Bet kas buvo iki Didžiojo sprogimo?
Trumpas atsakymas į šį klausimą – mes nežinome. Ilgas atsakymas – galėjo būti daug kas, ir kiekvienas atsakymo variantas verčia gerokai pasukti galvą.
Pradžių pradžia
Visų pirma reikia suprasti, kas gi buvo tas Didysis sprogimas.
„Didysis sprogimas yra akimirka laike, o ne taškas erdvėje“, – sakė Kalifornijos technologijų instituto fizikas-teoretikas Seanas Carrollas, parašęs 2016 metais išleistą knygą „The Big Picture: On the Origins of Life, Meaning and the Universe Itself“.
Taigi, pamirškite tą lengvai įsivaizduojamą mažą, tankų medžiagos tašką, staiga sprogusį ir išsiplėtusį visomis kryptimis. Visų pirma, Visata Didžiojo sprogimo metu galėjo būti visai ne maža, tvirtina S.Carrollas. Žinoma, viskas, ką šiandien matome Visatoje – sferoje, kurios skersmuo yra apie 93 mlrd. šviesmečių ir kurioje yra ne mažiau nei 2 trilijonai galaktikų – tilpo į mažesnį nei centimetro skersmens erdvės darinį. Tačiau už regimosios Visatos ribų dar gali būti labai, labai daug kas – tiesiog negalime to pamatyti, nes didesnių atstumų šviesa per 13,8 mlrd. metų tiesiog negali nukeliauti.
Todėl visai įmanoma, kad Visata Didžiojo sprogimo metu buvo ir labai maža, ir neribotai didelė, mat nėra galimybių pažvelgti atgal laike ir pamatyti dalykus, kurių šiandien įžiūrėti negalime,sako S.Carrollas. Viskas, ką galime pasakyti – kad Visata buvo labai, labai tanki ir itin greitai tapo mažiau tankia.
Pagal apibrėžimą, už Visatos ribų nėra nieko, nes Visata yra viskas. Taigi, Didžiojo sprogimo metu viskas buvo išsidėstę tankiau ir karščiau nei yra dabar, tačiau Visatos „išorės“ nebuvo daugiau, nei yra dabar. Kad ir kaip gundytų noras įsivaizduoti, kad galėtumėte tarsi dievai iš išorės stebėti Visatos kūdikystę iki Didžiojo sprogimo, susisukusią tarsi kūdikėlis, tai, anot S.Carrollo nebūtų įmanoma. Visata nesiplėtė į erdvę. Plėtėsi pati erdvė.
„Nesvarbu, kurioje Visatos vietoje esate, jeigu atsuktumėte laiką 14 mlrd. metų atgal, grįžtumėte į tašką, kur buvo labai karšta, tanku ir viskas labai greitai plečiasi“, – sakė fizikas teoretikas.
Niekas tiksliai nežino, kas vyko Visatoje tol, kol po Didžiojo sprogimo neprabėgo maždaug 1 sekundė, kai Visata atvėso pakankamai, kad protonai ir neutronai pradėtų susidūrinėti ir jungtis vienas prie kito ir klijuotis į atomų branduolius. Daugelis mokslininkų mano, kad Visatoje tą trumpą laiką vyko eksponentinis plėtimasis, vadinamas infliacija. Tokiu būdu būtų „išlygintas erdvėlaikio audinys“ ir būtų galima paaiškinti, dėl ko materija taip tolygiai pasiskirsčiusi visoje dabar matomoje Visatoje.
Iki sprogimo
Įmanoma, kad iki Didžiojo sprogimo Visata buvo begalinė ultrakarštos, tankios medžiagos sankaupa, išlaikiusi stabilią būseną, kol dėl kažkokios priežasties neįvyko Didysis sprogimas. Ši ultra-tanki Visata galėjo veikti pagal kvantinės mechanikos dėsnius, sako S.Carrollas. O Didysis sprogimas būtų akimirka, kai pagrindiniu Visatos evoliucijos varikliu tapo klasikinė fizika.
Velioniui fizikui Stephenui Hawkingui būtent ši akimirka ir buvo svarbiausia bei įdomiausia. Prieš Didįjį sprogimą, anot mokslininkai įvykiai buvo neišmatuojami, taigi, ir neapibrėžti. S.Hawkingas vadino tai „neribotumo pasiūlymu“: jis sakė, kad laikas ir erdvė yra baigtiniai, tačiau jie neturi nei ribų, nei pradžios ar pabaigos taško, lygiai, kaip ir mūsų planeta yra baigtinė, tačiau neturi krašto.
„Kadangi įvykiai iki Didžiojo sprogimo neturi stebimųjų pasekmių, galima būtų juos apskritai pašalinti iš teorijos ir teigti, kad laikas prasidėjo nuo Didžiojo sprogimo“, – 2018 m. duodamas interviu „National Geographic“ laidai „StarTalk“ sakė fizikas.
Bet galbūt iki Didžiojo sprogimo visgi vyko kas nors, apie ką verta pasvarstyti? Viena iš idėjų – kad Didysis sprogimas yra ne laiko pradžia, bet simetrijos akimirka. Pagal šią idėją iki Didžiojo sprogimo egzistavo kitavisata – identiška mūsiškei, tačiau joje entropija didėjo ne į ateitį, o į praeitį.
Entropijos – sistemos chaotiškumo mato – didėjimas iš esmės yra tapatinamas su laiko strėle, sakė S.Carrollas, taigi, toje veidrodinėje visatoje laikas bėgtų priešinga kryptimi, nei šiuolaikinėje Visatoje, o mūsų Visata, žvelgiant iš anos Visatos, būtų praeityje. Pavyzdžiui, fizikas Davidas Sloanas, rašydamas Oksfordo universiteto mokslo tinklaraščiui, teigė, kad asimetrijos molekulėse ir jonuose (vadinamieji chirališkumai) tokioje Visatoje būtų priešingos orientacijos, nei mūsų Visatoje.
Susijusi teorija sako, kad Didysis sprogimas nebuvo visko pradžia, tačiau buvo akimirka laike, kai Visata „persijungė“ iš susitraukimo periodo į plėtimosi periodą. Toks „Didysis atšokimas“ yra idėja, aiškinanti, kad Didžiųjų sprogimų gali būti begalė, o Visata yra cikliška, tai susitraukianti, tai išsiplečianti, ir kiekvieną ciklą nuo kito skiria toks Didysis sprogimas. Bet šios idėjos trūkumas yra tai, kad mokslininkai nesugeba paaiškinti, dėl ko besiplėtusi Visata staiga sugalvotų trauktis ir grįžti į mažo entropiškumo būseną.
S.Carrollas su savo kolege Jennifer Chen turi ir savą Didžiojo sprogimo viziją. 2004 metais fizikai iškėlė hipotezę, kad galbūt mums pažįstama Visata yra atžala Visatos, nuo kurios „atplyšo“ dalis erdvėlaikio.
Tai, anot S.Carrollo, būtų panašu į radioaktyvaus branduolio skilimą: skylant atomo branduoliui išmetama alfa arba beta dalelė. Motininėje Visatoje galejo nutikti kas nors panašaus, tik vietoj dalelių ji gali spjaudytis dukterinėmis visatomis – galbūt begaliniais kiekiais. „Taip gali nutikti dėl kvantinių fliuktuacijų. Šios dukterinės visatos iš esmės yra lygiagrečiosios visatos, kurios tarpusavy nesąveikauja ir neturi viena kitai įtakos“, – sakė fizikas.
Jei visos šios idėjos skaitytojams atrodo „trenktos“ – nieko tokio. Nes iš tiesų taip ir yra. Mat mokslininkai iki šiol nežino, kaip galima būtų pažvelgti į Didžiojo sprogimo akimirką, jau nekalbant apie tai, kad galima būtų sužinoti, kas vyko iki tol. 2015 m. vykęs gravitacinių bangų, pasklidusių po galingo galaktinio susidūrimo, stebėjimas atvėrė galimybę panaudoti šias bangas spręsti fundamentalioms Visatos plėtimosi paslaptims per pirmąją lemtingą akimirką.
Siekiant atsakyti į šį klausimą turės ką veikti ir fizikai teoretikai. Pavyzdžiui, kurti tikslesnes prognozes apie tai, kaip gali veikti kvantinės jėgos, tokios, kaip kvantinė gravitacija. „Net nežinome, į ką žiūrime tol, kol nėra teorijos“, – sakė S.Carrollas.
