Didysis sprogimas paprastai laikomas viso to pradžia: Maždaug prieš 13,8 milijardo metų išvyko stebima visata bumas ir išsiplėtė į būtį.
Tačiau kokie buvo dalykai prieš Didįjį sprogimą?
Trumpas atsakymas: mes nežinome. Ilgas atsakymas: Tai galėjo būti daugybė dalykų, kiekvienas mąstantis savaip.
Pradžioje
Pirmiausia reikia suprasti, kas iš tikrųjų buvo Didysis sprogimas.
„Didysis sprogimas yra laiko momentas, o ne erdvės taškas“, - sakė Seanas Carrollas, teorinis fizikas iš Kalifornijos technologijos instituto ir knygos „Didysis paveikslas: apie gyvenimo, prasmės ir pačios visatos ištakas“ autorius. (Dutton, 2016).
Taigi, gali būti, kad „Didžiojo sprogimo“ visuma buvo mažytė ar be galo didelė, - teigė Carroll, nes nėra galimybės atsigręžti į laiką, kurio šiandien net negalime pamatyti. Viskas, ką mes tikrai žinome, yra tai, kad jis buvo labai tankus ir labai greitai tapo tankus.
Kaip pasekmė, visatos išorėje tikrai nėra nieko, nes visata iš esmės yra viskas. Taigi, Didžiojo sprogimo metu viskas buvo tankesnė ir karštesnė nei dabar, tačiau jame nebuvo daugiau „išorės“, nei yra šiandien. Carroll teigė, kad taip viliojanti yra dievobaiminga nuomonė ir įsivaizduok, kad tu galėtum stovėti tuštumoje ir pažvelgti į surinktą kūdikių visatą prieš pat Didįjį sprogimą. Visata neišsiplėtė į kosmosą; pati erdvė išsiplėtė.
„Nesvarbu, kur esate visatoje, jei atsekite save 14 milijardų metų, jūs atėjote į šią vietą, kur ji buvo nepaprastai karšta, tanki ir greitai besiplečianti“, - sakė jis.
Niekas tiksliai nežino, kas vyko Visatoje iki 1 sekundės po Didžiojo sprogimo, kai Visata atvėso tiek, kad protonai ir neutronai susidūrė ir sulipo. Daugelis mokslininkų mano, kad visata per tą pirmą sekundę išgyveno eksponentinio išsiplėtimo procesą, vadinamą infliacija. Tai būtų išlyginusi erdvės-laiko struktūrą ir galėtų paaiškinti, kodėl materija šiandien tiek tolygiai pasiskirsto visatoje.
Prieš sprogimą
Gali būti, kad prieš Didįjį sprogimą Visata buvo begalinis ypač gausios, tankios medžiagos ruožas, išlikęs pastovus, kol dėl tam tikrų priežasčių įvyko Didysis sprogimas. Šią ypač tankią visatą galėjo valdyti kvantinė mechanika, ypač mažos apimties fizika, sakė Carroll. Taigi Didysis sprogimas būtų vaizdavęs tą momentą, kurį klasikinė fizika perėmė kaip pagrindinį Visatos evoliucijos variklį.
Steponui Hawkingui ši akimirka buvo svarbi: prieš didįjį sprogimą, pasak jo, įvykiai yra neišmatuojami ir todėl neapibrėžti. Hawkingas tai pavadino neribotu pasiūlymu: Laikas ir erdvė, jo teigimu, yra riboti, tačiau jie neturi jokių ribų ar pradžios ar pabaigos taškų, lygiai taip pat, kaip Žemės planeta yra baigtinė, bet neturi krašto.
„Kadangi įvykiai iki Didžiojo sprogimo neturi stebimų padarinių, galima juos taip pat išbraukti iš teorijos ir pasakyti, kad laikas prasidėjo nuo didžiojo sprogimo“, - sakė jis 2018 m. Interviu nacionaliniame geografiniame šou „StarTalk“.
O galbūt prieš Didįjį sprogimą buvo kažkas kito, apie kurį verta pagalvoti. Viena idėja yra ta, kad Didysis sprogimas nėra laiko pradžia, o greičiau tai buvo simetrijos akimirka. Šioje mintyje prieš Didįjį sprogimą buvo dar viena visata, identiška šiai, tačiau entropija didėjo į praeitį, o ne į ateitį.
Didėjanti entropija arba didėjantis sutrikimas sistemoje iš esmės yra laiko strėlė, sakė Carroll, taigi šioje veidrodinėje visatoje laikas pasisuktų priešingai nei laikas šiuolaikinėje visatoje, o mūsų visata būtų praeityje. Šios teorijos šalininkai taip pat siūlo manyti, kad šioje veidrodinėje visatoje būtų atleistos ir kitos Visatos savybės. Pavyzdžiui, fizikas Davidas Sloanas rašė Oksfordo universiteto mokslo dienoraštyje, kad molekulių ir jonų asimetrijos (vadinamos chiralitetais) būtų priešingos orientacijos, nei jos yra mūsų visatoje.
Susijusi teorija tvirtina, kad Didysis sprogimas nebuvo visko pradžia, o greičiau momentas, kai Visata perėjo iš susitraukimo laikotarpio į išsiplėtimo periodą. Ši „Didelio atšokimo“ idėja leidžia manyti, kad visatos plečiantis, susitraukiant ir vėl plečiantis, gali būti begaliniai dideli sprogimai. Pasak Carrollo, šių idėjų problema yra ta, kad nėra paaiškinimo, kodėl ar kaip besiplečianti visata susitrauktų ir grįžtų į žemos entropijos būseną.
Carrollas ir jo kolegė Jennifer Chen turi savo išankstinę „Big Bang“ viziją. 2004 m. Fizikai pasiūlė, kad galbūt tokia visata, kokią mes žinome, yra pirminės visatos palikuonys, iš kurio prabėgo šiek tiek erdvės ir laiko.
Tai tarsi radioaktyvus branduolio skilimas, Carroll sakė: Kai branduolys suyra, jis išspjauna alfa ar beta daleles. Tėvų visata galėtų daryti tą patį, išskyrus tai, kad vietoj dalelių ji išsklaido kūdikių visatas, galbūt be galo. „Tai gali padaryti tik kvantinis svyravimas“, - teigė Carroll. Šios kūdikių visatos yra „pažodžiui lygiagrečios visatos“, sakė Carroll ir jos nebendrauja ir nedaro įtakos viena kitai.
Jei visa tai skamba gana apgaulingai, taip yra, nes mokslininkai dar neturi būdo atsigręžti net į Didžiojo sprogimo akimirką, juo labiau to, kas buvo prieš jį. Vis dėlto yra galimybių ištirti, - sakė Carroll. 2015 m. Aptikti gravitacinių bangų, susijusių su galingais galaktikos susidūrimais, galimybė, kad šios bangos galėtų būti panaudotos pagrindinėms misijų apie visatų plėtrą paslapčiai išspręsti per pirmąją lemiamą sekundę.
Teoriniai fizikai taip pat turi dirbti, sako Carroll, kaip ir tikslesnės prognozės apie tai, kaip galėtų veikti kvantinės jėgos, tokios kaip kvantinė gravitacija.
"Mes net nežinome, ko ieškome, - sakė Carroll, - kol neturėsime teorijos".
