W internetowym wydaniu prestiżowego czasopisma naukowego "Nature Physics" ukazała się praca prof. Martina Bojowalda z Pennsylvania State University poświęcona początkom wszechświata. Uczony twierdzi, że wszechświat rozszerza się i kurczy, a takie wydarzenia jak Wielki Wybuch są cyklicznie. Przy czym Wielki Wybuch jest chwilą, w której definitywnie tracimy wszystkie informacje o poprzedniej wersji wszechświata.

Reklama

W tym sensie Wielki Wybuch jest początkiem wszystkiego, co znamy, omijamy też problem spędzający sen z oczu fizykom, czyli przeczucie, że Wielki Wybuch nie mógł wziąć się z niczego.

Teoria Wielkiego Wybuchu powstała na początku XX wieku, kiedy amerykański astronom Edwin Hubble udowodnił, że wszystkie obserwowane galaktyki oddalają się od Ziemi. Oznaczało to, że wszechświat się rozszerza. Pojawiło się wówczas pytanie, co było jego początkiem, bo przecież nie może rozszerzać się od zawsze. Powstała wtedy teoria wielkiego początku wszystkiego, w myśl której u zarania dziejów materia była ściśnięta do niewyobrażalnie małych rozmiarów, nie istniały nawet cząsteczki elementarne. Potem ta materia zaczęła się rozszerzać, tworząc z czasem atomy wodoru, które połączyły się w gwiazdy, gwiazdy w galaktyki itd.

Sam początek rozszerzania się wszechświata nazwany został Wielkim Wybuchem. Generalnie teoria ta jest akceptowana przez astronomów i fizyków, jednak jak zwykle diabeł tkwi w szczegółach. Chodzi o pierwszy moment Wielkiego Wybuchu (mowa o okresie od zera do części sekundy, która wynosi 1 przez 10 do potęgi 44), gdy materia była tak gęsta, że znana dziś fizyka nie jest w stanie jej opisać. Roboczo naukowcy przyjęli, że w momencie zero temperatura i gęstość wszechświata była nieskończona i punkt ten nazywają osobliwością. Po tym jakże krótkim okresie mniej więcej wiadomo, co działo się ze wszechświatem, ale przedtem - nic a nic.

To podejście matematyczne, które nakazuje przyjąć na wiarę, że są takie miejsca, w których równania nie działają i już. Ale fizycy nie czują się dobrze z pojęciem pierwotnej osobliwości. Pomysł, że jakaś wartość fizyczna może w pewnym momencie być nieskończona, kłóci się ze zdrowym rozsądkiem i od dawna najtęższe umysły na świecie zajmują się kwestią punktu zero i problemem osobliwości.

W ogóle uzyskanie odpowiedzi na pytanie: "co było przed Wielkim Wybuchem?" jest bardzo trudne. Niektórzy fizycy twierdzą, że dopiero w momencie Wielkiego Wybuchu ruszył czas, więc nie można pytać "co było przed" skoro "przed" nie istniało pojęcie czasu. Skomplikowane to i mało przekonujące.

Inni uczeni, tacy jak Bojowald, wierzą, że wszechświat rozszerza się i kurczy cyklicznie. Wielki Wybuch był w istocie - zdaniem Bojowalda - Wielkim Odbiciem, przejściem od poprzedniej wersji wszechświata, do tej, w której dziś żyjemy. Model matematyczny stworzony przez uczonego dość sprytnie omija problem pierwotnej osobliwości. Według niego czas nie porusza się jednostajnie, a krótkimi skokami naprzód. Dzięki takiemu podejściu w równaniach opisujących stan wszechświata nie ma momentu zero i pierwotnej osobliwości. Jest czas tuż przed i tuż po nim.

Reklama

Tym, co jednak najbardziej zaskoczyło Bojowalda, gdy już zapisał swoje równania, były czynniki wnoszące kwantową niepewność - fakt od dawna znany w fizyce kwantowej, który sprawia, że jesteśmy w stanie określić albo jaka jest prędkość, albo położenie cząsteczki elementarnej w danym momencie, ale nie możemy określić obu tych parametrów naraz. Owe czynniki kwantowe w równaniu nadają wszechświatowi cechę, jaką Bojowald nazwał kosmiczną niepamięcią.

Moment przejścia przez Wielki Wybuch sprawia, że prawa fizyki mieszają się ze sobą jak woda w wannie i gdy zaczerpniemy jej do kubka, nie wiemy, z którego kranu została nalana.

Przez to nie mamy i nie będziemy mięli nigdy pojęcia, jak wyglądał wszechświat istniejący przed Wielkim Wybuchem i którego śmierć dała początek naszemu. Słowem, matematyczna teoria Bojowalda pokazuje nam czarno na białym, że Wielki Wybuch zadbał o to, by zatrzeć wszystkie ślady poprzedniego wszechświata. Miał więc rację Stephen Hawking, mówiąc, że kiedykolwiek zaczynamy omawiać początki wszechświata, dochodzimy do czysto religijnych wniosków.