Kada se i poslednja zvezda ugasi svemir će postati prazno mesto bez svetlosti, aktivnosti i života. Crne rupe će progutati sve, ali će i one na kraju ispariti, prostor će se toliko proširiti da se zaostale čestice neće susretati i neće biti nikakve interakcije ni aktivnosti. Da li je baš tako? Odgovore daje tekst u časopisu The Conversation čije najvažnije delove prenosimo.

Začudo, neki kosmolozi veruju da bi hladni tamni prazan svemir, koji se nalazi u našoj dalekoj budućnosti, mogao biti izvor novog Velikog praska. Isto tako da je Veliki prasak iz koga je proizašao naš svemir, nastao u praznini prethodnog univerzuma.

Ciklusi skoro ni iz čega

Dobitnik Nobelove nagrade za 2020. god. fizičar Rodžer Penrouz, predložio je jedan intrigantan, ali kontroverzan model cikličnog univerzuma koji je nazvao „konformna ciklična kosmologija“. Penrouz je bio inspirisan zanimljivom matematičkom vezom između veoma vrućeg, gustog, malog stanja univerzuma - kakvo je bilo u vreme Velikog praska - i izuzetno hladnog, praznog, proširenog stanja univerzuma - kakvo će biti u dalekoj budućnosti. Njegova radikalna teorija koja objašnjava ovu povezanost je da ta stanja postaju matematički identična kada se dovedu do svojih granica. Iako se činilo paradoksalno, potpuno odsustvo materije je moglo da izazove pojavu sve materiju koju vidimo oko sebe u našem univerzumu.

Rodžer Penrouz, dobitnik Nobelova nagrade za fizku 2020. God.

Tako gledajući, Veliki prasak nastaje skoro ni iz čega. To je ono što ostaje kada se sva materija u univerzumu potroši u crnim rupama, koje su se potom rastočile u fotone izgubljene u praznini. Čitav univerzum na ovaj način nastaje iz nečega, što je najbliže onome što smatramo praznininom, vakuumom. Ali to ništa je ipak neka vrsta nečega. To je još uvek fizički univerzum, ma koliko prazan.

Kako isto stanje može biti hladan, prazan univerzum iz jedne perspektive i vrući gusti univerzum iz druge? Odgovor leži u složenoj matematičkoj proceduri koja se zove „konformno reskaliranje“, geometrijska transformacija koja u stvari menja veličinu objekta, ali ostavlja njegov oblik nepromenjen.

Penrouz je pokazao kako se hladno gusto stanje i vruće gusto stanje mogu povezati takvim skaliranjem tako da se poklapaju u pogledu oblika njihovog prostor-vremena - iako ne sa njihovim veličinama. Doduše, teško je shvatiti kako se dva objekta mogu identifikovati na ovaj način kada imaju različite veličine - ali Penrouz tvrdi da veličina kao koncept prestaje da ima smisla u tako ekstremnim fizičkim okruženjima.

Tekući ciklusi različitih univerzuma u ​​konformnoj cikličnoj kosmologiji kako ih je nacrtao Roger Penrose

U konformnoj cikličnoj kosmologiji, pravac objašnjenja ide od starog i hladnog ka mladom i vrućem: vruće gusto stanje postoji zbog hladnog praznog stanja. Ali ovo uzročno poslednično „zbog“ nam nije iskustveno. Nije samo veličina ono što prestaje da bude relevantno u ovim ekstremnim stanjima: vreme takođe. Hladno gusto stanje i vruće gusto stanje se zapravo nalaze na različitim vremenskim linijama. Hladno prazno stanje bi se nastavilo zauvek iz perspektive posmatrača u svojoj vremenskoj geometriji, ali vruće gusto stanje koje stvara efektivno naseljava novu vremensku liniju.

Može pomoći da se razume vruće gusto stanje koje je proizvedeno iz hladnog praznog stanja na neki ne-uzročan način. Možda bi trebalo da kažemo da toplo zgusnuto stanje nastaje iz hladnog, praznog stanja, ili je utemeljeno u njemu, ili ga ostvaruje. Ovo su izrazito metafizičke ideje koje su opširno istraživali filozofi nauke, posebno u kontekstu kvantne gravitacije gde izgleda da uobičajeni uzročno posledični efekata zakazuju. Na granicama našeg znanja, fiziku i filozofiju je teško razdvojiti.

Eksprimentalni dokaz

Konformna ciklična kosmologija nudi neke detaljne, mada spekulativne, odgovore na pitanje odakle je došao naš Veliki prasak. Ali čak i ako Penrouzova vizija bude potvrđena budućim napretkom kosmologije, mogli bismo pomisliti da još uvek ne bismo odgovorili na dublje filozofsko pitanje – pitanje o tome odakle dolazi sama fizička stvarnost. Kako je nastao čitav sistem ciklusa? Onda najzad dolazimo do čistog pitanja: Zašto postoji nešto, a ne ništa - veliko pitanje metafizike.

Ali naš fokus je na objašnjenjima koja ostaju u domenu fizike. Postoje tri široke opcije za dublje pitanje kako su ciklusi počeli. 1. Ne postoji fizičko objašnjenje. 2. Postoji beskonačno ponavljajući ciklusi, od kojih je svaki univerzum za sebe, sa početnim kvantnim stanjem svakog univerzuma određenim nekim karakteristikama prethodnog univerzuma. 3. Postojati jedan jedini ciklus, i jedan jedinstven univerzum koji se ponavlja, sa početkom određenim prethodnim njegovim krajem. Poslednje dve mogućnosti izbegavaju potrebu za bilo kakvim neuzrokovanim događajima – i to im daje posebnu privlačnost. Ništa ne bi ostalo neobjašnjeno od strane fizike.

Penrouz predviđa niz beskonačnih ciklusa iz razloga koji su delimično povezani sa njegovom sopstvenom preferiranom interpretacijom kvantne teorije. U kvantnoj mehanici, fizički sistem postoji u superpoziciji više različitih stanja u isto vreme, i merenjem izabiramo nasumično „jedno“ stanje. Za Penrouza, svaki ciklus uključuje nasumične kvantne događaje koji se javljaju na drugačiji način - što znači da će se svaki ciklus razlikovati od onih pre i posle njega. Ovo je zapravo dobra vest za eksperimentalne fizičare jer bi nam mogla omogućiti da sagledamo stari univerzum koji je stvorio naš kroz blede tragove, ili anomalije, u ostatku zračenja iz Velikog praska koje je video Planck satelit.

Plank svemirska opservatorija Evropske svemirske agencije koja je od 2009. do 2013. godine, mapirala anizotropiju kosmičke mikrotalasne pozadine na mikrotalasnim i infracrvenim frekvencijama, sa visokom osetljivošću i malom ugaonom rezolucijom.

Penrouz i njegovi saradnici veruju da su možda već́ primetili ove tragove, pripisujući obrasce u Planckovim podacima zračenju iz supermasivnih crnih rupa u prethodnom univerzumu. Međutim, drugi fizičari osporavaju njihova zapažanja.

Beskonačni novi ciklusi su ključni za Penrouzovu viziju. Ali postoji prirodan način da se konformna ciklična kosmologija pretvori iz višeciklusne u jednociklusnu formu. Tada se fizička stvarnost sastoji u jednom kruženju kroz Veliki prasak do maksimalno praznog stanja u dalekoj budućnosti — a zatim ponovo do istog Velikog praska, što dovodi do potpuno istog univerzuma iznova.

Multiverzum

Ova poslednja mogućnost je u skladu sa drugom interpretacijom kvantne mehanike, nazvanom interpretacijom više svetova. Tumačenje više svetova nam govori da svaki put kada merimo sistem koji je u superpoziciji, ovo merenje ne bira nasumično stanje. Umesto toga, rezultat merenja koji vidimo je samo jedna mogućnost - ona ​​koja se odigrava u našem univerzumu. Svi drugi rezultati merenja se odigravaju u drugim univerzumima u multiverzumu, efektivno odsečenom od našeg. Dakle, bez obzira koliko je mala šansa da se nešto dogodi, ako ima šanse različite od nule, onda se to dešava u nekom kvantnom paralelnom svetu. Postoje ljudi poput vas u drugim svetovima koji su osvojili na lutriji, ili ih je tajfun oduvao, ili ih je udario grom, ili su se desile sve tri istovremeno.

Beskonačni svetovi multiverzuma. Mi se nalazimo u jednom od njih.

Kvantna teorija mnogih svetova daje novi zaokret u konformnoj cikličnoj kosmologiji, iako se ne slaže sa Penrouzovim veđenjem. Naš Veliki prasak bi mogao biti ponovno rođenje jednog kvantnog multiverzuma, koji sadrži beskonačno mnogo različitih univerzuma koji se pojavljuju zajedno. Sve što je moguće se dešava – onda se dešava iznova i iznova i iznova.

Ka mitovima, filozofiji i religiji

Za filozofe nauke, Penrouzova vizija je fascinantna. Otvara nove mogućnosti za objašnjenje Velikog praska, izvlačeći naša razumevanje dalje od uobičajenih uzroka i posledice. Stoga je to odličan test slučaj za istraživanje različitih načina na koje fizika može objasniti naš svet. Zaslužuje više pažnje filozofa.

Za ljubitelja mitova, Penrouzova vizija je prelepa. U Penrouzovoj viziji sa više ciklusa, obećava beskrajne nove svetove rođene iz pepela njihovih predaka. U svom jednociklusnom obliku, to je upečatljivo moderno ponovno prizivanje drevne ideje o uroborosu ili svetskoj zmiji. U nordijskoj mitologiji, zmija Jörmungandr je dete Lokija, pametnog prevaranta, i diva Angrboda. Ali mit o uroborosu je otkriven širom sveta - uključujući i drevni Egipat.

Jörmungandr, nordijski bog i demon, guta svoj rep, a stvoreni krug održava ravnotežu sveta.

Uroboros cikličnog univerzuma je izvaredan domet. Sadrži u svom stomaku naš sopstveni univerzum, kao i svaki od alternativnih mogućih univerzuma koje dozvoljava kvantna fizika — a na mestu gde se njegova glava susreće sa repom, potpuno je prazan, ali takođe kruži energijom na temperaturama od sto hiljada miliona milijardi biliona triliona stepeni Celzijusa. Čak bi i sam Loki, onaj koji menja oblika, bio impresioniran.

Uroboros, simbol večnosti u drevnim civilizacijama.

Za ljubitelje istočnih religija, Penrouzova vizija je takođe lepa, preslikana na kosmički nivo njihova vera u reinkarnaciju, ponovo rađanje, čovekove duše u drugom telu. Za hrišćane je najverovatnije pogrešna. Za njih je vreme linearno, ima početak i kraj. Početak je Božje stvaranje sveta ni iz čega. Razlog stvaranja je iz ljubavi Božije. Kraj sveta nastupa drugim dolaskom Božijeg sina, Hrista i preseljenjem ljudski duša u prostor večnosti. Kakva je ta večnost, to je indivudalni izbor. Hrišaćane bismo mogli pitati zašto Bog ne bi ponovo i ponovo iz svoje bezgranične ljubavi stvarao nove i nove svetove da bi beskonačnu večnost popunjavao novim i novim dušama željnih ljubavi sa bližnjim i ljubavi Božje. Kada bi bilo tako, tada bi Penrouzova vizija bila prihvatljiva i hrišćanima.

Izvor:

href=https://theconversation.com/how-could-the-big-bang-arise-from-nothing-171986