Opomba urednika: Članek 'Vesolje bi lahko bilo 250-krat večje od tistega, kar je opazno' je sprožilo veliko razpravo med našimi bralci, pri čemer je več predlagalo, da bi UT moral imeti serijo člankov o kozmologiji - Cosmology 101, če hočete. Naša najnovejša pisateljica, Vanessa D’Amico, ki je napisala prej omenjeni članek, danes začenja serijo Cosmology 101, ki se začne na samem začetku.
Kako se je vesolje začelo? To je eno najbolj perečih vprašanj v kozmologiji in verjetno bo še nekaj časa. Tukaj bom začel z razlago, kaj znanstveniki mislijo, da vedo o prvih formativnih sekundah življenja vesolja. Več kot verjetno je, da zgodba ni čisto takšna, kot si morda mislite.
Na začetku je bilo ... no, res ne vemo. Ena izmed najbolj razširjenih napačnih predstav v kozmologiji je, da se je vesolje začelo kot izjemno majhna, nepojmljivo gosta zbirka materiala, ki je nenadoma eksplodirala in povzročila vesolje, kot ga poznamo. S to idejo so številne težave, nenazadnje tudi domneva, ki je implicitna v dogodku, imenovanem veliki 'pok'. V resnici ni nič 'počelo'. Pojem eksplozije spominja na naraščajočo plimo materiala, ki postopoma zapolnjuje prostor okoli sebe; ko pa se je rodilo naše vesolje, ni bilo prostora. Tudi časa ni bilo. Vakuma ni bilo. Bilo je dobesednonič.
Potem se je rodilo vesolje. Izjemno visoke energije v prvih 10-43sekunde njegovega življenja znanstvenikom zelo težko ugotovijo kaj dokončnega o izvoru kozmosa. Seveda, če imajo kozmologi prav glede tega, kar verjamejo, da se je lahko zgodilo naslednje, to ni veliko pomembno. Po teoriji inflacije je okoli 10-36sekunde je vesolje doživelo obdobje eksponentne širitve. V nekaj tisočinkah sekunde se je prostor napihnil za faktor 1078, ki je hitro ločil nekoč sosednja območja z nedoumljivimi razdaljami in razstrelil drobna kvantna nihanja v tkivu prostor-časa.
Inflacija je privlačna teorija iz več razlogov. Najprej pojasnjuje, zakaj opažamo, da je vesolje homogeno in izotropno v velikem obsegu – torej je videti enako v vseh smereh in za vse opazovalce. Pojasnjuje tudi, zakaj se vesolje vizualno zdi ravno in ne ukrivljeno. Brez inflacije ravno vesolje zahteva izjemno natančno nastavljen niz začetnih pogojev; vendar inflacija to fino uravnavanje spremeni v trik obsega. Znana analogija: zdi se, da so tla pod našimi nogami ravna (čeprav vemo, da živimo na sferičnem planetu), ker smo ljudje toliko manjši od Zemlje. Prav tako je napihnjeno vesolje tako ogromno v primerjavi z našim lokalnim vidnim poljem, da se zdi, da je prostorsko ravno.
Kot pravi teorija, se je konec inflacije umaknil vesolju, ki je bilo nekoliko bolj podobno tistemu, ki ga opazujemo danes. Energija vakuma, ki je poganjala inflacijo, se je nenadoma spremenila v drugo vrsto energije – takšno, ki bi lahko ustvarila elementarne delce. Na tej točki (samo 10-32sekund po rojstvu vesolja) je bila temperatura okolja še vedno prevroča, da bi iz teh delcev zgradili atome ali molekule; a ko so sekunde tekle, se je prostor razširil in ohladil do točke, ko bi se kvarki lahko združili in tvorili protone in nevtrone. Visokoenergetski fotoni so se še naprej vrteli naokoli, nenehno udarjali in vznemirjali nabite protone in elektrone.
Kaj se je potem zgodilo? Kako je ta kaotična juha snovi in sevanja postala ogromna prostranost organizirane strukture, ki jo vidimo danes? Kaj se bo zgodilo z vesoljem v prihodnosti? In kako vemo, da se je zgodba tako razpletla? Prepričajte se, da si oglejte naslednjih nekaj obrokov Cosmology 101 za odgovore na ta vprašanja in še več!