Vznik vesmíru - temná energia -EDQ hypotéza

Úvod

Počiatok všetkého

Ústredný problém štandardného, kozmologického modelu je práve samotný, singulárny počiatok. Ak by sme pripustili takýto scenár nastali by nám dve zázračné veci. Bližšie v článku Kozmológia.

1. Nekonečné hodnoty na počiatku.
2. Vznik vesmíru z ničoho.

Za týchto podmienok nás to vedie na logicky, konfliktné situácie. Pokiaľ sme nikdy nevideli (nevieme si to ani predstaviť, vysvetliť), aby niečo (celý vesmír) vznikol z ničoho, navyše z nekonečných veličín, potom nie je žiaden dôvod si myslieť, že by sa toto odohralo v minulosti pri zrode. V prírode sme žiadne nekonečné veličiny neobjavili, ani sme nevideli zázrak porušenia zákona zachovania energie. Myslím tým, že by nám nejaká energia vzišla úplne z ničoho.

Súdny človek chápe, že takáto predstava vedie na zázrak stvorenia.

Obr. 1  Boh Tanvir (Boh chaosu), zdroj: internet.

Súčasné hypotézy vzniku vesmíru

Nejdem rozpisovať rozsiahle úvahy, ktoré predchádzali súčasným hypotézam, ale rovno ich napíšem:

• V zmysle náboženstva stvoril vesmír Boh: to je náboženská predstava.
• Big Bang – vesmír vznikol spontánne z ničoho, počiatok je singularita, následne obdobie prudkého rozpínania vesmíru - inflácia. Toto je štandardný, kozmologický model vesmíru.
• Ekpyrotický vesmír – cyklický vesmír, opakuje sa Big Bang a zánik vesmíru, teórie brán – multivesmír, stret dvoch vesmírov membrán spôsobuje Big Bang – strunová hypotéza.
• Alternatívne hypotézy – vznik vesmíru z čiernej diery.

Analýza hypotéz

Poďme rovno k tomu, či vysvetľujú samotný počiatok? Hypotézy samotný počiatok nevysvetľujú bez rozporov, či úplne. Prečo je tomu tak?

• Pri Inflačnej teórii Big Bangu (štandardný, kozmologický model) nastáva popis, až po tom ako vesmír začal, teda krátko po  čase t=0, nevysvetľuje ako a prečo vesmír povstal, začal existovať. Nevysvetľuje ako a z čoho vesmír vznikol. Dôležitý detail  je to, že naše fyzikálne zákony v singularitách nefungujú. Takže minimálne to môžeme uzavrieť na nejaký Planckový objem a nie singularitu, už aj z dôvodu, že pre popis pri Planckových škálach musíme použiť aj kvantovú fyziku, nie len VTR. No tzv. teóriu všetkého nemáme. Máme nádejného kandidáta, to sú strunové teórie, resp. teóriu superstrún (M – teóriu).
• Pri náboženskej predstave to zas nie je možné nijak vedecky preukázať, neexistuje vedecká evidencia v prospech tejto hypotézy.
• Pri Ekpyrotickej teórii sa počiatok len posunul na stvorenie multiverza, ktoré obdobne nedokáže nijak vysvetliť - počiatok multiverza. Prečo a ako vznikol multivesmír, resp. z čoho? Odpoveď nejestvuje.

Samotný Hawking (veľký popularizátor vedy) sa snažil počiatok vysvetľovať na príklade vykopanej jamy. Je to podobné ako hra s kladnými a zápornými číslami. Teda jeho úvaha je tá, že keď pripočítame kladné číslo ku zápornému číslu dostaneme nulu, teda nič. Hawking hovorí, že vesmír mohol vzniknúť tak, ako keď rozdelíme nulu na dve čísla (-1+1=0).

To je úsmevné, pretože okrem toho detailu, že potrebujeme akýsi protipól vesmíru, táto skôr matematická abstrakcia nie je dobrá, pretože aj záporné čísla sú niečo (teda vznikli čísla z ničoho, pričom sú niečo), celkovo považujem takéto prirovnania za nešťastné.

Takto vesmír nemohol povstať, z ničoho, z prázdnoty (ničoty, neexistencie), lebo to odporuje zákonu zachovania energie, odporuje to najzakladanejšej logike veci: ničoho a niečoho. Minimálne je táto predstava neuchopiteľná, keď zjemním kritiku na adresu týchto teórii.

Multivesmír

Multivesmír alebo meta-vesmír je hypotetický súbor viacerých možných vesmírov (vrátane historického vesmíru, v ktorom žijeme), ktorý pozostáva zo všetkého, čo existuje a môže existovať. Multivesmír obsahuje všetok priestor, čas, hmotu, energiu a aj fyzikálne zákony a konštanty, ktoré ich definujú.

Čo nás privádza k tomu, že by mohol existovať multivesmír?

1. Presné nastavenie fyzikálnych konštánt, teda konkrétna podoba vesmíru.
2. Strunové teórie predpovedajú ďalšie rozmery, brány: matematický formalizmus strunových teórii nás k tomu vedie.
3. Mnohosvetová interpretácia kvantovej mechaniky: vysvetlenie podivnosti kvantového sveta v zmysle, že sa realizujú všetky možnosti v iných vesmíroch.

Multivesmír teda môže vysvetliť vznik nášho vesmíru, no nie z ničoho, príčinou je transformácia energie jedného vesmíru na vytvorenie nového.

Odhliadnuc od superstrunovej teórie sú dobre dôvody na to aj v EDK teórii. Tieto dôvody sa dajú zhrnúť takto:    

• Vesmír podlieha evolúcii, neexistuje len biologická evolúcia, ale evolúcia celého vesmíru : teda vesmír sa mení s postupujúcim časom.
• Pokiaľ vesmír podlieha evolúcii, tak podliehajú evolúcii aj počiatočné nastavenia fraktálnych strún – teória EDQ (tu sa rozumie, kvantové struny, pohyb strún, plynutie času , fyzikálne interakcie ...)
• Dobrý dôvod teórie superstrún a to v zmysle, že konkrétna podoba vesmíru, konkrétne fyzikálne zákonitosti s presne nastavenými fyzikálnymi konštantami (v spojitosti s evolúciou) vedú na rôzne vesmíry, ten náš ich ma práve takéto, ale existuje mnoho vesmírov, ktoré ich majú nastavené trocha inak.

No EDQ teória pripúšťa aj možnosť, že vesmír je len jeden (uzavretý sám do seba), pričom vesmír sa nevyvíja, kým sa evolučne (v zmysle teórie chaosu) nevytvorí možnosť, ktorá umožní nejakú zmenu vo vesmíre. To sa vo fyzike nazýva fázová zmena. Treba si to predstaviť tak, že pokiaľ nevznikne nejaká nová fyzikálna interakcia (napr. elektromagnetická) sa neoddelí zo zjednocujúcej interakcie. Teda vesmír vytvára nejaké evolučné skoky, konštanty sa nastavujú tak, aby to fungovalo a mohol sa vyvíjať ďalej. Tým by sa tiež dala vysvetliť konkrétna podoba vesmíru. My existujeme v tejto realite a nevidíme inú.

EDQ hypotéza vzniku vesmíru

Pokiaľ majú byť integrované všetky spomenuté postuláty súvisiace s EDQ teóriou, potom dospeje k tomu, že vesmír má tieto možnosti:

Kozmologické hypotézy v súvislosti s EDQ teóriou:

• VESMÍR je cyklický, uzavretý sám do seba, pričom je možné takto vytvoriť aj multivesmír
• Multivesmír môže vytvárať jeden cyklický vesmír v čase. Tým jednoznačne EDQ teória hovorí, že osud vesmíru je daný. Vesmír vznikne, vyvíja sa a zanikne, aby vytvoril vesmír nový, ktorý oddeľuje šípka času.
• No nie je vylúčené, že takýchto vesmírov je viac, vzájomne prepletených, prostredníctvom kvantových, červých dier. Pričom ako celok (multivesmír) je uzavretý sám do seba.

Model uzavretého, cyklického vesmíru

Obr. 3  Model uzavretého, cyklického vesmíru, zdroj: interne.

Tento schematický obrázok vystihuje podstatu toho, ako by to mohlo fungovať na báze uzavretia vesmíru do samého seba v jednej sfére, kde Big Bang je vytvorený bielou dierou, kde cez kvantové, červie diery putuje hmota (vrátane samotného priestoru) z čiernej diery na konci času vesmíru. Teda jedná sa o model, kde vesmír nutne končí v super - masívnej, čiernej diere. Tu nám okamžite vzíde aj odpoveď na temnú energiu.

No najskôr pretože to nie je celkom jednoduché vysvetliť začnime s objasnením, čo by to mohla byť kvantová, červia diera.

Kvantová, červia diera

V zmysle VTR existuje principiálna možnosť vytvoriť červiu dieru. V článku o teórii relativity je popísané, čo je červia diera. Einsteinova rovnica pripúšťa riešenie s červými dierami. Problémy vyvstávajú so stabilitou červej diery, prípadne prechody cez singularity (úzke hrdlo červej diery).

No vo všeobecnej relativite nie sú zahrnuté kvantové efekty, ktoré sa prejavujú pri malých rozmeroch. Čo nahustená hmota do maličkého objemu splňuje.

Kvantová, červia diera by mala takto opraviť nesprávne predikcie. Myslím tým nepripustenie singularity. To obmedzenie je dané princípom neurčitosti v kvantovej mechanike.  No zatiaľ nemáme teóriu kvantovej gravitácie. Už som spomenul, že máme nádejné, superstrunová teórie, ktoré sa snažia nájsť prepojenia, lenže potrebujú na to dodatočné zvinuté dimenzie priestoru.

EDQ teória neposkytuje žiaden nový, matematický aparát, pretože jej účelom je to konceptuálne zjednotiť, pričom poskytnúť možnosti na objasnenie rôznych záhad v spomínaných teóriách (evolúcia, teória chaosu, teória relativity, kvantová fyzika).

Takže kvantová, červia diera vychádza z týchto dôležitých zistení:

• Časopriestor z VTR je primárne vytvorený na všetkých škálach, (prítomnosť, budúcnosť, minulosť) existujú paralelne vedľa seba.
• Šípka času ukazuje tok času. To je nám dobre známe aj z bežných skúsenosti, prítomnosť sa stane minulosťou a šípka času smeruje k budúcnosti. Tu ešte pripomeniem, že toto je naozaj záhada, prečo je tomu tak. No táto šípka ukazuje, nastavuje aj kauzalitu, resp. kauzalita nastavuje smer šípky času (toku času).,
• Vychádza z kvantového správania, princípu neurčitosti, vlnovo – časticovej duality, kvantového previazania a hlavne kvantového tunelovania.
• Pripúšťa sformovanie sa vírov priestoru a času (napr. v čiernych dierach.

BIG BANG -BIG CRASH

Vráťme sa teda k modelu uzavretého vesmíru na sfére.

Obr. 3 Model sféry vesmíru, zdroj: vlastný obrázok.

Teória EDQ predpokladá, že Big Bang je obrátená čierna diera - zvaná biela diera. V EDK teórii je vesmír uzavretý sám do seba a nepotrebuje nutne multivesmír. Kozmologická hypotéza teda predpokladá, že Big Bang a Big Crash je spojený v jednom mieste, toto nazveme stred, či uzol počiatku a konca vesmíru. Počiatok a koniec je už „napísaný“ v zmysle všeobecnej relativity. Vesmír je vo všetkých, svojich časoch zároveň. To, čo pozorujeme je vývoj v čase s danou šípkou času.

Hypotéza temnej energie

V predchádzajúcich statiach bolo načrtnuté, ako by sa dala vysvetliť temná energia cez tento uzavretý, cyklický vesmír. Na obrázku č.4 je to znázornené principiálne lepšie.

Na obrázku č.4 je znázornená sieť, lepšie pavučina kvantových, červých dier, ktoré transportujú z budúcnosti vesmíru, teda proti šípke času samotný priestor (tvorený kvantovými strunami). V budúcnosti vesmír speje do jednej obrovskej, čiernej diery, kde sa v zmysle stati o kvantových, červých dierach transportuje samotný priestor do minulosti. To umožňuje aj samotné vyparovanie čiernych dier.

Pre názornosť si to predstavme takto. V big crash končí všetok vesmír znova v malom objeme. Tu je schopná sa vyformovať ta najväčšia červia diera, pretože ma najväčšiu energiu, aby sa vrátila až do bing bangu. Treba si uvedomiť, že v zmysle teórie relativity v big bangu čas stojí (pre vonkajšieho pozorovateľa), takisto by neplynul v čiernej diere pre vonkajšieho pozorovateľa.

Posledné merania ukazujú, že rozpínanie vesmíru sa zrýchľuje. No v zmysle tejto kozmologickej hypotézy sa tento proces v budúcnosti zvráti. To je dôsledok uzavretého, cyklického vesmíru.

Konštantnosť rýchlosti svetla

V kapitole Nevyriešené otázky v teórii relativity bola položená otázka:

Prečo sa svetlo vo vákuu šíri vždy konštantou rýchlosťou „c“?

Tento postulát sa stal jedným zo základných postulátov v teórii relativity. Z tejto vlastnosti plynú javy ako relativita súčasnosti, dilatácia času, kontrakcia dĺžok.

Načrtnem možnú odpoveď plynúcu z EDQ teórie. Vesmír podľa všetkého nestvoril čas, nestvoril ani priestor, v zmysle EDQ -postulát č.7, postulát č.8. V zmysle teórie relativity je veľmi reálne, že vesmír je cyklický, uzavretý sám do seba. No na to, aby bol vesmír uzavretý sám do seba musí sa niečo diať so samotným priestorom a časom.  Musí čas plynúť pre rôznych pozorovateľov relatívne. V zmysle toho, že máme relatívnosť chodu času (všeobecná relativita), z toho dostaneme aj relatívnu vzdialenosť medzi objektami (kontrakciu dĺžok).  Z relativity súčasnosti dostaneme, že všetky časy vesmíru existujú paralelne vedľa seba (minulosť, prítomnosť, budúcnosť).

Všetky tieto predpoklady sa dajú odvodiť z tejto vlastnosti svetla. No táto vlastnosť môže byť účelná,  iba pre uzavretý vesmír ,v zmysle predchádzajúcej kapitoly o počiatku vesmíru. Tento predpoklad nepostačuje na cyklický vesmír, teda, na multivesmír. No  táto vlastnosť konštantnosti svetla nevylučuje  multivesmír.

Záver

Kozmologická hypotéza EDQ teórie vychádza z platných zistení, pričom zachováva platnosť zákona zachovania energie, no otvára ďalšie zatiaľ nepotvrdené úkazy. Ide najme o principiálnu existenciu červých dier. Myslím si, že nemôžeme len tak prehlásiť, že vesmír vznikol z ničoho. To v sebe obsahuje štandardný, kozmologický model. EDQ hypotéza, napriek tomu, že neobsahuje nový, matematický formalizmus bude môcť byť v budúcnosti testovateľná. Kľúčovým zistením by bolo to, že elementárne častice dokážu cestovať proti šípke času. To by významne podporilo túto kozmologickú hypotézu.

EDQ teória ukazuje bez sporu ako by mohol vesmír "vzniknúť" na základe predpokladov všeobecnej relativity.