Ako uklonite sve iz dijela svemira, što ostaje? Možda mislite da "ništa", ali nije. Možete ukloniti sve čestice i antičestice, sve moguće vrste zračenja, svu zakrivljenost prostora i mreškanje gravitacijskih valova - i ostati u potpuno praznom prostoru, gdje se nema s čime riješiti. Hoće li doista pred vama biti "ništa"? Ili će nešto biti?
To se stanje obično naziva kvantnim vakuumom. Ovo je najniže energetsko stanje praznog prostora. I iznenađujuće, kvantna fizika nas uči da nulta energija ili osnovno stanje svemira zapravo nije nula. Naprotiv, konačna je pozitivna vrijednost koja:
- izmjeren je promatrački - zahvaljujući učincima tamne energije - i približno je ekvivalent ostatku mase energije jednog protona po kubnom metru;
- i teoretski se izračunava, prema našim mogućnostima, da bi ona trebala biti 10,120 puta veća od ove vrijednosti.
Nije pretjerano reći da fiziku „ničega“razumijemo dovoljno dobro i da nemamo dobro objašnjenje zašto se ta nulta energija s vremenom ne smanjuje ili ne isparava (i uopće se ne mijenja).
U sljedećih nekoliko desetljeća svemirske zvjezdarnice - poput ESA-inih svemirskih zvjezdarnica Euclid i NASA-ine nadolazeće misije WFIRST - moći će ograničiti pogrešku u ovoj konstanti nulte energije u svemiru na 1%. (Iako je to 8%). Mjereći kako se svemir širio kroz svoju povijest na mnogo različitih mjesta i na vrlo različitim udaljenostima od nas, možemo potvrditi da je nulta energija svemira svugdje ista.
No, bi li to bio ekvivalent "ničega"? I što je još važnije, je li naše razumijevanje i percepcija prirode „ničega“: iluzija ili ključ za razumijevanje najvažnijih tajni svemira?
Promotivni video:
Fizičari Laura Mersini-Houghton i John Ellis te filozof James Leydimen nedavno su razgovarali o ovoj temi na sastanku Instituta za umjetnost i ideje u Sjedinjenim Državama. Problem je u tome što, iako ovo nije iluzija, ne možemo se složiti oko toga što se podrazumijeva pod „ništavilom” (što znači „ništa“, „praznina“). Naime:
- Je li ovo osnovno energetsko stanje koje je moglo biti u prošlosti (na primjer, puno veće)? Za vrijeme kozmičke inflacije, na primjer.
- Je li ovo stanje izvan prostora i vremena, iz kojeg zapravo nastaje prostor-vrijeme (iz istinskog stanja praznine)? Postoji li uopće takva država i hoće li njezino postojanje biti smisleno?
- Je li ovo stanje praznine u svemiru, koje se može razlikovati od sličnog stanja u drugom džepu multiverzuma?
- Ili je to kozmički vakuum, sa svom virtualnom energijom i koji se može mijenjati ovisno o tome što se u njemu nalazi?
Nekako je čudno vjerovati da "naša praznina" možda nije takva "praznina" bilo gdje drugdje, na drugim mjestima.
Ali mislimo da je ovdje započeo Veliki prasak! Pri prijelazu iz više nulte energije u nižu, svemir koji se širi, ispunjen energijom svojstvenom samom svemiru, prešao je u niže stanje i taj je prijelaz doveo do stvaranja sve tvari, antimaterije i zračenja u našem svemiru. Moguće je čak da nas u budućnosti očekuje još jedan sličan prijelaz, s drugačijim, hladnijim, Big Bangom.
Istina, takvo nas je rezoniranje malo drago. Ova "fizika ničega" zvuči kao fizika nečega. Kad ne želimo ništa razumjeti, naše nas ideje odvode iz svemira, čak i prije rođenja Svemira, u čemu je poanta? Kako možete razgovarati o nečemu "za" kad nemate prostora? Kako možete razumjeti što je "prije" ako nema vremena?
I što god to "ništa" moglo biti, ono sadrži cijeli svemir.
Mnogi fizičari tvrde da je nemoguće išta temeljito razumjeti dok ne shvatimo što je "ništa". Budući da ne razumijemo odakle dolaze temeljni zakoni, ako ne razumijemo koji temeljni zakoni upravljaju prirodom praznog prostora.
Dakle, možemo reći da je naš Svemir doista došao iz ništavila, iz praznine, iz ničega, a njegovo konačno stanje može asimptotički težiti nepostojanju nakon dugog vremenskog razdoblja. Ali samo ako svoj opis fizičkog "ničega" prihvatimo kao istinito ništa. Ova definicija "ničega" sama po sebi ne može ovisiti o našoj definiciji prostora, vremena i "pravilima" svemira; fizičari, filozofi i drugi ne moraju se složiti po tom pitanju. Jednostavno ne postoji fizički eksperiment koji nam dopušta da kažemo, heh, izgleda da smo ga napokon pretvorili u ništa.
Ali postoje stvari u koje smo sigurno sigurni: nismo uvijek postojali; nećemo uvijek postojati; mi postojimo sada. Bez obzira što je „ništa“, svi smo mi nešto. I sve je, u jednom ili drugom stupnju, proizašlo iz ničega, ma što to bilo što bilo. I koliko razumijemo Univerzum, jednog dana vratit će se u stanje beskrajne fizičke praznine. Ali kakva će biti priroda ove konačne "praznine" - još nismo odgovorili na ovo pitanje.
ILYA KHEL
