< Späť -- Úvodná stránka
-- Ďalší >
Mýtus o začiatku času
Voľný preklad článku Gabriela Veneziana zverejneného v časopisu Scientific American. [Poznámy vzniklé pri preklade sú
písané v hranatých zátvorkách].
Gabriel Veneziano je teoretickým fyzikom
v CERN-e, je otcom teórie strún (šesťdesiate roky)
v tomto roku obdržal Heinemanovu cenu American Physical Society a American Institute of Physics.
Svojho času teóriu strún považovali za omyl, nakoľko nedosiahol svoj cieľ vysvetliť jadrové sily. Následne sa
Gabriel Veneziano začal venovať kvantovej chromodynamike a bol hlavným prispievateľom do tejto teórie.
Po znovu oživení teórie strún v osemdesiatych rokoch, ako adepta na kvantovú gravitáciu
Veneziano bol jedným z prvých fyzikov, ktorý ho začal aplikovať na čierne diery a kozmológiu.
1, 2, 3, 4,
5, 6, 7
ďalšia strana ->
Obr.: A.T. Kamajian
|
Bol veľký tresk skutočne začiatkom Času (píšeme Času, aby sme zdôraznili, že máme na mysli čas vo fyzikálnom zmisle
a nie v poetickom)? Alebo existoval vesmír aj pred big bangom? Len pred desaťročím sa takáto myšlienka považovala ešte za rúhačskú.
Mnoho kosmológov trval na tom, že premýšľať o čase pred big bangom, ktorý je okamihom vzniku vesmíru je absolútny nezmysel,
je to ako pýtať sa "Ktorým smerom je sever?" priamo na Severenom póle.
Vývoj v teoretickej fyzike, konkrétne vznik a rozvoj teórie strún [často nazývané tiež teóriou superstrún] zmenila pohľad teoretikov na problematiku. Problematika
pre-bang vesmíru sa stala priekopníckou oblasťou kozmológie [slovo pre-bang poukazuje na vesmír predchádzajúci big bangu].
Ochota uvažovať o tom, že čo bolo pred bangom [pokiaľ niečo pred bangom bolo, tak by sme ho možno nemali nazývať big bangom,
teda treskom a nie veľkým treskom], dal nový švih intelektuálnemu kyvadlu uvažovania o problematike za posledné tisícročia.
V tej, či onej podobe zamestnávala myseľ filozofov i teológov problematika absolútneho začiatku skoro v každej kultúre.
Téma sa tešila veľkému záujmu a našlo vyjadrenie v jednom z Gaugainových diel v roku 1897
D'ou venons-nous? Que sommes-nous? Ou allons-nous?
(Odkiaľ prichádzame? Kde sme? Kam smerujeme?). Dielo znázorňuje cyklus narodenia, života a smrti - pôvod, totožnosť a cieľ.
Osobný kontext sa prenáša na vesmír. Náš rodokmeň môžeme sledovať mnoho generácií dozadu, pokračovať až k zvieracím predkom,
k prvým formám života, k vzniku chemických prvkov potrebných pre život, k prvotným elementárnym časticiam vzniklých vo vesmíre
a k amorfnej forme energie nahromadenej v priestore predtým. Siaha náš rodokmeň ešte ďalej do minulosti? Je trvanie vesmíru
konečné ako naše životy?
Starovekí Gréci viedli veľmi ohnivé debaty o pôvode času.
Aristoteles zastával názor, že nemohol existovať absolútny začiatok odvolávajúc sa na princíp, že z ničoho nemôže vzniknúť niečo.
Ak vesmír nemohol vzniknúť z ničoho, potom musel neustále v nejakej podobe existovať a skrátene povedané čas musel
v ňom existovať neustále po celú večnosť.
Kresťania zastávali opačný názor. Augustin tvrdil, že Boh existuje mimo priestor a čas, schopný vytvoriť vesmír so všetkými jeho
vlastnosťami. Ak sa ho spýtali, že "čo robil Boh predtým, než vytvoril svet" odpovedal, že "čas bol súčasťou stvorenia a jednoducho
neexistuje PREDTÝM!"
Einsteinova všeobecná teória relativity viedla moderných kozmológov k veľmi podobnému názoru. Teória hovorí, že priestor a čas
sú tvárne, zakrivujú sa v prítomnosti hmoty. V najväčšom merítku (keď sa pozeráme na celý vesmír), priestor a čas sa dynamicky mení
tak, ako sa v nej dynamicky pohybuje hmota, rozpína sa, zmršťuje sa, zakrivuje sa podľa pohybu hmoty v nej, a súčasne
spätne vplýva na pohyb hmoty v priestore. Podobne tomu, ako sa pohybujú naplavené kúsky dreva (hmota) na povrchu príbojových
vĺn (priestor). Astronómovia dvadsiatych rokov spozorovali, že vesmír sa rozpína, vo väčšine prípadov sa jedna galaxia od druhej
vzďaľuje. Jedným z dôsledkov tohoto rozpínania sa je, ako to dokázali Stephan Hawking a Robert Penrose v šesťdesiatych rokoch, že
čas sa nedá stopovať do nekonečnej minulosti, minulosť má konečné trvanie. Keď sledujete pohyb galaxií späť do minulosti, tak
sa stretnú v jedinom bode. Ich dôkaz vyvrátil možnosť, že by sa nestretli v jedinom bode (že by sa pri spätnom chode času "minuli").
Každá galaxia, či jej predchodca by mal v spoločnom bode priestoročasu nulový rozmer.
Fyzikálne vlastnosti vesmíru ako hustota, teplota, zakrivenie priestoru a času by nadobudli nekonečné hodnoty,
hovoríme, že by boli singulárne. Singularita je absolútna katastrofa, cez ktorý nie je možný predĺžiť žiadne sledovanie.
Absolútny charakter singularity znamená, že sa nejedná o "optický klam". [Príkladom takého "optického" klamu je napríklad
horizont udalosti čiernej diery pre vzdialeného pozorovateľa. Horizont udalosti nie je žiadna prekážka v priestore, či v čase,
na ktorý by ste mohli dopadnúť, ako pri zoskoku z prvého poschodia budovy. Pozorovateľ, ktorý
padá do čiernej diery voľným pádom, žiadny horizont udalosti neregistruje. Absolútna singularita je iná. Existuje pre každého.]
Absolútne, tj. neodstrániteľné singularity spôsobujú kozmológom nemalé problémy.
Konkrétne je ťažké si predstaviť ako vznikol zo singularity ten vysoký stupeň homogenity a izotropie vo vesmíre, pokiaľ sa na neho
pozerá vo veľkom merítku. Ak sa pozeráme na vesmír ako celok, vidíme všade to isté (homogenita), a to v každom smere (izotropia).
Akoby tu bola nejaká "komunikácia" medzi vzdialenými oblasťami, ktorá zosúladí vlastnosti vesmíru v aj vo vzájomne veľmi
odľahlých oblastiach. To ale odporuje teórii relativity, podľa ktorej žiadna interakcia sa nemôže šíriť rýchlejšie, ako svetlo
vo vákuu.
Aby sme boli konkrétnejší, uvažujme o tom, že čo sa stalo za posledných 13,7 miliárd rokov, tj. počítajúc od okamihu, čo sa
uvoľnilo mikrovlnné reliktné žiarenie. V ranom štádiu vesmíru plyny (hlavne vodíkový) boli tak horúce, že všetko bolo ionizované,
protóny nedokázali viazať k sebe elektróny trvalo, lebo v dôsledku vysokej teploty bola každá zrážka tak energetická, že
okamžite prípadný elektrón vyrazila. Celý vesmír bol vyplnený elektricky vodivým plynom (plazmou). V takomto prostredí sa
svetlo neustále odráža a nevidíme [aj zrkadliaca schopnosť zrkadla je založená na tom, že tenká kovová vrstva je elektricky vodivá].
V okamihu, keď sa vesmír ochladil pod kritickú teplotu, zrážky už nedokázali vyraziť protónom zachytené elektróny a
vesmír sa stal priehľadným, akoby mávnutím čarovného prútika. Fotóny, ktoré leteli v každom možnom smere, zrazu mali pred sebou
priehľadný priestor. To sa odohralo pred 13,7 miliardami rokov. Za túto dobu (tj. 13,7 milárd rokov)
vzdialenosti medzi galaxiami vzrástla na tisíc násobok, ako dôsledok rozpínania sa vesmíru, kým polomer pozorovateľného vesmíru
vzrástol 100 tisíc násobne (rýchlosť svetla podstatne prevyšuje rýchlosť rozpínania sa vesmíru). Inými slovami reliktné
žiarenie, ktoré pozorujeme dnes [pozri náš predchádzajúci článok], ako aj svetlo
z najvzdialenejších galaxií k nám dorazilo za celú históriu kozmu prvýkrát až dnes, po 13,7 miliardách rokoch.
Doteraz medzi týmito miestami nemohla potom byť ani žiadna iná interakcia. To platí v každom smere, nech s pozeráme kamkoľvek.
Prečo potom vyzerá vesmír v dvoch opačných smeroch rovnako? Sú tam rovnako často galaxie,
ich veľkosť je charakteristicky rovnaká.[Nehovoríme o tom, že by sme videli galaxiu X na jednej i druhej strane vesmíru.
Hovoríme, že (obrazne povedané) les napravo i naľavo vpredu i vzadu (kam len dovidíme) má rovnaký charakter
(rovnako husto vysadené stromy, rovnaké druhý drevín a pod.) a to napriek tomu, že každú časť vysadil niekto iný.]
1, 2, 3, 4,
5, 6, 7
ďalšia strana ->
-AT-
< Späť -- Úvodná stránka
-- Ďalší >
Mýtus o začiatku času - 1