Didysis sprogimas ar „atšokimas“? Mokslininkai nesutaria, kaip iš tiesų atsirado visata

Bent jau taip manoma, remiantis dabartiniais kosmologiniais modeliais. O kas, jei mūsų Visata niekad neišnyks – suirs, vėl išsiplės ir vėl suirs tarsi milžiniški kosminiai plaučiai?

Tokia teorija ne itin plačiai paplitusi, tačiau, kai kurių kosmologų nuomone, mūsų Visatos gimimas, mirtis ir atgimimas – galbūt tik vienas iš didelės virtinės, neturinčios nei pradžios nei nei pabaigos. Tai būtų galima vadinti ne Didžiuoju sprogimu, o Didžiuoju atšokimu.

Dabar fizikai parodė, kad naujausias Didžiojo atšokimo hipotezės atnaujinimas, išsprendęs svarbias ankstesnių hipotezių problemas, vis dar turi gana didelių trūkumų.

„Žmonės tokių „atšokančių“ visatų idėją pasiūlė tam, kad Visata neribotai išsitęstų į praeitį, tačiau mes parodome, kad vienas naujausių šių modelių tipų iš tiesų neveikia, – sakė fizikas Will Kinney iš Buffalo universiteto. – Nors šiame naujo tipo modelyje ir yra sprendžiamos entropijos problemos, net jei Visatoje yra ciklų, ji vis tiek turi turėti pradžią“.

Šiuo metu priimtiniausioje Visatos modelio teorijoje teigiama, kad ji atsirado iš pradinio taško, vadinamo singuliarumu. Maždaug prieš 13,8 mlrd. metų Visata dėl tam tikrų priežasčių pradėjo plėstis iš nesuvokiamai tankaus laiko ir erdvės gabalėlio.

Deja, modeliuose, kuriais grindžiamas Didysis sprogimas, mažai tepaaiškinama, kaip šis singuliarumas galėjo atrodyti.

Alternatyvioje Didžiojo atšokimo hipotezėje su singuliarumu susidurti net netenka, kadangi šioje teorijoje jo tiesiog nėra. Taigi visata nesugriūva, o tiesiog atšoksta.

Tačiau ši hipotezė ne iki galo aiški. Nuolatos „šokinėjanti“ Visata taip pat turėtų pasižymėti ir nuolat didėjančia entropija – Visatos netvarkos matu. Jei Didysis sprogimas buvo tik vienas iš daugelio sprogimų, entropija turėjo būti labai didelė, tačiau taip nebuvo. Tiesą sakant, jei Didžiojo sprogimo metu Visatos entropija būtų buvusi didelė, tokia visata, kokią matome dabar, egzistuoti negalėtų.

2019 m. Didžiojo atšokimo teorija galėjo lengviau atsikvėpti – buvo paskelbtas patikslintas modelis, o jame pateiktas šios svarbios kliūties, dešimtmečius stabdžiusios hipotezę, sprendimas. Mokslininkai nustatė, kad kaskart plečiantis Visatai jos entropija tam tikra prasme „atskiedžiama“ tiek, kad prieš kitą atšokimą Visata galėtų grįžti į pradinę būseną.

Šis tradimas buvo itin svarbus, kadangi Didžiojo atšokimo teoriją ir vėl buvo galima laikyti tikėtinu kosmologiniu modeliu. Visgi dabar kiti mokslininkai padarė tai, ką moka geriausiai – atnaujintame modelyje rado naują spragą.

W.Kinney ir jo kolegė fizikė Nina Stein, taip pat dirbanti Buffalo universitete, atliko atliko skaičiavimus ir nustatė, kad ciklinė Visata be galo tęstis atgal į praeitį negali.

„Trumpai tariant, mes parodėme, kad sprendžiant šią entropijos problemą sukuriama situacija, kuri parodo, jog Visata visgi turėjo turėti pradžią, – aiškino W.Kinney. – Mūsų skaičiavimai apskritai rodo, kad bet koks ciklinis modelis, kuriame entropija pašalinama dėl plėtimosi, turi turėti pradžią“.

Tai nereiškia, kad ciklinė Visata egzistuoti negali. Komanda pažymi, kad jų darbas netaikomas fiziko Rogerio Penrose'o ciklinės Visatos modeliui, vadinamam konformine cikline kosmologija. Pagal jo pateiktą pasikartojančios Visatos versiją, kiekvienas ciklas plečiasi ir niekad nesusitraukia. Tai – gana sudėtingas dalykas, kurį reikės toliau tyrinėti.

Tačiau kol kas atrodo, kad norint įrodyti, jog Didžiojo atšokimo teorija teisinga, reikės dar šiek tiek paplūšėti.

„Mintis, kad kažkada egzistavo toks laiko taškas, prieš kurį nebuvo nieko – jokio laiko – mums neduoda ramybės, todėl norime sužinoti, kas buvo prieš tai, – sakė N.Stein. – Tačiau, kol kas galime pasakyti, jog modeliuose, kuriuose nagrinėjama entropija, „pradžia“ turėjo būti“.

Tyrimas paskelbtas žurnale „Journal of Cosmology and Astroparticle Physics“.

Parengta pagal „Science Alert“.