Przerwana lekcja o powstaniu wszechświata

W przypływie chwili, leżąc beztrosko na trawie podczas bezchmurnego popołudnia nie jednemu z nas na myśl przyszło zapewne pytanie: jak to wszystko powstało? Wydawać by się mogło, że naukowcy już dawno poznali odpowiedz na to niezwykle istotne zagadnienie. Teoria "wielkiego wybuchu", która zyskała na popularności w latach 60. XX wieku jest dziś podstawą rozważań na temat powstania wszechrzeczy. W skrócie zakłada ona, że wszechświat powstał w pewnym momencie czasu a według dokładnych wyliczeń ponad 13 miliardów lat temu.

Głównym dowodem potwierdzającym tę teorię jest zjawisko oddalania się od siebie galaktyk, odkryte przez Miltonemona Humasona oraz Edwina Hubble'a. Na podstawie tego odkrycia amerykańcy astronomowie doszli do wniosku, że obiekty kosmiczne się od siebie oddalają co nasuwa podstawową konkluzję - kiedyś cała materia musiała się skupić w jednym miejscu i czasie. Jednym z najbardziej znanych popularyzatorów tej teorii jest Stephen Hawking, wybitny brytyjski fizyk. Ponieważ istnieją takie prawa, jak grawitacja, wszechświat może i będzie tworzył się z niczego. Spontaniczne tworzenie jest przyczyną tego, że istnieje raczej coś niż nic, dlatego istnieje wszechświat, istniejemy my - ten fragment jego książki "The Grand Design" (Wielki projekt), napisanej wspólnie z Amerykaninem Leonardem Mlodinowem, wywołuje spore kontrowersje.

W takim razie my, zwykli śmiertelnicy nagle dowiadujemy się od naukowych autorytetów, że wszystko co nas otacza powstało "tak po prostu". Zgodnie z teorią wielkiego wybuchu, przed "Big Bangiem" nie istniał ani czas, ani przestrzeń, ani materia dlatego tym trudniej nam zrozumieć jakie siły i prawa fizyczne mogły doprowadzić do spontanicznego powstania wszechświata. W tym momencie musieli byśmy zapomnieć o obecnym pojmowaniu fizyki, rozpoczynając przy tym poszukiwania nowych praw naukowych. Jeden z pierwszych kroków ku poznaniu nieznanego postawił w 1995 roku amerykański fizyk teoretyk, Edward Witten opracował bardzo śmiałą uogólnioną teorię superstrun (M-teoria). Zakłada ona istnienie wielu wymiarów (zdaniem uczonych może ich być nawet 12), w których spontaniczne powstają wszechświaty. Co najważniejsze, według tej teorii nasza rzeczywistość odbywa się równocześnie w innych wymiarach, choć nie w ten sam sposób.

Analizują powyższe naukowe założenia można stwierdzić, że skoro "wszechświaty" spontanicznie powstają, to równie w samowolny sposób mogą po prostu zakończyć swoje istnienie. Istotnie, jest to jedna z zakładanych hipotez ale teraz czas na najważniejszy fakt - teorii superstrun nie da się w żaden sposób sprawdzić za pomocą eksperymentu naukowego, jest tylko jednym z dziesiątków kosmologicznych założeń. Również teoria wielkiego wybuchu, która na stałe zakorzeniła się w masowej podświadomości ma kilka słabych punktów. Jednym z nich jest zjawisko hipotetycznej Inflacji kosmologicznej, która we wczesnym stadium życia naszego wszechświata miała spowodować ekspansję w obecnie znanej nam formie.

Jeśli faktycznie zdarzenie inflacji miało miejsce, w takim razie nasze uniwersum powinno być całkowicie jednorodne i gładkie. Jednak podczas ewolucji wszechświata powstały "zakłócenie", z których narodziły się galaktyki oraz gromady galaktyk. Podsumowując - jeśli wielki wybuch miał miejsce, to kosmos powinien rozwijać się w sposób przewidywalny, a tak nie jest. "Można to sobie tak wyobrazić, że gdyby grawitacja działała wszędzie tak samo, to materia w przestrzeni byłaby rozłożona równomiernie, jakby rozsmarowana" - tłumaczy prof. Jerzy Lewandowski, z wydziału fizyki Uniwersytetu Warszawskiego.

W tym momencie warto zwrócić uwagę, że teoria wielkiego wybuchu nie jest jedyną tłumaczącą w jaki sposób powstała nasza rzeczywistość. Zdecydowanie najprostszym wytłumaczeniem tego zagadnienia jest pogląd znany już starożytnym Grekom, że wszechświat istniał zawsze. Nawet na początku XX wieku wielu naukowców popierało tą hipotezę jako obowiązującą ale główne z powodu braku dowodów na istnienie innych teorii. W 1948 roku Fred Hoyle, matematyk z Cambridge, zaproponował teorię stanu stacjonarnego, która do dziś ma wielu zwolenników. Zakłada ona, że materia nieustannie się stwarza a co za tym idzie wszechświat nie mógł powstać w chwili wielkiego wybuchu.
Gdyby wszechświat istniał od zawsze, kosmolodzy oraz fizycy nie zajmowali się wcześniej wspominanymi zagadnieniami np. zjawiskiem inflacji ale z drugiej strony świat naukowy zapewne nie potrafił by zaakceptować w pełni takiego poglądu. Między innymi zjawisko oddalanie się galaktyk, udowodnione naukowo, całkowicie obala teorię wiecznego istnienia wszechrzeczy. Niektórzy z dwóch skrajnie różnych do siebie teorii: wielkiego wybuchu i stanu stacjonarnego postanowili stworzyć kompromis - wszechświat powstał w wyniku "big bang'u" ale będzie rozszerzał się wiecznie.

Natomiast teoria wielkiej kraksy jest jeną z najbardziej oryginalnych hipotez na temat powstania wszechświata. Zakłada ona, ze nasze uniwersum powstało ze "zderzenia" z innym wszechświatem w piątym wymiarze. Taki pogląd tłumaczy nierównomierny rozkład materii w Kosmosie ale z drugiej strony stawia za niemożliwe sprawdzenie jej autentyczności ponieważ człowiekowi są znane tylko 3 wymiary.

Nie ulega wątpliwości, że świat nauki nie mówi jednym głosem w kwestii ewentualnego powstania wszechświata, co utrudnia dojście do prawdy na ten temat. Każda z hipotez zakładających powstanie wszechrzeczy w pewnym momencie czasu, musi się spotkać z nieuchronnym pytaniem: co było wcześniej? Nieokiełznana ludzka ciekawość, mimo wielkiego odkrycia, zawsze stawia sobie za cel badanie, nowych nierozwiązanych dotąd zagadek otaczającej nasz rzeczywistości. Martin Rees, wybitny brytyjski astronom i fizyk porównał człowieka do ryb, które są świadome jedynie środowiska, w jakim żyją i pływają, ale nie potrafią ogarnąć większej przestrzeni. Uważa, że odkrycie teorii względności oraz poznawanie zawiłości fizyki kwantowej to szczyt możliwości ludzkiego umysły. Czyli przez ograniczenie własnego mózgu jesteśmy skazani na wieczne trwanie w naukowej próżni? Jeszcze sto lat temu nikt nawet nie marzył, że tak szybko będziemy w stanie postawić nogę na księżycu. Jednym słowem - jeszcze nie wszystko stracone.