Vedci sa pokúšajú pochopiť, čo je povahou vesmíru, ako vznikol a čo ho čaká v budúcnosti. Potom vedci niekedy konštruujú neobvyklé hypotézy a modely, napríklad teóriu veľkého odrazu.
Vesmír sa začal výbuchom, odrazom alebo niečím iným? Otázka nášho pôvodu je jedným z najotrasnejších problémov fyziky, obsahuje iba niekoľko odpovedí a veľa špekulácií. Najpopulárnejšou a všeobecne akceptovanou teóriou súčasnosti je kozmická inflácia, podľa ktorej v priebehu niekoľkých zlomkov sekundy po Veľkom tresku prešiel celý časopriestor obdobiu neuveriteľne rýchlej expanzie. Existujú však aj iné konkurenčné nápady. Napríklad podľa cyklického modelu vesmíru nášmu časopriestoru predchádzal iný, ktorý prežil obdobie veľkej kompresie a potom opäť explodoval - môžeme ho pozorovať dnes. Z cyklického vzoru navyše vyplýva teória veľkého odrazu.
Inflačný model má veľa fanúšikov, pretože rýchla expanzia, ktorú predpokladá, vysvetľuje mnoho vlastností vesmíru, napríklad to, prečo sa javí ako relatívne plochý (skôr ako zakrivený, keď sa hovorí o veľkých mierkach) a jednotný vo všetkých smeroch (všade vo vesmíre, vo všetkých smery hmoty sú približne rovnaké). Obidve podmienky sa vyvinú, keď sa vesmírne oblasti, ktoré sú od seba vzdialené, spočiatku nachádzali veľmi blízko. Zdá sa však, že najnovšie verzie teórie naznačujú - alebo dokonca požadujú -, aby inflácia vytvorila nielen náš vesmír, ale nekonečnú krajinu vesmírov, na ktorej sa sformovali všetky možné typy vesmírov so všetkými súbormi fyzikálnych zákonov a vlastností. Niektorým vedcom sa tento predpoklad páči,pretože to môže vysvetliť existenciu nášho Vesmíru so zdanlivo náhodnými, ale ideálne upravenými podmienkami pre existenciu života. Ak na takejto krajine existujú všetky predstaviteľné a nepredstaviteľné typy priestoru, potom niet divu, že je medzi nimi aj ten náš. Iní fyzici zároveň považujú myšlienku multivesmíru za odpudivú, čiastočne preto, že ak nejaká teória predpovedá výskyt všetkých možných udalostí, nebude jedinečne predpovedať náš vesmír.ak teória predpovedá výskyt všetkých možných udalostí, nebude jedinečne predpovedať náš vesmír.ak teória predpovedá výskyt všetkých možných udalostí, nebude jedinečne predpovedať náš vesmír.
Teórie veľkého odrazu tiež predpovedajú plochý a rovnomerne vyplnený priestor kvôli vyhladzovacím účinkom, ktoré môžu nastať pri jeho kontrakcii. Kameňom úrazu myšlienky odrazu sa však dlho považoval prechod od kontrakcie k expanzii, čo si vyžaduje nenávidenú myšlienku „singularity“- času, keď bol vesmír bodom nekonečnej hustoty - čo mnohí považujú za matematicky bezvýznamný predpoklad naznačujúci, že vlak teórie vystúpil koľajnice. V poslednej dobe fyzici začali tvrdiť, že našli odrazové rovnice, ktoré neobsahujú singularity. V roku 2016 Neil Turok a Steffen Giehlen zverejnili svoje výpočty v Physical Review Letters. Potom Turok okomentoval túto prácu takto:
"Zistili sme, že dokážeme presne opísať kvantový vývoj vesmíru, a zistili sme, že vesmír plynulo prechádza singularitou na druhú stranu." Dúfali sme v to, ale predtým sme také výsledky nedosiahli “.
Big Bounce Animation / Quanta Magazine.
Mnohí teda považujú rok 2016 za zrod Veľkého odskočenia, hoci samotný koncept pochádza z diel takých vedcov, ako sú napríklad Willem de Sitter a Georgy Gamow. Prelom vo vývoji teórie priniesli dve techniky, ktoré používali Turok a Ghilen. Prvým bolo použitie stále neúplnej teórie kvantovej kozmológie - zmes kvantovej mechaniky a všeobecnej relativity - namiesto toho, aby sme opísali vesmír klasickou všeobecnou teóriou. Druhá technika naznačovala, že keď bol vesmír veľmi mladý, hmota sa chovala ako svetlo - v tom zmysle, že fyzikálne zákony, ktoré ho popisujú, boli nezávislé od rozsahu. Napríklad svetlo pôsobí rovnako bez ohľadu na svoju vlnovú dĺžku. Fyzika hmoty sa však zvyčajne líši v závislosti od daných mierok. Podľa moderných modelovAsi prvých 50 tisíc rokov bol vesmír naplnený žiarením a dnes vo vesmíre sa všade pozoruje len málo obyčajnej hmoty. Posledné modely Veľkého odrazeného vesmíru naznačujú, že bol v počiatočných fázach bezrozmerný.
Turok a Ghilen zistili, že zmenšujúci sa vesmír by sa za takýchto podmienok nikdy nedostal do stavu skutočnej singularity. V skutočnosti „tuneluje“týmto bodom, „preskakuje“zo stavu pred ním do stavu po ňom. Aj keď sa to spočiatku môže javiť ako vychytávka, v kvantovej mechanike (kvantové tunelovanie) je to osvedčený jav. Pretože častice neexistujú v absolútnych stavoch, sú to skôr oblaky pravdepodobnosti, existuje malá, ale skutočná možnosť, že „tunelovajú“cez fyzické prekážky, aby sa dostali na neprístupné miesta. Je to ako prechádzať sa cez steny, iba na mikroskopickej úrovni. Turk poznamenáva, že nepresnosti v priestore, čase a hmote naznačujú, že nie je možné presne povedať, kde sa vesmír v konkrétnom okamihu nachádza,čo mu umožňuje prejsť singularitou.
Propagačné video:
V roku 2016 však Paul Steinhardt a Anna Ijas pracovali na inom spôsobe, ako matematicky demonštrovať možnosť odrazu. Do modelu vesmíru vniesli špeciálny druh poľa, v ktorom môže kompresia ísť do expanzie skôr, ako bude vesmír dostatočne malý na to, aby prešiel do stavu singularity. Pri výskume použili klasickú teóriu všeobecnej relativity. Inými slovami, touto prácou ukázali, že odraz je možný nielen z hľadiska kvantovej mechaniky, ale aj z pohľadu teórie relativity.
Rovnako ako ďalšie hypotézy o vzniku a vývoji vesmíru sa aj teória Veľkého odrazu snaží odhaliť, prečo je vesmír presne taký, aký ho pozorujeme. Modely postavené fyzikmi predstavujú iba idealizované, absolútne plynulé vesmíry, v ktorých nedochádza k malým výkyvom hustoty, ktoré vedú k vzniku hviezd, galaxií a skutočného vesmíru. Vedci teda ešte musia vyvinúť modely Big Bounce pre zložitejšie systémy.
Ak si vesmír už raz „odskočil“, potom vyvstáva logická otázka: stane sa to znova? Nech je to akokoľvek, nie všetky teórie odrazu predpokladajú, že cyklus kontrakcií a expanzií bude nekonečný, ako tvrdí cyklický model vesmíru. Napríklad, aj keď náš vesmír prešiel takýmto odrazom, ešte neexistuje náznak toho, že ide na ďalšiu kompresiu. Pozorovania navyše ukazujú, že temná energia čoraz viac tiahne priestor a odnáša galaxie, ktoré nie sú navzájom gravitačne spojené, ďalej a ďalej od seba. Veda nemá jednoznačnú odpoveď na otázku, čo nás čaká v budúcnosti. Priamo to však súvisí s tým, ako sa to všetko začalo.
Vladimír Guillen