Náš vesmír vznikl před 13,7 miliardami let, vytvořený Velkým třeskem, a po několik generací se vědci pokoušejí tento jev pochopit.
Na konci 20. let XX. Století Edwin Hubble objevil, že všechny galaxie, které vidíme po explozi, jsou podobné fragmentům granátu, současně belgický astronom a teolog Georges Lemaitre předložil svou hypotézu (v roce 1931 byl zveřejněn na stránkách „Nature“)). Věří, že historie vesmíru začala explozí „primárního atomu“, a to vedlo k času, prostoru a hmotě (dříve, na počátku 20. let, sovětský vědec Alexander Fridman, analyzující Einsteinovy rovnice, dospěl k závěru, že „Vesmír byl vytvořen z jednoho místa“a trvalo „desítky miliard našich obvyklých let“).
Zpočátku astronomové vehementně odmítli uvažování belgického teologa. Protože teorie velkého třesku byla dokonale kombinována s křesťanskou vírou v Boha Stvořitele. Po dvě století vědci potlačovali pronikání jakéhokoli druhu náboženských spekulací o „začátku všech začátků“do vědy. A nyní se Bůh, vyloučený z přírody pod měřeným kolísáním kol newtonovské mechaniky, neočekávaně vrací. Přichází v plamenech Velkého třesku a je těžké si představit triumfální obraz jeho vzhledu.
Problém však nebyl pouze v teologii - Velký třesk nedodržoval zákony přesných věd. Nejdůležitější okamžik v historii vesmíru byl mimo pochopení. V tomto výjimečném (zvláštním) bodě, umístěném na ose časoprostoru, přestala fungovat obecná teorie relativity, protože tlak, teplota, hustota energie a zakřivení prostoru spěchaly do nekonečna, to znamená, že ztratily veškerý fyzický význam. V tomto okamžiku zmizely všechny tyto sekundy, metry a astronomické jednotky, které se nezměnily na nulu, ne na záporné hodnoty, ale na jejich úplnou absenci, na absolutní bezvýznamnost. Tento bod je mezera, kterou nelze překonat na chůdách logiky nebo matematiky, díra v čase a prostoru.
Až koncem šedesátých let Roger Penrose a Stephen Hawking přesvědčivě ukázali, že v rámci Einsteinovy teorie je singularita Velkého třesku nevyhnutelná. To však nemohlo usnadnit práci teoretiků. Jak popsat Velký třesk? Co bylo například příčinou této události? Nakonec, pokud před ním nebyl vůbec čas, zdálo se, že neexistuje důvod, který by ho porodil.
Jak nyní chápeme, za účelem vytvoření úplné teorie Velkého třesku je nutné propojit Einsteinovo učení, popisující prostor a čas, s kvantovou teorií, která se zabývá elementárními částicemi a jejich interakcemi. Pravděpodobně to může trvat déle než jedno desetiletí, než to bude možné udělat a odvodit jediný „vzorec vesmíru“.
A kde by se například mohlo objevit obrovské množství energie, které vedlo k této explozi neuvěřitelné moci? Možná to zdědil náš vesmír od svého předchůdce, který se zhroutil do jediného bodu? Kde to však dostala? Nebo byla energie nalita do prapůvodního vakua, ze kterého náš vesmír vyklouzl jako „bublina pěny“? Nebo přenášejí vesmíry starší generace energii do vesmíru mladší generace prostřednictvím černých děr - těch pozoruhodných bodů - v hloubkách, z nichž se možná rodí nové světy, které nikdy neuvidíme? Ať už je to jakkoli, vesmír v takových modelech se jeví jako „otevřený systém“, který zcela neodpovídá „klasickému“obrazu Velkého třesku: „Nebylo nic a najednou se vesmír narodil.“
Vesmír byl v době formace v extrémně hustém a horkém stavu.
Propagační video:
Nebo snad, podle některých vědců, náš vesmír je obecně … bez energie, nebo spíše, jeho celková energie je nulová? Pozitivní energie záření emitovaného hmotou je položena na negativní gravitační energii. Plus a mínus dává nulu. Toto notoricky známé „0“se zdá být klíčem k pochopení podstaty Velkého třesku. Od něj - od „nuly“, od „nic“- všechno se okamžitě narodilo. Náhodou. Spontánně. Prostě. Zanedbatelná odchylka od 0 vyvolala univerzální lavinu událostí. Lze také provést takové srovnání: kamenná koule, která se vyrovnává na vrcholu nějaké Chomolungmy jako tenká jako věž, najednou se otočila a stočila dolů, čímž vytvořila „lavinu událostí“.
1973 - fyzik Edward Trion z Ameriky se pokusil popsat proces zrození našeho vesmíru pomocí Heisenbergova principu neurčitosti, jednoho ze základů kvantové teorie. Podle tohoto principu, čím přesněji například měříme energii, tím nejistější čas se stává. Pokud je tedy energie striktně nulová, může být čas libovolně dlouhý. Tak velké, že dříve nebo později nastane kolísání v kvantovém vakuu, z něhož se má vesmír narodit. To povede k rychlému růstu vesmíru, zdánlivě z ničeho. "Prostě se vesmíry někdy rodí, to je vše," vysvětlil Trion jednoduše pozadí Velkého třesku. Byla to velká náhodná exploze. To je vše.
Mohl by se Velký třesk opakovat?
Kupodivu ano. Žijeme ve vesmíru, který stále dokáže přinášet ovoce a rodit nové světy. Bylo vytvořeno několik modelů, které popisují „velký třesk“budoucnosti.
Proč se například ve stejném vakuu, které zrodilo náš vesmír, neobjevují nové výkyvy? Možná se za těchto 13,7 miliard let objevil vedle našeho vesmíru nespočet světů, které se nijak nedotýkaly. Mají různé přírodní zákony, existují různé fyzické konstanty. Ve většině těchto světů by život nikdy nemohl vzniknout. Mnoho z nich umírá okamžitě, kolaps. Ale v některých vesmírech - čistě náhodou! - existují podmínky, za nichž je život způsobilý.
Nejde však jen o vakuum, které zůstává před začátkem „všech dob a národů“. Kolísání plné budoucích světů může také vzniknout ve vakuu, které je rozptýleno v našem vesmíru - přesněji v temné energii, která jej naplňuje. Tento druh modelu „obnovujícího se vesmíru“byl vyvinut americkým kosmologem, rodákem ze Sovětského svazu, Alexandrem Vilenkinem. Tyto nové „velké rány“nás neohrožují. Nezničí strukturu vesmíru, nespálí ji na popel, ale vytvoří pouze nový prostor za hranicemi našeho pozorování a porozumění. Možná, že takové „exploze“, které označují zrození nových světů, se vyskytují v hlubinách četných černých děr, které tečkují vesmír, věří americký astrofyzik Lee Smolin.
Další domorodec SSSR, žijící na Západě, kosmolog Andrei Linde věří, že my sami jsme schopni vytvořit nový Velký třesk, který v určitém bodě vesmíru shromáždil obrovské množství energie překračující určitou kritickou hranici. Podle jeho výpočtů mohli kosmičtí inženýři budoucnosti vzít neviditelnou špínu hmoty - pouze několik setin miligramu - a kondenzovat ji do té míry, že energie této sraženiny bude 1015 gig voltů. Vytvoří se malá černá díra, která se začne exponenciálně rozšiřovat. Tím se vytvoří „dceřiný vesmír“s vlastním časoprostorem, rychle se oddělující od našeho vesmíru.
… V povaze Velkého třesku je mnoho fantastických věcí. Platnost této teorie je však prokázána řadou přírodních jevů. Patří mezi ně pozorovaná expanze vesmíru, obrázek distribuce chemických prvků a také kosmické pozadí, které se nazývá „relikvie velkého třesku“.
Před Velkým třeskem?
Svět neexistuje navždy. Vznikl v plamenech Velkého třesku. Byl to však v dějinách vesmíru jedinečný jev? Nebo opakující se událost, jako je zrození hvězd a planet? Co když je Velký třesk jen fází přechodu z jednoho stavu Věčnosti do druhého?
Mnoho fyziků říká, že zpočátku existovalo něco a ne nic. Možná se náš vesmír - stejně jako ostatní - narodil z elementárního kvantového vakua. Ale bez ohledu na to, jak takový stav je „minimální“- a méně než kvantové vakuum zákony fyziky neumožňují - nelze jej nazvat „nic“.
Možná, že vesmír, který vidíme, je jen dalším souhrnným stavem věčnosti? A bizarní uspořádání galaxií a shluků galaxií - něco jako krystalová mříž, která v n-dimenzionálním světě, který existoval před narozením našeho vesmíru, měla úplně jinou strukturu a která mohla být předpovídána „vzorcem pro všechno“, které Einstein hledal? A bude to nalezeno v příštích desetiletích? Vědci se intenzivně dívají stěnou Neznámého, která oplomila náš vesmír, a snaží se pochopit, co se stalo před chvílí, podle našich obvyklých nápadů nebylo absolutně nic. Jaké formy Věčného vesmíru si lze představit tím, že obdarujeme čas a prostor těmi vlastnostmi, které jsou v našem vesmíru nepředstavitelné?
Některé z nejslibnějších teorií, na které se fyzici pokoušejí vtlačit celou Věčnost, jsou možná teorie kvantové geometrie, kvantové rotační dynamiky nebo kvantové gravitace. Největší podíl na jejich vývoji měli Abei Ashtekar, Ted Jacobson, Jerzy Lewandowski, Carlo Rovelli, Lee Smolin a Thomas Thiemann. To vše jsou nejsložitější fyzikální konstrukce, celé paláce, postavené na vzorcích a hypotézách, jen aby skryly mezeru skrytou v jejich hloubce a temnotě, jedinečnost času a prostoru.
Éra jedinečnosti
Kruhové objezdy nových teorií nás nutí překonat zdánlivě zjevné pravdy. Takže v kvantové geometrii, prostoru a čase, dříve nekonečně roztříštěném, se náhle rozpadnou na oddělené ostrovy - porce, quanta, méně než to, co není. Do těchto „balvanů“lze vložit všechny jedinečné body. Samotný časoprostor se promění v protkávání jednorozměrných struktur - „sítě točí“, to znamená, že se stává diskrétní strukturou, druhem řetězu tkaného ze samostatných článků.
Objem nejmenší možné smyčky prostoru je pouze 10-99 krychlových centimetrů. Tato hodnota je tak malá, že v jednom krychlovém centimetru je mnohem více quanta prostoru než ve stejných krychlových centimetrech ve vesmíru, které pozorujeme (jeho objem je 1085 centimetrů v krychli). Neexistuje nic uvnitř quanta prostoru, žádná energie, bez ohledu na to - stejně jako uvnitř matematického bodu - podle definice - neexistuje trojúhelník ani ikosedron. Ale pokud použijeme hypotézu „submikroskopické tkáně vesmíru“pro popis Velkého třesku, získáme úžasné výsledky, jak ukázali Abei Ashtekar a Martin Bojovald z University of Pennsylvania.
Pokud nahradíme diferenciální rovnice ve standardní teorii kosmologie, která předpokládá nepřetržitý tok prostoru, jinými diferenciálními rovnicemi, které vycházejí z teorie kvantové geometrie, záhadná singularita zmizí. Fyzika nekončí tam, kde začíná Velký třesk - to je první povzbuzující závěr kosmologů, kteří odmítli přijmout vlastnosti vesmíru, které jsou pro nás viditelné, jako konečnou pravdu.
V teorii kvantové gravitace se předpokládá, že náš vesmír (stejně jako všichni ostatní) se zrodil v důsledku náhodného kolísání kvantového vakua - globálního makroskopického prostředí, ve kterém nebyl čas. Pokaždé, když se v kvantovém vakuu objeví kolísání určité velikosti, zrodí se nový vesmír. „Odbočuje se“z homogenního prostředí, ve kterém byla vytvořena, a začíná svůj vlastní život. Nyní má svou vlastní historii, svůj vlastní prostor, svůj vlastní čas, svůj vlastní šíp času.
V moderní fyzice bylo vytvořeno množství teorií, které ukazují, jak z věčně existujícího prostředí, kde není žádný Makro-čas, ale v některých bodech, z nichž plyne jeho mikro-čas, může vzniknout takový obrovský svět, jako je ten náš.
Například fyzici Gabriele Veneziano a Maurizio Gasperini z Itálie v rámci teorie strun naznačují, že takzvané „strunové vakuum“původně existovalo. Náhodné kvantové výkyvy v něm vedly ke skutečnosti, že hustota energie dosáhla kritické hodnoty, a to způsobilo místní kolaps. Což skončilo zrodem našeho vesmíru z vakua.
V rámci teorie kvantové geometrie Abei Ashtekar a Martin Bojovald ukázali, že prostor a čas mohou vycházet z primitivnějších základních struktur, jmenovitě „spinových sítí“.
Eckhard Rebhan z University of Düsseldorf a - nezávisle na něm - George Ellis a Roy Maartens z University of Cape Town rozvíjejí myšlenku „statického vesmíru“, o kterém již uvažoval Albert Einstein a britský astronom Arthur Eddington. Ve snaze upustit od účinků kvantové gravitace vymysleli Rebhan a jeho kolegové sférický prostor uprostřed věčné prázdnoty (nebo, pokud dáváte přednost, prázdné věčnosti), kde není čas. V důsledku určité nestability se zde vyvíjí inflační proces, který vede k horkému velkému třesku.
Uvedené modely jsou samozřejmě spekulativní, ale zásadně odpovídají moderní úrovni vývoje fyziky a výsledkům astronomických pozorování posledních několika desetiletí. V každém případě je jedna věc jasná. Velký třesk byl spíše obyčejnou, přirozenou událostí, a nikoliv svého druhu.
Pomůže nám tento druh teorie pochopit, co se mohlo stát před Velkým třeskem? Pokud se vesmír narodil, co ho zrodilo? Kde se „genetický otisk“jeho rodiče objevuje v moderních teoriích kosmologie? 2005 - Abei Ashtekar například zveřejnil výsledky svých nových výpočtů (pomáhal jim Tomasz Pavlovsky a Paramprit Singh). Z nich bylo jasné, že pokud jsou počáteční prostory správné, pak před Velkým třeskem existoval stejný prostorový čas jako po této události. Fyzika našeho vesmíru, jako by v zrcadle, se odrazila ve fyzice druhého světa. V těchto výpočtech Velký třesk jako zrcadlová obrazovka prořízl Věčnost a umístil vedle nekompatibilní přírody a jejího odrazu. A co je tu pravost, co je to duch?
Jediné, co lze vidět „z druhé strany zrcadlového skla“, je to, že vesmír se v té době nerozšiřoval, ale stahoval. Velký třesk se stal místem jeho zhroucení. V tuto chvíli byl prostor a čas na okamžik přerušen, aby se znovu promítl - aby pokračoval - povstal jako fénix ve světě, který je nám již známý, ten vesmír, který měříme pomocí našich vzorců, kódů a čísel. Vesmír se doslova otočil naruby, jako rukavice nebo košile, a od té doby se neustále rozšiřuje. Velký třesk nebyl podle Ashtekara „stvořením celého vesmíru od nic“, ale byl pouze přechodem z jedné dynamické formy Věčnosti do druhé. Možná, že vesmír prochází nekonečnou řadou „velkých třesků“, a tyto desítky miliard (nebo cokoli) let oddělujících jednotlivé fáze jsou jen obdobím „kosmického sinusoidu“.podle zákonů, ve kterých vesmír žije?
Doporučeno k prohlížení: „Kdo vytvořil vesmír? Velký třesk - důležité vědecké vysvětlení: všechny argumenty“
A. Volkov