Poate că nu explozia Big Bang este evenimentul care a declanşat crearea lumii, dar noi calcule ale fizicienilor sugerează faptul că totuşi este nevoie de un declanşator cosmic. Aşadar, vor putea fizicienii să evite includerea unui "moment al creaţiei" în teoriile lor sau nu?
Poate fi numit cel mai prost cadou de naştere din toate timpurile. La întâlnirea oamenilor de ştiinţă care a avut loc cu ocazia celebrării împlinirii vârstei de 70 de ani de către Stephen Hawking – intitulată cu mândrie ”State of the Universe” (”Starea universului”) – două propuneri îndrăzneţe au ameninţat serios modul în care înţelegem în prezent cosmosul.
Prima propunere arată că este mult mai probabilă existenţa un obiect problematic numit singularitate goală decât se presupunea anterior (vezi articolul "Naked black-hole hearts live in the fifth dimension"). Cealaltă propunere sugerează că Universul nu este etern, resuscitând întrebarea spinoasă cu privire la modul în care se poate "pune în mişcare" cosmosul fără intervenţia unui creator supranatural.
În timp ce mulţi dintre noi poate suntem de acord cu ideea că Big Bang-ul pur şi simplu a creat Universul, fizicienii, inclusiv Hawking, tind să nu agreeze geneza cosmică. “Ştiinţa ar eşua în momentul în care am accepta un asemenea moment declanşator. Ar fi nevoie să se facă apel la religie şi la influenţa creatoare a lui Dumnezeu,” a declarat Hawking, la întâlnirea de la Universitatea Cambridge, într-un discurs înregistrat anterior.
Pentru un timp a părut posibil să fie ocolită această problemă, bazându-ne pe modele precum un univers în continuă expansiune sau un univers ciclic, ambele părând infinite în trecut precum şi în viitor. Poate surprinzător, ambele idei erau de asemenea compatibile cu explozia Big Bang, idee conform căreia, cel mai probabil, Universul a apărut dintr-o stare extrem de densă şi fierbinte în urmă cu 13,7 miliarde de ani.
Totuşi, aşa cum Alexander Vilenkin, cosmolog la Universitatea Tufts din Boston, a explicat la începutul lunii ianuarie, această speranţă s-a estompat treptat şi că acum poate nici nu mai există. El a arătat că toate aceste teorii încă mai cer un început.
Prima lui ţintă a fost inflaţia eternă. Propusă de Alan Guth de la Institutul Tehnologic Massachusetts (MIT) în 1981, teoria inflaţiei spune că în câteva frânturi de secundă după explozia primordială (Big Bang), Universul şi-a dublat mărimea de mii de ori înainte de a se stabili în expansiunea mai calmă din prezent. Această idee ajută la explicarea fenomenului că în Univers există părţi atât de îndepărtate, încât nu ar fi putut vreodată comunica între ele, însă care arată la fel.
Inflaţia eternă este în esenţă dezvoltarea ideii lui Guth. Potrivit acesteia, Universul creşte în acest ritm periculos dintotdeauna, creând în mod constant “bule“ mai mici în interiorul unui multivers (ansamblul tuturor universurilor posibile, din care face parte şi universal nostru observabil) în continuă dezvoltare, fiecare dintre acestea manifestând propria perioadă iniţială de expansiune. E esenţial faptul că anumite versiuni ale expansiunii eterne se aplică atât în timp, cât şi în spaţiu, cu bule formându-se atât în viitor, cât şi în trecut.
Dar, în 2003, o echipă formată din Vilenkin şi Guth au analizat ce implicaţii are teoria inflaţiei eterne asupra constantei lui Hubble, care descrie matematic expansiunea Universului. Ei au descoperit că ecuaţiile nu reflectă realitatea. “Nu poţi construi un spaţiu-timp cu această proprietate“ afirmă Vilenkin. S-a dovedit că această constantă are o limită inferioară care previne inflaţia în ambele direcţii temporale. „Este imposibil să fie eternă în trecut” afirmă Vilenkin. “Acolo trebuie să existe o anumită limită”.
Nu toată lumea este de acord cu inflaţia eternă. Şi totuşi ideea unui univers etern încă se menţine pe o poziţie puternică. O altă opţiune este un univers ciclic, în care explozia iniţială, Big Bang-ul, nu reprezintă începutul, ci mai degrabă un ricoşeu care a urmat unui univers prăbuşit anterior. Universul se repetă în cicluri infinite de explozii de tip Big Bang şi Big Crunch, fără un început anume. Universul ciclic are ”un farmec poetic şi te face să te gândeşti la Phoenix”, afirmă Vilenkin, citându-l pe Georges Lemaître, un astronom care a murit în 1966. Cu toate acestea, când a analizat ce înseamnă acest lucru pentru dezordinea Universului, din nou calculele nu au corespuns.
Dezordinea se amplifică odată cu trecerea timpului. Deci, după fiecare ciclu, dezordinea din Univers trebuie să se amplifice. Dar dacă a avut loc un număr infinit de cicluri, Universul pe care îl locuim acum ar fi trebuit să fie într-o stare de maximă dezordine. Un asemenea univers ar fi neinteresant şi fără caracteristici şi în mod definit lipsit de asemenea entităţi complicate cum sunt stelele, planetele şi fizicienii – nimic asemănător cu ce vedem în jurul nostru.
O modalitate de a depăşi această dificultate este propunerea că Universul devine mai mare cu fiecare ciclu. În acest caz cantitatea de dezordine per unitate de volum nu se amplifică, deci nu atinge maximul. Dar Vilenkin a descoperit că acest scenariu cade pradă aceluiaşi argument matematic al inflaţiei eterne: dacă Universul continuă să se mărească, trebuie să fi început de undeva.
Lovitura finală a lui Vilenkin este un atac asupra unei a treia propuneri, mai puţin cunoscută, potrivit căreia cosmosul a existat dintotdeauna într-o stare statică numită ou cosmic. Acesta ”s-a spart” în cele din urmă, pentru a da naştere Big Bang-ului, conducând la Universul extins de astăzi. La sfârşitul anului trecut, Vilenkin şi studentul absolvent Audrey Mithani au arătat, înainte de toate, că acest ou nu ar fi putut totuşi să existe dintotdeauna, deoarece instabilităţile cuantice l-ar fi forţat să colapseze după o anumită perioadă de timp. Dacă, în schimb, s-a spart, conducând la explozia primordială, atunci acest lucru ar fi trebuit să se întâmple înainte de prăbuşire – şi prin urmare tot după o anumită perioadă de timp.
“Deci nici acesta nu reprezintă un candidat bun pentru susţinerea ideii unui univers fără început,“ conchide Vilenkin. ”Toate dovezile pe care le avem spun că Universul a avut un început.”
Textul de mai sus reprezintă traducerea articolului Why physicists can't avoid a creation event publicat de New Scientist. Scientia.ro este singura entitate responsabilă pentru eventuale erori de traducere, Reed Business Information Ltd şi New Scientist neasumându-şi nicio responsabilitate în această privinţă.
Traducere: Ioana Mădălina Ilinca
