Przyjęło się uważać, że ponad 14 miliardów lat temu nie było niczego. Wszechświat nie miał żadnych granic, ponieważ czas, przestrzeń i energia mieściły się na obszarze biliony razy mniejszym od kropki na końcu tego zdania. Były zwinięte w wymiarze zamkniętym.
Taka hipoteza zakłada, że nie było i nie będzie bardziej gęstego i gorącego miejsca niż ten maleńki punkcik, w którym wszystkie znane nam prawa fizyki były ujednolicone. Ta unifikacja czyniła ten najgęstszy i najcieplejszy obiekt w historii osobliwością, czyli punktem, w którym wszystko jest nieskończone, przez co jego natura jest całkowicie niezrozumiała.
W pewnym momencie – choć w tym wypadku nie jest to najzręczniejsze określenie – kosmos zaczął się rozszerzać bardzo gwałtownie. Proces nazywany inflacją był tak krótki, że ludzki obserwator nie zdążyłby go zarejestrować w swojej percepcji. Mówiąc kolokwialnie, dosłownie wszystko, co znamy, pojawiłoby się nagle w czasie znacznie krótszym niż mrugnięcie oka. Poprzez proces ekspansji czasoprzestrzeni powstał gaz wodorowy, najbardziej pierwotna forma materii, która doprowadziła do formowania się gwiazd i galaktyk. Z kolei śmierć tych gwiazd w wyniku wybuchu supernowych prowadzić miała do powstawania nowych pierwiastków i w konsekwencji do powstania życia.
A może się mylimy?
Niektórzy naukowcy kwestionują jednak taki scenariusz. W listopadzie zeszłego roku naukowcy z University of Western Australia przeprowadzili analizę matematyczną warunków, jakie miały miejsce podczas wybuchu supernowych, i odnieśli je do Wielkiego Wybuchu, zapoczątkowującego istnienie wszechświata.
Dowiedli, że procesy akumulacji i transferu energii, w wyniku których powstawały nowe pierwiastki, nie były tak turbulentne i chaotyczne, jak zakładano, ale znacznie powolniejsze. Te wyniki rzuciły wyzwanie naszemu rozumieniu teorii Wielkiego Wybuchu.
W jeszcze większe zakłopotanie wprawili świat nauki astrofizycy z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa w Baltimore. Miesiąc temu opublikowali w prestiżowym magazynie naukowym Physical Review Letters artykuł przedstawiający nową koncepcję narodzin ciemnej materii i metod jej identyfikacji za pomocą obserwacji astronomicznych.
Uważa się, że ciemna materia stanowi około 80 proc. masy wszechświata. Jest ona jedną z najbardziej nieuchwytnych tajemnic we współczesnej fizyce. Sprawa komplikuje się znacznie bardziej, ponieważ naukowcy z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa przekonują, że ciemna materia mogła istnieć jeszcze przed Wielkim Wybuchem.
– Badanie ujawniło nowy związek między fizyką cząstek a astronomią. Jeśli ciemna materia składa się z nieznanych nam cząstek, które „urodziły" się jeszcze przed Wielkim Wybuchem, to musiały one wpłynąć na formowanie się i rozmieszczenie galaktyk. Zatem dopiero poznanie ich tożsamości pozwoli nam zajrzeć do czasów przed Wielkim Wybuchem – przekonuje autor artykułu i szef zespołu badawczego, dr Tommi Tenkanen z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa.
