Velký třesk je obyčejně považován za začátek všeho: Asi před 13,8 miliardami let pozorovatelný vesmír šel výložník a expandoval do bytí.
Ale jaké byly věci před Velkým třeskem?
Krátká odpověď: Nevíme. Dlouhá odpověď: Mohlo to být spousta věcí, z nichž každá se ohýbala svým vlastním způsobem.
Na začátku
První věc, kterou musíme pochopit, je to, co ve skutečnosti byl Velký třesk.
„Velký třesk je okamžikem času, ne bodem ve vesmíru,“ řekl Sean Carroll, teoretický fyzik na Kalifornském technologickém institutu a autor knihy „Velký obrázek: o počátcích života, významu a samotném vesmíru“. (Dutton, 2016).
Je tedy možné, že vesmír ve Velkém třesku byl malinký nebo nekonečně velký, řekla Carroll, protože neexistuje způsob, jak se v čase podívat zpět na věci, které dnes nevidíme. Vše, co opravdu víme, je, že to bylo velmi, velmi husté a že velmi rychle se zmenšilo.
Jako důsledek ve skutečnosti neexistuje nic mimo vesmír, protože vesmír je, samozřejmě, všechno. Takže u Velkého třesku bylo všechno hustší a teplejší, než je tomu nyní, ale nic víc „venku“ nebylo, než je tomu dnes. Je to lákavé, jak je to božsky vidět a představit si, že byste mohli stát v prázdnotě a podívat se na utajený dětský vesmír těsně před Velkým třeskem, což by bylo nemožné, řekla Carroll. Vesmír se nerozšiřoval do vesmíru; prostor sám se rozšířil.
"Bez ohledu na to, kde jste ve vesmíru, pokud se stopujete po 14 miliardách let, dospěli jste k tomuto bodu, kdy bylo extrémně horké, husté a rychle se rozšiřující," řekl.
Nikdo přesně neví, co se ve vesmíru děje, až do 1 sekundy po Velkém třesku, kdy se vesmír dostatečně ochladil, aby se protony a neutrony mohly srazit a držet pohromadě. Mnoho vědců si myslí, že vesmír prošel procesem exponenciální expanze zvané inflace během této první sekundy. To by vyhladilo strukturu časoprostoru a mohlo by to vysvětlit, proč je hmota dnes ve vesmíru rovnoměrně distribuována.
Před třeskem
Je možné, že před Velkým třeskem byl vesmír nekonečným úsekem ultrahoty, hustého materiálu, který přetrvával v ustáleném stavu, dokud se z nějakého důvodu Velký třesk neobjevil. Tento mimořádně hustý vesmír mohl být řízen kvantovou mechanikou, fyzikou extrémně malého měřítka, řekl Carroll. Velký třesk by tedy představoval okamžik, kdy klasická fyzika převzala roli hlavního hybatele vývoje vesmíru.
Pro Stephena Hawkinga byl tento okamžik důležitý: Před Velkým třeskem řekl, že události jsou neměřitelné, a tudíž nedefinované. Hawking to nazval návrhem bez hranic: Čas a prostor, řekl, jsou omezené, ale nemají žádné hranice ani počáteční ani koncové body, stejně jako planeta Země je konečná, ale nemá hranu.
„Vzhledem k tomu, že události před Velkým třeskem nemají žádné pozorovací důsledky, lze je také vyřadit z teorie a říci, že čas začal u Velkého třesku,“ řekl v rozhovoru pro National Geographic show „StarTalk“ v roce 2018.
Nebo možná ještě před Velkým třeskem stálo něco jiného, co stojí za to přemýšlet. Jedna myšlenka je, že Velký třesk není začátek času, ale spíše to, že to byl okamžik symetrie. V této myšlence, před Velkým třeskem, existoval další vesmír, identický s tímto vesmírem, ale s entropií narůstající směrem k minulosti místo k budoucnosti.
Zvyšující se entropie nebo zvyšující se porucha v systému jsou v podstatě šipkou času, řekl Carroll, takže v tomto zrcadlovém vesmíru by čas běžel opačně než čas v moderním vesmíru a náš vesmír by byl v minulosti. Zastánci této teorie také naznačují, že další vlastnosti vesmíru by byly v tomto zrcadlovém vesmíru převráceny. Například fyzik David Sloan na blogu University of Oxford Science Blog napsal, že asymetrie v molekulách a iontech (nazývaných chirality) by byla v opačné orientaci, než jaká je v našem vesmíru.
Související teorie tvrdí, že Velký třesk nebyl začátkem všeho, ale spíše okamžikem, kdy se vesmír změnil z období kontrakce na období expanze. Tato představa „Big Bounce“ naznačuje, že by mohlo existovat nekonečné Big Bangs, jak se vesmír rozšiřuje, stahuje a znovu rozšiřuje. Problém s těmito nápady, řekl Carroll, je, že neexistuje žádné vysvětlení, proč a jak by se rozšiřující vesmír stahoval a vrátil se do stavu s nízkou entropií.
Carroll a jeho kolega Jennifer Chen mají svou vlastní vizi před Velkým třeskem. V roce 2004 fyzikové navrhli, že snad vesmír, jak ho známe, je potomkem mateřského vesmíru, ze kterého se vytrhl trochu časoprostoru.
Je to jako rozpad radioaktivního jádra, Carrol řekl: Když se jádro rozpadne, vyplivne alfa nebo beta částici. Rodičovský vesmír by mohl dělat to samé, kromě toho, že místo částic, vyplivne dětské vesmíry, možná nekonečně. "Je to jen kvantové kolísání, které to umožňuje," řekla Carroll. Tyto dětské vesmíry jsou „doslova paralelní vesmíry“, řekla Carroll a navzájem se neovlivňují.
Pokud to všechno zní poněkud trippy, je to tak - protože vědci ještě nemají způsob, jak se vrátit zpět k okamžiku Velkého třesku, mnohem méně toho, co před ním bylo. Je tu však prostor k prozkoumání, řekla Carroll. Detekce gravitačních vln při silných galaktických srážkách v roce 2015 otevírá možnost, že by tyto vlny mohly být použity k vyřešení základních záhad o expanzi vesmíru v této první rozhodující sekundě.
Teoretičtí fyzici mají také co dělat, řekl Carroll, jako by dělal přesnější předpovědi o tom, jak by mohly fungovat kvantové síly, jako je kvantová gravitace.
"Ani nevíme, co hledáme," řekla Carroll, "dokud nebudeme mít teorii."
