(c) Graphicstock

Šipka času v kolabujícím vesmíru

Platí, že lidé by v období kontrakce prožívali své životy pozpátku: zemřeli by dříve, než by se narodili?

(pokračování včerejšího úryvku)

V klasické obecné teorii relativity nelze říci, jak vesmír začal, protože platnost všech známých vědeckých zákonů končí v singularitě velkého třesku. Vesmír mohl začít ve velmi hladkém a uspořádaném stavu, čímž by byla splněna podmínka pro existenci dobře definované termodynamické i kosmologické šipky času tak, jak to pozorujeme. Ale stejně dobře mohl vesmír začít i v nestejnorodém, hrudkovitém stavu. V tom případě by se nacházel ve stavu úplné neuspořádanosti hned na počátku rozpínání, takže by neuspořádanost nemohla dále narůstat. Buď by se neuspořádanost neměnila – v tom případě by dobře definovaná termodynamická šipka času neexistovala, nebo by dokonce klesala – a pak by termodynamická šipka času směřovala v opačném směru než kosmologická šipka. Ani jedna z těchto možností nesouhlasí s našimi zkušenostmi.
Ovšem klasická relativita, jak už jsme o tom hovořili, předpovídá svůj vlastní konec. Když nadměrně vzroste křivost prostoročasu, jevy kvantové gravitace se stanou nezanedbatelnými a klasická teorie přestane být dobrým popisem přírody. Abychom pochopili počátek vesmíru, potřebujeme nalézt kvantovou teorii gravitace.
V kvantové teorii gravitace, jak jsme o tom hovořili v předchozí kapitole, je k úplnému určení stavu vesmíru nutno říci, jak se chovají jeho možné historie na okraji prostoročasu v minulosti. Této povinnosti popsat, co neznáme a znát nemůžeme, se můžeme zbavit v případě, že historie splní podmínku o neexistenci hranice: pak budou mít historie konečný rozsah, bez okrajů a singularit. Jen v tom případě se stane počátek času nesingulárním bodem prostoročasu, který začal svůj vývoj ve velmi hladkém a stejnorodém stavu. Dokonale stejnorodý však vesmír být nemohl; to by totiž byl porušen princip neurčitosti z kvantové mechaniky. Musely být přítomny aspoň malé nerovnoměrnosti v hustotě i rychlosti částic. Podmínka o neexistenci hranice však říká, že tyto fluktuace mohly být tak malé, jak jen to povoluje princip neurčitosti.
Vesmír započal svou existenci zrychleným „inflačním“ rozpínáním, během něhož mnohonásobně zvětšil svůj rozměr. V průběhu této expanze zůstávaly hustotní fluktuace nepatrné, ale později začaly bytnět. Oblasti, v nichž gravitační přitažlivost nadbytečné hmoty převládla, se staly zárodky pozdějších galaxií, hvězd a tvorů, jako jsme my. V okamžiku zrození byl vesmír hladký a uspořádaný, ale časem se přeměnil na hrudkovitý, žmolkovitý a nestejnorodý. Tím si vysvětlujeme existenci termodynamické šipky času.
Co by se stalo, kdyby se vesmír přestal rozpínat a nastalo smršťování? Obrátila by se termodynamická šipka a začala by se neuspořádanost zmenšovat? Lidé, kteří přežili z období
expanze, by se dostali do nejfantastičtějších situací. Obavy ze zpětného kolapsu vesmíru se mohou zdát poněkud akademické; v dalších deseti miliardách let k tomu jistě nedojde.
Existuje však rychlejší cesta, jak zjistit, co se přihodí: skok do černé díry. Vznik černé díry kolapsem hvězdy se totiž v mnohém podobá pozdním údobím kolapsu celého vesmíru. Chování astronautových přístrojů i funkce jeho těla jsou určeny situací v minulé singularitě (při velkém třesku), z níž se současný vesmír vyvinul, a v budoucí singularitě (při velkém krachu v případě smrštění vesmíru, nebo v singularitě pod horizontem událostí, pokud máme na mysli pád do černé díry). Má-li neuspořádanost v této fázi kosmického vývoje klesat, můžeme očekávat, že se bude snižovat i v černých dírách. Astronaut, padající do černé díry, by možná mohl být schopen vyhrát v ruletě tím, že si ještě před vsazením peněz zapamatuje, kam kulička spadne. Naneštěstí si však dlouho nezahraje a záhy jej gravitace natáhne a zahubí.
Nebude nám také schopen podat zprávu o otočení své termodynamické šipky ani spočítat svou výhru, protože už zůstane uvězněn pod horizontem událostí černé díry.

Jak matematicky vytvořit „vědomí já“

Neuron je obvykle spojen s desítkami až tisíci jiných neuronů. Tranzistory v počítači naproti tomu …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close