Mis juhtus enne suurt pauku?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 16:03

Mis põhjustas universumi tekkimise? Teadlaste sõnul peab algpõhjus olema eriline. Kui aga seostada kõige alguse Suure Pauguga, tekib küsimus: mis juhtus enne seda? Autor pakub põnevat põhjendust aegade alguse kohta.

Küsida teaduselt, mis oli enne aega, on sama kui küsida: "Kes sa olid enne sündi?"

Teadus võimaldab meil kindlaks teha, mis juhtus ühe triljondiku sekundi jooksul pärast Suurt Pauku.

Kuid me ei saa peaaegu kunagi teada, mis Suure Paugu põhjustas.

See on pettumus, kuid mõned asjad on täiesti tundmatud. Ja see on hea.

Olgem ausad: üsna kummaline on mõelda, et Universumi ajalugu sai alguse omamoodi sünnipäevast 13,8 miljardit aastat tagasi. See on kooskõlas paljude religioossete tõekspidamistega, mille kohaselt kosmos loodi ülaltpoolt tuleva sekkumise kaudu, kuigi teadus ei ütle selle kohta midagi.

Mis juhtus enne aja algust?

Kui kõigel, mis juhtus, on põhjuslik seos, siis mis põhjustas universumi tekkimise? Et vastata väga keerulisele küsimusele Esimese Põhjuse kohta, kasutavad maailma loomise religioossed müüdid seda, mida kultuuriantropoloogid mõnikord nimetavad "positiivseks olemiseks" või üleloomulikuks nähtuseks. Kuna aeg sai alguse mingil hetkel kauges minevikus, peab Esimene Põhjus olema eriline. See peab olema põhjuseta põhjus, nähtus, mis just juhtus ja sellele ei eelnenud midagi.

Kui aga seostada kõige alguse Suure Pauguga, tekib küsimus: mis juhtus enne seda? Kui meil on tegemist surematute jumalatega, on see täiesti teine asi, sest nende jaoks pole ajatus küsimus. Jumalad eksisteerivad väljaspool aega ja meie mitte. Meie jaoks pole sellist asja nagu "enne aega". Seega, kui esitada küsimus, mis juhtus enne Suurt Pauku, on see mõnevõrra mõttetu, isegi kui meil on vaja leida tähendus. Stephen Hawking võrdsustas selle kunagi küsimusega "Mis on põhjapoolusest põhja pool?" Ja mulle meeldib lause "Kes sa olid enne sündi?"

Aurelius Augustinus püstitas hüpoteesi, et aeg ja ruum tekkisid koos maailma loomisega. Tema jaoks oli see loomulikult jumalik ettehooldus. Ja teaduse jaoks?

Selleks et mõista, kuidas universum tekkis, arenes ja küpses, läheme teaduses ajas tagasi, püüdes toimuvat rekonstrueerida. Nagu paleontoloogid, tuvastame ka meie "fossiilid" ehk siis ainejäänused möödunud päevadest ja siis saame nende abiga teada erinevatest tol ajal eksisteerinud füüsikalistest nähtustest.

Eeldame kindlalt, et universum on paisunud miljardeid aastaid ja see protsess jätkub praegu. Sel juhul tähendab "paisumine" seda, et galaktikate vahelised kaugused suurenevad; galaktikad eemalduvad üksteisest kiirusega, mis sõltub sellest, mis oli universumi sees erinevatel ajastutel ehk mis aine täitis ruumi.

Suur pauk ei olnud plahvatus

Kui räägime Suurest Paugust ja laienemisest, kujutame ette plahvatust, millest kõik alguse sai. Sellepärast me selle nii nimetasimegi. Kuid see on eksiarvamus. Galaktikad liiguvad üksteisest eemale, sest neid eraldab sõna otseses mõttes ruumi enda venitus. Nagu elastne kangas, venib ruum ja kannab endaga kaasa galaktikaid, nagu jõevool kannab endaga kaasa palke. Seega ei saa galaktikaid nimetada plahvatusest lendavaks prahiks. Keskplahvatust ei toimunud. Universum paisub igas suunas ja see on täiesti demokraatlik. Iga punkt on võrdselt oluline. Keegi kauges galaktikas näeb teiste galaktikate eemaldamist samamoodi nagu meie.

(Märkus. Lähedal asuvatel galaktikatel on sellest kosmilisest voolust kõrvalekaldeid, mida nimetatakse "kohalikuks liikumiseks". Seda põhjustab gravitatsioon. Näiteks läheneb meile Andromeeda udukogu.)

Tagasi minevikku

Kui keerame kosmilist filmi tagurpidi, siis näeme, kuidas kahanevas ruumis mateeriat üha enam pigistatakse. Temperatuur tõuseb, rõhk tõuseb ja algab lagunemine. Molekulid lagunevad aatomiteks, aatomid tuumadeks ja elektronideks, aatomituumad prootoniteks ja neutroniteks ning seejärel prootonid ja neutronid kvarkideks. See aine järjestikune lagunemine selle kõige põhilisemateks ja elementaarsemateks koostisosadeks toimub siis, kui kell tiksub plahvatuse vastassuunas.

Näiteks vesinikuaatomid lagunevad umbes 400 000 aastat enne Suurt Pauku, aatomituumad umbes ühe minutiga ja prootonid koos neutronitega sajandiksekundi jooksul (muidugi vastupidiselt vaadatuna). Kuidas me seda teame? Leidsime kiirguse jäänused ajast, mil tekkisid esimesed aatomid (reliikvia mikrolaine taustkiirgus) ja saime aru, kuidas tekkisid esimesed kergete aatomite tuumad, kui universum oli vaid mõne minuti vana. Need on just need kosmilised fossiilid, mis näitavad meile teed vastupidises suunas.

Praegu saame eksperimentaalselt simuleerida tingimusi, mis eksisteerisid ajal, mil universum oli üks triljondik sekundist. Meile võib see tunduda tühine väärtus, kuid footoni kerge osakese puhul on see pikk aeg, mis võimaldab tal lennata vahemaa, mis on triljon korda suurem kui prootoni läbimõõt. Kui me räägime varajasest universumist, peaksime unustama inimlikud standardid ja ideed aja kohta.

Muidugi tahame jõuda võimalikult lähedale hetkele, mil aeg oli võrdne 0-ga. Kuid ühel hetkel põrkame vastu teadmatuse müüri ja saame ainult ekstrapoleerida oma praeguseid teooriaid lootuses, et need annavad meile vähemalt mõned vihjed juhtumisest aegade alguses, sellistel energiatel ja temperatuuridel, mida me laboris luua ei suuda. Kuid ühte me teame kindlalt. Kui aeg on nullilähedane, siis meie praegune ruumi ja aja omaduste teooria, mis on Einsteini üldrelatiivsusteooria, ei tööta.

See on kvantmehaanika valdkond, kus vahemaad on nii väikesed, et me peame ruumi ette kujutama mitte pideva lehe, vaid teralise struktuurina. Kahjuks ei ole meil kvalitatiivset teooriat, mis kirjeldaks ruumi sellist granulaarsust, kuna kvantskaalal (tuntud kui kvantgravitatsiooni) puuduvad gravitatsiooni füüsikalised seadused. Kandidaadid on muidugi näiteks superstringiteooria ja tsükli kvantgravitatsioon. Kuid praegu puuduvad tõendid selle kohta, et nad kirjeldavad füüsilisi nähtusi õigesti.

Kvantkosmoloogia ei vasta sellele küsimusele

Sellegipoolest nõuab inimese uudishimu piiride lähendamist aja nullväärtusele. Mida sa oskad öelda? 1980. aastatel pakkusid Alexander Vilenkin, Andrei Linde ning James Hartl ja Stephen Hawking välja kolm kvantkosmoloogia mudelit, milles universum eksisteerib aatomina ja võrrand on sarnane kvantmehaanikas kasutatavale.

Selles võrrandis on universum tõenäosuslaine, mis sisuliselt seob ajatu kvantpiirkonna klassikalisega, kus on aega, st universumiga, milles me elame ja mis praegu paisub. Üleminek kvantilt klassikale tähendab sõna otseses mõttes kosmose tekkimist, mida me nimetame Suureks Pauguks. Seega on Suur Pauk põhjuseta kvantkõikumine, sama juhuslik kui radioaktiivne lagunemine: aja puudumisest selle olemasoluni.

Kui eeldada, et üks neist lihtsatest mudelitest on õige, kas see oleks esimese põhjuse teaduslik seletus? Kas kvantfüüsika tõenäosusi kasutades saame põhjuse vajalikkusest üldse lahti?

Kahjuks ei. Muidugi oleks selline mudel hämmastav intellektuaalne saavutus. See oleks kolossaalne samm edasi kõige päritolu mõistmisel. Kuid sellest ei piisa. Teadus ei saa eksisteerida vaakumis. Ta vajab kontseptuaalset aparaati, selliseid mõisteid nagu ruum, aeg, aine, energia. Ta vajab arvutusi, ta vajab selliste koguste nagu energia ja impulsi jäävuse seadusi. Ideedest ei saa ehitada pilvelõhkujat, nagu ei saa luua mudelit ilma kontseptsioonide ja seadusteta. Paluda teadusel "selgitada" esimest põhjust on sama, mis paluda teadusel selgitada oma struktuuri. See on taotlus esitada teaduslik mudel, mis ei kasuta pretsedente, puuduvad varasemad kontseptsioonid, millega opereerida. Teadus ei saa seda teha, nii nagu inimene ei suuda mõelda ilma ajuta.

Algpõhjuse mõistatus jääb lahendamata. Vastuseks võib valida religiooni ja usu, samuti võib eeldada, et teadus hakkab aja jooksul kõik selgeks saama. Samuti võime nagu Vana-Kreeka skeptik Pyrrho alandlikult tunnistada, et meie teadmistel on piirid. Saame saavutatu üle rõõmustada ja mõistmist jätkata, mõistes samas, et pole vaja kõike teada ja kõike mõista. Piisab, kui oleme jätkuvalt uudishimulikud.

Uudishimu ilma mõistatuseta on pime ja mõistatus ilma uudishimuta on vigane.