Jak powstał wszechświat?

jest to chyba największa wielka tajemnica i korzeń wszystkich innych. Najwspanialsze pytania ludzkości-jak zaczęło się życie? Czym jest świadomość? Czym jest ciemna materia, ciemna energia, grawitacja? – wynika z tego.

„wszystkie inne tajemnice leżą poniżej tego pytania” – powiedziała Ann Druyan, autorka i wdowa po Astronomie Carlu Saganie. „To ma dla mnie znaczenie, ponieważ jestem człowiekiem i nie lubię nie wiedzieć.”

nawet gdy teorie próbujące rozwiązać tę tajemnicę stają się coraz bardziej złożone, naukowcy są prześladowani przez możliwość, że niektóre z najbardziej krytycznych ogniw w ich łańcuchu rozumowania są błędne.

podstawowe tajemnice

według standardowego modelu Wielkiego Wybuchu wszechświat narodził się w okresie inflacji, która rozpoczęła się około 13,8 miliarda lat temu. Jak gwałtownie rozwijający się balon, pęczniał z rozmiaru mniejszego niż elektron do niemal aktualnego rozmiaru w ułamku sekundy.

początkowo wszechświat był przesiąknięty jedynie energią. Część tej energii zatapiała się w cząstki, które gromadziły się w lekkie Atomy, takie jak wodór i hel. Atomy te skupiły się najpierw w galaktyki, potem w gwiazdy, w których ognistych piecach wykute zostały wszystkie inne pierwiastki.

jest to ogólnie uzgodniony obraz początków naszego wszechświata, przedstawiony przez naukowców. Jest to potężny model, który wyjaśnia wiele rzeczy, które naukowcy widzą, gdy patrzą w niebo, takich jak niezwykła gładkość czasoprzestrzeni w dużych skalach i równomierne rozmieszczenie galaktyk po przeciwnych stronach wszechświata.

ale są rzeczy w tej historii, które budzą niepokój niektórych naukowców. Po pierwsze, idea, że wszechświat przeszedł okres szybkiej inflacji na początku swojej historii, nie może być bezpośrednio przetestowana i opiera się na istnieniu tajemniczej formy energii na początku wszechświata, która dawno zniknęła.

„inflacja jest niezwykle potężną teorią, a mimo to nadal nie mamy pojęcia, co spowodowało inflację, ani czy jest to w ogóle poprawna teoria, chociaż działa niezwykle dobrze”, powiedział Eric Agol, astrofizyk z Uniwersytetu Waszyngtońskiego.

dla niektórych naukowców inflacja jest niezgrabnym dodatkiem do modelu Wielkiego Wybuchu, niezbędną złożonością, aby pasowała do obserwacji. To nie byłby ostatni dodatek.

„dowiedzieliśmy się również, że we wszechświecie musi istnieć ciemna materia, a teraz ciemna energia”, powiedział Paul Steinhardt, fizyk teoretyczny z Uniwersytetu Princeton. „Więc dzisiejszy model działa tak:” ok, bierzesz Wielki Wybuch, bierzesz inflację, dostrajasz ją tak, aby miała następujące właściwości, następnie dodajesz pewną ilość ciemnej materii i ciemnej energii.’Te rzeczy nie są połączone w spójną teorię.”

Steinhardt obawia się, że kosmolodzy działają bardziej jako inżynierowie niż naukowcy. Jeśli obserwacja nie pasuje do bieżącego modelu, dołączają inny komponent lub majstrują z istniejącymi, aby pasowały. Komponenty nie są połączone i nie ma powodu, aby je dodawać, z wyjątkiem dopasowania obserwacji. To jak próba naprawy starego samochodu poprzez dodanie nowych części z nowszych, ale różnych modeli. Te części mogą działać w krótkim czasie, ale w końcu potrzebujesz nowego samochodu.

ponadczasowy wszechświat

W ostatnich latach Steinhardt współpracował z Anną Ijjas, fizykiem teoretycznym z Uniwersytetu Harvarda, nad radykalną alternatywą dla standardowego modelu Wielkiego Wybuchu.

zgodnie z ich ideą, zwaną kosmologią odbijającą, wszechświat narodził się nie tylko raz, ale być może wielokrotnie w niekończących się cyklach kurczenia się i rozszerzania. Teoria zastępuje „wielki wybuch” „wielkim odbiciem”, które płynnie łączy okresy kurczenia się i rozszerzania wszechświata i rozwiązuje wiele problemów, które nękają teorię inflacji.

para twierdzi, że ich ekpyrotyczna lub „cykliczna” teoria wyjaśniałaby nie tylko inflację, ale także inne kosmiczne tajemnice, w tym ciemną materię, ciemną energię i dlaczego wszechświat wydaje się rozszerzać w coraz szybszym klipie.

choć kontrowersyjna, kosmologia skacząca podnosi możliwość, że wszechświat jest ponadczasowy i samoodnawiający się. Jest to perspektywa być może nawet bardziej inspirująca niż wszechświat z określonym początkiem i końcem, ponieważ oznaczałoby to, że gwiazdy na niebie, nawet te najstarsze, są jak krótkotrwałe świetliki w wielkim schemacie rzeczy.

„chciałbym mieć nadzieję, że społeczeństwo wysiłku wlewa się w badania naukowe przybliża nas do podstawowych prawd, a nie tylko sposobu na tworzenie użytecznych narzędzi”, powiedział astronom California Institute of Technology Richard Massey. „Ale jestem równie przerażony odkryciem, że wszystko, co wiem, jest złe i potajemnie mam nadzieję, że nie. „

dodatkowe zasoby:

• przeczytaj zapis wykładu Stephena Hawkinga na temat ” początek Czasu.”
• zobacz, jak fizyk Tom Whyntie wyjaśnia początkującym początek wszechświata.
• obejrzyj ten film z National Geographic o początkach wszechświata.

Ten artykuł został zaktualizowany 27 czerwca 2019 r.przez Tima Childersa, współtwórcę Live Science.