Теорија Великог праска представља најбоље покушаје космолога да реконструишу причу о универзуму у 14 милијарди година на основу клизача постојања који је данас видљив.
Различити људи користе термин "Велики прасак" на различите начине. Генерално, илуструје лук посматраног свемира док се прорјеђивао и хладио из првобитно густог, врућег стања. Овај се опис своди на идеју да се космос шири, широки принцип аналоган опстанку најбољих који су у биологији и који мало ко сматра дискутабилним.
Тачније, Велики прасак може да се односи и на рођење самог посматраног универзума - тренутка када се нешто променило, убрзавајући догађаје који су довели до данашњег дана. Козмолози се деценијама препиру око детаља те делића секунде, а расправа се наставља и данас.
Класична теорија великог праска
У већем делу људске историје посматрачи неба су сматрали да је вечна и непроменљива. Едвин Хуббле нанио је овој причи експериментални ударац 1920-их, када су његова запажања показала и како постоје галаксије изван Млијечног пута, и да им се свјетлост појавила раширено - знак да су појурили са Земље.
Георге Лемаитре, савремени белгијски физичар, протумачио је податке из Хубблеа и других као доказ о растућем универзуму, могућност коју су дозволиле Еинстеинове недавно објављене теренске једначине опште релативности. Размишљајући уназад, Лемаитре је закључио да су данашње раздвајајуће галаксије морале започети заједно у ономе што је назвао "првобитним атомом".
Прва јавна употреба модерног термина за Лемаитреову идеју заправо је потекла од критичара - енглеског астронома Фреда Хоила. 28. марта 1949. Хоиле је сковао фразу током одбране своје омиљене теорије о вечном универзуму која је створила материју да би поништила разблажење ширења. Хојл је рекао да је идеја да је "сва материја универзума створена у једном великом праску у одређено време у далекој прошлости" била ирационална. У каснијим интервјуима Хоиле је негирао да је намјерно измислио клеветничко име, али манекенка се заглавила, много на фрустрацију неких.
"Велики прасак је заиста лош појам", рекао је Паул Стеинхардт, космолог из Принцетона. "Велики део би ухватио праву идеју." Ментална слика експлозије изазива свакојаку конфузију, према Стеинхардту. Она подразумева средишњу тачку, границу која се шири и сцену где лагани шрапнел лети брже од тежих комада. Али свемир који се шири, не изгледа баш тако, рекао је. Нема центра, нема ивица, а галаксије велике и мале све се раздвајају на исти начин (мада се удаљеније галаксије брже одмичу под космолошки недавним утицајем мрачне енергије).
Без обзира на његово име, теорија Великог праска нашла је широко прихватање због њене неуспоредиве способности да објасни шта видимо. Равнотежа светлости са честицама попут протона и неутрона, на пример, током прва 3 минута омогућава да се рани елементи формирају брзином која предвиђа тренутне количине хелијума и других атома светлости.
„Било је малог прозора у коме је било могуће да се језгре формирају“, рекао је Гленнис Фаррар, космолог са Универзитета у Њујорку. "После тога, свемир се непрестано ширио и нису се могли наћи, и пре него што је било превруће."
Облачна плазма напунила је свемир наредних 378.000 година, док је даље хлађење пуштало електроне и протоне да формирају неутралне атоме водоника и магла се уклонила. Светлост која се емитује током овог процеса, а која се од тада проширила у микроталасе, најранији су познати истраживачи објеката који могу директно да проучавају. Познато као зрачење космичке микроталасне позадине (ЦМБ), многи истраживачи сматрају га најјачим доказом Великог праска.
Експлозивна надоградња
Али како су космолози гурнули даље у прве тренутке свемира, прича се разоткрила. Једнаџбе опште релативности сугерисале су почетну мрљу неограничене топлоте и густине - сингуларност. Осим што нема пуно физичког смисла, јединствено порекло није одговарало глатком, равном ЦМБ-у. Флуктуације у величанственој температури и густини пега произвеле би плохе неба са различитим својствима, али температура ЦМБ-а варира само за делић степени. Закривљеност простора-времена такође изгледа прилично изравнано, што подразумева почетно готово савршену равнотежу материје и закривљености које већина космолога сматра немогућим.
Алан Гутх је 1980-их предложио нову слику прве деонице секунде, сугеришући да је свемир своје најстарије тренутке провео експоненцијално брже него данас. У неком тренутку се тај процес зауставио, а стављање кочница створило је густ и врућ (али не бескрајно тако) неред честица који заузима место сингуларности. "Ја у свом уму то сматрам великим праском, када се свемир загријао", рекао је Фаррар.
Теорија инфлације, како се назива, сада има мноштво конкурентских модела. Иако нико није знао много о томе због чега се свемир тако брзо проширио, теорија је постала популарна због његове способности да објасни наизглед невероватни безоблични ЦМБ: Инфлација је сачувала мале флуктуације (које су се развиле у данашње кластере галаксије), док је уједначила главне. "То је врло слатка прича", рекао је Стеинхардт, који је помогао у развоју теорије. "То је оно што кажемо нашој деци."
Изван инфлације
Недавно истраживање увело је две боре у космички наратив теорије инфлације. Рад Стеинхардта и других сугерише да би се инфлација зауставила у неким регионима (као што је наш посматрани универзум), али наставила би се у другима, стварајући низ засебних територија са "сваким замисливим скупом космолошких својстава", како то каже Стеинхардт. Многи физичари сматрају да је ова „мултиверзална“ слика бесрамна, јер даје бесконачан број несагледљивих предвиђања.
На експерименталном фронту, космолози очекују да би инфлација требала да произведе гравитационе таласе који се протежу у галаксији у ЦМБ-у баш као што ствара незнатне разлике у температури и густини. Тренутни експерименти би требало да буду довољно осетљиви да би их пронашли, али исконске расподјеле простора и времена се нису појавиле (упркос једном лажном аларму у 2014.).
Многи истраживачи очекују прецизнија мерења ЦМБ-а која би могла убити или потврдити многе моделе инфлације који и даље стоје. Други физичари, међутим, глаткоћу космоса уопште не виде као проблем - почео је једноличан и нема потребе за објашњењем.
Док експерименталисти теже новим нивоима прецизности, неки су се теоретичари окренули инфлацији како би покушали да пронађу друге начине како уништити свемир. Стеинхардт, на пример, ради на моделу „великог одскока“, који покретачки сат гура још више, на ранији период контракције који је омекшао простор-време и поставио позорницу за експлозивно ширење. Нада се да ће пре дуготрајни нови потписи, поред проблема попут недостатка исконских гравитационих таласа, космологе смислити са новом причом о стварању. "Постоје ли неке друге видљиве функције које треба потражити?" Стеинхардт је рекао: "Питајте ме поново за неколико година и надам се да ћу добити одговор."
Додатни ресурси:
