Kaj se je zgodilo pred velikim praskom? Konvencionalni odgovor na to vprašanje je ponavadi: "Pred velikim praskom ni nič takega." To je dogodek, ki je vse začel. Toda pravi odgovor, pravi fizik Sean Carroll, je: "Samo ne vemo." Carroll, pa tudi številni drugi fiziki in kozmologi so začeli razmišljati o možnosti časa pred velikim praskom, pa tudi o alternativnih teorijah, kako je nastalo naše vesolje. Carroll je o tej vrsti "špekulativnih raziskav" govoril med pogovorom na sestanku Ameriškega astronomskega društva prejšnji teden v St. Louisu v Missouriju.
"To je zanimiv čas za kozmologa," je dejal Carroll. „Tako blagoslovljeni kot prekletimo. To je zlata doba, vendar je težava v tem, da model vesolja nima smisla. "
Prvič, obstaja težava s popisom, pri kateri 95% vesolja ni upoštevano. Kozmologi so na videz to težavo rešili tako, da so sestavili temno snov in temno energijo. Ker pa smo "ustvarili" zadevo, da ustreza podatkom, še ne pomeni, da razumemo naravo vesolja.
Drugo veliko presenečenje o našem vesolju prihajajo iz dejanskih podatkov s vesoljskega plovila WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), ki je preučevalo ozadje kozmične mikrovalovne pečice (CMB) "odmev" Velikega poka.
"Posnetek WMAP, kako je izgledalo zgodnje vesolje, kaže, da je vroče, gosto in gladko [nizka entropija] v širokem območju prostora," je dejal Carroll. "Ne razumemo, zakaj je tako. To je še večje presenečenje od težave s popisom. Naše vesolje preprosto ni videti naravno. " Carroll je dejal, da so stanja nizke entropije redka, poleg tega pa so vsi možni začetni pogoji, ki bi se lahko razvili v vesolje, kot je naše, velika večina entropije, ne nižja.
Toda najbolj presenetljiv pojav v vesolju, je dejal Carroll, je, da se stvari spreminjajo. In vse se dogaja v dosledni smeri od preteklosti do prihodnosti po vsem vesolju.
"Imenuje se puščica časa," je dejal Carroll. Ta puščica časa izvira iz drugega zakona termodinamike, ki se sklicuje na entropijo. Zakon pravi, da se zaprti sistemi s časom premikajo od reda do nereda. Ta zakon je temeljnega pomena za fiziko in astronomijo.
Eno izmed velikih vprašanj glede začetnih razmer vesolja je, zakaj se je entropija začela tako nizko? "In nizka entropija v bližini velikega poka je odgovorna za vse, kar zadeva puščico časa," je dejal Carroll. "Življenje in smrt, spomin, pretok časa." Dogodki se odvijajo po vrstnem redu in jih ni mogoče razveljaviti.
"Vsakič, ko razbijete jajce ali prelijete kozarec vode, opazujete kozmologijo," je dejal Carroll.
Zato bomo morda morali odgovoriti na naša vprašanja o vesolju in puščici časa, da razmislimo, kaj se je zgodilo pred velikim praskom.
Carroll je vztrajal, da so to pomembna vprašanja, o katerih je treba razmišljati. "To ni samo rekreativna teologija," je dejal. "Želimo, da je zgodba o vesolju smiselna. Ko imamo stvari, ki se zdijo presenetljive, iščemo osnovni mehanizem, ki bo tisto, kar je bila sestavljanka, razumljivo. Vesolje z nizko entropijo namiguje na nekaj in morali bi si prizadevati, da bi ga našli. "
Trenutno nimamo dobrega modela vesolja in trenutne teorije ne odgovarjajo na vprašanja. Klasična splošna relativnost napoveduje, da se je vesolje začelo s posebnostjo, vendar ne moremo ničesar dokazati šele po velikem udaru.
Teorija inflacije, ki predlaga obdobje izjemno hitrega (eksponentnega) širjenja vesolja v prvih nekaj trenutkih, ni pomoč, je dejal Carroll. "To težavo z entropijo samo še poslabša. Za inflacijo je potrebna teorija začetnih pogojev. "
Obstajajo tudi drugi modeli, toda Carroll je predlagal in se zdi, da so naklonjeni ideji o multi-vesoljih, ki nenehno ustvarjajo »otroške« vesolje. "Naše vesolje, ki ga lahko opazujemo, morda ne bo celotna zgodba," je dejal. "Če smo del večjega multiverzuma, ne obstaja najvišje-entropijsko ravnovesje in entropija nastane z ustvarjanjem vesoljev, kot je naše."
Carroll je razpravljal tudi o novih raziskavah, ki sta jih opravila on in skupina fizikov, pri čemer je ponovno gledal rezultate WMAP. Carroll in njegova ekipa trdijo, da podatki kažejo, da je vesolje "podrejeno".
Meritve iz WMAP kažejo, da so nihanja v mikrovalovnem ozadju približno 10% močnejša na eni strani neba kot na drugi.
Razlaga tega "vesolja na težki strani" bi bila, če bi ta nihanja predstavljala strukturo, ki je ostala od vesolja, ki je ustvarilo naše vesolje.
Carroll je dejal, da bo vse to pomagalo boljše razumevanje kvantne gravitacije. »Kvantna nihanja lahko ustvarijo nove vesolje. Če lahko toplotna nihanja v mirnem prostoru vodijo v vesolje dojenčkov, bi imeli lastno entropijo in bi lahko nadaljevali z ustvarjanjem vesoljev. "
Seveda, - in Carroll je poudaril to točko - je trenutno raziskovanje teh tem na splošno obravnavano kot špekulacija. "Nič od tega ni trdno ugotovljenih stvari," je dejal. "Stavil bi celo denar, da je to narobe. Toda upam, da se bom lahko vrnil čez 10 let in vam rekel, da smo vse to ugotovili. "
Res je, da kot pisatelj poskuša vključiti govor in ideje Carrolla v kratek članek, jim gotovo ni pravično. Oglejte si, kako se Carroll zavzema za te pojme in še več na njegovem blogu Cosmic Variance. Preberite si tudi odličen povzetek Carrollovega pogovora, ki ga je za BBC napisal Chris Lintott. Že več kot en teden razmišljam o Carrollovih pogovorih in premišljujem o začetkih časa - in celo o tem, da bi lahko bil čas pred časom - je bil zanimiv in privlačen teden. Ali me je ta čas po mojem razumevanju pripeljal naprej ali nazaj, še ni treba videti!
