Изванредни свемир

Шта велики прасак објашњава — а шта не

СВАКО јутро је једно чудо. Дубоко унутар јутарњег сунца водоник се стапа у хелијум при температурама од неколико милиона степени. Рендгенски и гама зраци невероватне силине хрле из језгра у околне слојеве Сунца. Да је Сунце провидно, за неколико пржећих секунди ови зраци би пробили свој пут до површине. Уместо тога, они почињу да се одбијају од густо збијених атома ове соларне „изолације“, постепено губећи енергију. Пролазе дани, недеље, векови. Хиљадама година касније, та некада смртоносна радијација коначно избија са површине Сунца као благи туш жуте светлости — која више није претња, већ баш права ствар да окупа Земљу својом топлином.

Свако вече такође је чудо. Друга сунца жмиркају на нас преко огромних простора наше галаксије. Она су шареноликих боја, величина, температура и густина. Нека су суперџинови, тако велика да ако бисмо једно поставили у средиште на место нашег Сунца, оно што би од наше планете остало налазило би се унутар површине те суперзвезде. Друга сунца су мајушна, бели патуљци — мањи од наше Земље, а ипак тешки као наше Сунце. Нека ће мирољубиво хујати милијарде година. Друга балансирају на ивици експлозија супернове које ће их затрти, и накратко надмашити сјајем читаве галаксије.

Примитивни народи су говорили о морским неманима и зараћеним боговима, о змајевима и корњачама и слоновима, о лотосовим цветовима и боговима што сањају. Касније, током такозваног Доба разума, новопронађена „магија“ рачуна и Њутнових закона гурнула је богове у страну. Сада живимо у добу лишеном старе поезије и легенди. Деца данашњег атомског доба изабрала су за свој образац стварања, не древну морску неман, не Њутнову „машину“, већ надвисујући симбол 20. века — бомбу. Њихов „створитељ“ је једна експлозија. Они своју космичку ватрену лопту зову велики прасак.

Шта велики прасак „објашњава“

Најпопуларнија верзија погледа на стварање ове генерације каже да пре неких 15 до 20 милијарди година свемир није постојао, а ни празан простор. Није ту било никаквог времена, никакве материје — ничега осим једне бесконачно густе, бесконачно мале тачкице зване сингуларитет, која је експлодирала у данашњи свемир. Та експлозија је обухватила један кратак период током првог мајушног делића секунде када се тај беби-свемир надувао, то јест проширио, далеко већом брзином него што је брзина светлости.

Током првих неколико минута великог праска, одиграла се нуклеарна фузија у општој размери, проузрокујући оне сада измерене концентрације водоника и хелијума и барем дела литијума у међузвезданом простору. Након можда 300 000 година, температура ове ватрене лопте широке колико и свемир пала је на нешто нижу него што је температура Сунца, дозвољавајући електронима да се сместе у орбите око атома и отпуштајући блесак фотона, то јест светлости. Тај примордијални блесак, иако се у великој мери охладио, данас се може измерити као позадинска радијација свемира на микроталасним фреквенцијама које одговарају „температури“ од 2,7 Келвина.a У ствари, откривање ове позадинске радијације 1964-65. било је оно што је већину научника убедило да у теорији великог праска има нечег. Ова теорија такође тврди да објашњава због чега изгледа да се свемир шири у свим правцима, и да удаљене галаксије великим брзинама очито беже од нас и једна од друге.

Пошто изгледа да теорија великог праска објашњава толико тога, зашто сумњати у њу? Због тога што такође постоји толико тога што она не објашњава. Да то илуструјемо: древни астроном Птолемеј је имао једну теорију да Сунце и планете иду око Земље у великим круговима, и истовремено праве мале кругове, зване епициклуси. Изгледало је да теорија објашњава кретање планета. Како су астрономи сакупљали више података, птолемејски космолози су вековима могли додавати додатне епициклусе на њихове друге епициклусе и „објаснити“ те нове податке. Али то није значило да је та теорија тачна. Коначно је било и сувише пуно података за објашњавање, и друге теорије, попут Коперникове идеје да Земља кружи око Сунца, објасниле су ствари боље и једноставније. Данас је тешко пронаћи неког птолемејовског астронома!

Професор Фред Хојл је напоре птолемејовских космолога да своју онемоћалу теорију суочену с новим открићима закрпе упоредио с данашњим напорима верника великог праска да своју теорију одрже на површини. У својој књизи The Intelligent Universe он је написао: „Главни напори истраживача били су забашуривање контрадикција у теорији великог праска да би се изградила идеја која је постала још сложенија и гломазнија.“ Након што је указао на Птолемејово узалудно коришћење епициклуса како би спасао своју теорију, Хојл је наставио: „Мало се устручавам да кажем да као последица тога над теоријом великог праска сада виси болеснички покров. Као што сам раније поменуо, кад се след чињеница ушанчи насупрот некој теорији, искуство показује да се она ретко опорави“ (страна 186).

Часопис New Scientist, од 22/29. децембра 1990, поновио је сличне мисли: „Птолемејовски метод се издашно примењује на ... космолошки модел великог праска.“ Он затим пита: „Како можемо остварити прави напредак у физици честице и космологији? ... Морамо бити поштенији и отворенији у погледу чисто спекулативне природе неких од наших најнегованијих претпоставки.“ Сада навиру нова опажања.

Питања на која велики прасак не одговара

Велики изазов за велики прасак потекао је од посматрача који користе поправљену оптику Хабловог свемирског телескопа да би измерили удаљености од других галаксија. Ти нови подаци разгоропађују теоретичаре!

Астроном Венди Фридман и други недавно су употребили Хаблов свемирски телескоп да измере удаљеност до једне галаксије у сазвежђу Девице, и њезина мерења наводе на помисао да се свемир шири брже, и да је према томе млађи него што се раније мислило. У ствари, она „у суштини значе да космичко доба траје само осам милијарди година“, известио је часопис Scientific American баш прошлог јуна. Иако осам милијарди година звучи као врло дуго време, то је само отприлике половина садашње процене старости свемира. Ово ствара један нарочити проблем, пошто, како извештај наставља да примећује „други подаци указују да су извесне звезде старе барем 14 милијарди година“. Уколико се резултати Фридманове одрже, те старије звезде ће испасти старије од самог великог праска!

Још један проблем за велики прасак произашао је из постојано растућег доказа о „шупљинама“ у свемиру које су величине 100 милиона светлосних година, где су галаксије споља а шупљине изнутра. Маргарета Гелер, Џон Хакра, и други из Харвард-Смитсонијског центра за астрофизику открили су нешто што они називају великим зидом галаксија дужине од приближно 500 милиона светлосних година преко северног неба. Једна друга група астронома, који су постали познати као Седам самураја, пронашли су доказ једног другачијег космичког конгломерата, који су назвали Велики мамац, смештен близу јужног сазвежђа Хидре и Кентаура. Астрономи Марк Постман и Тод Лауер верују да нешто још веће мора лежати иза сазвежђа Орион, што проузрокује да стотине галаксија, укључујући и нашу, стреме у том правцу, попут балвана̂ у некој врсти „реке у простору“.

Читава ова структура је збуњујућа. Удар великог праска је био изузетно равномеран и униформан, кажу космолози на темељу позадинског зрачења које је он наводно оставио иза себе. Како би тако равномеран почетак довео до тако масивних и сложених структура? „Последња жетва зидова и мамаца појачава мистерију како се толико пуно структуре могло формирати у року од 15 милијарди година свемирског доба“, признаје Scientific American — што је проблем који само постаје већи како Фридманова и други све више смањују процењену старост космоса.

„Недостаје нам неки основни елемент“

Тродимензионалне карте Гелерове хиљада згрудваних, испреплетених и мехурастих галактичких агломерација промениле су начин на који научници описују свемир. Она се не претвара да разуме оно што види. Гравитација, сама, изгледа да није способна да јој објасни тај велики зид. „Често мислим да нам недостаје неки основни елемент у нашим покушајима да разумемо ову структуру“, признаје она.

Гелерова опширније прича о својим сумњама: „Јасно је да ми не знамо како извести велике структуре у контексту великог праска.“ Тумачења космичке структуре на темељу тренутних карти неба далеко су од дефинитивних — више личе на покушаје да се из погледа на Род Ајленд, у САД, опише читав свет. Гелерова је наставила: „Једног дана можемо открити да коцкице нисмо слагали на прави начин, а када то учинимо, то ће нам изгледати толико очигледно да ћемо се чудити како се тога нисмо много раније сетили.“

Ово води до највећег од свих питања: шта се верује да је изазвало сами велики прасак? Ништа мањи ауторитет, већ сам Андреј Линде, један од стваралаца ове врло популарне верзије теорије великог праска, верзије са ширењем, искрено признаје да стандардна теорија не усредсређује пажњу на та основна питања. „Први, и главни проблем јесте само̂ постојање великог праска“, каже он. „Човек се може питати: шта је било пре тога? Ако простор-време тада није постојао, како се онда све могло појавити ни из чега? ... Објашњавање овог првог сингуларитета — где је и када све почело — још увек остаје најнеукротивији проблем савремене космологије.“

Један чланак из часописа Discover недавно је закључио да „ниједан разуман космолог неће тврдити да је велики прасак коначна теорија“.

Изађимо сада напоље и промислимо о лепоти и тајанствености тог звезданог свода.

[Фуснота]

[Оквир на 5. страни]

СВЕТЛОСНА ГОДИНА — КОСМИЧКИ АРШИН

Свемир је толико велик да ако бисмо га мерили миљама или километрима то би било као да микрометром меримо раздаљину између Лондона и Токија. Погоднија јединица мере је светлосна година, раздаљина коју светлост пређе за годину дана, или приближно 9 460 000 000 000 километара. Како је светлост нешто најбрже у свемиру и потребно јој је само 1,3 секунде да би отишла до Месеца а око 8 минута до Сунца, светлосна година заиста изгледа истински огромна!