Najväčšia otázka kozmológie medzi vedou a filozofiou je otázka „Čo bolo pred Veľkým treskom?“ fascinuje ľudí už desaťročia. Zdá sa prirodzené pýtať sa na počiatok vesmíru – ak vznikol, muselo mu niečo predchádzať. Ale pre vedu to nie je až také jednoduché.
Väčšina kozmológov sa zhoduje, že táto otázka patrí medzi najťažšie v celej fyzike. Nie preto, že by sme na ňu nepoznali odpoveď – problém je v tom, že nie je isté, či dáva z vedeckého hľadiska vôbec zmysel.
Veľký tresk nebol výbuch
Keď hovoríme o Veľkom tresku, mnohí si predstavia gigantický výbuch v prázdnote. Realita je iná. Veľký tresk nebol výbuch v priestore – bol to vznik samotného priestoru a času. Pred približne 13,8 miliardami rokov bol celý vesmír extrémne horúci a hustý. Následne sa začal rozpínať – a tento proces prebieha dodnes.
Tradičný model hovorí, že čas a priestor vznikli spolu s Veľkým treskom. Ak by to bola úplná pravda, otázka „čo bolo predtým“ by bola nezmyselná. Podobne ako keď sa pýtame: „Čo leží severne od severného pólu?“ Jednoducho nič – severnejšie už nejde. Podobne ani čas nemusel existovať pred Veľkým treskom. Lenže… fyzika má problém. V čase tesne po vzniku vesmíru prestávajú fungovať naše známe zákony. V singularite – stave nekonečnej hustoty a zakrivenia priestoru – Einsteinova teória relativity zlyháva a zatiaľ nemáme potvrdenú teóriu kvantovej gravitácie, ktorá by ju nahradila. A práve v tejto medzere vznikajú nové hypotézy o tom, čo mohlo pred Veľkým treskom existovať.
Možné odpovede: nič, odraz alebo úplne iný vesmír
- Singulárna teória – pred Veľkým treskom nič nebolo
Podľa klasického modelu, ktorý dodnes používajú mnohé učebnice, bol Veľký tresk absolútnym začiatkom všetkého. Čas mal začiatok práve v tomto okamihu a zmysel má skúmať iba to, čo nastalo po ňom. Takto uvažoval napríklad fyzik Stephen Hawking, ktorý kedysi povedal: „Pýtať sa, čo bolo pred Veľkým treskom, je ako pýtať sa, čo je severne od severného pólu.“
- Teória Veľkého odrazu (Big Bounce)
Podľa moderných modelov kvantovej gravitácie nemusí byť Veľký tresk začiatkom, ale prechodom medzi dvoma fázami vesmíru. Predbiehala mu zrútená fáza – veľký kolaps – z ktorého vznikol veľký odraz a následná expanzia. Vesmír by tak prechádzal nekonečným cyklom zrodenia a zániku. Tento scenár skúma napríklad teória Loop Quantum Gravity (Slučková kvantová gravitácia).
- Cyklický vesmír Rogera Penrosa
Nobelista Roger Penrose navrhol teóriu konformnej cyklickej kozmológie. Podľa nej môže vesmír pokračovať aj po tepelnej smrti – keď sa všetko rozpadne na fotóny, stratí sa pojem času aj veľkosti – a z takéhoto stavu môže vzniknúť nový vesmír. Dokonca tvrdí, že stopy po predchádzajúcich vesmíroch môžu byť ukryté v reliktnom žiarení ako slabé kruhové podpisy.
- Kolízia dimenzií – vesmír z iného vesmíru
Teória strún hovorí, že náš vesmír môže byť trojrozmerná membrána (brane) v priestore s viacerými dimenziami. Veľký tresk by tak mohol byť následkom zrážky dvoch takýchto membrán. Náš vesmír by bol len jedným z mnohých v rámci multiverza.
- Kvantové stvorenie vesmíru z „ničoty“
Podľa kvantovej kozmológie mohol vesmír vzniknúť spontánne ako kvantová fluktuácia z vákuového stavu. Teória Hartle-Hawking bezhraničného vesmíru dokonca tvrdí, že vesmír nemusel mať ostrý začiatok – čas sa mohol správať ako ďalší priestorový rozmer a plynulo „zaokrúhliť“ na začiatku vesmíru bez singularity.
A čo hovorí veda dnes?
Dnes vieme veľmi presne opísať vývoj vesmíru od 10⁻⁴³ sekundy po Veľkom tresku (tzv. Planckov čas), ale nevieme, čo bolo skôr. Nemáme na to experimentálne dáta. Študujeme však reliktné žiarenie pomocou satelitov NASA WMAP a Planck od ESA, hľadáme gravitačné vlny z raného vesmíru a testujeme, či sa dá nájsť dôkaz o multiverze alebo cykloch.
Zatiaľ však platí:
Všetky teórie o tom, čo bolo pred Veľkým treskom, sú hypotézy. Nemáme zatiaľ priame dôkazy pre ani jednu z nich.
Je to ešte veda, alebo už filozofia?
Táto otázka sa nachádza na hranici astrofyziky, kvantovej teórie a filozofie. Odpoveď na ňu si vyžaduje novú fyziku – najmä potvrdenú teóriu kvantovej gravitácie. Významné vedecké tímy v CERN-e, na MIT, Caltechu či Perimeter Institute sa ju snažia zostaviť, no zatiaľ chýba kľúčový príbeh: ako funguje gravitácia v kvantovom meradle.
Možno raz pochopíme, či je náš vesmír jeden z nekonečného radu cyklov, výsledok náhody, kolízie dimenzií alebo dokonca len malá bublina v nekonečnom kozmickom pene multiverza.
Zdroj: 100+1, UniverseToday, autor
