Mokslininkai aiškinasi, kas buvo iki Didžiojo sprogimo: atsakymai stebina net fizikus

Didysis sprogimas dažnai pristatomas kaip absoliuti visko pradžia – akimirka, kai atsirado erdvė, laikas ir visa mums žinoma materija. Tačiau šiuolaikinė kosmologija piešia gerokai sudėtingesnį paveikslą: prieš karštą ir tankią Visatos fazę galėjo vykti kitas, dar paslaptingesnis etapas.

Fizikai šiandien vis dažniau kelia klausimą ne tik, kaip prasidėjo Didysis sprogimas, bet ir kas buvo iki jo, kaip didelė yra Visata ir kas laukia jos ateityje.

Kosminė infliacija: šaltas etapas prieš kaitrą

Standartinis kosmologinis modelis teigia, kad prieš Didįjį sprogimą vyko vadinamoji kosminė infliacija. Tai buvo neįtikėtinai greitas, eksponentinis Visatos išsipūtimas, kai ji keliasdešimt kartų padvigubėjo vos akimirksniu.

Skaičiavimai rodo, kad net jei Visata pradžioje buvo mažesnė už atomą, per mažiau nei milijoną milijonų milijonų milijonų milijonų milijonųjų sekundės ji galėjo tapti gerokai didesnė už visą mums matomą kosmosą su maždaug 350 milijardų galaktikų.

Infliacijai nutrūkus, energija, kuri varė šį plėtimąsi, buvo tarsi „išpilta“ į erdvę. Ji ją įkaitino ir sukūrė daleles, iš kurių vėliau susiformavo atomai, žvaigždės, galaktikos ir galiausiai mes patys. Būtent šią įkaitusią būseną ir vadiname Didžiuoju sprogimu.

Multivisata ir susidūrusios „membranos“

Didžiausia mįslė – kas pradėjo ir kas sustabdė infliaciją. Dalis teorijų teigia, kad infliacija nesibaigia visur vienu metu: ji sustoja pavienėse „lopinėliuose“, o kiekvienas toks lopinėlis tampa atskira visata.

Toks scenarijus, vadinamas amžinąja infliacija, leidžia spėti, kad egzistuoja ne viena, o daugybė, gal net begalė visatų su skirtingais gamtos dėsniais ir konstantomis. Tai bandymas paaiškinti, kodėl mūsų Visatos parametrai taip tiksliai tinkami gyvybei.

Yra ir alternatyvių idėjų. Kai kurie modeliai numato papildomas erdvines dimensijas, o mūsų Visatą traktuoja kaip „membraną“ didesnėje daugiamatėje erdvėje. Pagal šiuos scenarijus Didįjį sprogimą galėjo sukelti dviejų tokių membranų susidūrimas.

Įrodymai danguje ir Visatos ateitis

Nors tokios hipotezės skamba drąsiai, jos remiasi matematika ir stebėjimais. Svarbiausias ankstyvosios Visatos tyrimų šaltinis – kosminis mikrobangis fonas, tai seniausia šviesa, išleista maždaug po 380 000 metų nuo Didžiojo sprogimo.

Europos kosminės agentūros palydovas Planck detaliai išmatavo šio spinduliavimo temperatūros netolygumus. Šie duomenys gerai dera su infliacijos prognozėmis ir leidžia atsargiai testuoti įvairius ankstyvosios Visatos scenarijus.

Matavimai taip pat rodo, kad mums matoma Visatos dalis nėra visa Visata. Tolimiausi objektai yra apie 47 milijardų šviesmečių atstumu, o toks skirtumas su 13,8 milijardo metų amžiumi paaiškinamas tuo, kad per tą laiką pati erdvė plėtėsi.

Dauguma fizikų linkę manyti, kad Visata tęsiasi gerokai už stebimą horizontą ir galbūt yra begalinė. Jos plėtra ne tik nesulėtėja, bet ir spartėja, o tai priskiriama paslaptingai tamsiajai energijai.

Jei ši tendencija nesikeis, Visata, tikėtina, plėsis amžinai, vis labiau atitolindama galaktikas vieną nuo kitos ir palikdama kosmosą šaltą, tamsų ir beveik tuščią. Atsakymai į klausimus, kas buvo prieš Didįjį sprogimą ir kas bus toliau, vis dar ieškomi, tačiau jie jau šiandien verčia iš naujo permąstyti, kas yra erdvė, laikas ir pati tikrovė.