Co se stalo před velkým třeskem?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-16 16:00

Co způsobilo vznik vesmíru? Hlavní příčina musí být zvláštní, říkají vědci. Pokud ale začátek všeho přisuzujeme Velkému třesku, nabízí se otázka: co se stalo před tím? Autor nabízí fascinující úvahu o počátku času.

Ptát se vědy, co bylo před časem, je jako ptát se "Kdo jsi byl, než jsi se narodil?"

„Věda nám umožňuje určit, co se stalo za jednu biliontinu sekundy po velkém třesku.

"Ale sotva se někdy dozvíme, co způsobilo velký třesk."

„Je to zklamání, ale některé věci jsou naprosto nepoznatelné. A to je dobré.

Buďme upřímní: je poněkud zvláštní myslet si, že historie vesmíru začala jakýmisi narozeninami před 13,8 miliardami let. To je v souladu s mnoha náboženskými zásadami, podle kterých byl vesmír vytvořen zásahem shora, ačkoli věda o tom nic neříká.

Co se stalo před začátkem času?

Pokud vše, co se stalo, má kauzální vztah, co pak způsobilo vznik vesmíru? K zodpovězení velmi obtížné otázky o První příčině používají náboženské mýty o stvoření světa to, co kulturní antropologové někdy nazývají „pozitivní bytost“nebo nadpřirozený jev. Protože čas měl počátek v nějakém bodě v dávné minulosti, musí být První příčina zvláštní. Musí to být bezpříčinný důvod, jev, který se právě stal a nic mu nepředcházelo.

Pokud ale začátek všeho přisuzujeme Velkému třesku, nabízí se otázka: co se stalo před tím? Když máme co do činění s nesmrtelnými bohy, je to úplně jiná věc, protože pro ně nadčasovost není otázkou. Bohové existují mimo čas a my ne. Pro nás neexistuje nic takového jako „před časem“. Pokud si tedy položíme otázku, co se stalo před Velkým třeskem, bude to poněkud zbytečné, i kdybychom potřebovali najít smysl. Stephen Hawking to kdysi přirovnal k otázce "Co je severně od severního pólu?" A líbí se mi věta "Kdo jsi byl, než jsi se narodil?"

Aurelius Augustine předpokládal, že čas a prostor se objevily spolu se stvořením světa. Pro něj to byla samozřejmě božská prozřetelnost. A pro vědu?

Abychom ve vědě pochopili, jak Vesmír vznikl, vyvíjel se a dozrával, vracíme se zpět v čase a snažíme se rekonstruovat, co se dělo. Stejně jako paleontologové identifikujeme „fosílie“, tedy zbytky hmoty z dob minulých, a pak s jejich pomocí poznáváme různé fyzikální jevy, které v té době existovaly.

S jistotou předpokládáme, že vesmír se rozpíná po miliardy let a že tento proces pokračuje i nyní. V tomto případě "expanze" znamená, že se vzdálenosti mezi galaxiemi zvětšují; galaxie se od sebe vzdalují rychlostí, která závisí na tom, co bylo uvnitř vesmíru v různých epochách, tedy jaká hmota vyplnila prostor.

Velký třesk nebyl výbuch

Když mluvíme o Velkém třesku a expanzi, představíme si výbuch, který vše odstartoval. Proto jsme to tak pojmenovali. Ale to je mylná představa. Galaxie se od sebe vzdalují, protože jsou doslova odděleny samotným roztažením vesmíru. Jako elastická tkanina se vesmír natahuje a nese s sebou galaxie, jako proud řeky s sebou unáší klády. Takže galaxie nelze nazvat troskami létajícími z výbuchu. Nedošlo k žádné centrální explozi. Vesmír se rozpíná všemi směry a je zcela demokratický. Každý bod je stejně důležitý. Někdo ve vzdálené galaxii vidí odstranění jiných galaxií stejným způsobem jako my.

(Poznámka: Blízké galaxie mají odchylky od tohoto kosmického toku zvaného „místní pohyb“. To je způsobeno gravitací. Například se k nám blíží mlhovina Andromeda.)

Návrat do minulosti

Když vesmírný film roztočíme pozpátku, uvidíme, jak se hmota ve zmenšujícím se prostoru stále více mačká. Teplota stoupá, tlak stoupá a začíná rozklad. Molekuly se rozpadají na atomy, atomy na jádra a elektrony, atomová jádra na protony a neutrony a poté protony a neutrony na kvarky. K tomuto postupnému rozkladu hmoty na její nejzákladnější a nejelementárnější složky dochází, když hodiny tikají v opačném směru k explozi.

Například atomy vodíku se rozpadají asi 400 000 let před Velkým třeskem, atomová jádra asi jednu minutu a protony s neutrony za setinu sekundy (samozřejmě při pohledu obráceně). jak to víme? Našli jsme zbytky záření z doby, kdy se vytvořily první atomy (reliktní mikrovlnné záření na pozadí), a přišli jsme na to, jak se objevila první jádra lehkých atomů, když byl vesmír starý jen pár minut. To jsou právě ty vesmírné fosílie, které nám ukazují cestu opačným směrem.

V současné době můžeme experimentálně simulovat podmínky, které existovaly, když byl vesmír biliontiny sekundy. Může se nám to zdát jako zanedbatelná hodnota, ale pro světelnou částici fotonu je to dlouhá doba, která jí umožňuje urazit vzdálenost, která je bilionkrát větší než průměr protonu. Když mluvíme o raném vesmíru, měli bychom zapomenout na lidské standardy a představy o čase.

Samozřejmě se chceme co nejvíce přiblížit okamžiku, kdy byl čas roven 0. Ale v určitém okamžiku narážíme na zeď nevědomosti a můžeme jen extrapolovat naše současné teorie v naději, že nám dají alespoň některé náznaky děje na počátku času, při takových energiích a teplotách, které v laboratoři nedokážeme vytvořit. Jedno ale víme jistě. Když se čas blíží nule, naše současná teorie vlastností prostoru a času, což je Einsteinova obecná teorie relativity, nefunguje.

To je sféra kvantové mechaniky, ve které jsou vzdálenosti tak malé, že si prostor musíme představit nikoli jako souvislou vrstvu, ale jako zrnitou strukturu. Bohužel nemáme kvalitativní teorii popisující takovou granularitu prostoru, protože neexistují žádné fyzikální zákony gravitace v kvantovém měřítku (známé jako kvantová gravitace). Kandidáty jsou samozřejmě například teorie superstrun a smyčková kvantová gravitace. Ale v současné době neexistuje žádný důkaz, že správně popisují fyzikální jevy.

Kvantová kosmologie na otázku neodpovídá

Přesto však zvědavost člověka vyžaduje, aby se hranice přiblížily nulové hodnotě času. Co můžeš říct? V 80. letech minulého století Alexander Vilenkin, Andrei Linde a James Hartl a Stephen Hawking navrhli tři modely kvantové kosmologie, ve kterých vesmír existuje jako atom a rovnice je podobná rovnici používané v kvantové mechanice.

Vesmír je v této rovnici vlnou pravděpodobnosti, která v podstatě spojuje nadčasovou kvantovou oblast s klasickou, kde je čas, tedy s vesmírem, ve kterém obýváme a který se nyní rozpíná. Přechod od kvanta ke klasice doslova znamená vznik prostoru, kterému říkáme Velký třesk. Velký třesk je tedy bezpříčinná kvantová fluktuace, náhodná jako radioaktivní rozpad: od nepřítomnosti času po jeho přítomnost.

Za předpokladu, že jeden z těchto jednoduchých modelů je správný, šlo by o vědecké vysvětlení První příčiny? Můžeme se pomocí pravděpodobnosti kvantové fyziky zbavit nutnosti příčiny?

Bohužel ne. Samozřejmě, že takový model by byl ohromující intelektuální výkon. Byl by to kolosální krok vpřed v pochopení původu všeho. Ale to nestačí. Věda nemůže existovat ve vakuu. Potřebuje pojmový aparát, takové pojmy jako prostor, čas, hmota, energie. Potřebuje výpočty, potřebuje zákony zachování takových veličin, jako je energie a hybnost. Z nápadů nemůžete postavit mrakodrap, stejně jako nemůžete vytvořit model bez konceptů a zákonů. Žádat vědu, aby „vysvětlila“První příčinu, je jako žádat vědu, aby vysvětlila svou vlastní strukturu. Toto je požadavek na poskytnutí vědeckého modelu, který nepoužívá precedenty, neexistují žádné dřívější koncepty, na kterých by se dalo pracovat. Věda to nedokáže, stejně jako člověk nemůže myslet bez mozku.

Hádanka kořenové příčiny zůstává nevyřešena. Jako odpověď si můžete vybrat náboženství a víru a také můžete předpokládat, že věda časem na vše přijde. Můžeme také, stejně jako starověký řecký skeptik Pyrrho, pokorně uznat, že naše poznání má své meze. Můžeme se radovat z toho, čeho jsme dosáhli, a dále to chápat, a přitom si uvědomovat, že není potřeba všechno vědět a všemu rozumět. Stačí, že se budeme i nadále zvídavě zajímat.

Zvědavost bez hádanky je slepá a hádanka bez zvědavosti je chybná.