Ni nini kilifanyika kabla ya mlipuko mkubwa?

2024 Mwandishi: Seth Attwood | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-16 16:17

Ni nini kilisababisha ulimwengu kutokea? Sababu ya msingi lazima iwe maalum, wanasayansi wanasema. Lakini ikiwa tunahusisha mwanzo wa kila kitu kwa Big Bang, swali linatokea: ni nini kilifanyika kabla ya hapo? Mwandishi anatoa hoja ya kuvutia kuhusu mwanzo wa wakati.

Kuuliza sayansi ni nini kilikuwa kabla ya wakati ni kama kuuliza "Ulikuwa nani kabla hujazaliwa?"

Sayansi inaturuhusu kubaini kilichotokea katika trilioni moja ya sekunde baada ya Big Bang.

Lakini ni vigumu kwetu kujua ni nini kilisababisha Big Bang.

Inasikitisha, lakini mambo mengine hayajulikani kabisa. Na hii ni nzuri.

Wacha tuwe waaminifu: ni jambo la kushangaza kufikiria kuwa historia ya Ulimwengu ilianza na aina ya siku ya kuzaliwa miaka bilioni 13.8 iliyopita. Hii inaambatana na itikadi nyingi za kidini, kulingana na ambayo ulimwengu uliundwa kupitia uingiliaji kutoka juu, ingawa sayansi haisemi chochote juu yake.

Ni nini kilifanyika kabla ya wakati?

Ikiwa kila kitu kilichotokea kina uhusiano wa sababu, basi ni nini kilichosababisha kuibuka kwa ulimwengu? Ili kujibu swali gumu sana kuhusu Sababu ya Kwanza, hadithi za kidini kuhusu uumbaji wa ulimwengu hutumia kile ambacho wanaanthropolojia wa kitamaduni wakati mwingine huita "kiumbe chanya" au jambo lisilo la kawaida. Kwa kuwa wakati ulikuwa na mwanzo wakati fulani huko nyuma, Sababu ya Kwanza lazima iwe maalum. Ni lazima iwe sababu isiyo na sababu, jambo ambalo limetokea tu, na hakuna kitu kilichotangulia.

Lakini ikiwa tunahusisha mwanzo wa kila kitu kwa Big Bang, swali linatokea: ni nini kilifanyika kabla ya hapo? Tunaposhughulika na miungu isiyoweza kufa, hii ni jambo tofauti kabisa, kwani kwao kutokuwa na wakati sio swali. Miungu iko nje ya wakati, na sisi haipo. Kwa sisi, hakuna kitu kama "kabla ya wakati." Kwa hivyo, ikiwa tunauliza swali la kile kilichotokea kabla ya Big Bang, itakuwa haina maana, hata ikiwa tunahitaji kupata maana. Stephen Hawking mara moja alilinganisha na swali "Ni nini kaskazini mwa Ncha ya Kaskazini?" Na napenda maneno "Ulikuwa nani kabla ya kuzaliwa?"

Aurelius Augustine alidhani kwamba wakati na nafasi zilionekana pamoja na uumbaji wa ulimwengu. Kwake, ilikuwa, bila shaka, majaliwa ya kimungu. Na kwa sayansi?

Katika sayansi, ili kuelewa jinsi Ulimwengu ulivyoanza, ulikuzwa na kukomaa, tunarudi nyuma kwa wakati, tukijaribu kuunda tena kile kinachotokea. Kama wataalamu wa paleontolojia, tunatambua "fossils", yaani, mabaki ya vitu kutoka siku zilizopita, na kisha kwa msaada wao tunajifunza kuhusu matukio mbalimbali ya kimwili ambayo yalikuwepo wakati huo.

Tunafikiri kwa ujasiri kwamba Ulimwengu umekuwa ukipanuka kwa mabilioni ya miaka, na kwamba mchakato huu unaendelea sasa. Katika kesi hii, "upanuzi" inamaanisha kuwa umbali kati ya galaxi unaongezeka; galaksi husogea kutoka kwa kila mmoja kwa kasi ambayo inategemea kile kilichokuwa ndani ya ulimwengu katika nyakati tofauti, ambayo ni, ni jambo gani lililojaa nafasi.

Mlipuko huo mkubwa haukuwa mlipuko

Tunapozungumza juu ya Mlipuko Mkubwa na upanuzi, tunafikiria mlipuko ambao ulianza kila kitu. Ndio maana tuliiita hivyo. Lakini hii ni dhana potofu. Galaxy ni kusonga mbali na kila mmoja, kwa sababu wao ni halisi kutengwa na kukaza mwendo wa nafasi yenyewe. Kama kitambaa nyororo, nafasi hunyooshwa na kubeba galaksi nayo, kama mkondo wa mto hubeba magogo nayo. Kwa hivyo galaksi haziwezi kuitwa uchafu unaoruka kutoka kwa mlipuko. Hakukuwa na mlipuko wa kati. Ulimwengu unapanuka katika pande zote, na ni wa kidemokrasia kabisa. Kila nukta ni muhimu sawa. Mtu fulani katika galaksi ya mbali huona kuondolewa kwa galaksi nyingine kwa njia sawa na sisi.

(Kumbuka: Makundi ya nyota ya karibu yana mikengeuko kutoka kwa mtiririko huu wa ulimwengu unaoitwa “mwendo wa mahali.” Hilo husababishwa na nguvu ya uvutano. Kwa mfano, Nebula ya Andromeda inatukaribia.)

Rudia zamani

Ikiwa tutazungusha filamu ya ulimwengu nyuma, tutaona jinsi maada inavyobanwa zaidi na zaidi katika nafasi inayopungua. Joto linaongezeka, shinikizo linaongezeka, na kuoza huanza. Molekuli hugawanyika katika atomi, atomi ndani ya viini na elektroni, viini vya atomiki kuwa protoni na neutroni, na kisha protoni na neutroni kuwa quark. Mtengano huu unaofuatana wa maada katika viambajengo vyake vya kimsingi na vya msingi hutokea wakati saa inapoelekea kinyume kuelekea mlipuko.

Kwa mfano, atomi za hidrojeni huoza karibu miaka 400,000 kabla ya Big Bang, viini vya atomiki katika dakika moja hivi, na protoni zilizo na neutroni katika mia moja ya sekunde (zikitazamwa kinyume, bila shaka). Tunajuaje hili? Tulipata mabaki ya mionzi kutoka wakati atomi za kwanza zilipoundwa (mionzi ya asili ya microwave), na tukagundua jinsi viini vya kwanza vya atomi nyepesi vilionekana wakati ulimwengu ulikuwa na dakika chache tu. Haya ndiyo mabaki ya ulimwengu ambayo yanatuonyesha njia kinyume.

Hivi sasa, tunaweza kuiga kwa majaribio hali zilizokuwepo wakati ulimwengu ulikuwa trilioni moja ya sekunde. Inaweza kuonekana kwetu kuwa thamani isiyo na maana, lakini kwa chembe nyepesi ya photon, hii ni muda mrefu, kuruhusu kuruka umbali ambao ni mara trilioni ya kipenyo cha protoni. Tunapozungumza juu ya Ulimwengu wa mapema, tunapaswa kusahau juu ya viwango vya wanadamu na maoni juu ya wakati.

Bila shaka, tunataka kupata karibu iwezekanavyo kwa wakati ambapo wakati ulikuwa sawa na 0. Lakini wakati fulani tunaingia kwenye ukuta wa ujinga na tunaweza tu kufafanua nadharia zetu za sasa kwa matumaini kwamba watatupa angalau. vidokezo kadhaa vya kutokea mwanzoni mwa wakati, kwa nguvu na halijoto ambazo hatuwezi kuunda kwenye maabara. Lakini tunajua jambo moja kwa uhakika. Wakati unakaribia sifuri, nadharia yetu ya sasa ya mali ya nafasi na wakati, ambayo ni nadharia ya jumla ya uhusiano wa Einstein, haifanyi kazi.

Huu ni uwanja wa mechanics ya quantum, ambayo umbali ni mdogo sana kwamba tunapaswa kufikiria nafasi sio kama karatasi inayoendelea, lakini kama muundo wa punjepunje. Kwa bahati mbaya, hatuna nadharia ya ubora inayoelezea uzito huo wa nafasi, kwa kuwa hakuna sheria za kimaumbile za mvuto kwenye mizani ya quantum (inayojulikana kama mvuto wa quantum). Wagombea, bila shaka, ni, kwa mfano, nadharia ya superstring na mvuto wa kitanzi cha quantum. Lakini kwa sasa hakuna ushahidi kwamba wanaelezea kwa usahihi matukio ya kimwili.

Kosmolojia ya Quantum haijibu swali

Hata hivyo, udadisi wa mtu unahitaji kwamba mipaka iletwe karibu na thamani ya sifuri ya wakati. Unaweza kusema nini? Katika miaka ya 1980, Alexander Vilenkin, Andrei Linde, na James Hartl na Stephen Hawking walipendekeza miundo mitatu ya quantum cosmology, ambamo ulimwengu upo kama atomi na mlinganyo huo unafanana na ule unaotumika katika mechanics ya quantum.

Katika equation hii, ulimwengu ni wimbi la uwezekano, ambalo, kwa asili, linaunganisha eneo la quantum lisilo na wakati na classical, ambapo kuna wakati, yaani, na ulimwengu tunamoishi, na ambayo sasa inapanuka. Mpito kutoka kwa quantum hadi classics maana yake halisi ni kuibuka kwa nafasi, kile tunachokiita Big Bang. Kwa hivyo, Mlipuko Mkubwa ni mabadiliko ya quantum bila sababu, kwa nasibu kama kuoza kwa mionzi: kutoka kwa kukosekana kwa wakati hadi uwepo wake.

Kwa kudhani kwamba moja ya mifano hii rahisi ni sahihi, ingekuwa maelezo ya kisayansi ya Sababu ya Kwanza? Tunaweza kuondoa hitaji la sababu kabisa kwa kutumia uwezekano wa fizikia ya quantum?

Kwa bahati mbaya hapana. Bila shaka, mfano kama huo utakuwa kazi ya ajabu ya kiakili. Itakuwa hatua kubwa sana katika kuelewa asili ya kila kitu. Lakini hii haitoshi. Sayansi haiwezi kuwepo katika ombwe. Anahitaji kifaa cha dhana, dhana kama vile nafasi, wakati, jambo, nishati. Anahitaji mahesabu, anahitaji sheria za uhifadhi wa idadi kama vile nishati na kasi. Hauwezi kujenga skyscraper kutoka kwa maoni, kama vile huwezi kuunda mfano bila dhana na sheria. Kuuliza sayansi "ieleze" Sababu ya Kwanza ni kama kuuliza sayansi ieleze muundo wake yenyewe. Hili ni ombi la kutoa mfano wa kisayansi ambao hautumii utangulizi, hakuna dhana za awali za kufanya kazi. Sayansi haiwezi kufanya hivyo, kama vile mtu hawezi kufikiri bila ubongo.

Kitendawili cha Sababu ya Mzizi bado hakijatatuliwa. Kama jibu, unaweza kuchagua dini na imani, na unaweza pia kudhani kwamba sayansi itahesabu kila kitu kwa wakati. Tunaweza pia, kama Mgiriki wa kale mwenye shaka Pyrrho, kukiri kwa unyenyekevu kwamba kuna mipaka kwa ujuzi wetu. Tunaweza kufurahiya kile tulichopata na kuendelea kuelewa, huku tukigundua kuwa hakuna haja ya kujua kila kitu na kuelewa kila kitu. Inatosha tuendelee kuwa na nia ya kudadisi.

Udadisi bila kitendawili ni upofu, na fumbo lisilo na udadisi lina kasoro.