Profesor Stephen Hawking, we współpracy z profesorem Thomasem Hertogiem, przedstawił nową teorię dotyczącą Wielkiego Wybuchu, która może rzucić nowe światło na proces inflacji wczesnego wszechświata. W artykule opublikowanym w "Physical Review Letters" naukowcy argumentują, że wszechświat miał wiele możliwych początków, a nie tylko jeden, co może wyjaśnić jego rozległość oraz strukturę. Nowa koncepcja, oparta na funkcji falowej, sugeruje, że zrozumienie obecnych warunków kosmicznych może pomóc w odtworzeniu historii jego powstania.

Profesor Stephen Hawking zaproponował nowy pomysł, mający wyjaśnić, dlaczego tzw. Wielki Wybuch doprowadził do powstania tak rozległego kosmosu, jaki obserwujemy obecnie.

Astronomowie sądzą, że wczesny wszechświat mógł się rozrastać w bardzo szybkim tempie, ponieważ regiony znajdujące się w dużej odległości od siebie miały podobne temperatury kształtowania.

Zaproponowali oni proces szybkiej ekspansji sąsiadujących ze sobą regionów, posiadających podobne własności kosmiczne, by wyjaśnić ten strumień wzrostu, który oni nazywają inflacją.

Wciąż jednak nierozwiązaną pozostawała tajemnica: dlaczego inflacja nastąpiła jako pierwsza?

Ostatnio magazyn "New Scientist" doniósł, że odpowiedź na tą zagadkę zaproponował profesor Stephen Hawking z Cambridge University, współpracujący z profesorem Thomasem Hertogiem z Laboratorium Astrocząsteczkowego i Kosmologicznego w Paryżu.

Profesor Hawking najbardziej słynie z próby stworzenia nowej teorii, łączącej w sobie teorię kwantową, teorię grawitacji oraz teorię ogólnej względności, wówczas powstałaby nowa teoria, zwana teorią grawitacji kwantowej.

Mechanizmy kwantowe są dosłownie zalane różnymi dziwnymi pomysłami i mogą one rzucić nowe światło na inflację, która uaktywniła się w momencie, gdy wszechświat miał wielkość pojedynczego atomu.

Według teorii kwantowej, gdy cząsteczka światła przemieszcza się z punktu A do punktu B, nie obiera sobie jednej konkretnej ścieżki, ale bada wszystkie ścieżki jednocześnie, częściej używając bardziej bezpośrednich tras.

Jest to nazywane sumą wszystkich historii, profesorowie Hawking i Hertog proponują to samo w odniesieniu do kosmosu.

Według tej teorii, wczesny wszechświat może zostać opisany za pomocą obiektu matematycznego zwanego funkcją falową i zespół zaproponował dwa lata temu, że, podobnie jak w przypadku cząsteczki światła, kosmos nie miał żadnego unikalnego źródła: funkcja falowa wszechświata objęła wiele sposobów, dzięki którym wszechświat mógł się rozwinąć.

Naukowcy uargumentowali, że wszechświat powstał na wiele wyobrażalnych sposobów (chociaż być może niektórych nie da się wyobrazić). Z powodu tej wielości początków, podobnie jak w przypadku wielości wyobrażeń Boga, ogromna większość wszechświatów wygasła, przez co powstał dojrzały kosmos, który obserwujemy dzisiaj.

Jednak, jak to bywa w przypadku nowych pomysłów, także i tutaj pojawiły się problemy. Profesorowie odkryli, że nie mogliby wyjaśnić szybkiej ekspansji - inflacji - wszechświata, dowód znajduje się dookoła nas i jest nazywany kosmicznym tłem mikrofali, jest to echo wielkiego wybuchu, relikwia procesu tworzenia, którą można zbadać przy pomocy eksperymentów z użyciem balonów i sond kosmicznych.

Teraz, w artykule napisanym przez profesorów Hawkinga, Hertoga oraz profesora Jamesa Hartle'a z Uniwersytetu Kalifornijskiego, opublikowanym w "Physical Review Letters", naukowcy stwierdzili, że ich wcześniejsze obliczenia inflacji były niewłaściwe, ponieważ nie rozważyli oni w pełni związku wysnuwanych przez nich teorii z obserwacjami echa.

Na początku, jak zauważyli naukowcy, w historii kosmosu "tylko na początku występowała inflacja, przecząc obserwacjom", powiedział prof. Hertog. Obecnie, po skorygowaniu z uwzględnieniem posiadanych obecnie danych na temat inflacji, opartych na ograniczonej objętości wszechświata, naukowcy stwierdzili, że funkcja falowa naprawdę przewiduje długi okres inflacji.

"Ta propozycja, z obciążeniem objętości, może wyjaśnić dlaczego wszechświat się rozrósł", powiedział prof. Hawking w wywiadzie dla "New Scientist". Przyjmując, że mamy obecnie zaściankowy widok kosmosu, zespół przyjął radykalnie nową kosmologię.

Większość modeli wszechświata zakłada, że zaczynasz od zdefiniowanych początkowych warunków wielkiego wybuchu i idziesz naprzód. Jednakże profesorowie Hertog i Hawking stwierdzają, że nie znamy i nie możemy znać warunków, jakie panowały w początkach wszechświata. Znamy natomiast stan końcowy - taki, który jest teraz.

Ich pomysł jest taki, by zacząć od warunków, które obserwujemy dzisiaj - w obecnych warunkach skale nie musiałyby adoptować wiedzy o kwantach, by wyjaśniać wszechświat (jak mówią naukowcy, zachowuje się on klasycznie) - i posuwać się wstecz, by móc określić, jak wyglądały początkowe warunki. W ten sposób, argumentują naukowcy, wszechświat nie miał tylko jednego unikalnego początku i historii, ale wiele różnych początków i historii, i doświadczył ich wszystkich.

Nowa teoria jest również atrakcyjna z tego powodu, że pasuje do teorii strun - najpopularniejszej kandydatki pretendującej do tytułu "teorii wszystkiego".

Teoria strun dopuszcza istnienie "niewyobrażalnej ilości różnych typów wszechświatów, włączając w to nasz własny", nie dostarcza jednak żadnego kryterium ich selekcji i dlatego nie ma żadnego wytłumaczenia, dlaczego nasz wszechświat istnieje, mówi profesor Hertog.

"By znaleźć wytłumaczenie, potrzebna jest teoria o funkcji falowej wszechświata", dodaje Hertog.

Następnym krokiem będzie znalezienie określonego przewidywania, które można będzie zastosować przy próbie potwierdzenia tego nowego poglądu na początki kosmosu.

Na podstawie artykułu autorstwa Rogera Highfielda, Telegraph.co.uk, czerwiec 2008

Tłumaczenie i opracowanie: Ivellios