Kā radās Visums?
Tā, iespējams, ir vislielākā lielā noslēpums un visu pārējo sakne. Cilvēces grandiozākie jautājumi - kā sākās dzīve? Kas ir apziņa? Kas ir tumšā matērija, tumšā enerģija, smagums? - izriet no tā.
"Visi citi noslēpumi atrodas zem šī jautājuma," teica Ann Druyan, autore un astronoma Karla Sagana atraitne. "Man tas ir svarīgi, jo esmu cilvēks un man nepatīk nezināt."
Pat teorijām, kas mēģina atrisināt šo noslēpumu, kļūst arvien sarežģītāk, zinātniekus vajā iespēja, ka dažas no kritiskākajām saiknēm viņu argumentācijas ķēdē ir nepareizas.
Pamata noslēpumi
Saskaņā ar standarta Lielā sprādziena modeli Visums ir dzimis inflācijas periodā, kas sākās apmēram pirms 13,8 miljardiem gadu. Tāpat kā strauji paplašinājies balons, tas uzbriest no lieluma, kas ir mazāks par elektronu, līdz gandrīz tā pašreizējam izmēram nelielas sekundes daļas laikā.
Sākumā Visumu caurvija tikai enerģija. Daļa šīs enerģijas saplūda daļiņās, kuras samontējās vieglajos atomos, piemēram, ūdeņradī un hēlijā. Šie atomi vispirms salipās galaktikās, pēc tam zvaigznēs, kuru iekšpusē ugunīgās krāsnīs tika kalti visi pārējie elementi.
Šis ir vispārzināms mūsu Visuma pirmsākumu attēls, ko attēlojuši zinātnieki. Tas ir spēcīgs modelis, kas izskaidro daudzas lietas, ko zinātnieki redz, skatoties debesīs, piemēram, ievērojamo telpas laika gludumu lielos mērogos un galaktiku vienmērīgu sadalījumu pretējās Visuma pusēs.
Bet šajā stāstā ir lietas, kas dažiem zinātniekiem padara nemierīgu. Iesākumā ideju par to, ka Visums agrīnā vēstures posmā ir piedzīvojis strauju inflāciju, nevar tieši pārbaudīt, un tā balstās uz noslēpumainas enerģijas formas esamību Visuma sākumā, kas jau sen ir pazudusi.
"Inflācija ir ārkārtīgi spēcīga teorija, un tomēr mums joprojām nav ne jausmas, kas izraisīja inflāciju, vai arī tā ir pat pareiza teorija, lai arī tā darbojas ārkārtīgi labi," sacīja Vašingtonas universitātes astrofiziķis Ēriks Agols.
Dažiem zinātniekiem inflācija ir neveikls Lielā sprādziena modeļa papildinājums, kas nepieciešams, lai padarītu to piemērotu novērojumiem. Tas nebūtu pēdējais papildinājums.
"Mēs arī esam iemācījušies, ka Visumā ir jābūt tumšajai matērijai un tagad tumšajai enerģijai," sacīja Pols Šteinhards, Prinstonas universitātes teorētiskais fiziķis. "Tātad, kā šodien darbojas modelis, jūs sakāt:" Labi, jūs uzņemat kādu lielo sprādzienu, jūs uzņemat nedaudz inflācijas, jūs noregulējat, ka tam ir šādas īpašības, tad jūs pievienojat noteiktu daudzumu tumšās vielas un tumšās enerģijas. " Šīs lietas nav savienotas sakarīgā teorijā. "
Šteinhards uztraucas, ka kosmologi darbojas vairāk kā inženieri nekā zinātnieki. Ja novērojums neatbilst pašreizējam modelim, tie piestiprina citu komponentu vai piesaisti ar esošajiem, lai ietilptu. Komponenti nav savienoti, un nav iemesla tos pievienot, izņemot, lai atbilstu novērojumiem. Tas ir tāpat kā mēģināt salabot vecu automašīnu, pievienojot jaunas detaļas no jaunākiem, bet dažādiem modeļiem. Šīs detaļas var darboties īstermiņā, taču galu galā jums ir nepieciešama jauna automašīna.
Bezvecīgs Visums
Pēdējos gados Šteinhards sadarbojas ar Hārvarda universitātes teorētisko fiziķi Annu Ijjasu par radikālu alternatīvu standarta Big Bang modelim.
Pēc viņu idejas, ko sauc par veselīgo kosmoloģiju, Visums ir dzimis ne tikai vienu reizi, bet, iespējams, vairākas reizes bezgalīgos kontrakcijas un paplašināšanās ciklos. Teorija aizstāj "lielo sprādzienu" ar "lielo atlēcienu", kas vienmērīgi savieno Visuma saraušanās un paplašināšanās periodus un atrisina daudzus jautājumus, kas skar inflācijas teoriju.
Pāris apgalvo, ka viņu ekpirotiskā jeb "cikliskā" teorija izskaidro ne tikai inflāciju, bet arī citus kosmiskos noslēpumus, ieskaitot tumšo matēriju, tumšo enerģiju un to, kāpēc, šķiet, ka Visums paplašinās arvien pieaugošā klipā.
Lai arī diskutabla, atlecošā kosmoloģija rada iespēju, ka Visums ir novecojis un pats atjaunojas. Tas, iespējams, ir vēl vairāk satraucošs nekā Visums ar noteiktu sākumu un beigām, jo tas nozīmētu, ka zvaigznes debesīs, pat visvecākās, ir kā īslaicīgi ugunspuķes lielo lietu shēmā.
"Es gribētu cerēt, ka sabiedrības pūles zinātniskos pētījumos pietuvina mūs fundamentālām patiesībām, nevis tikai veidu, kā padarīt noderīgus rīkus," sacīja Kalifornijas Tehnoloģiju institūta astronoms Ričards Massejs. "Bet es tikpat šausmīgi uzzināju, ka viss, ko es zinu, ir nepareizi, un slepeni ceru, ka to nedaru."
Šo rakstu 2019. gada 27. jūnijā atjaunināja Live Science līdzautors Tims Childers.
