Je li Veliki prasak bio apsolutni početak ili samo nova faza beskonačnog ciklusa? Tim britanskih znanstvenika tvrdi da je vrijeme da se to pitanje prestane smatrati besmislenim. Njihova nova istraživanja pokazuju da napredne računalne simulacije možda mogu otkriti što se događalo prije nego što je svemir počeo postojati.
Kada zakoni fizike više ne vrijede
U kozmologiji postoji točka gdje teorija puca – trenutak kada svemir postaje toliko gust i vruć da jednadžbe prestaju davati odgovore. To je singularnost, zamišljena nulta točka Velikog praska. Upravo ondje dosad završava naša spoznaja, ali troje istraživača sada pokušava probiti tu granicu.
Eugene Lim s londonskog King’s Collegea, Katy Clough sa Sveučilišta Queen Mary i Josu Aurrekoetxea s Oxforda objavili su rad koji predlaže korištenje numeričke relativnosti. Riječ je o metodi koja koristi hidrodinamički simulacijski softver za rješavanje Einsteinovih jednadžbi u uvjetima gdje se klasična fizika raspada. Za razliku od klasičnih analitičkih proračuna, ova tehnika omogućuje računalima da približno modeliraju gravitaciju u ekstremnim uvjetima.
(Izvor: NASA/CXC/SAO)
Takvi alati već su promijenili fiziku. Još 1960-ih počelo se nagađati da bi mogli predvidjeti što se događa kada crne rupe sudare. Prvi konkretni rezultati stigli su tek 2005., ali upravo su ti modeli pomogli potvrditi gravitacijske valove koje je kasnije izmjerio LIGO. Danas, kako tvrdi Lim, ista metoda može odgovoriti na pitanja koja su se desetljećima smatrala nedodirljivima.
Inflacija, sudari svemira i “kozmički ožiljci”
Najveći mamac za znanstvenike je inflacija, iznimno brzo širenje svemira u djeliću sekunde nakon Velikog praska. Bez nje, mnoge današnje pojave ne bi imale smisla. Ali kako je točno nastala i zašto? Ironično, da bi je proučavali, fizičari moraju pretpostaviti da je svemir već bio ujednačen, što je upravo ono što inflacija tek treba objasniti.
Numerička relativnost nudi izlaz iz tog paradoksa. U simulacijama početni svemir ne mora biti gladak ni uredan, pa se mogu testirati i teorije koje predviđaju sasvim drukčije uvjete. Među njima su modeli iz teorije struna ili scenariji u kojima naš svemir nije jedini. Ako postoje, sudari “susjednih” svemira mogli bi ostaviti tragove – ožiljke, male nepravilnosti u svemiru – koje današnja promatranja možda već bilježe. Slična metoda mogla bi potvrditi i postojanje kozmičkih struna, hipotetskih pukotina u tkivu prostora i vremena koje bi također stvarale prepoznatljive signale.
Najprovokativniji prijedlog? Da Veliki prasak nije bio početak, već samo jedno “odbijanje” u beskonačnom nizu širenja i urušavanja. Ako je svemir cikličan, možda još uvijek nosi otiske prošlih epoha, a ključ za njihovo otkrivanje leži u superračunalima.
Lim naglašava da su takvi proračuni zahtjevni i da traže goleme resurse, ali tehnologija ubrzano napreduje. “Želimo spojiti dvije zajednice – kozmologe i stručnjake za numeričke simulacije – kako bismo otvorili nova pitanja i počeli na njih odgovarati”, kaže.
Ako uspiju, jedno od najstarijih filozofskih pitanja moglo bi dobiti znanstveni odgovor: što je bilo prije svega što poznajemo?
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
