Dakle, je li fizika slomljena ili ne?
Prema izravnom tumačenju opće relativnosti, Veliki prasak nije bio početak “svega”.
Uzimanjem Einsteinovih poznatih jednadžbi i stvaranjem što manje pretpostavki, tim istraživača je prebacio sat na naš Svemir kako bi pronašli da to uopće ne bi dovelo do točke zaustavljanja, već bi nas odvuklo kroz drugačiji početak u zrcaljeno mjesto.
Da bismo shvatili kakva je sva ta buka o Velikom prasku, morat ćemo malo odmaknuti da bismo shvatili zašto fizičari misle da možda nije bio početak svega.
Prije oko 90 godina belgijski astronom Georges Lemaître predložio je da promatrane promjene u pomicanju svjetlosti iz udaljenih galaksija impliciraju da se Svemir širi. Ako je nešto sve veće, stoji da je nekada bilo manje.
Vratite vrijeme – za oko 13,8 milijardi godina – i doći ćete do točke gdje se prostor mora ograničiti na nevjerojatno maleni volumen, također poznat kao singularnost.
“U tom trenutku, Veliki prasak, sva stvar u svemiru, bila bi na vrhu sebe. Gustoća bi bila beskonačna”, objasnio je Stephen Hawking u svom predavanju o početku vremena.
Postoji niz modela koje fizičari koriste za opisivanje ništavosti praznog prostora. Einsteinova opća relativnost je jedna – opisuje gravitaciju jer se odnosi na geometriju temeljne tkanine Svemira.
Teoremi koje su predložili Hawking i matematičar Roger Penrose tvrde da su rješenja jednadžbi opće relativnosti na beskrajno ograničenoj skali – poput one unutar singularnosti – nepotpuna.
U svakodnevnim terminima, često se kaže da fizika prestaje da važi u singularnosti, što dovodi do mješavine špekulacija o tome što malo možemo izvući iz fizike da još uvijek ima smisla.
Hawking je tek nedavno dao vlastiti razgovor u intervjuu s Neil deGrasse Tysonom, gdje je usporedio prostorno-vremenske dimenzije sa južnim polom. “Nema ničega južno od južnog pola, pa nije bilo ništa prije Velikog praska”, rekao je.
Ali drugi fizičari tvrdili su da postoji nešto iza Velikog praska. Neki predlažu da postoji zrcalni Svemir s druge strane, gdje se vrijeme kreće unatrag. Drugi tvrde da je to u korist skrećavajućeg Svemira.
Uzimajući malo drugačiji pristup, fizičari Tim A. Koslowski, Flavio Mercati i David Sloan iznijeli su novi model, ističući da kvar proizlazi iz proturječja u svojstvima u određenoj točki vremena definiranoj općom relativnošću.
Ono što teorem ne podrazumijeva jest kako Svemir dolazi do te točke na prvom mjestu.
Ako se odmaknemo iz cijelog pitanja singularnosti, istraživači su ponovno interpretirali postojeći model smanjivanja prostora tako što su razlikovali kartu samog vremena – prostora od “stvari” u njemu.
“Svi problemi koji su problematični pokazuju se nevažnima pri izradi ponašanja količina koje određuju kako se Svemir pojavljuje iznutra”, kaže Sloan, fizičar sa Sveučilišta u Oxfordu.
Ono što ovo u suštini dodaje je opis Velikog praska, gdje fizika ostaje netaknuta kao pozornica koja djeluje na preusmjeravanje.
Umjesto singularnosti, tim ovo zove Janus tačka, nazvana po rimskom bogu s dva lica.
Relativni položaji i mjerila stvari koje čine Svemir učinkovito se izravnavaju u dvodimenzionalnu palačinku dok vraćamo vrijeme. Prolazeći kroz Janusovu točku, taj palačak opet okreće 3D, samo natrag u prednji dio.
Ono što to znači u fizikalnom smislu teško je reći, ali istraživači vjeruju da bi to moglo imati duboke implikacije na simetriju u fizici čestica, možda čak i proizvodnju Svemira baziranog prvenstveno na antimateriji.
Premda je ideja osvijetljenog svemira stara vijest, pristup na koji se radi o problemu singularnosti na ovaj poseban način je nov.
“Ne uvodimo nova načela i ne izmjenjujemo Einsteinovu teoriju opće relativnosti – samo tumačenja koja se stavlja na objekte”, kaže Sloan.
Nema sumnje da će ova rasprava ojačati u budućnosti. Tko zna? Možda se sličan argument događa u zrcalnom svemiru negdje na drugoj strani Janus tačke.
Ovo istraživanje objavljeno je u časopisu “Physics Letters B”.
Izvor: www.sciencealert.com
