Kako je svemir mogao nastati ni iz čega?

Ništa nije besplatno, kaže nam narodna mudrost, međutim, na prvi pogled čini se da ova tvrdnja ne stoji kada govorimo u kozmičkim razmjerima.

Svemir | Misteriozne teme | 01.02.2018

Ništa nije besplatno, kaže nam narodna mudrost, međutim, na prvi pogled čini se da ova tvrdnja ne stoji kada govorimo u kozmičkim razmjerima.

Naime, mnogi fizičari danas smatraju da je svemir nastao ni iz čega, u velikom prasku, što pak znači da se ništa na neki način pretvorilo u nešto. Kako je to moguće? Zanimljiv i popularan odgovor na ovo pitanje daje video film objavljen u New Scientistu (pogledajte dolje).

Poznati svemir ima promjer od oko 93 milijarde svjetlosnih godina. Ispunjen je materijom mase od oko 10 na 54 kg (broj u kojem iza jedinice na početku slijede 54 nule). Ipak, fizičari smatraju da je nastao iz ništavila u velikom prasku prije nekih 14 milijardi godina. Kako se to dogodilo, vjerojatno je jedno od temeljnih pitanja znanosti. Dakle, kako ni iz čega može nastati nešto?

Sve počinje entropijom koja je zapravo samo znanstveni naziv za nered. Ništa nije toliko bez reda kao ništavilo. Ništa možete miješati, mućkati i razmještati i opet ćete dobiti ništa. S druge strane, nešto je uvijek uređeno. Ne možete izokrenuti atom, a da ipak ostane atom. Dakle, ništa ima veću entropiju od nečega, a ukupna entropija se nikada ne smanjuje. Iz toga proizlazi da se ništa nikada ne može pretvoriti u nešto. Međutim, čini se da u ovoj ideji postoji kvaka. Naime, jedan oblik Heisenbergova principa neodređenosti kaže da sustav nikada ne može imati energiju koja je točno jednaka nuli. A budući da su energija i masa ekvivalentne, ništavilo nikada nije tako prazno kako se nama može činiti.

Kada bismo iz svemira na neki način uklonili svu materiju, u njemu bi čestice i dalje nastajale ni iz čega i nestajale zahvaljujući temeljnoj nasumičnosti kvantne mehanike. No kako iz nasumično stvorenih čestica razbacanih unaokolo nastaje cijeli svemir koji potom traje milijardama godina?

Drugi dio principa neodređenosti kaže da fizikalna tijela mogu zamijeniti energiju s vremenom i obratno. Primjerice, ni iz čega može nastati nešto s velikom energijom, no u tom će slučaju trajati vrlo kratko. S druge strane, nešto može trajati vrlo dugo, ali s malom energijom. Fizičari tvrde da je ukupna energija svemira gotovo jednaka nuli. Kako to? Zbog gravitacije! Gravitacija je jedina sila koja uvijek samo privlači, a to pak znači da je ona negativna energija koja se poništava s energijom širenja svemira. Ova činjenica da je ukupna energija svemira vrlo blizu nule omogućuje mu da opstane jako dugo.

No to još uvijek ne objašnjava kako je neki maleni proizvod kvantne mehanike postao toliko velik. Za to nam je potrebna tzv. inflacija koja je prema kozmolozima izazvala ekspanziju ranog svemira. Promatranja udaljenih galaksija i pozadinskog mikrovalnog zračenja (svojevrsne jeke velikog praska) potvrđuju da se inflacija uistinu dogodila, međutim, što ju je izazvalo još uvijek nije jasno.

Na kraju krajeva, bez obzira na to kako je svemir postao tako velik kakav jest, iz zakona fizike proizlazi da se sva njegova energija i materija svode na nulu. Drugim riječima, svemir je u cjelini samo neobična forma ništavila. Iz te perspektive, pitanje kako smo ni iz čega dobili nešto zapravo više i nema smisla. Nešto i ništa u suštini mogu biti jedno te isto, prenosi tportal.