Vienas didžiausių mūsų visatos klausimų yra iš kur visa tai atsirado. Kai sužinojome, kad danguje esančios milžiniškos spiralės yra galaktikos, daug nesiskiriančios nuo mūsų pačių Paukščių Tako, pirmiausia pradėjome suprasti, ką mes suvokiame. Šios tolimos „Visatos salos“nepatenka į Paukščių kelią: jos yra milijardų ar trilijonų žvaigždžių kolekcijos, erdvėje atskirtos milijonais ar milijardais šviesmečių.
- „Salik.biz“
Kai sužinojome, kad kuo toliau nuo mūsų yra galaktika, tuo greičiau ji išeina iš mūsų perspektyvos, mums kyla keistas dalykas, suderinamas su bendruoju reliatyvumu: galbūt ne galaktikos tolsta nuo mūsų vietos, bet pats kosmoso audinys plečiasi. Jei taip, tada Visata turi ne tik plėstis, bet ir atvėsti, o šviesos bangos ilgis laikui bėgant turi ištempti vis mažesnes ir mažesnes energijas. Be to, mes galime tai ekstrapoliuoti ne tik pirmyn, bet ir atgal: tuo metu, kai Visata buvo mažesnė.
Žvelgdami šia kryptimi, matome, kad Visata buvo tankesnė, karštesnė, plečiasi greičiau ir buvo kompaktiškesnė. Ankstyvoje jaunystėje Visata buvo tokia energinga, kad neutralūs atomai buvo suplėšyti ir dar prieš tai jie negalėjo sudaryti net atskirų atominių branduolių.
Tokį vaizdą - Didįjį sprogimą - patvirtino relikvinės radiacijos atradimas, kosminės mikrobangos fonas, jos spektro ir svyravimų matavimai, taip pat pirminių elementų, likusių nuo to laiko, atradimas. Vis dėlto, kaip viliojanti, grįžti į nepaprastai karštą ir tankią būseną, išskirtinumą, mūsų visatoje to tiesiog neįmanoma.
Matote, yra keletas rimtų problemų, kylančių bandant grįžti atgal taip toli:
- Visata neišsiplės neribotą laiką, nesugrius iš karto, neleis formuotis žvaigždėms ar galaktikoms, jei pradinis išsiplėtimo greitis ir energijos tankis nebus tobulai subalansuoti.
Reklaminis vaizdo įrašas:
- Visatoje būtų skirtingos temperatūros skirtingomis kryptimis - kurių mes nepastebime - jei kažkas nepateiktų vienodo temperatūros pasiskirstymo.
- Visata būtų užpildyta didelės energijos relikvijomis, kurios niekada nerastos, kaip savavališkas ekstrapoliavimas atgal į praeitį.
Ir vėl, stebėdami Visatą, mes matome žvaigždes ir galaktikas; ji turi vienodą temperatūrą visomis kryptimis; nematyti didelių energijos relikvijų.
Šių problemų sprendimas buvo kosminės infliacijos teorija, kuri pakeitė išskirtinumo idėją eksponentinio erdvės plėtimosi laikotarpiu ir nustatė tokias pradines sąlygas, kad negalėjo būti Didžiojo sprogimo. Be to, infliacija padarė šešis prognozes, ką turėtume stebėti savo visatoje:
- Puikiai plokščia visata.
- Visata, kurios svyravimai yra didesni nei šviesa, galėtų būti įveikta.
- Visata, kurios maksimali temperatūra nebus savavališkai aukšta.
- Visata, kurios svyravimai buvo adiabatiniai arba visur lygi entropijai.
- Visata, kurios svyravimų spektras buvo šiek tiek mažesnis už masto invarianto pobūdį (n_s <1).
- Galiausiai Visata su tam tikru gravitacinių bangų svyravimo spektru.
Pirmasis patvirtintas, šeštasis vis dar ieškomas.
Kitas logiškas klausimas apie mūsų kilmę, be abejo, bus, iš kur kilo infliacija? Ar ši valstybė buvo amžina palyginti su praeitimi (tai yra, ji neturėjo kilmės ir visada egzistavo) iki Didžiojo sprogimo pabaigos ir sukūrimo? Ar ši valstybė turėjo pradžią, kai ji atsirado iš neinfliacinės kosminio laiko būklės tam tikru konkrečiu laiku praeityje? O gal tai buvo cikliška būsena, kai laikas buvo užfiksuotas kilpoje?
Sudėtingas dalykas yra tai, kad nėra nieko, ko galėtume pastebėti savo Visatoje, o tai leido mums pasirinkti vieną iš šių trijų variantų. Visuose, išskyrus tolimiausius, infliacijos modelius (ir išskyrus tuos, kuriuos mes išskyrėme), mūsų visatą paveikė tik paskutinės 10 (–33) infliacijos sekundės. Eksponentinis infliacijos pobūdis ištrina bet kokią informaciją, kuri gimė prieš ją, atskiriant ją nuo visko, ką galime stebėti, išpūsdami ją iš savo stebimos visatos.
Bet tai, kas mums lieka stebimos Visatos pavidalu, yra milžiniška: 46 milijardų šviesos metų spinduliu, 1012 galaktikų, 1024 žvaigždžių, 1080 atomų ir apie 1090 fotonų. Bet šie skaičiai, nors ir astronominiai, yra baigtiniai ir neduoda mums jokios informacijos apie tai, kas visatoje įvyko prieš šią mažą paskutinę infliacijos sekundės dalį. Mes galime atlikti teorinius skaičiavimus, kad pabandytume išspausti dar keletą prielaidų, tačiau jie visi priklausys nuo pasirinkto modelio. Išskyrus keletą konkrečių modelių, kurie paliktų stebimus pėdsakus mūsų visatoje (dažniausiai ne), mes negalime žinoti, kaip - ar net jei - Visata pradėjo savo pradžią.
Bendras informacijos kiekis, prieinamas mums Visatoje, yra ribotas, o kartu ir žinių kiekis, kurį galime apie tai gauti. Tačiau dar yra daug ko išmokti, dar yra daug mokslo, ko nežinai. Bet kai kurių dalykų mes greičiausiai niekada nesužinosime. Visata gali būti begalinė, bet mūsų žinios apie tai niekada nebus.