Jak zaczął się wszechświat?

Dlaczego tu jesteśmy? Jak zaczął się wszechświat? Według ludu Boshongo z centralnej Afryki, przed nami była tylko ciemność, woda i wielki bóg Bumba. Pewnego dnia Bumba, cierpiąc z powodu bólu brzucha, zwymiotował Słońce. Słońce wyparowało część wody, pozostawiając ziemię. Wciąż odczuwając dyskomfort, Bumba zwymiotował Księżyc, gwiazdy, a potem lamparta, krokodyla, żółwia i wreszcie ludzi.

Ten mit o stworzeniu, jak wiele innych, zmaga się z pytaniami, które wszyscy zadajemy do dziś. Na szczęście, jak się okaże, mamy teraz narzędzie, które może dostarczyć odpowiedzi: naukę. Jeśli chodzi o te tajemnice istnienia, pierwsze naukowe dowody zostały odkryte w latach 20. ubiegłego wieku, kiedy Edwin Hubble zaczął prowadzić obserwacje za pomocą teleskopu na górze Wilson w Kalifornii. Ku swojemu zaskoczeniu Hubble odkrył, że prawie wszystkie galaktyki oddalają się od nas. Co więcej, im bardziej odległe galaktyki, tym szybciej się oddalały. Ekspansja wszechświata była jednym z najważniejszych odkryć wszechczasów. Odkrycie to zmieniło debatę na temat tego, czy wszechświat miał początek.

Jeśli galaktyki oddalają się od siebie w obecnym czasie, musiały być bliżej siebie w przeszłości. Gdyby ich prędkość była stała, wtedy wszystkie znalazłyby się jedna na drugiej miliardy lat temu. Czy w ten sposób rozpoczął się wszechświat? W tym czasie wielu naukowców było niezadowolonych z tego, że wszechświat ma początek, ponieważ wydawało się, że fizyka się załamała. Trzeba by było powołać się na jakąś zewnętrzną agencję, którą dla wygody można nazwać Bogiem, aby określić, jak zaczął się wszechświat. Dlatego wysunęli teorie, w których wszechświat rozszerzał się w obecnym czasie, ale nie miał początku.

Najlepiej znana została zaproponowana w 1948 roku. Nazywano ją teorią stanu ustalonego i sugerowano, że wszechświat istniał od zawsze i wyglądałby tak samo przez cały czas. Ta ostatnia właściwość miała tę wielką zaletę, że była przewidywaniem, które mo „na przetestować, co jest kluczowym składnikiem metody naukowej. I okazało się, że jej zabrakło.

Obserwacyjne dowody na potwierdzenie tezy, że wszechświat miał bardzo gęsty początek, pojawiły się w październiku 1965 roku, wraz z odkryciem słabego tła mikrofal w całej przestrzeni kosmicznej. Jedyną rozsądną interpretacją jest to, że to „kosmiczne mikrofalowe tło” jest promieniowaniem pozostałym z wczesnego gorącego i gęstego stanu. W miarę rozszerzania się Wszechświata promieniowanie stygło, aż stało się tylko pozostałością, którą widzimy dzisiaj. Teoria wkrótce poparła ten pomysł.

Wraz z Rogerem Penrose’em z Uniwersytetu Oksfordzkiego pokazałem, że jeśli ogólna teoria względności Alberta Einsteina jest poprawna, to istnieje osobliwość, punkt o nieskończonej gęstości i zakrzywieniu czasoprzestrzeni, gdzie czas ma swój początek. Wszechświat rozpoczął się w Wielkim Wybuchu i szybko się rozszerzył. Nazywa się to „inflacją” i było niezwykle szybkie: wszechświat podwoił swój rozmiar wiele razy w ciągu ułamka sekundy. Inflacja sprawiła, że wszechświat jest bardzo duży, bardzo gładki i bardzo płaski. Jednak nie był on całkowicie gładki: z miejsca na miejsce występowały w nim drobne różnice. Wahania te dały w końcu początek galaktykom, gwiazdom i układom słonecznym. Tej zmienności zawdzięczamy nasze istnienie. Gdyby wczesny wszechświat był całkowicie gładki, nie byłoby w nim gwiazd, a więc nie mogłoby się w nim rozwinąć życie. Jesteśmy produktem pierwotnych fluktuacji kwantowych. Jak się okaże, nadal pozostaje wiele ogromnych tajemnic. Mimo to stale zbliżamy się do odpowiedzi na odwieczne pytania: Skąd się wzięliśmy? I czy jesteśmy jedynymi istotami we wszechświecie, które mogą zadawać te pytania?

Ta opowieść Stephena Hawkinga została pierwotnie opublikowana jako wstęp do książki New Scientist The Origin of (Almost) Everything

.