Deset fantastičnih teorija o Svemiru
Zašto je svemir takav kakav jest? Tijekom godina, znanstvenici su istraživali mnoge ideje kako bi objasnili naš Svemir i njegovu budućnost. Ovdje su neke od najčudnijih ideja, od scenarija kozmologije brane koji uključuje svemir koji pluta u prostoru veće dimenzije, do "Big Splata" koji opisuje takvu strunu koja se sudara s drugom u potpuno novi svemir.
1. Kozmologija brane
Jedan aspekt svemira koji uzimamo zdravo za gotovo jest da je trodimenzionalan - postoje tri okomita smjera u kojima se možete kretati. Neke teorije, međutim, sugeriraju drugu prostornu dimenziju koju ne možemo izravno opaziti, u drugom okomitom smjeru. Ovaj prostor veće dimenzije naziva se "masa", dok je naš svemir trodimenzionalna membrana ili "brana" koja pluta unutar mase.
Koliko god zvučalo komplicirano, slika svijeta brane rješava nekoliko problema u fizici. Na primjer, teoretski fizičari Lisa Randall sa Sveučilišta Harvard i Raman Sundrum sa Sveučilišta Maryland predložili su verziju svijeta brane ili Braneworld koja objašnjava asimetriju u subatomskim silama sugerirajući postojanje drugih brana paralelnih s našom. No, nije dovoljno da teorija objasni činjenice koje već znamo - mora donijeti nova predviđanja koja se mogu testirati eksperimentalno.
2. The Big Splat
U dalekoj budućnosti, galaksije će se na kraju udaljiti toliko daleko da svjetlost iz jedne nikada neće moći doprijeti do druge. Zapravo, kako zvijezde stare i umiru, doći će vrijeme kada više neće biti svjetla - niti topline. Svemir će biti mračna, hladna, prazna praznina. Zvuči kao kraj svega, ali prema jednoj teoriji, to je zapravo početak sljedećeg svemira u beskonačno ponavljajućem ciklusu. Sjećate li se teorije braneworlda? To se događa kada se jedna hladna, prazna brana sudari s drugom - što će, s obzirom na dovoljno vremena, na kraju i uspjeti. Kozmolozi Neil Turok i Paul Steinhardt vjeruju da bi takav sudar generirao dovoljno energije za stvaranje potpuno novog svemira. To zovu "ekpirotičkom teorijom", iako ju je fizičar Michio Kaku evokativno nazvao "Big Splat".
3. Kosmos ispunjen plazmom
Veliki prasak ostaje omiljena teorija mnogih znanstvenika, podržana s dva ključna opažanja - širenjem svemira i kozmičkom mikrovalnom pozadinom (CMB). Odmah nakon Velikog praska, svemir je bio mnogo manji i topliji, ispunjen užarenom plazmom poput sunca. Još uvijek vidimo kraj ove super-vruće faze u obliku mora zračenja koje ispunjava cijeli prostor. Širenje svemira kroz milijarde godina rashladilo je zračenje na minus 270 stupnjeva Celzijusa, ali ga je i dalje moguće detektirati radioteleskopima.
CMB izgleda gotovo isto u svakom smjeru, što se ne može objasniti ako se svemir uvijek širio svojom trenutnom brzinom. Mnogi znanstvenici vjeruju da je prošao kratko razdoblje iznimno brze "inflacije" dio sekunde nakon Velikog praska te se iznenada povećao.
4. Holografski svemir
Zamislite sigurnosni hologram. Ovo je u osnovi dvodimenzionalni objekt koji kodira punu trodimenzionalnu sliku. Prema ovoj teoriji, cijeli trodimenzionalni svemir može biti "kodiran" na svojoj dvodimenzionalnoj granici. Možda ne zvuči tako uzbudljivo kao život unutar simulacije, ali ima prednost što je to znanstveno provjerljiva teorija - istraživanje 2017. godine sa Sveučilišta Southampton u Velikoj Britaniji pokazalo je da je u skladu s uočenim obrascem fluktuacija CMB-a.
5. Stacionarno stanje svemira
Veliki prasak je naša najbolja pretpostavka o tome kako je svemir nastao, prema NASA-i. U prošlosti je bio gušći, a u budućnosti će postati manje gust. Nisu svi znanstvenici bili zadovoljni time, pa su smislili način da gustoća ostane konstantna, čak i u svemiru koji se širi. To razlučivanje uključuje kontinuirano stvaranje tvari brzinom od oko tri atoma vodika po kubičnom metru na milijun godina. Ovaj model je pao u obzir otkrićem CMB-a, što model ne može lako objasniti.
6. Multiverzum
U konvencionalnom pogledu na Veliki prasak, kako bi se objasnila jednolikost CMB-a, potrebno je postulirati rani skok superbrze ekspanzije poznate kao inflacija. Neki znanstvenici misle da je, kad je naš svemir ispao iz ove inflatorne faze, bio samo jedan mali mjehurić u ogromnom prostoru. U ovoj teoriji, nazvanoj "vječna inflacija", koju je predložio Paul Steinhardt, drugi mjehurići svemira stalno se pojavljuju u drugim dijelovima inflacijskog mora, a cijeli ansambl čini "multiverzum".
Teorija postaje još čudnija, jer nema razloga da drugi svemiri imaju iste zakone fizike kao i naš - neki bi mogli imati jaču gravitaciju ili drugačiju brzinu svjetlosti. Iako druge svemire ne možemo promatrati izravno, jedan od njih mogao bi se vjerojatno sudariti s našim.
7. Pogrešno smo shvatili gravitaciju
Teorije svemira ovise o točnom razumijevanju gravitacije - jedine sile u fizici koja utječe na materiju na vrlo velikim mjerilima. No, sama gravitacija ne može objasniti određena astronomska opažanja. Ako mjerimo brzinu zvijezda na rubu galaksije, one se kreću prebrzo da bi ostale u orbiti ako ih jedino sputava gravitacijsko povlačenje vidljive galaksije. Slično, čini se da se jata galaksija drže zajedno jačom silom nego što se može objasniti gravitacijom vidljive tvari.
Postoje dva moguća rješenja. Standardni - za koji se zalaže većina znanstvenika - jest da svemir sadrži neviđenu tamnu tvar, koja pruža gravitaciju koja nedostaje. Maverick alternativa je ta da je naša teorija gravitacije pogrešna i da ju treba zamijeniti nečim što se zove Modified Newtonian Dynamics (MOND). Dvije mogućnosti - MOND i tamna materija - podjednako su konzistentne s opažanjima, ali ih tek treba dokazati.
8. Superfluidno prostor-vrijeme
Čak i ako prostor ima samo tri dimenzije, još uvijek postoji četvrta dimenzija u obliku vremena, tako da možemo vizualizirati svemir koji postoji u četverodimenzionalnom prostoru-vremenu. Prema nekim teorijama, poput one koju su predložili Stefano Liberati s International School for Advanced Studiesi Luca Maccione sa Sveučilišta Ludwig Maximilian, ovo nije samo apstraktni referentni okvir koji sadrži fizičke objekte poput zvijezda i galaksija, već fizička tvar sama po sebi, analogna oceanu. Baš kao što se voda sastoji od bezbroj molekula, prostor-vrijeme, prema ovoj teoriji, sastoji se od mikroskopskih čestica na dubljoj razini stvarnosti koju naši instrumenti mogu doseći.
Teorija vizualizira prostor-vrijeme kao supertekućinu koja ima nultu viskoznost. Neobično svojstvo takvih tekućina je da se ne mogu natjerati da se rotiraju na veliko, kao što to čini obična tekućina kad je promiješate. Oni se raspadaju u male vrtloge koji u slučaju superfluidnog prostor-vremena mogu biti sjeme iz kojeg nastaju galaksije.
9. Teorija simulacije
Do sada su sve teorije dolazile od znanstvenika - ali evo jedne od filozofa. Ako sve informacije o svemiru dolaze u naš mozak putem naših osjetila i znanstvenih instrumenata, tko može reći da nisu sve pametno osmišljene iluzije? Cijeli svemir možda nije ništa drugo do ultra-sofisticirana računalna simulacija. To je ideja koju su popularizirali filmovi "Matrix", ali koliko god ideja zvučala neobično, neki filozofi to shvaćaju ozbiljno. Međutim, ne uspijeva ispitati istinsku znanstvenu teoriju, jer nema šanse da se dokaže kao istinita ili lažna.
10. Kozmičko ego-putovanje
Zakoni fizike uključuju pregršt osnovnih konstanti koje određuju snagu gravitacije, elektromagnetizam i subatomske sile. Koliko znamo, ti bi brojevi mogli imati bilo kakvu moguću vrijednost - ali ako bi se čak i malo udaljili od vrijednosti koje zapravo imaju, svemir bi bio jedno sasvim drugo mjesto. Ono što je za nas najvažnije, život kakav poznajemo - uključujući, naravno, i nas same - ne bi mogao postojati. Neki ljudi to vide kao dokaz da je svemir svjesno osmišljen kako bi se razvio život sličan čovjeku - takozvana antropijska teorija usmjerena na sebe, koju je predložio Nick Bostrom u svojoj knjizi "Antropična pristranost".
Izvor: Live Science