Big Bengu përshkruhet shpesh si lindja shpërthyese e universit, një moment i vetëm kur hapësira, koha dhe materia dolën në ekzistencë. Por po sikur ky të mos ketë qenë fillimi fare? Po sikur universi ynë të ketë dalë nga diçka tjetër, diçka njëkohësisht më e njohur dhe më radikale?
Në një artikull të ri, të botuar në revistën Physical Review D, unë dhe kolegët e mi propozojmë një alternativë befasuese. Llogaritjet tona sugjerojnë se Big Bengu nuk ka qenë fillimi i gjithçkaje, por pasojë e një kolapsi gravitacional që formoi një vrimë të zezë shumë të madhe, pasuar nga një “kthim” (ose zhbërje) brenda saj.
Kjo ide, të cilën e quajmë “universi i vrimës së zezë”, ofron një perspektivë radikalisht të ndryshme për origjinën kozmike, por bazohet tërësisht në fizikën dhe vëzhgimet që tashmë i njohim.
Modeli kozmologjik standard i sotëm, i bazuar në Big Bengun dhe inflacionin kozmik (ideja se universi i hershëm u zgjerua në mënyrë të menjëhershme dhe të madhe), ka qenë jashtëzakonisht i suksesshëm në shpjegimin e strukturës dhe evolucionit të universit. Por ky sukses vjen me një çmim: ai lë pa përgjigje disa nga pyetjet më themelore.
Për shembull, modeli i Big Bengut fillon me një singularitet, një pikë me dendësi të pafundme ku ligjet e fizikës dështojnë. Kjo nuk është vetëm një mangësi teknike; është një problem i thellë teorik që sugjeron se ne nuk e kuptojmë me të vërtetë fillimin.
Për të shpjeguar strukturën në shkallë të gjerë të universit, fizikanët shtuan një fazë të shkurtër të zgjerimit të shpejtë në universin e hershëm, të quajtur inflacion kozmik, e nxitur nga një fushë e panjohur me veti të çuditshme. Më vonë, për të shpjeguar zgjerimin përshpejtues që vërehet sot, ata shtuan një tjetër përbërës “misterioz”: energjinë e errët.
Me pak fjalë, modeli standard i kozmologjisë funksionon mirë, por vetëm duke futur elementë të rinj që nuk janë vëzhguar kurrë drejtpërdrejt. Ndërkohë, pyetjet më të thjeshta mbeten pa përgjigje: nga erdhi gjithçka? Pse filloi kështu? Dhe pse është universi kaq i sheshtë, i njëtrajtshëm dhe i madh?
Modeli i ri
Modeli ynë i ri i qaset këtyre pyetjeve nga një këndvështrim tjetër, duke parë brenda vetes në vend që të shohim jashtë. Në vend që të fillojmë me një univers që zgjerohet dhe të përpiqemi të gjurmojmë se si filloi ai, ne shqyrtojmë se çfarë ndodh kur një grumbullim tepër i dendur i materies kolapson nën efektin e gravitetit.
Ky është një proces i njohur: yjet kolapsojnë në vrima të zeza, të cilat janë ndër objektet më të kuptuara në fizikë. Por ajo që ndodh brenda një vrime të zezë, përtej horizontit të ngjarjeve nga ku asgjë nuk mund të shpëtojë, mbetet një mister.
Në vitin 1965, fizikani britanik Roger Penrose provoi se, në kushte shumë të përgjithshme, kolapsi gravitacional duhet të çojë në një singularitet. Ky rezultat, i zgjeruar më tej nga fizikani i ndjerë Stephen Hawking dhe të tjerë, është themeli i idesë se singularitetet, si ai në Big Beng, janë të pashmangshme.
Kjo ide i dha Penrose-it një pjesë të çmimit Nobel për fizikë në vitin 2020 dhe frymëzoi bestsellerin botëror të Hawking-ut Një histori e shkurtër e kohës: Nga Big Bengu te Vrimat e Zeza. Por ka një rezervë. Këto “teorema të singularitetit” mbështeten në “fizikën klasike” që përshkruan objektet makroskopike. Nëse përfshijmë efektet e mekanikës kuantike, e cila sundon mikrokozmosin e atomeve dhe grimcave, siç duhet të bëjmë në dendësi ekstreme, historia mund të ndryshojë.
Në punimin tonë të ri, ne tregojmë se kolapsi gravitacional nuk ka pse të përfundojë në një singularitet. Ne gjejmë një zgjidhje analitike të saktë, një rezultat matematikor pa përafrime. Matematikat tona tregojnë se, ndërsa i afrohemi singularitetit të mundshëm, madhësia e universit ndryshon si një funksion hiperbolik i kohës kozmike.
Kjo zgjidhje e thjeshtë matematikore përshkruan se si një re kolapsuese materieje mund të arrijë një gjendje me dendësi të lartë dhe më pas të zhbëhet, duke u rikthyer në një fazë të re të zgjerimit.
Por si ndodh që teoremat e Penrose-it e përjashtojnë këtë përfundim? E gjitha varet nga një rregull i quajtur parimi i përjashtimit kuantik, i cili thotë se asnjë dy grimca identike të njohura si fermione nuk mund të zënë të njëjtin gjendje kuantike.
Dhe ne tregojmë se ky rregull pengon grimcat në materien që kolapson të shtrydhen pafundësisht. Si pasojë, kolapsi ndalet dhe kthehet mbrapsht. Ky “kërcim” nuk është vetëm i mundur, ai është i pashmangshëm në kushtet e duhura.
Ajo që është vendimtar, ky “kërcim” ndodh tërësisht brenda kuadrit të teorisë së përgjithshme të relativitetit, e cila vlen për shkallë të mëdha si yjet dhe galaktikat, e kombinuar me parimet bazë të mekanikës kuantike, pa pasur nevojë për fusha ekzotike, dimensione shtesë apo fizikë spekulative.
Ajo që del nga ana tjetër e këtij kërcimi është një univers që i ngjan në mënyrë befasuese universin tonë. Edhe më befasuese është se rikthimi krijon natyrshëm dy fazat e ndara të zgjerimit të përshpejtuar, inflacionin dhe energjinë e errët, jo të shtyra nga fusha hipotetike, por nga vetë fizika e kërcimit.
Parashikime të testueshme
Një nga pikat e forta të këtij modeli është se ai bën parashikime të testueshme. Ai parashikon një sasi të vogël por jo zero të lakimit hapësinor pozitiv, që do të thotë se universi nuk është saktësisht i sheshtë, por pak i lakuar, si sipërfaqja e Tokës.
Ky është thjesht një relike e dendësisë fillestare të vogël që shkaktoi kolapsin. Nëse vëzhgimet e ardhshme, si misioni në vazhdim Euclid, konfirmojnë një lakim të vogël pozitiv, kjo do të ishte një provë e fortë se universi ynë në të vërtetë ka dalë nga një kërcim i tillë. Ai gjithashtu bën parashikime për normën aktuale të zgjerimit të universit, diçka që tashmë është verifikuar.
Ky model nuk rregullon vetëm problemet teknike të kozmologjisë standarde. Ai gjithashtu mund të hedhë dritë mbi mistere të tjera të thella në kuptimin tonë të universit të hershëm, si origjina e vrimave të zeza supermasive, natyra e materies së errët, ose formimi dhe evolucioni hierarkik i galaktikave.
Këto pyetje do të eksplorohen nga misione të ardhshme hapësinore si Arrakihs, e cila do të studiojë veçori të zbehta si halot yjore (një strukturë sferike me yje dhe grupe të globuara që rrethojnë galaktikat) dhe galaktikat satelitore (galaktika më të vogla që rrotullohen rreth të mëdhenjve), që janë të vështira për t’u zbuluar me teleskopë tradicionalë nga Toka dhe do të na ndihmojnë të kuptojmë materien e errët dhe evolucionin e galaktikave.
Këto fenomene mund të lidhen gjithashtu me objekte kompakte relike, si vrimat e zeza, që janë formuar gjatë fazës së kolapsit dhe kanë mbijetuar pas kërcimit.
Universi i vrimës së zezë gjithashtu ofron një perspektivë të re për vendin tonë në kozmos. Sipas këtij kuadri, i gjithë universi ynë i vëzhgueshëm ndodhet brenda brendësisë së një vrime të zezë të formuar në një “univers prind” më të madh.
Ne nuk jemi të veçantë, ashtu siç as Toka nuk ishte e veçantë në botëkuptimin gjeocentrik që çoi Galileun (astronomin që propozoi se Toka rrotullohet rreth Diellit në shekujt XVI dhe XVII) të vendosej në arrest shtëpiak.
Ne nuk po dëshmojmë lindjen e gjithçkaje nga asgjëja, por vazhdimin e një cikli kozmik, një cikël i formuar nga graviteti, mekanika kuantike dhe lidhjet e thella mes tyre./ The Conversation – Syri.net/
