Ce s-a întâmplat înainte de Big Bang?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

Ce a determinat apariția universului? Cauza principală trebuie să fie specială, spun oamenii de știință. Dar dacă atribuim începutul tuturor Big Bang-ului, se pune întrebarea: ce s-a întâmplat înainte de asta? Autorul oferă un raționament fascinant despre începutul timpului.

A întreba știința ce a fost înainte de timp este ca și cum ai întreba „Cine ai fost înainte să te naști?”

„Știința ne permite să stabilim ce s-a întâmplat într-o trilionime de secundă după Big Bang.

„Dar nu vom ști niciodată ce a cauzat Big Bang-ul.

„Este dezamăgitor, dar unele lucruri sunt complet de necunoscut. Și asta e bine.

Să fim sinceri: este destul de ciudat să credem că istoria Universului a început cu un fel de zi de naștere în urmă cu 13,8 miliarde de ani. Acest lucru este în conformitate cu multe principii religioase, conform cărora cosmosul a fost creat prin intervenție de sus, deși știința nu spune nimic despre asta.

Ce s-a întâmplat înainte de începerea timpului?

Dacă tot ce s-a întâmplat are o relație cauzală, atunci ce a cauzat apariția universului? Pentru a răspunde la o întrebare foarte dificilă despre Prima Cauză, miturile religioase despre crearea lumii folosesc ceea ce antropologii culturali numesc uneori „ființă pozitivă” sau un fenomen supranatural. Întrucât timpul a avut un început la un moment dat în trecutul îndepărtat, Prima Cauză trebuie să fie specială. Trebuie să fie un motiv fără cauză, un fenomen care tocmai s-a întâmplat și nimic nu l-a precedat.

Dar dacă atribuim începutul tuturor Big Bang-ului, se pune întrebarea: ce s-a întâmplat înainte de asta? Când avem de-a face cu zei nemuritori, aceasta este o chestiune complet diferită, deoarece pentru ei atemporalitatea nu este o întrebare. Zeii există în afara timpului, iar noi nu. Pentru noi, nu există așa ceva ca „înainte de timp”. Prin urmare, dacă punem întrebarea despre ce s-a întâmplat înainte de Big Bang, va fi oarecum inutilă, chiar dacă trebuie să găsim sensul. Stephen Hawking a echivalat odată cu întrebarea „Ce este nordul Polului Nord?” Și îmi place expresia „Cine ai fost înainte să te naști?”

Aurelius Augustin a emis ipoteza că timpul și spațiul au apărut odată cu crearea lumii. Pentru el, a fost, desigur, providența divină. Și pentru știință?

În știință, pentru a înțelege cum a apărut, s-a dezvoltat și s-a maturizat Universul, ne întoarcem în timp, încercând să reconstruim ceea ce se întâmpla. Asemenea paleontologilor, identificăm „fosile”, adică rămășițele de materie din vremuri trecute, iar apoi cu ajutorul lor aflăm despre diverse fenomene fizice care existau la acea vreme.

Presupunem cu încredere că Universul s-a extins de miliarde de ani și că acest proces continuă acum. În acest caz, „expansiune” înseamnă că distanțele dintre galaxii sunt în creștere; galaxiile se îndepărtează unele de altele cu o viteză care depinde de ceea ce a fost în interiorul universului în diferite epoci, adică de ce materia a umplut spațiul.

Big Bang-ul nu a fost o explozie

Când vorbim despre Big Bang și expansiune, ne imaginăm explozia care a început totul. De aceea l-am numit așa. Dar aceasta este o concepție greșită. Galaxiile se îndepărtează unele de altele, deoarece sunt literalmente separate de întinderea spațiului însuși. Asemenea țesăturii elastice, spațiul se întinde și poartă galaxii cu el, așa cum curentul unui râu duce cu el buștenii. Deci, galaxiile nu pot fi numite resturi care zboară dintr-o explozie. Nu a avut loc o explozie centrală. Universul se extinde în toate direcțiile și este complet democratic. Fiecare punct este la fel de important. Cineva dintr-o galaxie îndepărtată vede îndepărtarea altor galaxii în același mod în care o facem noi.

(Notă: galaxiile din apropiere au abateri de la acest flux cosmic numit „mișcare locală”. Aceasta este cauzată de gravitație. De exemplu, Nebuloasa Andromeda se apropie de noi.)

Întoarce-te în trecut

Dacă învârtim filmul cosmic înapoi, vom vedea cum materia este strânsă din ce în ce mai mult în spațiul care se micșorează. Temperatura crește, presiunea crește și începe degradarea. Moleculele se descompun în atomi, atomii în nuclee și electroni, nucleele atomice în protoni și neutroni și apoi protoni și neutroni în quarci. Această descompunere secvențială a materiei în constituenții ei cei mai de bază și elementare are loc pe măsură ce ceasul ticăie în direcția opusă față de explozie.

De exemplu, atomii de hidrogen se descompun cu aproximativ 400.000 de ani înainte de Big Bang, nucleele atomice în aproximativ un minut și protonii cu neutroni într-o sutime de secundă (când sunt priviți invers, desigur). De unde știm asta? Am găsit rămășițele de radiație de pe vremea când s-au format primii atomi (radiație de fond relicvă cu microunde) și am dat seama cum au apărut primele nuclee de atomi de lumină când universul avea doar câteva minute vechi. Acestea sunt tocmai fosilele cosmice care ne arată drumul în direcția opusă.

În prezent, putem simula experimental condițiile care existau când universul era de o trilionime dintr-o secundă. Ni se poate părea o valoare neglijabilă, dar pentru o particulă ușoară a unui foton, aceasta este o perioadă lungă de timp, permițându-i să zboare pe o distanță care este de un trilion de ori diametrul unui proton. Când vorbim despre Universul timpuriu, ar trebui să uităm de standardele umane și de ideile despre timp.

Desigur, vrem să ne apropiem cât mai mult de momentul în care timpul a fost egal cu 0. Dar, la un moment dat, ne ciocnim de zidul ignoranței și nu putem decât să extrapolăm teoriile noastre actuale în speranța că ele ne vor oferi măcar câteva indicii de a se întâmpla la începutul timpului, la astfel de energii și temperaturi pe care nu le putem crea în laborator. Dar un lucru știm sigur. Când timpul este aproape de zero, teoria noastră actuală a proprietăților spațiului și timpului, care este teoria generală a relativității a lui Einstein, nu funcționează.

Acesta este domeniul mecanicii cuantice, în care distanțele sunt atât de mici încât trebuie să ne imaginăm spațiul nu ca o foaie continuă, ci ca o structură granulară. Din păcate, nu avem o teorie calitativă care să descrie o asemenea granularitate a spațiului, deoarece nu există legi fizice ale gravitației la scară cuantică (cunoscută sub numele de gravitație cuantică). Candidații, desigur, sunt, de exemplu, teoria superstringurilor și gravitația cuantică în buclă. Dar în prezent nu există dovezi că acestea descriu corect fenomenele fizice.

Cosmologia cuantică nu răspunde la întrebare

Cu toate acestea, curiozitatea unei persoane cere ca granițele să fie mai aproape de valoarea zero a timpului. Ce poți spune? În anii 1980, Alexander Vilenkin, Andrei Linde și James Hartl și Stephen Hawking au propus trei modele de cosmologie cuantică, în care universul există ca atom, iar ecuația este similară cu cea folosită în mecanica cuantică.

În această ecuație, universul este un val de probabilitate, care, în esență, leagă regiunea cuantică atemporală cu cea clasică, unde există timp, adică cu universul în care locuim și care acum se extinde. Trecerea de la cuantic la clasic înseamnă literalmente apariția spațiului, ceea ce numim Big Bang. Astfel, Big Bang-ul este o fluctuație cuantică fără cauză, la fel de aleatorie ca dezintegrarea radioactivă: de la absența timpului până la prezența lui.

Presupunând că unul dintre aceste modele simple este corect, ar fi oare o explicație științifică a Primei Cauze? Putem scăpa cu totul de necesitatea unei cauze utilizând probabilitățile fizicii cuantice?

Din pacate, nu. Desigur, un astfel de model ar fi o ispravă intelectuală uluitoare. Ar fi un pas colosal înainte în înțelegerea originii tuturor. Dar acest lucru nu este suficient. Știința nu poate exista în vid. Are nevoie de un aparat conceptual, de concepte precum spațiu, timp, materie, energie. Are nevoie de calcule, are nevoie de legi de conservare a unor cantități precum energia și impulsul. Nu poți construi un zgârie-nori din idei, așa cum nu poți crea un model fără concepte și legi. A cere științei să „explice” Prima Cauză este ca și cum ai cere științei să-și explice propria structură. Aceasta este o solicitare de a oferi un model științific care să nu folosească precedente, nu există concepte anterioare pe care să se opereze. Știința nu poate face asta, așa cum o persoană nu poate gândi fără creier.

Enigma Cauzei Rădăcină rămâne nerezolvată. Ca răspuns, puteți alege religia și credința și, de asemenea, puteți presupune că știința va înțelege totul în timp. Putem, de asemenea, ca și scepticul grec antic Pyrrho, să recunoaștem cu umilință că există limite ale cunoștințelor noastre. Ne putem bucura de ceea ce am realizat și să continuăm să înțelegem, în timp ce realizăm că nu este nevoie să știm totul și să înțelegem totul. Este suficient să fim în continuare interesați curios.

Curiozitatea fără ghicitoare este oarbă, iar o ghicitoare fără curiozitate este greșită.