Šta je bilo pre Velikog praska - ništa ili nešto
Neki od najvećih umova u istoriji zastupali su teoriju prema kojoj je svemir večan i u suštinski nepromenjiv. Drugi, podjednako pametni, tvrdili su da je on u jednom trenutku morao da nastane.
Habl pomrsio konce Ajnštajnu
Savremena kosmologija počela je s Albertom Ajnštajnom, koji je, kao i Isak Njutn, bio sklon ideji o večnom, nepromenjivom svemiru. Buduću da sila gravitacije privlači sva tela u svemiru, Ajnštajn je zaključio da u njemu mora da deluje suprotna, odbojna sila praznog prostora. Ali s vremenom se pokazalo da bi takav svemir bio vrlo nestabilan jer bi morao da balansira na tankoj granici između širenja i stezanja. Ideju o večnom, statičnom svemiru ozbiljno je poljuljao Edvin Habl koji je 1929. uočio da se galaksije međusobno udaljavaju, odnosno da se svemir širi. Kao logičan zaključak nametnula se ideja prema kojoj je svemir u prošlosti bio mnogo manji. Tako je nastala teorija o Velikom prasku koja je 1964. potvrđena snimcima kozmičkog mikrotalasnog zračenja koje se smatra jekom Velikog praska od pre 13,7 milijardi godina. Ali teorija Velikog praska nije dala konačan odgovor na pitanje što je bilo pre, odnosno što je i kako pokrenulo kosmičku eksploziju.
Hoking zadaje udarac
Još jedan udarac večnom svemiru zadali su 1960-ih Rodžer Penrouz i Stiven Hoking koji su u svom teorijskom radu pokazali da je, ako se proces širenja svemira obrne unazad, nemoguće je izbeći singularnost (tačku u kojoj temperatura i gustina materije seže u beskraj), a time i početak. U singularnosti zakoni fizike se raspadaju pa je nemoguće saznati šta je bilo pre. Drugim rečima, Veliki prasak morao bi da bude početak.
Priča o poreklu svemira tu nije stala. Naime, Penrouz i Hoking u svojim su teoremama pretpostavili da je pritisak praznog prostora uvek mali i pozitivan. Ali postojala je mogućnost da su pogrešili, što je otvorilo vrata novoj kosmologiji i raznim verzijama teorije inflacije koja pretpostavlja negativan pritisak vakuuma. Teorija inflacije razvijena je kako bi se objasnilo naglo eksponencijalno širenje svemira nakon Velikog Praska koje odgovara posmatranjima. Prema tom modelu svemir se u vrlo ranoj fazi u deliću sekunde nakon nastanka proširio brzinom većom od brzine svetlosti. Takav događaj morao je da oslobodi ogromnu energiju, koja je do tada bila pohranjena u vakuumu prostora-vremena. Ova teorija objašnjava veličinu i jednolikost svemira.
Svemir u mehuriću
Prema jednoj novoj varijanti teorije inflacije koju su razvili Aleksander Vilenkin i Odri Mitani inflacija je počela s vakuumom neobično velike energije i negativnog pritiska. Ovakvo stanje daje vakuumu odbojnu gravitaciju koja razdvaja tela umesto da ih privlači. S inflacijom vakuum se sve više širi i postaje sve odbojniji. Ali budući da je priroda inflatornog vakuuma kvantna, on je nestabilan pa se njegovi delovi svuda i nasumično raspadaju u normalan vakuum. Zamislite vakuum kao golemi okean vode koja vri – svuda nastaju mehurići i šire se. Energija inflatornog vakuuma mora nekuda da ode pa stvara materiju i toplinu u svakom od mehurića. Drugim rečima stvaraju se novi veliki praskovi. Prema ovoj teoriji naš svemir se nalazi u jednom mehuriću koji se pojavio u Velikom prasku pre 13,7 milijardi godina.
Ovakva slika sveta, mada izbegava problem singularnosti, otvara drugu enigmu – mogućnost da svemir postoji oduvek, bez početka i kraja. Ali Vilenkinove teorijske analize iz 2003. pokazale su da se prostorno vremenski kontinuum jednostavno ne može da se večno širi, odnosno da i inflacija mora da ima početak. Do sličnog zaključka Vilenkin i Mitani su došli čak i nakon analize nekih drugih teorija kao što su ideja o cikličkom svemiru i o svemiru koji se iznenada razvija iz malog statičnog "zametka". Naime, proračuni su pokazali da ciklični pre ili kasnije, u budućnosti ili prošlosti počinje ili završava singularitetom jer se u svakom krugu materija sve više širi. Isto tako svemir koji postoji u zametku ne može večno da opstane u tom stanju jer bi pre ili kasnije, mada je verovatnost za to mala, prema kvantnoj teoriji morao da kolabira. Dakle, čini se da, koju god teoriju uzememo, svemir mora da ima neki početak.
Kako je dakle počeo?
Vilenkin, kao i brojni drugi kosmolozi, odgovor vidi u kvantnoj teoriji prema kojoj nešto može nastati ni iz čega – bio to mali svemir koji se inflacijom širi, kruži ili postoji ekstremno dugo prije nego što se počne širiti.
Vilenkin smatra da čovek po prvi put u istoriji ima mehanizme pomoću kojih može zaključiti da je svemir imao početak.
Ali s druge strane čini se da je s novim otkrićima i teorijama verovatnost da ćemo ikada videti tragove tog početka manja nego ikada. Naime, jedan od utemeljitelja teorije struna Leonard Saskind sa Univerziteta Stanford nedavno je objavio dva rada u kojima je pokazao da se početak, ako je stvarno postojao, najverovatnije dogodio toliko davno u prošlosti da možemo praktično reći da je svemir večan.
Prema njemu, budući da se inflacija odvija eksponencijalno, volumen vakuuma u kasnijim vremenima mnogo je veći od onoga u ranijim. Drugim rečima, s vremenom nastaje sve više mehurića-svemira pa raste i verovatnost da je naš nastao kasnije. Iz toga proizlazi da se istinski početak dogodio toliko davno da u našem svemiru nije ostavio nikakav trag.
Vilenkin priznaje da je takav scenario vrlo verovatan. "To je ironično", kaže teoretičar inflacije i dodaje: "Sve je izglednije da je svemir imao početak, međutim, mi možda nikada nećemo točno saznati kako je izgledao."
