, još nemamo.“

I dok kosmolozi odbijaju da odgovore na ovo pitanje, ili prosto ne stižu da odgovore pod naletom drugih složenih pitanja o svemiru, imamo metafizičare, prije svega ontologe, koji sigurno imaju nešto zanimljivo da kažu na ovu temu. Ali prethodno ćemo morati da im postavimo pitanje.

Marija Nikolić