Jak vznikl vesmír?
Je to možná největší Velké tajemství a kořen všech ostatních. Největší otázky lidstva - Jak začal život? Co je vědomí? Co je temná hmota, temná energie, gravitace? - pramení z toho.
„Za touto otázkou leží další tajemství,“ řekla Ann Druyan, autorka a vdova astronomky Carl Sagan. "To je pro mě důležité, protože jsem člověk a nerad to nevím."
I když se teorie, které se pokoušejí vyřešit toto tajemství, stávají stále složitějšími, vědci jsou pronásledováni možností, že některá z nejdůležitějších vazeb v jejich řetězci uvažování jsou chybná.
Základní záhady
Podle standardního modelu Velkého třesku se vesmír narodil v období inflace, která začala asi před 13,8 miliardami let. Jako rychle se rozvíjející balón se zvětšil z menší velikosti než elektron na téměř svou současnou velikost během zlomku vteřiny.
Zpočátku byl vesmír prostoupen pouze energií. Část této energie se ztuhla na částice, které se shromáždily na lehké atomy, jako je vodík a helium. Tyto atomy se shlukly nejprve do galaxií, pak hvězd, uvnitř jejichž ohnivých pecí byly kované všechny ostatní prvky.
Toto je obecně dohodnutý obrázek o původu našeho vesmíru, jak je znázorněn vědci. Je to mocný model, který vysvětluje mnoho věcí, které vědci vidí, když se podívají na oblohu, jako je pozoruhodná plynulost časoprostoru ve velkých měřítcích a rovnoměrné rozložení galaxií na opačných stranách vesmíru.
Ale v tomto příběhu jsou věci, které některé vědce znepokojují. Pro začátek nelze myšlenku, že vesmír podstoupil období rychlé inflace na počátku své historie, přímo otestovat a spoléhá se na existenci tajemné formy energie na začátku vesmíru, která již dávno zmizela.
„Inflace je nesmírně silná teorie, a přesto nemáme ani ponětí, co způsobilo inflaci, nebo zda je to dokonce správná teorie, i když to funguje velmi dobře,“ řekl Eric Agol, astrofyzik na Washingtonské univerzitě.
Pro některé vědce je inflace neohrabaným doplňkem modelu Big Bang, k němuž je připojena nezbytná složitost, aby byla ve shodě s pozorováním. To by nebyl poslední přírůstek.
„Také jsme se dozvěděli, že ve vesmíru musí být temná hmota a nyní temná energie,“ řekl Paul Steinhardt, teoretický fyzik na Princetonské univerzitě. "Tak, jak dnes model funguje, říkáte:" Dobře, vezmete nějaký Velký třesk, vezmete nějakou inflaci, vyladíte to tak, aby mělo následující vlastnosti, pak přidáte určité množství temné hmoty a temné energie. " Tyto věci nejsou spojeny v koherentní teorii. “
Steinhardt se obává, že kosmologové jednají spíše jako inženýři než vědci. Pokud se pozorování neshoduje s aktuálním modelem, připojí k němu stávající komponentu nebo drotárství. Komponenty nejsou připojeny a není důvod je přidávat, s výjimkou pozorování. Je to jako snažit se opravit staré auto přidáním nových dílů z novějších, ale odlišných modelů. Tyto části mohou fungovat krátkodobě, ale nakonec budete potřebovat nové auto.
Nestárnoucí vesmír
V posledních letech spolupracuje Steinhardt s Annou Ijjas, teoretickou fyzikou na Harvardské univerzitě, na radikální alternativě ke standardnímu modelu Big Bang.
Podle jejich myšlenky, zvané skákací kosmologie, se vesmír nenarodil jen jednou, ale možná i vícekrát v nekonečných cyklech kontrakce a expanze. Teorie nahrazuje „velký třesk“ výrazem „velký odraz“, který hladce propojuje období kontrakce a expanze vesmíru a řeší mnoho problémů, které trápí teorii inflace.
Dvojice tvrdí, že jejich ekpyrotické nebo „cyklické“ teorie by vysvětlily nejen inflaci, ale i jiná kosmická tajemství, včetně temné hmoty, temné energie a proč se zdá, že vesmír se rozšiřuje v neustále se zrychlujícím klipu.
I když je kontroverzní, skákací kosmologie zvyšuje možnost, že vesmír je nestárnoucí a sebeobnovující se. Je to možná vyhlídka možná ještě více úcta než vesmír s určitým začátkem a koncem, protože by to znamenalo, že hvězdy na obloze, i ty nejstarší, jsou jako velké světlušky ve velkém schématu věcí.
"Chtěl bych doufat, že úsilí, které společnost vynakládá na vědecký výzkum, nás přibližuje základním pravdám a nejen způsobům, jak vyrobit užitečné nástroje," řekl astronom Kalifornského technologického institutu Richard Massey. "Ale stejně se bojím zjištění, že všechno, co vím, je špatné, a tajně doufám, že ne."
Tento článek byl aktualizován 27. června 2019 autorem Live Science Contributor Tim Childers.
