Postawiliśmy tutaj pasjonujące pytanie, czy historia wszechświata zaczyna się w momencie Wielkiego Wybuchu, czy jest on jednak znacznie starszy? Wcześniej zastanawialiśmy się też, czy nasz wszechświat będzie się wiecznie rozszerzał, czy może kiedyś zacznie się kurczyć? Pojawiają się ciekawe badania na ten temat, ale prawdopodobnie nigdy nie poznamy prawdy. Przecież nawet Wielki Wybuch nie jest do końca wyjaśniony, a co dopiero hipotetyczna era go poprzedzająca. „Za wysokie progi na człowieka nogi?”
Gdyby cofnąć w czasie rozwój wszechświata, przestrzeń kurczy się niesamowicie. W chwili początkowej gęstość i temperatura osiągnąć by musiały wartość nieskończoną. Wynika to wprost z równań Einsteina, dla których moment zero jest granicą całej teorii. W takim momencie ekstremalnego zagęszczenia nie istnieją już atomy, a przy pomocy wspomnianych równań nie można opisać ruchu np. kwarków czy elektronów. Poza tym w takich warunkach siła grawitacji staje się porównywalna z siłami jądrowymi. Do opisania tych zjawisk należy, zamiast równań Einsteina, zastosować prawa fizyki kwantowej, czyli jakby „skwantować” grawitację.
Powstały więc pierwsze równania grawitacji kwantowej, zakładające, że przestrzeń ma strukturę licznych pętli, sieci i piany spinowej. Niestety, nie dostrzeżemy jednak takiej ziarnistości przestrzeni nawet za pomocą mikroskopu, ponieważ elementarne porcje (kwanty) są niewyobrażalnie małe. Gdyby np. atom powiększyć do rozmiarów Drogi Mlecznej, wówczas taka elementarna komórka byłaby wielkości bakterii! Niedawno powstał tzw. model Bojowalda, w którym użyto tej teorii do opisu wszechświata w najprostszej postaci, tzn. przypominającej jednorodne ciasto bez rodzynek (bez galaktyk i promieniowania). Okazało się, że taki wszechświat nigdy nie osiągnie stanu o nieskończonej gęstości i temperaturze, co wynikałoby z równań Einsteina. Gdy następnie w modelu Bojowalda uwzględniono kwantowe własności materii (galaktyki i promieniowanie), w warunkach ekstremalnego ścisku pojawia się wielka siła odpychająca. Jest ona skutkiem ziarnistości naszej przestrzeni i potrafi przeciwstawić się ściskającej sile grawitacji. Ale najbardziej zdumiewające jest, że siła odpychająca jest na tyle duża, że doprowadziłaby do rozszerzania się kosmosu.
Dlatego hipotetycznie Wielki Wybuch mógłby być swoistym przejściem z fazy uprzedniego kurczenia się kosmosu do jego ponownego rozszerzania, co mogło się zdarzać już wcześniej! To są tylko pierwsze hipotezy, ale przyznacie, że taki model pulsującego wszechświata byłby tak naturalny, jak pulsujące serce człowieka. Może właśnie wszechświat do tej pory nieustannie pulsował? I czy będzie pulsował wiecznie?
Obecnie wszechświat rozszerza się, a tę wielką ucieczkę galaktyk mogłoby powstrzymać jedynie zjawisko grawitacji i doprowadzić np. do jej zahamowania lub nawet do jego ponownego skurczenia się. Nie umiemy jednak oszacować ilości istniejącej prawdopodobnie tzw. ciemnej materii, a ponieważ nie wiemy, ile jej jest, to nie wiadomo, czy całkowita gęstość wszechświata nie jest przypadkiem większa od opisanej tu kiedyś tzw. wartości krytycznej. Zatem nie wiemy, jaki los czeka nasz wszechświat i czy będzie się on rozszerzał wiecznie. Tak jak nie wiemy również, czy wszechświat do tej pory pulsował.
To są właśnie największe tajemnice otaczającej nas rzeczywistości. Opisałem dziś najnowsze pasjonujące badania rozszerzające naszą wiedzę. Ciekawe, czy kiedykolwiek uzyskamy ostateczną odpowiedź na zadane pytania. Osobiście obawiam się, że nigdy. Bo co by to było, gdybyśmy wszystko wiedzieli i poznali?
Patrzmy więc w niebo na mrugające gwiazdy, bo ciepłe lato niebawem się skończy, a ja nie mogę się doczekać nowego roku szkolnego w moim macierzystym Liceum Ogólnokształcącym im. Romualda Traugutta w Częstochowie. Tam wśród uczniów zrodził się pomysł tematyki ostatniej serii odcinków „Patrząc w niebo”, za co serdecznie dziękuję. A wszystkim polskim licealistom życzę wytrwałości i...dobrze zdanej matury!