Как се е появила Вселената?
Тя е може би най-голямата Велика мистерия и коренът на всички останали. Най-големите въпроси на човечеството - как започна животът? Какво е съзнанието? Какво е тъмна материя, тъмна енергия, гравитация? - произтичат от него.
"Всички останали мистерии се намират надолу по течението на този въпрос", казва Ан Друян, авторът и вдовицата на астронома Карл Сагън. "Има значение за мен, защото съм човек и не обичам да не знам."
Дори теориите, които се опитват да разрешат тази мистерия, стават все по-сложни, учените са преследвани от възможността някои от най-критичните връзки в тяхната верига от разсъждения да са погрешни.
Фундаментални мистерии
Според стандартния модел на Големия взрив Вселената се е родила по време на период на инфлация, започнала преди около 13,8 милиарда години. Подобно на бързо разрастващия се балон, той набъбна от размер по-малък от електрон до почти сегашния си размер в рамките на малка част от секундата.
Първоначално Вселената е била просмукана само от енергия. Част от тази енергия се сгъсти в частици, които се събраха в леки атоми като водород и хелий. Тези атоми се скупчиха първо в галактики, после в звезди, вътре в чиито огнени пещи бяха изковани всички останали елементи.
Това е общо съгласуваната картина на произхода на нашата Вселена, както е изобразена от учените. Това е мощен модел, който обяснява много от нещата, които учените виждат, когато гледат нагоре в небето, като забележителната гладкост на пространството-времето в големи мащаби и равномерното разпределение на галактиките от противоположните страни на Вселената.
Но има неща в тази история, които правят някои учени неспокойни. За начало идеята, че Вселената е претърпяла период на бърза инфлация в началото на своята история, не може да бъде пряко изпитана и тя разчита на съществуването на мистериозна форма на енергия в началото на Вселената, която отдавна е изчезнала.
"Инфлацията е изключително мощна теория и въпреки това ние все още нямаме представа какво е причинило инфлацията или дали това е дори правилната теория, въпреки че работи изключително добре", заяви Ерик Агол, астрофизик от Университета във Вашингтон.
За някои учени инфлацията е тромаво допълнение към модела на Големия взрив, необходима сложност, приложена, за да може да се впише в наблюденията. Това не би било последното допълнение.
"Научихме също, че трябва да има тъмна материя във Вселената, а сега и тъмна енергия", казва Пол Щайнхард, теоретичен физик от Принстънския университет. "Значи начинът, по който модела работи днес, казвате:" Добре, вземете някакъв Голям взрив, вземете някаква инфлация, настроите това, за да има следните свойства, след това добавите определено количество тъмна материя и тъмна енергия. " Тези неща не са свързани в съгласувана теория. "
Щайнхард се тревожи, че космолозите се държат повече като инженери, отколкото учени. Ако дадено наблюдение не съответства на текущия модел, те прикачват друг компонент или калайджия към съществуващите, за да се поберат. Компонентите не са свързани и няма причина да ги добавяте, освен за да съответстват на наблюденията. Това е все едно да се опитате да поправите стара кола, като добавите нови части от по-нови, но различни модели. Тези части може да работят в краткосрочен план, но в крайна сметка се нуждаете от нова кола.
Вечна вселена
През последните години Щайнхард работи с Анна Иджас, теоретичен физик от Харвардския университет, по радикална алтернатива на стандартния модел на Големия взрив.
Според тяхната идея, наречена подскачаща космология, Вселената се е родила не само веднъж, но вероятно многократно в безкрайни цикли на свиване и разширяване. Теорията замества „големия взрив“ с „голям отскок“, който плавно свързва периодите на свиване и разширяване на Вселената и решава много от проблемите, които пораждат теорията за инфлацията.
Двойката твърди, че тяхната екпиротична или "циклична" теория би обяснила не само инфлацията, но и други космически мистерии, включително тъмната материя, тъмната енергия и защо Вселената изглежда се разширява с непрекъснато ускоряващ се клип.
Докато противоречивата, подскачащата космология повдига възможността Вселената да остарее и да се самообновява. Това е перспектива може би дори по-страховито от вселената с определено начало и край, защото това би означавало, че звездите на небето, дори и най-старите, са като краткотрайни светулки в голямата схема на нещата.
„Бих искал да се надявам, че усилията, които обществото влива в научните изследвания, ни приближават до фундаментални истини, а не само до начин да направим полезни инструменти“, казва астрономът от Калифорнийския технологичен институт Ричард Маси. "Но също съм ужасен да разбера, че всичко, което знам, е грешно и тайно се надявам, че не го правя."
Тази статия беше актуализирана на 27 юни 2019 г. от научния сътрудник на живо Тим Чайлдърс.
