Napomena urednika: Članak „Univerzum može biti 250 puta veći od onoga što je promatrano“ pokrenuo je veliku raspravu među našim čitateljima, a nekoliko sugeriše da bi UT trebao imati niz članaka o kozmologiji - kozmologiji 101, ako hoćete. Naša najnovija spisateljica, Vanessa D'Amico, koja je napisala spomenuti članak, danas započinje seriju Cosmology 101, počevši od samog početka.
Kako je svemir započeo svoj početak? To je jedno od najvažnijih pitanja kozmologije, a vjerojatno će se neko vrijeme nalaziti u njemu. Ovdje ću započeti s objašnjenjem onoga što znanstvenici misle da znaju o prvim formativnim sekundama života svemira. Više nego vjerojatno, priča nije baš onakva kakvu biste mogli pomisliti.
U početku je bilo ... pa, zapravo ne znamo. Jedna od najčešćih zabluda u kozmologiji je da je svemir započeo kao neizmjerno mala, nezamislivo gusta zbirka materijala koja je iznenada eksplodirala, stvarajući prostor kakav znamo. Postoje brojni problemi s ovom idejom, od svih najmanje pretpostavka koja se podrazumijeva u događaju nazvanom velikim "praskom". Uistinu, ništa nije „puklo“. S pojmom eksplozije dolazi u obzir rastuća plima materijala, koja postupno popunjava prostor oko nje; međutim, kada se rodio naš svemir, nije bilo prostora. Ni vremena nije bilo. Nije bilo vakuuma. Bilo je doslovno ništa.
Tada se svemir rodio. Izuzetno visoke energije tijekom prvih 10-43 sekunde njegova života znanstvenicima je vrlo teško odrediti bilo što zaključno o podrijetlu kozmosa. Naravno, ako su kosmolozi u pravu u vezi s tim što vjeruju da bi se moglo dogoditi sljedeće, nije puno važno. Prema teoriji inflacije, oko 10-36 sekundi, svemir je prošao razdoblje eksponencijalne ekspanzije. U nekoliko stotina sekunde prostor se napuhao za oko 1078, brzo razdvajajući nekadašnja susjedna područja nepreglednim daljinama i pušući malene kvantne fluktuacije u tkivu prostora.
Inflacija je privlačna teorija iz više razloga. Prije svega, objašnjava zašto promatramo kako je svemir homogen i izotropan na velikim mjerilima - to jest, izgleda isto u svim smjerovima i svim promatračima. Također objašnjava zašto se svemir vizualno čini ravan, a ne zakrivljen. Bez inflacije, ravan svemir zahtijeva izuzetno precizno prilagođen skup početnih uvjeta; međutim, inflacija ovo fino podešavanje pretvara u trik razmjera. Poznata analogija: tlo pod našim nogama čini se ravnim (iako znamo da živimo na sferičnom planetu) jer smo ljudi toliko manji od Zemlje. Isto tako, napuhani svemir je toliko ogroman u usporedbi s našim lokalnim vidnim poljem da se čini da je prostorno ravan.
Kako teorija kaže, kraj inflacije ustupio je mjesto svemiru koji je izgledao nešto više kao onaj koji danas promatramo. Energija vakuuma koja je pokretala inflaciju odjednom se transformirala u drugu vrstu energije - onu koja može stvoriti elementarne čestice. U ovom trenutku (samo 10-32 sekundi nakon rođenja svemira) temperatura okoline je bila još uvijek previše vruća da bi se iz tih čestica stvorili atomi ili molekule; ali kako su sekunde odmicale, prostor se širio i hladio do točke u kojoj su se kvarkovi mogli sakupljati i tvore protone i neutrone. Visokoenergetski fotoni nastavili su lutati naokolo, neprekidno udarajući i uzbudljivo nabrijane protone i elektrone.
Pa što se dogodilo sljedeće? Kako je ta kaotična supa od materije i zračenja postala nepregledna prostranstvo organizirane strukture kakvu danas vidimo? Što će se dogoditi sa svemirom u budućnosti? I kako znamo da se na taj način priča odvijala? Obavezno pogledajte sljedećih nekoliko serija Kozmologije 101 za odgovore na ova pitanja i još mnogo toga!
