Какво е имало преди Големия взрив?

Какво е имало преди Големия взрив и какво точно се е случило? Това е въпросът, който винаги възниква, когато се мисли за произхода на Вселената. И ако не е имало „преди“, каква е била причината за Големия взрив изобщо? Как е възникнала нашата Вселена - дали се е "родила" от нищото, или е съществувало нещо преди нея? 

Допреди няколко века отговорът беше лесен - някакво вечно божество е задвижило всичко. Дори Исак Нютон вярвал, че Бог е създал Вселената преди около 6000 години. По-късно много учени, включително младият Алберт Айнщайн, приели, че самата Вселена е вечна и безкрайна.

Философът на физиката в университета Джонс Хопкинс Дженан Исмаел казва, че едни от въпросите, върху които човечеството се замисля, не е само откъде идваме, а и какво представляват времето и пространството. Има ли времето начало? Има ли пространството граници?

Възможно ли е пътуването във времето? (СНИМКИ)

Когато се установява, че Вселената се разширява, белгийският космолог и йезуитски свещеник Жорж Льометр осъзнава, че трябва да е имало начало – научна версия на Битие. Не всички се съгласяват с него. До 60-те години на миналия век теорията за стационарното състояние на Фред Хойл е доста популярна сред иконоборческите учени, както и сред обикновените хора. Хойл приема разширяването на Вселената, но не вярва в Големия взрив. Вместо това той предположил, че бавното, непрекъснато създаване на нова материя може да поддържа средната плътност и общите свойства на Вселената постоянни във времето.

Изображение: AI

Космическият микровълнов фон е наричан още реликтово излъчване, най-старата светлина във Вселената, остатъчна радиация от Големия взрив, която изпълва цялото космическо пространство. Неговото откриване през 1964 г. беше основното доказателство срещу теорията за стационарното състояние.

Оттогава насам доказателствата за произхода на нашата Вселена от Големия взрив са се натрупали до степен, в която почти не остава никакво съмнение. Все още обаче никой няма окончателния отговор на въпроса „Какво се е случило и какво е имало преди Големия взрив?“. Възможно ли е да е имало Вселена преди Големия взрив? 

Началото на времето

Когато астрономите говорят за Големия взрив, те обикновено не се позовават на самото начало на Вселената (времето нула), а на невероятно горещото и компактно състояние на Вселената през първите няколко минути от нейното съществуване. До известна степен това е така, защото никой няма реална представа за истинската природа на времето, камо ли за началото му. Британският физик Джулиан Барбър, например, твърди, че времето дори не съществува, освен като илюзия в съзнанието ни. Според други, включително Стивън Хокинг, времето е възникнало заедно с Вселената, което прави цялата концепция на думата „преди“ безсмислена.

Изображение: AI

От друга страна, ние просто не знаем дали е имало време преди Големия взрив. Според някога популярната идея за цикличната Вселена настоящото разширяване на пространството един ден може да се превърне в свиване, а полученият Голям сблъсък може да се превърне в нов Голям взрив, започвайки следващия цикъл на вечна последователност. Това е само една от многото хипотези, в които нашата Вселена не е уникална, а е част от евентуално безкрайна мултивселена по един или друг начин. И ако мултивселената е безкрайна във времето, ние се връщаме към идеята, че всичко е съществувало вечно, удобно заобикаляйки натрапчивия въпрос за началото.

Астрономи засякоха радиосигнал от планета извън Слънчевата система за първи път (СНИМКА)

Южноафриканският физик Нийл Турок смята, че Големият взрив не само е създал нашата Вселена, но и анти-Вселената, съставена от антиматерия и движеща се назад във времето. Това също е интригуваща идея, но също така няма шанс за потвърждение (или отхвърляне) чрез наблюдения.

Три теории, които учени приемат сериозно относно крайния произход на Космоса

►Идеята за безграничност

Квантовата механика е физиката на изключително малките неща. Тя е и това, което може би е оформило ранната Вселена. За да разберат квантовия Космос, учените изчисляват вероятността за даден изход от определен входен сигнал.

В космологията „изходът“ е Вселената, каквато изглежда днес. „Въпросът е какъв трябва да бъде входът“, казва Жан-Люк Ленерс, който е бивш ръководител на групата по теоретична космология в Института за гравитационна физика „Макс Планк“ (Институт „Алберт Айнщайн“) в Германия.

Физиците могат да разделят проблема на части от изходни и входни данни. Ако считат съвременната Вселена за изходен елемент, те могат да се опитат да разберат какъв входен елемент би могъл да го е произвел. След това могат да направят крачка назад, като приемат този входен елемент като нов изходен елемент и определят какви условия по-рано във Вселената биха могли да доведат до това състояние и така нататък. Теоретично те могат да правят това вечно, като вървят стъпка по стъпка, за да достигнат до „преди, преди“ – и дори преди това.

"Хъбъл" засне галактикически клъстер, изкривяващ пространство-времето (СНИМКА)

Тази безкрайна регресия обаче не е имала смисъл за физиците Стивън Хокинг и Джеймс Хартъл, които са работили заедно по въпроса през 80-те години на миналия век. Те решават да елиминират крайния елемент от Вселената – нейното „начало“. Вместо това те формират модел на Вселената, наречен „предложение за безграничност“. Те предполагат, че времето и пространството образуват затворена, заоблена повърхност - четириизмерно полукълбо на пространство-времето.

Изображение: AI

Представете си Вселената като земното кълбо. Големият взрив е Северният полюс. Няма „преди“ него, както няма и на север от север. „Преди“ става неуместно като понятие. 

„Предложението за липса на граници се радва на значителна подкрепа или поне интерес във физическата общност“, казва Шон Карол, който е професор по естествена философия в университета „Джонс Хопкинс“. Той отбелязва, че някои учени се притесняват колко добре е дефинирана идеята, но той я намира за „естествена отправна точка“, предвид това, което знаем за квантовата гравитация.

►Цикличен Космос

Пол Щайнхард, физик от Принстънския университет, има друга идея за това какво се е случило преди началото на Вселената, каквато я познаваме. Тя е в противоречие с идея, за чието оформяне той е допринесъл: теорията за космическата инфлацията, която твърди, че след Големия взрив пространство-времето се е разширило много бързо за много кратък период. Сценарият за инфлация има за цел да обясни защо Вселената изглежда плоска и подобна на всяко място, където нашите телескопи могат да погледнат.

След установяването на тази теория обаче Щайнхард започва да се съмнява в идеята, отчасти защото тя изисква постоянно настройване, за да бъде в съответствие с измерванията на Космоса. Затова той измисля циклична Вселена - такава, която значително се разширява, както изглежда, че нашата сега прави, след това се свива малко и накрая започва да се разширява отново. Той смята, че Вселената може би се свива бавно, до по-малка част от размера си, но не до нищо. Това свиване оформя нещата по начини, които инфлацията не успява да обясни, като същевременно създава Космос, който изглежда плосък и еднакъв във всички посоки, казва изследователят. Щайнхард добавя, че това, което изглежда като Голям взрив, всъщност не е. Вселената се разширява, след това бавно се свива и след това бързо се връща към разширяване. Бързият преход между свиване и разширяване не е взрив, а „голям отскок “.

Още по-интригуващо е, че Щайнхард казва, че тъй като „нищо лошо не се случва с пространството“ по време на свиването и отскока, информацията – дори обекти като черни дупки – може да премине отпреди отскока към след него. „Възможно е да има неща в нашата наблюдаема Вселена, които са отпреди“, казва той.

►Огледална вселена

Латам Бойл, който е изследовател в Центъра за теоретична физика „Хигс“ в Университета в Единбург, който преди това е бил докторант на Щайнхард, има друга голяма идея за „преди-преди“. Подобно на концепцията за големия отскок, предложение на Бойл е доста просто концептуално и също така избягва инфлацията. „Има Вселена след Големия взрив и Вселена преди Големия взрив и те са нещо като огледални копия една на друга", казва той.

Тайните на тъмната материя

Представете си това, казва Бойл, като върховете на две фунийки сладолед, които се докосват един до друг, като контактът им представлява Големия взрив. „Времето се отдалечава от Големия взрив в двете посоки“, посочва той. От нашата страна то върви напред; от огледалната страна върви назад. Това, което се е случило преди Големия взрив, е отразената противоположност на това, което се е случило след това. И това не включва само времето: тук има материя; там има антиматерия. Тук лявото е ляво; там лявото е дясно.

Хипотезата на Бойл също така предсказва, че тъмната материя може да се обясни с определен вид неутрино. Той се надява, че космологичните инструменти скоро ще разкрият повече информация за неутрино. 

Всеки от тези учени е привързан към собствената си идея. Но Ленерс не е уверен, че някоя от тях ще издържи проверката на времето - каквото и да е то. „Мисля, че е напълно абсурдно, че през 2025 г. трябва да разбираме началото на Вселената“, казва той. С други думи, в общата схема на нещата, ние все още сме в началото на нашето пътуване на разбиране. „Защо не през 2 000 025 г. или някоя друга година?“

Ново проучване: Разширява ли се или се свива Вселената

„Като цяло мисля, че е изключително правдоподобно да е имало нещо преди Големия взрив. Но също така е много правдоподобно Големият взрив да е бил наистина началото. Има твърде много неща, за които просто не сме сигурни, и съм малко скептичен, че най-съвременните технологии са достатъчно добри, за да ни позволят да направим каквито и да е твърди експериментални или наблюдателни заключения от който и да е от тези модели", казва Карол.

Науката често включва изследване на неща, до които нямаме достъп, поне в началото, казва Исмаел. Учените са предсказали атомите, преди да можем да ги видим, а черните дупки и тъмната материя все още са отвъд способността ни да ги откриваме директно. „Мисля, че критерият за това, което се счита за наука, се е променил. И ще продължи – включително, може би, назад към преди, което може да не е преди", казва тя.