Veľký tresk možno nebol začiatkom všetkého. Nová teória naznačuje, že vesmír sa zrodil bez nekonečnej singularity
Autori novej teórie sa pozreli na veľký tresk pomocou známych fyzikálnych zákonov a zistili, že sa im ponúka zvláštny, no fascinujúco realistický pohľad na vznik vesmíru.
Veľký tresk sa podľa našich najlepších teórií opisuje ako začiatok všetkého, moment, keď vznikol priestor, čas aj hmota. Nový výskum, na ktorý upozornil portál The Conversation, však naznačuje, že tento obraz však nemusí byť úplný. Nový výskum naznačil, že to, čo dnes považuješ za „začiatok vesmíru“, mohol byť len ďalší krok v dlhšom procese.
Vedci prišli s modelom, ktorý prináša trošku odlišnú perspektívu na vesmír. Namiesto otázky „čo bolo pred Veľkým treskom“ sa pozreli na to, čo sa stane, keď sa extrémne hustá hmota zrúti sama do seba. Výsledok autorom štúdie pripomínal práve vznik čiernej diery.
Autori tejto teórie teda tvrdia, sa náš vesmír nezrodil z ničoho. Vznikol vo vnútri čiernej diery, ktorá sa vytvorila v inom, väčšom vesmíre. Hovoria, že štandardný kozmologický model síce funguje dobre, ale stojí na niekoľkých problematických základoch. Začína singularitou, bodom s nekonečnou hustotou, kde prestávajú platiť fyzikálne zákony. Hoci vedci nevylučujú existenciu singularít v našom vesmíre, v matematike vo väčšine prípadov nekonečno znamená buď chybu vo výpočte, alebo chýbajúcu časť poznatkov.
Štandardný model je najlepší aký máme, no stále sa musel opravovať „záplatami“
Aby štandardný kozmologický model sedel s pozorovaniami, fyzici pridali ďalšie „záplaty“. Najprv infláciu, teda extrémne rýchle nafúknutie vesmíru krátko po jeho vzniku. Neskôr temnú energiu, ktorá vysvetlila zrýchlené rozpínanie dnes.
„Štandardný model funguje, ale len za cenu zavedenia zložiek, ktoré sme nikdy priamo nepozorovali,“ upozorňujú autori.
Nový prístup ide inou cestou. Nezačína explóziou, ale kolapsom. Predstav si obrovské množstvo hmoty, ktoré sa začne gravitačne rúcať, podobne, ako vznikajú čierne diery aj dnes. Dlho sa predpokladalo, že takýto kolaps musí skončiť singularitou. Tento záver podporil aj britský fyzik Roger Penrose, na ktorého prácu nadviazal Stephen Hawking. Ich teórie ukázali, že za určitých podmienok sa singularite nedá vyhnúť.
Neprehliadni
Lenže tieto výpočty stáli na klasickej fyzike. A tá nebrala do úvahy kvantové javy, ktoré začnú hrať rolu pri extrémnych hustotách. Nový výskum ukázal, že práve kvantová fyzika môže celý príbeh zmeniť. Existuje princíp, ktorý nedovolí časticiam natlačiť sa donekonečna do jedného bodu. Ide o kvantové pravidlo, podľa ktorého dve identické častice nemôžu zdieľať rovnaký stav. To teoreticky znamená, že sa kolaps nezastaví v singularite, no namiesto toho sa „odrazí“.
„Gravitačný kolaps nemusí skončiť singularitou, môže sa obrátiť do expanzie,“ tvrdia vedci.
Vesmír môže mať cyklickú históriu období rozpínania, kolapsu a odrazov
Tento moment vedci nazvali „bounce“, teda odraz. Hmota sa najprv zrúti do extrémne hustého stavu, potom sa proces otočí a začne rozpínanie. A práve tento prechod by sme dnes mohli vnímať ako veľký tresk. Zaujímavé je, že tento model nepotrebuje exotické hypotézy. Nepoužíva neznáme polia ani extra dimenzie. Kombinuje všeobecnú relativitu a kvantovú mechaniku, teda fyziku, ktorú už poznáme.
Autorov štúdie prekvapilo aj to, ako vyzerajú dôsledky modelu veľkého odrazu. Tento „odraz“ prirodzene vytvoril dve fázy zrýchleného rozpínania vesmíru. Jedna zodpovedala inflácii na začiatku, druhá dnešnému zrýchlenému rozpínaniu, ktoré pripisujeme temnej energii. Jednoducho veci, ktoré dnes vysvetľujeme oddelene, môžu mať podľa autorov spoločný pôvod.
Model priniesol aj konkrétne predpovede. Tvrdí napríklad, že vesmír nie je úplne plochý, ale mierne zakrivený. Toto zakrivenie by bolo pozostatkom pôvodného kolapsu. Ak to potvrdia budúce pozorovania, napríklad misie ako Euclid, pôjde o silný argument v prospech tejto teórie. Výskumníci naznačujú, že zakrivenie vesmíru by nemuselo byť jediným „artefaktom“ z predchádzajúceho vesmíru. Ak náš vesmír vznikol z kolapsu v „materskom“ vesmíre, niečo sme si mohli aj priniesť so sebou.
Jednou z možností je rotácia. Ak pôvodná čierna diera rotovala, mohol by existovať jemný preferovaný smer aj v našom vesmíre. Vedci už dlhšie skúmali, či galaxie nevykazujú náznak takéhoto spoločného „točenia“.
„Ak existuje preferovaný smer, ide o stopu pôvodu nášho vesmíru,“ naznačujú niektoré analýzy.
Teoretickí fyzici otvárajú aj teóriu o holografickom vesmíre
Ďalšia myšlienka posúva teóriu o krok ďalej. Fyzikálne konštanty, hodnoty, ktoré určujú fungovanie reality, nemusia byť náhodné. Tento model naznačil akýsi druh kozmickej „dedičnosti“. Vesmíry, ktoré vzniknú v čiernych dierach, by mohli niesť vlastnosti svojich „rodičov“. V tomto prípade sa ponúka aj jedna z najodvážnejších teórií modernej fyziky, holografický princíp. Ten tvrdí, že všetka informácia o objeme priestoru sa dá zapísať na jeho hranici.
V extrémnej interpretácii by to znamenalo, že náš trojrozmerný vesmír je len projekcia dát uložených na povrchu čiernej diery v inom vesmíre.
„To, čo vnímaš ako priestor, môže byť len prejav informácie zapísanej na hranici,“ vysvetľujú teoretici.
Zaujímavý je aj pohľad na čas. V materskom vesmíre mohol kolaps hviezdy do čiernej diery prebehnúť veľmi rýchlo. Z nášho pohľadu však gravitácia extrémne spomalila čas a natiahla priestor. Výsledok pôsobí paradoxne, pretože ten istý proces, ktorý „vonku“ trval krátko, by sme vnímali trvať miliardy rokov. Náš vesmír tak môže pripomínať spomalený záznam jedného kolapsu.
A potom prichádza ešte jeden dôsledok, ktorý mení perspektívu ešte viac. Ak náš vesmír vznikol v čiernej diere, rovnaký proces sa môže opakovať aj u nás. Každá čierna diera, napríklad tá v centre našej galaxie, by mohla byť zárodkom nového vesmíru.
Vesmír by tak nepripomínal izolovaný priestor, ale skôr rozvetvenú štruktúru, kde vznikajú nové „svety“ vnútri starších. Zatiaľ však ide o teoretický model, ktorý čaká na potvrdenie. Výsledky však ukazujú, že odpovede na najväčšie otázky nemusia ležať v úplne novej fyzike. Niekedy stačí pozrieť sa na známe zákony z iného uhla a celý obraz sa začne meniť.
