Greška u Velikom prasku

Greška u Velikom prasku:
Pred Einsteinom i Veliki prasak “pada na koljena”!?

220px-Stephen_Hawking.StarChildRad Rogera Penrosea na matematičkim svojstvima singularnosti crne jame ostavio je veliki dojam na mladog Stephena Hawkinga, koji se zainteresirao za problem njihovog primjenjivanja na druga područja. Penrose je razmišljao o tome što bi se dogodilo u budućnosti kad bi se objekt urušio pod vlastitom gravitacijom. Hawking je želio znati da li bi se ove ideje umjesto toga mogle primjeniti na problem otrkivanja što se u prošlosti dogodilo sustavu za kojeg sada znamo da se širi, tj. svemiru!?

Hawking je razgovarao sa Rogerom Penroseom o tome, te su zajedno radili na problemu singularnosti Velikog praska, kako se to sad zove.

bigbangVeliki prasak osigurava standardni teoretski okvir kroz kojeg kozmolozi tumače opažanja i postavljaju nove teoretske ideje. Nije potpuno ispravno zvati Veliki prasak “teorijom”. Ja radije koristim riječ “model”. Razlika između teorije i modela je fina, ali korisna definicija je da se za teoriju obično očekuje da je potpuno samosadržana (ne može sadržavati pomične parametre i sve matematičke veličine određene a priori) dok model nije cjelovit na isti način.

Prema modelu Velikog praska, svemir je nastao iz početnog stanja visoke temperature i gustoće, te se od tada širi. Dinamiku Velikog praska matematički opisuju jednadžbe Einsteinove teorije opće relativnosti. Ti modeli predviđaju postojanje singularnosti na samom početku, kad su temperatura i gustoća bile beskonačne! Budući da je taj događaj obilježje koje najbolje prikazuje prirodu modela, mnogi ljudi koriste izraz “Veliki prasak”kada govore o samom početku,  a ne o evoluciji svemira koja je uslijedila.

0,,16071370_303,00

Većina kozmologa tumači singularnost Velikog praska na isti način kao i već spomenutu singularnost crne jame tj. da ona znači da Einsteinova jednadžba prestaje vrijediti u nekom trenutku u ranom svemiru, usred ekstremnih fizikalnih uvjeta. Ako je to istina , jedina nada da ćemo razumijeti faze širenja svemira je u teoriji kvantne gravitacije. Budući da nemamo takvu teoriju, Veliki prasak je nepotpun.

Možemo procijeniti mjerila dužine i vremena u kojima se to događa. Naše razumijevanje svemira potpuno prestaje vrijediti za vremena prije Planckova vremena, koje je oko 10 na 43-u sekundi nakon samog Velikog praska.

Ovaj nedostatak je razlog zbog kojeg je riječ “model” vjerojatnije prikladnija od riječi “teorija” za Veliki prasak. Zbog toga što ne znamo koji su bili početni uvjeti u svemiru, kozmolozi još uvijek ne mogu odgovoriti na neka osnovna pitanja, kao što je pitanje hoće li se svemir zauvijek širiti ili će se na kraju ponovno sažeti?!

Svemir
Unutar osnovnog okvira kozmološkog modela, iz zakona fizike koje znamo iz laboratorijskih pokusa ili koje smo pretpostavili na temelju teoretskih ideja, mogu se izvoditi zaključci o fizikalnim uvjetima u različitim fazama širenja svemira. Tako se razrađuje termalna povijest svemira.

Što dalje projiciramo u prošlost, to je svemir vrući, a fizikalna teorija koja je potrebna je neobičnija. Sa sadašnjim znanjem o fizici elementarnih čestica i temeljnim međudjelovanjima kozmolozi mogu vratiti sat iz sadašnje starosti svemira (nekih 15 milijardi godina) i predvidjeti sa relativnom sigurnošću što se događalo unutar mikrosekunde nakon Velikog praska.

Koristeći spekulativnije fizikalne teorije koje nisu bile provjerene u laboratoriju, uključujući veliku jedinstvenu teoriju, kozmolozi su pokušali primijeniti model na vrijeme unutar 10 na 35-u sekundi od samog početka, što je dovelo do dotjerivanja i širenja osnovne slike. Posebni aspekt ovoga, u kojem je i Hawking igrao ulogu je ideja da se svemir vrlo rano možda nalazio u fazi ubrzanog širenja, što je dovelo do modela “kozmičke inflacije”. Unatoč prazninama u našem znanju fizike kod najvećih energija, ova teorija je općenito prihvaćena, u prvom redu zato što objašnjava slijedeća tri zapažanja:demotivacija.hr_Veliki-prasak-bio-je-zapravo-sala-bogova_132150319030

  1. širenje svemira, koje je otkrio Hubble, 1929. godine
  2. postojanje kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja svemira (ostatak iskonske vruće faze svemira, koje su otkrili Penzias i Wilson, 1965. godine)
  3. obilja laganih kemijskih elemenata vodika, helija, litija, koje proizvodi nuklearna fuzija u iskonskoj vatrenoj kugli

(iz knjige Hawking i um Boga, autora Petera Colesa)

Oglasi

Komentiraj

Popunite niže tražene podatke ili kliknite na neku od ikona za prijavu:

WordPress.com Logo

Ovaj komentar pišete koristeći vaš WordPress.com račun. Odjava /  Izmijeni )

Google photo

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Google račun. Odjava /  Izmijeni )

Twitter picture

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Twitter račun. Odjava /  Izmijeni )

Facebook slika

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Facebook račun. Odjava /  Izmijeni )

Spajanje na %s