Svemir ima svoj horizont, ne onaj prostorni, nego vremenski. Unatoč svim tehnološkim pomacima, ni jedan teleskop, sadašnji ili budući, nikada neće moći zaviriti u sam trenutak Velikog praska. Razlog nije u opremi, nego u zakonima fizike.
Svjetlost otkriva prošlost, ali ne početak
Brzina svjetlosti nije beskonačna. Kada gledamo u daleki objekt, vidimo kako je izgledao u prošlosti. Mjesec vidimo s vremenskim odmakom od jedne sekunde, Sunce s osam minuta zakašnjenja, a udaljene galaksije onakvima kakve su bile prije milijardi godina.
To svojstvo svjetlosti omogućilo je astronomima da rekonstruiraju povijest svemira. Što dublje gledamo, to više uranjamo u prošlost, sve do točke kad svjetlost više nije slobodno putovala. Tada prestaje svaki pogled.
Prva svjetlost i granica opažanja
Najranije što možemo vidjeti u svemiru je tzv. kozmičko mikrovalno pozadinsko zračenje. To je ostatak prvog slobodnog svjetla koje se oslobodilo otprilike 380.000 godina nakon Velikog praska. Prije tog trenutka svemir je bio neproziran, ispunjen gustom, vrelom plazmom u kojoj se svjetlost neprestano raspršivala i apsorbirala.
U ranim minutama svemira elektroni i protoni nisu mogli tvoriti stabilne atome. Svjetlost je bila toliko energična da je svakim sudarom razbijala tek formirane atome. Fotoni su stalno bili u interakciji s nabijenim česticama, bez mogućnosti da se slobodno kreću.
Tek hlađenjem svemira, nakon stotina tisuća godina širenja, uvjeti su se promijenili. Atomi su se počeli stabilizirati, a svjetlost je napokon mogla putovati, ostavivši iza sebe “fosilizirani” signal koji i danas opažamo.
Teleskopi ne mogu gledati iza zida plazme
Kozmičko mikrovalno zračenje označava fizičku granicu opažanja elektromagnetskim spektromom. Sve što se dogodilo prije tog trenutka ostaje izvan dosega svjetlosti. Ne postoji način da se zabilježi slika svemira iz vremena Velikog praska, jer tada jednostavno nije postojala slobodna svjetlost.
To nije tehničko ograničenje. To je temeljna granica same prirode svemira. Svjetlost nije mogla preživjeti uvjete iz najranije faze. Zato teleskopi, bez obzira na osjetljivost, nikada neće snimiti “trenutak stvaranja”.
Dva signala koja zaobilaze svjetlost
Ipak, postoji zaobilazni put. Dvije pojave u svemiru mogle bi nam jednog dana otkriti informacije iz još ranijih epoha: neutrini i gravitacijski valovi.
Neutrini su gotovo bezmasene čestice koje prolaze kroz materiju bez značajnih interakcija. Svake sekunde kroz svaki kvadratni centimetar našeg tijela prođe desetci milijardi neutrina. Dio njih, pretpostavlja se, potječe iz samog Velikog praska. To je tzv. kozmička neutrinska pozadina, teorijski predviđena, ali još nedostupna instrumentima.
Drugi trag su gravitacijski valovi, deformacije prostorvremena nastale snažnim gravitacijskim događajima, poput sudara crnih rupa ili eksplozija supernova. Vjeruje se da postoji i pozadinski gravitacijski signal iz ranih faza svemira, uključujući razdoblje inflacije, ekstremnog širenja neposredno nakon Velikog praska.
Prvi tragovi dolaze s ruba osjetljivosti
Istraživanja tih signala napreduju, ali polako. Neutrini su gotovo neuhvatljivi, a gravitacijski valovi iz najranijih epoha previše su slabi za izravnu detekciju današnjim tehnologijama. Ipak, postoje prvi nagovještaji.
Konzorcij poznat kao Pulsar Timing Array koristi pulsare, neutronske zvijezde s iznimno preciznim signalima, kao galaktičku mrežu za detekciju gravitacijskih fluktuacija. Nedavni rezultati sugeriraju prisutnost pozadinskog gravitacijskog vala, što bi mogao biti korak prema razumijevanju još dublje prošlosti.
Svjetlost je temelj našeg razumijevanja svemira, ali nije krajnji alat. Iza kozmičkog mikrovalnog zračenja prostire se razdoblje koje je još nedostupno pogledima, ali možda ne i znanosti. Ako uspijemo detektirati neutrine iz Velikog praska ili gravitacijske valove iz faze inflacije, tada bismo po prvi put mogli prodrijeti kroz kozmičku tamu, i zaviriti u same početke vremena.
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.
