Tekst koji sledi je skromni pokušaj da jednostavnim rečnikom pokušam da odgovorim na pitanje šta se desilo onog trenutka kada je nastao naš kosmos u jednom gotovo nezamislivom trenutku, koji danas nazivamo Veliki prasak ili Big Bang.
Kada govorimo o događaju poznatom kao inflacija, a do kojeg je došlo u jednom gotovo nezamislivom malom deliću sekunde neposredno nakon Velikog praska, klasične jedinice brzine prestaju da imaju bilo kakav smisao. Brojevi su toliko ekstremni da ljudska intuicija, poimanje i mozak jednostavno nemaju za šta da se uhvate. Zato se jedino kroz slikovite analogije može makar naslutiti razmera tog događaja.
Zamislimo zato jedan proton, jezgro atoma vodonika, nešto gotovo nestvarno malo. Tokom inflacije, za manje od jednog trilionitog dela sekunde (broj koji se sastoji od 18 nula), prostor se proširio toliko da bi ta subatomska veličina postala razmera čitave galaksije poput našeg Mlečnog puta! To nije bilo samo brzo širenje, to je bio događaj koji ruši naše svakodnevne predstave o prostoru i vremenu.
Iako nas Ajnštajn uči da se ništa ne može kretati kroz prostor brže od svetlosti, ne postoji zakon koji zabranjuje samom prostoru da se širi brže. Tokom inflacije, dve tačke koje su nekada bile susedne udaljavale su se brzinom mnogo redova veličine većom od brzine svetlosti. To bi slikovito bilo kao da se prostor u kojem sedimo odjednom rastegne tolikom brzinom da naši sagovornici nestanu iz vidokruga pre nego što svetlost sa njihovih lica uopšte stigne do nas.
Ako bismo inflaciju uporedili sa balonom, slika postaje još dramatičnija. Ako zamislimo jedan balon veličine DNK molekula, u svega 10⁻³² sekunde, on bi postao veći od celog vidljivog svemira koji danas poznajemo. Ta suluda brzina imala je ključnu posledicu: „ispravila“ je svemir. Poput površine ogromnog balona koja nam izgleda ravno jer je toliko velika, i naš svemir danas deluje geometrijski ravan i gotovo uniforman u svim pravcima.
I ovde dolazimo do sledeće neverovatne činjenice: da je inflacija trajala samo nekoliko trenutaka duže, materija nikada ne bi stigla da se poveže. Ne bi bilo ni zvezda ni planeta, već samo hladna, beskrajna praznina.
Hajde sad da vidimo zašto je uopšte došlo do Velikog praska? Nauka na ovo pitanje još uvek nema konačan odgovor, ali nudi ozbiljne teorijske okvire zasnovane na kvantnoj fizici. Umesto eksplozije u praznom prostoru, kako se ovaj događaj laički zamišlja, zamislimo stanje ispunjeno nestabilnom energijom. U kvantnom svetu čak ni „prazan prostor“ nije zaista prazan. On je ispunjen neprestanim fluktuacijama, sitnim titrajima energije. Prema jednoj ideji, naš svemir je nastao kada je jedna takva fluktuacija postala nestabilna i počela naglo da se širi.
Ključnu ulogu u ovoj priči igra koncept takozvanog „inflaton polja“, koje je bilo u stanju lažnog vakuuma poput lopte koja stoji na samom vrhu brda, prepuna potencijalne energije, ali nestabilna. Dovoljan je bio mali kvantni pomak i lopta je krenula nizbrdo, oslobađajući ogromnu energiju koja je potisnula prostor ka spolja. U tom trenutku gravitacija se ponašala paradoksalno: negativni pritisak inflaton polja delovao je poput antigravitacije, pa se svemir umesto skupljanja počeo naglo širiti.
Čak možemo reći da ni zakon održanja energije možda nije prekršen tokom ovog događaja. Neki fizičari sugerišu da je ukupna energija svemira mogla ostati jednaka nuli, gde se pozitivna energija materije i svetlosti poništavaju negativnom energijom gravitacije. Ako je ukupni zbir zaista nula, onda Veliki prasak nije stvorio energiju ni iz čega, već je samo preraspodelio ravnotežu.
U tom kontekstu se otvara pitanje finog „podešavanja“ svemira, koje nas vraća na već rečeno: da je brzina širenja bila samo neznatno veća, gravitacija nikada ne bi uspela da sabere materiju. Atomi bi nastali, ali bi se razleteli pre nego što bi formirali zvezde i galaksije i svemir bi ostao beskrajna, maksimalno razređena supa pojedinačnih čestica. Sa druge strane, da je širenje bilo samo malo sporije, gravitacija bi ubrzo pobedila, svemir bi se zaustavio i urušio nazad u singularitet pre nego što bi ijedna zvezda zasijala. Procene govore da je ravnoteža morala biti toliko neshvatljivo precizna, do čak 60 decimalnih mesta, što je preciznost koja deluje apsolutno neverovatno.
Nama sada ostaje pitanje zašto je to baš tako „pogođeno“?
U tom smislu, postoje nekoliko dominantnih odgovora: prvi je čista slučajnost, drugi je multiverzum u kojem postoji beskonačno mnogo svemira pa smo se i mi našli u onom pogodnom za život, i treći, još uvek neotkriveni zakon fizike koji nameće takve parametre. Osim ove tri, postoji i četvrta, veoma zastupljena perspektiva, a to je ideja božjoj promisli. Mnogi u toj preciznosti vide nameru, dok drugi smatraju da je dovoljno samo objasniti mehanizam. Zanimljivo je da je sam termin „Veliki prasak“ smislio Fred Hojl koji je, paradoksalno, bio protivnik ove teorije, kao svoj podsmeh ideji koja mu je zvučala previše poput biblijskog stvaranja. Naziv Veliki prasak je ipak ostao i postao temelj moderne kosmologije.
Pri svemu ovome, mi sada ulazimo u područje gde svaka ljudska logika počinje da posustaje. Pre takozvanog Plankovog vremena, oko 10⁻⁴³ sekundi nakon početka, svi nama poznati zakoni fizike prestaju da važe. Prostor i vreme verovatno nisu postojali kao kategorije koje poznajemo. Pitanje „šta je bilo pre“ možda je zaista logički pogrešno, jer ako je vreme nastalo u Velikom prasku, onda ništa pre toga nema smisla, jednako kao pitanje šta se nalazi severno od Severnog pola.
Kako je onda iz čiste energije nastala materija? Prvi trenuci svemira bili su kvantna supa kvarkova i gluona. Temperatura je bila toliko visoka da čestice nisu mogle ostati povezane, jer bi svaki pokušaj formiranja stabilne strukture bio uništen energijom fotona. Tek kako je svemir počeo polako da se hladi, kvarkovi su uspeli da formiraju protone i neutrone. Materija i antimaterija gotovo su se potpuno poništile, ali je ostala sitna asimetrija: na svaku jednu milijardu čestica antimaterije postojala je jedna milijarda i jedna čestica materije. Taj neznatni višak postao je sve ono što danas postoji.
Nakon 380.000 godina svemir se dovoljno ohladio, na oko 2.700°C, da protoni zarobe elektrone i formiraju prve stabilne atome vodonika i helijuma. Svetlost je tada prvi put mogla slobodno da putuje, a svemir je postao „proziran“.
Nakon toga nastupilo je „mračno doba“. Postojali su samo oblaci vodonika i helijuma bez ijedne svetle tačke. Ali sitne razlike u gustini, nastale još iz kvantnih fluktuacija, omogućile su gravitaciji da počne svoje delovanje. Gušći regioni privlačili su gas, oblaci su rasli i urušavali se, sve dok nisu nastale prve zvezde, koje su tada bile ogromni titani, stotine puta masivniji od Sunca. U njihovim jezgrima, a usled ogromnih pritisaka, zapalila se nuklearna fuzija i svetlost je svetlost probila kosmički mrak („i bi svetlost“).
Te zvezde, poznate kao „Populacija III“, živele su kratko i burno. U njihovim užarenim jezgrima nastajali su teži elementi, od helijuma do gvožđa. Kada su eksplodirale kao supernove, rasule su te elemente širom svemira. Bez tih eksplozija, svemir bi ostao samo more vodonika. Ugljenik u našem DNK, gvožđe u krvi, kiseonik koji dišemo, sve to je „kovano“ u unutrašnjosti zvezda koje su davno nestale.
Od tog trenutka pa nadalje, istorija svemira postaje priča o ponovnom rađanju: nove generacije zvezda, planete, hemija života i na kraju mi - bića sposobna da razmišljaju o sopstvenom poreklu. Svaki atom našeg tela nekada je bio deo neke davne zvezde koja je morala da umre kako bismo mi danas postojali.
I na samom kraju, možda je upravo to najdublja fascinacija ove priče: činjenica da je svemir postao svestan samog sebe kroz nas. Mi smo, doslovno, organizovana i otelotvorena zvezdana prašina koja pokušava da razume prvi treptaj vremena.
Promisao ili slučajnost? Odgovor ćete, za sada, tražiti sami.
