Какво се случи преди Големия взрив?

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

Какво е причинило възникването на Вселената? Първопричината трябва да е специална, казват учените. Но ако припишем началото на всичко на Големия взрив, възниква въпросът: какво се е случило преди това? Авторът предлага увлекателни разсъждения за началото на времето.

Да питаш науката какво е било преди времето е все едно да питаш "Кой беше ти, преди да се родиш?"

„Науката ни позволява да определим какво се е случило за една трилионна част от секундата след Големия взрив.

„Но едва ли някога ще разберем какво е причинило Големия взрив.

„Разочароващо е, но някои неща са напълно непознаваеми. И това е добре.

Нека бъдем честни: доста странно е да се мисли, че историята на Вселената започва с един вид рожден ден преди 13,8 милиарда години. Това е в съответствие с много религиозни принципи, според които космосът е създаден чрез намеса отгоре, въпреки че науката не казва нищо за това.

Какво се случи преди началото на времето?

Ако всичко, което се случи, има причинно-следствена връзка, тогава какво е причинило появата на Вселената? За да отговорят на много труден въпрос относно Първопричината, религиозните митове за сътворението на света използват това, което културните антрополози понякога наричат „положително същество“или свръхестествен феномен. Тъй като времето е започнало в някакъв момент в далечното минало, Първата причина трябва да е специална. Това трябва да е безпричинна причина, явление, което току-що се е случило и нищо не го е предшествало.

Но ако припишем началото на всичко на Големия взрив, възниква въпросът: какво се е случило преди това? Когато имаме работа с безсмъртни богове, това е съвсем различен въпрос, тъй като за тях безвремието не е въпрос. Боговете съществуват извън времето, а ние не. За нас няма такова нещо като „преди време“. Следователно, ако зададем въпроса какво се е случило преди Големия взрив, ще бъде донякъде безсмислено, дори ако трябва да намерим смисъла. Веднъж Стивън Хокинг го приравни с въпроса „Какво е на север от Северния полюс?“И ми харесва фразата "Кой беше ти преди да се родиш?"

Аврелий Августин предполага, че времето и пространството се появяват заедно със създаването на света. За него това, разбира се, беше божествено провидение. А за науката?

В науката, за да разберем как е възникнала, развила се и съзряла Вселената, ние се връщаме назад във времето, опитвайки се да реконструираме случващото се. Подобно на палеонтолозите, ние идентифицираме "фосили", тоест остатъци от материя от отминали дни, а след това с тяхна помощ научаваме за различни физически явления, съществували по това време.

Ние с увереност предполагаме, че Вселената се е разширявала от милиарди години и че този процес продължава и сега. В този случай „разширяване“означава, че разстоянията между галактиките се увеличават; галактиките се отдалечават една от друга със скорост, която зависи от това какво е било във Вселената през различните епохи, тоест каква материя е запълвала пространството.

Големият взрив не беше експлозия

Когато говорим за Големия взрив и разширяването, си представяме експлозията, която започна всичко. Затова го кръстихме така. Но това е погрешно схващане. Галактиките се отдалечават една от друга, защото буквално са разделени от разтягането на самото пространство. Подобно на еластична тъкан, пространството се разтяга и носи галактики със себе си, както течението на реката отнася трупи със себе си. Така че галактиките не могат да се нарекат отломки, летящи от експлозия. Централна експлозия нямаше. Вселената се разширява във всички посоки и е напълно демократична. Всяка точка е еднакво важна. Някой в далечна галактика вижда премахването на други галактики по същия начин, както ние.

(Забележка: близките галактики имат отклонения от този космически поток, наречен „локално движение“. Това е причинено от гравитацията. Например мъглявината Андромеда се приближава към нас.)

Връщане в миналото

Ако завъртим космическия филм назад, ще видим как материята се притиска все повече и повече в свиващото се пространство. Температурата се повишава, налягането се повишава и започва разпадането. Молекулите се разпадат на атоми, атомите на ядра и електрони, атомните ядра на протони и неутрони, а след това протоните и неутроните на кварки. Това последователно разлагане на материята на нейните най-основни и елементарни съставки се случва, когато часовникът тиктака в обратна посока към експлозията.

Например, водородните атоми се разпадат около 400 000 години преди Големия взрив, атомните ядра за около една минута, а протоните с неутрони за една стотна от секундата (когато се гледа наобратно, разбира се). откъде знаем това? Открихме остатъците от радиация от времето, когато са се образували първите атоми (реликтна микровълнова фонова радиация) и разбрахме как са се появили първите ядра от леки атоми, когато Вселената е била само на няколко минути. Това са именно космическите фосили, които ни показват пътя в обратната посока.

В момента можем експериментално да симулираме условията, които са съществували, когато Вселената е била една трилионна от секундата. Може да ни се струва незначителна стойност, но за лека частица от фотон това е много време, което й позволява да прелети разстояние, което е трилион пъти диаметъра на протон. Когато говорим за ранната Вселена, трябва да забравим за човешките стандарти и представи за времето.

Разбира се, искаме да се доближим максимално до момента, в който времето беше равно на 0. Но в един момент се блъскаме в стената на невежеството и можем само да екстраполираме настоящите си теории с надеждата, че те ще ни дадат поне някои намеци за случване в началото на времето, при такива енергии и температури, които не можем да създадем в лабораторията. Но знаем едно нещо със сигурност. Когато времето е близо до нула, настоящата ни теория за свойствата на пространството и времето, която е общата теория на относителността на Айнщайн, не работи.

Това е сферата на квантовата механика, в която разстоянията са толкова малки, че трябва да си представим пространството не като непрекъснат лист, а като гранулирана структура. За съжаление, ние нямаме качествена теория, описваща такава грануларност на пространството, тъй като няма физически закони на гравитацията в квантов мащаб (известни като квантова гравитация). Кандидатите, разбира се, са например теорията на суперструните и кръговата квантова гравитация. Но в момента няма доказателства, че те описват правилно физическите явления.

Квантовата космология не дава отговор на въпроса

Независимо от това, любопитството на човек изисква границите да бъдат доближени до нулевата стойност на времето. Какво можеш да кажеш? През 80-те години на миналия век Александър Виленкин, Андрей Линде, Джеймс Хартл и Стивън Хокинг предложиха три модела на квантовата космология, в които Вселената съществува като атом и уравнението е подобно на използваното в квантовата механика.

В това уравнение Вселената е вълна на вероятността, която по същество свързва вечния квантов регион с класическия, където има време, тоест с Вселената, в която обитаваме и която сега се разширява. Преходът от квантово към класика буквално означава появата на космоса, това, което наричаме Големия взрив. По този начин Големият взрив е безпричинна квантова флуктуация, произволна като радиоактивния разпад: от отсъствието на време до неговото присъствие.

Ако приемем, че един от тези прости модели е правилен, ще бъде ли научно обяснение на Първата причина? Можем ли да се отървем изцяло от необходимостта от кауза, като използваме вероятностите на квантовата физика?

За съжаление не. Разбира се, такъв модел би бил поразителен интелектуален подвиг. Това би било колосална стъпка напред в разбирането на произхода на всичко. Но това не е достатъчно. Науката не може да съществува във вакуум. Тя се нуждае от концептуален апарат, такива понятия като пространство, време, материя, енергия. Тя се нуждае от изчисления, има нужда от закони за запазване на такива количества като енергия и импулс. Не можете да построите небостъргач от идеи, както не можете да създадете модел без концепции и закони. Да поискаш от науката да „обясни“Първата причина е като да поискаш от науката да обясни собствената си структура. Това е искане за предоставяне на научен модел, който не използва прецеденти, няма по-ранни концепции, върху които да се оперира. Науката не може да направи това, както човек не може да мисли без мозък.

Загадката на първопричината остава неразгадана. Като отговор можете да изберете религия и вяра и също така можете да предположите, че науката ще разбере всичко с течение на времето. Ние също можем, подобно на древногръцкия скептик Пиро, смирено да признаем, че има граници на нашето познание. Можем да се радваме на постигнатото и да продължаваме да разбираме, като същевременно осъзнаваме, че няма нужда да знаем всичко и да разбираме всичко. Достатъчно е, че продължаваме да се интересуваме изпитателно.

Любопитството без гатанка е сляпо, а гатанка без любопитство е погрешна.