Hogyan alakult ki az univerzum?
Ez talán a legnagyobb nagy rejtély és a többi gyökere. Az emberiség legfontosabb kérdései - Hogyan kezdődött az élet? Mi a tudat? Mi a sötét anyag, sötét energia, gravitáció? - származik belőle.
"Az összes többi rejtély e kérdés végén fekszik" - mondta Ann Druyan, a szerző és Carl Sagan csillagász özvegye. "Nekem ez számít, mert emberi ember vagyok és nem szeretem, ha nem tudom."
Még ha a rejtély megoldására irányuló elméletek egyre összetettebbé válnak, a tudósokat kísérti az a lehetőség, hogy az érvelési láncuk néhány kritikus láncszeme téves.
Alapvető rejtélyek
A szokásos Big Bang modell szerint az univerzum az inflációs időszakban született, amely körülbelül 13,8 milliárd évvel ezelőtt kezdődött. Mint egy gyorsan növekvő ballon, úgy duzzadt az elektronnál kisebb méretűről, hogy a másodperc apró részén belül csaknem jelenlegi méretéhez jusson.
Kezdetben az univerzumot csak az energia áthatolta. Ennek az energianek egy része részecskékké koncentrálódott, amelyek könnyű atomokká, például hidrogénné és héliummá összeálltak. Ezek az atomok először galaxisokba, majd csillagokba rakódtak, amelyeknek tüzes kemencéiben minden más elem hamisított volt.
Ez a világegyetem eredete általánosan elfogadott kép, amelyet a tudósok ábrázoltak. Ez egy hatalmas modell, amely megmagyarázza sok olyan dolgot, amelyet a tudósok látnak, amikor az ég felé néznek, például a téridő figyelemre méltó simasága nagy méretekben és a galaxisok egyenletes eloszlása az univerzum másik oldalán.
De vannak olyan dolgok a történetben, amelyek egyes tudósokat megnyugtatják. A kezdők számára az az elképzelés, hogy a világegyetem a történelem korai szakaszában gyors infláción ment keresztül, közvetlenül nem tesztelhető, és arra támaszkodik, hogy az univerzum elején rejtélyes energiaforma létezik, amely már régen eltűnt.
"Az infláció rendkívül erőteljes elmélet, és még mindig fogalmam sincs, mi okozta az inflációt, vagy akár a helyes elmélet is, bár rendkívül jól működik" - mondta Eric Agol, a washingtoni egyetem asztrofizikusa.
Egyes tudósok szerint az infláció nehézkes kiegészítés a Big Bang modelljéhez, amelyhez szükséges bonyolultság szükséges ahhoz, hogy megfeleljen a megfigyeléseknek. Ez nem lenne az utolsó kiegészítés.
"Azt is megtanultuk, hogy sötét anyagnak kell lennie az univerzumban, és most sötét energiának" - mondta Paul Steinhardt, a Princetoni Egyetem elméleti fizikusa. "Tehát a modell működése az az, hogy azt mondod:" Rendben, vesz egy nagy robbanást, vesz valamilyen inflációt, úgy hangolod, hogy a következő tulajdonságokkal rendelkezzen, majd adj hozzá egy bizonyos mennyiségű sötét anyagot és sötét energiát. " Ezek a dolgok nem kapcsolódnak összefüggő elméletben. "
Steinhardt attól tart, hogy a kozmológusok inkább mérnökökként, mint tudósként járnak el. Ha egy megfigyelés nem felel meg a jelenlegi modellnek, akkor egy másik alkatrészt vagy bádogosítót csatolnak a meglévőkhöz, hogy illeszkedjenek. Az összetevők nincsenek csatlakoztatva, és nincs oka hozzá őket, kivéve a megfigyelések összehangolása érdekében. Olyan, mintha egy régi autót megpróbálnánk megjavítani újabb, de különféle modellekből származó alkatrészek hozzáadásával. Ezek az alkatrészek rövid távon működhetnek, de végül új autóra van szüksége.
Egy idős univerzum
Az elmúlt években Steinhardt együtt dolgozott Anna Ijjas-szal, a Harvard Egyetem elméleti fizikusával a szokásos Big Bang modell radikális alternatíváján.
A visszapattanó kozmológiának nevezett elképzelésük szerint az univerzum nem csak egyszer, hanem valószínűleg többször is megszületett a végtelen összehúzódási és expanziós ciklusokban. Az elmélet a "nagy bumm" helyébe egy "nagy ugrálást" lép, amely simán összekapcsolja az univerzum összehúzódásának és kiterjedésének periódusát, és megoldja az inflációs elméletet sújtó számos kérdést.
A pár azt állítja, hogy ekpirotikus vagy "ciklikus" elméletük nemcsak az inflációt, hanem más kozmikus misztériumokat is magyarázza, beleértve a sötét anyagot, a sötét energiát és azt, hogy miért látszik az univerzum egyre gyorsuló klip mellett.
Noha ellentmondásos, a pattogó kozmológia felveti annak esélyét, hogy az univerzum élettelen és önmegújuló. Ez valószínűleg még félelmetesbb kilátás, mint egy határozott kezdetű és végű univerzum, mert ez azt jelentené, hogy az égbolton a csillagok, még a legidősebbek is, olyanok, mint a rövid életű szentjánosbogarak a dolgok nagyrendszerében.
"Szeretném remélni, hogy a társadalom erőfeszítései a tudományos kutatáshoz közelebb hoznak minket az alapvető igazságokhoz, és nem csupán a hasznos eszközök készítésének módszeréhez vezetnek" - mondta Richard Massey, a Kaliforniai Technológiai Intézet csillagász. "De én is félek tőle, hogy kiderül, hogy minden, amit tudok, helytelen, és titokban remélem, hogy nem tudom."
Ezt a cikket 2019. június 27-én frissítette a Live Science közreműködő Tim Childers.
