Na začiatku si položme otázku, tú najneodbytnejšiu, najzávratnejšiu v celom bádaní. Prečo je skôr niečo ako nič? Prečo je Bytie? To „neviem čo“, ktoré nás delí od ničoty? Čo sa stalo na začiatku a poskytlo tým zrod všetkému, čo existuje dnes – stromy, kvety, chodci kráčajúci po ulici „akoby nič“? Aká sila vtlačila vesmíru podoby, v akých sa prejavuje práve dnes? O týchto veciach uvažujeme práve tak jednoducho, ako napríklad dýchame. Dôverne známe predmety nás môžu zaviesť k najvzrušujúcejším záhadám. Napríklad železný kľúč, ktorý mi tu leží na mojom písacom stole: keby som mohol vytvoriť históriu atómov, z ktorých sa skladá, kam by som až zašiel? A čo by som tam našiel?
Tento kľúč, práve tak ako hociktorý iný predmet, má neviditeľnú históriu, na ktorú sa nikdy nemyslí. Pred takými sto rokmi sa skrýval v nejakej skale v podobe surovej rudy, kým ho odtiaľ nevyslobodili krompáčom. Kus železa, z ktorého sa zrodil tento kľúč, čušal v nemej skale miliardy rokov.
Kov kľúča je teda taký starý ako naša Zem, ktorej vek sa dnes odhaduje na štyri a pol miliardy rokov. Znamená to však koniec nášho bádania? Tuším, že nie. Pri hľadaní pôvodu tohto kľúča je určite možné ísť ešte ďalej do minulosti. Jadro železa je najstabilnejší prvok vo vesmíre. V našej ceste do minulosti sa môžeme vrátiť až do obdobia, keď Zem a Slnko ešte neexistovali. No kov kľúča už bol, vznášal sa v medzihviezdnom priestore vo forme oblaku, ktorý obsahoval množstvo ťažkých prvkov, potrebných na vznik našej slnečnej sústavy.
Poddávam sa teda zvedavosti, ktorá predstavuje naozajstnú vášeň filozofa: pripusťme, že pred ôsmimi či desiatimi miliardami rokov tento kľúč existoval v podobe atómov železa rozptýlených v oblaku rodiacej sa hmoty. Odkiaľ však pochádza ten oblak?
Z nejakej hviezdy. Zo Slnka, čo existovalo pred naším slnkom a čo vybuchlo pred desiatimi či dvanástimi miliardami rokov. V tom čase vesmír v podstate zostával z obrovských oblakov vodíka, ktoré sa zhusťovali zohrievali a napokon zapálili, vytvoriac tak prvé obrie hviezdy. Tie sa tak trochu podobajú gigantickým peciam na výrobu jadier ťažkých prvkov, potrebných na vývin hmoty ku komplexite, k zložitosti. Na konci svojho relatívne krátkeho života – sotva niekoľko desiatok miliónov rokov – obrie hviezdy vybuchnú a vrhnú do medzihviezdneho priestoru materiál, čo slúži na vznik ďalších menších hviezd, nazývaných hviezdy druhej generácie, a zároveň ich planét i kovov v nich obsiahnutých. Kľúč, ako aj všetko, čo sa nachádza na našej planéte je teda pozostatok po výbuchu tejto dávnej hviezdy.
Mám chuť zájsť ešte ďalej. Zostúpiť do ešte vzdialenejšej minulosti, dávno pred obdobie, keď vznikali prvé hviezdy a čosi povedať o atómoch, čo tvoria tento kľúč. Musíme zostúpiť tak ďaleko, ako to je možné, až k pôvodu vesmíru. Sme teda pätnásť miliárd rokov v minulosti. Čo sa odohralo v tom čase? Moderná fyzika nám hovorí, že vesmír sa zrodil z gigantického výbuchu, ktorý spôsobil ešte dnes pozorovateľné rozpínanie hmoty. Napríklad galaxie: tie oblaky zložené zo stoviek miliard hviezd sa vzďaľujú jedna od druhej pod tlakom prvotného výbuchu. Stačí zmerať rýchlosť vzďaľovania galaxií a z toho odvodiť prvotný moment, keď sa nachádzali zhromaždené v istom bode, teda čosi podobné, ako keby sme dozadu odvíjali film. Keď navinieme obrovský kozmický obrázok za obrázkom, nakoniec odhalíme presný moment, keď mal celý vesmír rozmer špendlíkovej hlavičky.
Vesmír v „špendlíkovej hlavičke“
Astrofyzici pokladajú za počiatočný bod prvé miliardtiny sekundy po stvorení. Sme teda v čase 10-43 sekundy po prvotnom výbuchu. V tom fantasticky maličkom veku bol celý vesmír, so všetkým, čo bude obsahovať neskôr, s galaxiami, planétami, so Zemou, s jej stromami, kvetmi i s týmto kľúčom, obsiahnutý v nepredstaviteľne maličkej guli: 10-33 centimetra, čiže milardy miliárd miliárd menšej ako jadro atómu. Na porovnanie – priemer atómového jadra je „iba“ 10-13 centimetra.
Hustota a teplota pôvodného vesmíru dosahuje veľkosti, ktoré ľudský duch nemôže pochopiť: úžasná teplota 1032 stupňov. Stojíme tu pred „teplotným múrom“, pred hranicou extrémnej horúčavy, za ktorou sa rúca naša fyzika. Pri tejto teplote je energia rodiaceho sa vesmíru ohromujúca; pokiaľ ide o „hmotu“ – ak má vôbec toto slovo nejaký význam – skladá sa z akejsi „polievky“ prvotných častíc, vzdialených predkov kvarkov, častíc ktoré neustále medzi sebou reagujú. Ešte nie je nijaký rozdiel medzi týmito prvotnými časticami, všetky reagujú rovnakým spôsobom; v tomto štádiu sú štyri základné interakcie (gravitácia, elektromagnetická sila, silná a slabá sila) ešte neodlíšené, zmiešané v jednej univerzálnej sile.
Toto obdobie je možno najúžasnejšie v celej histórii kozmu. Udalosti letia v závratnom tempe, takže v tých miliardtinách sekundy sa odohrá oveľa viac vecí ako v nasledujúcich miliardách rokov. Napríklad: udalosť, ktorú dnes vnímame v podobe záblesku fotografického blesku, by v tom rodiacom sa vesmíre trvala miliardu rokov. Prečo? Pretože v tom čase extrémna nahustenosť udalostí spôsobuje skreslenie plynutia času. Po prvotnom okamihu stvorenia stačilo niekoľko miliardtín sekundy, aby vesmír vstúpil do nezvyčajnej fázy, ktorú fyzici nazývajú „Inflačná éra“. Počas tohto zázračne krátkeho obdobia – od 10-35 do 10-32 sa vesmír rozpínal o faktor 1050. Od veľkosti atómového jadra vzrástol do veľkosti jablka s priemerom 10 centimetrov. Inými slovami táto závratná expanzia je oveľa dôležitejšia ako tá, ktorá trvá podnes a v ktorej sa objem vesmíru zväčšil iba o relatívne neveľký faktor – 109, čiže sotva miliardukrát.
Zdôrazňujem tento moment, ktorý sa vizuálne dá ťažko pochopiť: pomer medzi elementárnou časticou a jablkom je proporcionálne oveľa väčší ako pomer medzi jablkom a pozorovateľným vesmírom.
Pred sebou máme vesmír veľký ako jablko, kozmický orloj ukazuje 10-32 sekundy: inflačná éra sa práve skončila. V tomto okamihu existuje iba jediný druh častice, ktorú fyzici poeticky nazvali „častica X“. Je to pôvodná pračastica, predchodkyňa všetkých ostatných. Jej úloha spočíva v prenášaní síl. Keby niekto bol mohol pozorovať vesmír v tej chvíli, bol by skonštatoval, že počiatočné jablko je dokonale homogénne: bolo to silové pole, ktoré neobsahovalo ani najmenšiu čiastočku hmoty.
A práve v čase 10-31 sekundy sa čosi stalo: z častíc X vznikajú všetky ostatné prvé častice hmoty – kvarky, elektróny, fotóny, neutrína a ich antičastice. Pozrime sa znovu na rodiaci sa vesmír: teraz má rozmery veľkého balóna. Existujúce častice spôsobujú zmeny hustoty, ktoré sa miestami prejavujú ako rozličné trhliny a nepravidelnosti. Za našu existenciu vďačíme práve týmto pôvodným nepravidelnostiam. Z mikroskopických trhlín sa oveľa neskôr zrodili galaxie, hviezdy a planéty. Jednoducho pôvodná kozmická tapiséria splodila všetko, čo dnes poznáme, za niekoľko miliardtín sekundy.
Zopakujme si spoločne prechádzku do minulosti vesmíru 10-32 sekundy je prvá premena fázy: silná sila (zabezpečuje súdržnosť atómového jadra) sa oddeľuje od elektroslabej sily (výsledok fúzie elektromagnetickej sily a účinku rádioaktívneho rozpadu). V tom čase vesmír narástol do fenomenálnych rozmerov: od jedného konca po druhý meria 300 metrov. Vo vnútri panuje absolútna temnota a nepredstaviteľná teplota.
Čas beží. V 10-11 sekundy sa elektroslabá sila delí na dve sily: elektromagnetickú interakciu a na slabú silu. Fotóny sa už nemôžu miešať s inými časticami, napríklad s kvarkami, gluónmi a leptónmi: práve sa zrodili štyri základné sily.
Medzi 10-11 a 10-5 sekundy pokračuje diferenciácia. No v tom čase sa odohrá podstatná udalosť: kvarky sa zoskupujú do neutrónov a protónov a väčšina antičastíc mizne, aby uvoľnili miesto časticiam súčasného vesmíru. Počas desaťtisíciny sekundy sa teda vytvorili elementárne častice v práve usporiadanom priestore. Vesmír pokračuje v rozpínaní a v ochladzovaní. Približne 200 sekúnd po pôvodnom okamihu sa elementárne častice zoskupujú a vytvárajú izotopy jadier vodíka a hélia: postupne vzniká svet, aký poznáme.
História, ktorou sme prešli, trvala asi 3 minúty. Od tejto chvíle sa veci budú vyvíjať oveľa pomalšie. Milióny rokov bude celý vesmír ponorený v radiáciách a v plazme víriaceho sa plynu. Vo veku sto miliónov rokov sa z obrovského plynového vírenia formujú prvé hviezdy: v ich strede sa spájajú atómy vodíka a hélia a z nich vznikajú ťažké prvky, ktoré si oveľa neskôr, po miliardách rokov, nájdu cestu na Zem.
Ak prijmeme predpoklad , že je možné veľmi presne opísať, čo sa odohralo 10-43 sekundy po stvorení, čo sa teda stalo predtým? Veda nedokáže opísať alebo si predstaviť niekoho, či niečo rozumné v tom najhlbšom zmysle slova, pokiaľ ide o prvotný okamih, keď bol čas v bode absolútnej nuly a keď sa ešte nič nedialo.
„Planckov múr“
Fyzici naozaj nemajú najmenšiu predstavu, ako by sa dalo vysvetliť zjavenie sa vesmíru. Môžu sa vrátiť až do bodu 10-43 sekundy, ale nie ďalej. Tam narazia na povestný „Planckov múr“, pomenovaný po slávnom nemeckom fyzikovi, ktorý prvý zaznamenal, že veda nedokáže vysvetliť správanie atómov v podmienkach, keď je gravitačná sila extrémna. V počiatočnom miniatúrnom vesmíre gravitácia ešte nemá nijakú planétu, hviezdu ani galaxiu, na ktoré by mohla pôsobiť; a predsa je tam táto sila prítomná, interferuje s elementárnymi časticami, ktoré závisia od elektromagnetických a jadrových síl. Práve to nám bráni dozvedieť sa, čo sa stalo pred 10-43 sekundy: gravitácia predstavuje neprekonateľnú prekážku pre akékoľvek skúmanie. Za Planckovým múrom je absolútne tajomstvo.
Za týmto múrom sa skrýva nepredstaviteľná skutočnosť. Čosi, čo možno nikdy nebudeme môcť pochopiť, tajomstvo, ktoré fyzici ani len nepomýšľajú odhaliť. Podaktorí sa pokúsili nazrieť na druhú stranu múru, ale nevedeli povedať nič zrozumiteľné o tom, čo možno videli. Práce jedného fyzika v mladosti umožnili zostúpiť až k Planckovmu času a vrhnúť letmý pohľad na druhú stranu múru. Naveľa-naveľa z neho vyšlo, že zbadal závratnú skutočnosť: sama štruktúra priestoru sa prepadla do takého intezívneho gravitačného kužeľa, že čas preletel od budúcnosti do minulosti na dne kužeľa vybuchol do myriady okamihov rovnajúcich sa večnosti. To vytušil tento muž za Planckovým múrom; a človek mal zvláštny pocit, že hovoril o akejsi metafyzickej halucinácii, ktorá ho navždy poznačila.
Najnovšie teórie o začiatku vesmíru sa doslovne odvolávajú na pojmy metafyzického rázu. Príklad? Fyzik John Wheeler takto opisuje to „čosi“, čo predchádzalo stvoreniu vesmíru: “ Všetko, čo poznáme, nachádza svoj pôvod v nekonečnom oceáne energie, pôsobiacej dojmom ničoty.“
Podľa teórie kvantového poľa pozorovateľný fyzický svet je vytvorený práve z maličkých fluktuácií, zmien na nekonečnom oceáne energie. Elementárne častice i celý vesmír by teda pochádzali z tohto „oceána energie“: časopriestor a hmota sa v tomto prvotnom pláne nekonečnej energie a kvantového prúdu nielenže rodia, ale sú s ním aj permanentne oživované. Fyzik David Bohm sa nazdáva, že hmota a vedomie, čas, priestor a vesmír predstavujú iba maličké, sotva postihnuteľné vlnenia vo vzťahu k nesmiernej aktivite skrytého plánu, ktorý sám pochádza z večne tvorivého prameňa, nachádzajúceho sa mimo priestoru a času.
Aká je z fyzikálneho hľadiska podstata tohto „skrytého plánu“? Ide o niečo fyzicky merateľné?
Vo fyzike existuje nová koncepcia, ktorá dokázala svoju operačnú bohatosť: ide o kvantové vákuum. Upresnime, že absolútne prázdno, charakterizované úplnou absenciou hmoty a energie neexistuje. Ani priestor medzi galaxiami nie je úplne prázdny: obsahuje izolované atómy a rozličné typy žiarenia. Prázdno v čiastočnom stave, či prirodzené alebo umelé, je iba abstrakcia: v skutočnosti nemožno odstrániť reziduálne elektromagnetické pole, ktoré predstavuje „základ“prázdna. V tomto ohľade je zaujímavé uviesť pojem ekvivalencie hmota-energia: ak uprostred prázdna predpokladáme existenciu reziduálnej energie, tá sa počas „zmien stavu“ môže premeniť na hmotu. Z ničoty sa teda zrodia nové častice. Kvantové vákuum je javisko, de sa odohráva neustály balet častíc, ktoré sa zjavujú a miznú v extrémne krátkom čase, v ľudských meradlách nepochopiteľnom.
Vezmime si prázdny priestor: kvantová teória dokazuje, že ak tam prenesieme dostatočné množstvo energie, z prázdna môže vzniknúť hmota. Voľnejšie teda môžeme predpokladať, že na začiatku, tesne pred big bangom, preniesli do pôvodného prázdna nesmierny prúd energie, vovádzajúci základnú kvantovú zmenu, z ktorej sa zrodil náš vesmír.
Absolútne nekonečná energia, symetria a potom záchvev ničoho?
Odkiaľ však pochádza to kolosálne množstvo energie na začiatku big bangu? Tuším, že to čo sa skrýva za Planckovým múrom, je forma prvotnej energie neohraničenej sily. Nazdávam sa, že pred Stvorením panovalo nekonečné trvanie času. Totálny nevyčerpateľný Čas, ktorý ešte nebol otvorený, rozdelený na minulosť, prítomnosť a budúcnosť. S týmto časom, ktorý ešte nebol zadelený do symetrického poriadku, kde prítomnosť je iba dvojité zrkadlo, s týmto absolútnym časom, čo neplynie, korešponduje totálna, nevyčerpateľná energia. Oceán nevyčerpateľnej energie, to je Tvorca. Ak nemôžeme pochopiť,čo je za Múrom, je to preto, že všetky fyzikálne zákony strácajú pôdu pod nohami pred absolútnym tajomstvom Stvoriteľa.
Prečo bol stvorený vesmír? Čo viedlo Stvoriteľa k tomu, aby vytvoril taký vesmír, aký poznáme? Pokúsme sa pochopiť: pred Planckovým časom neexistuje nič. Či skôr: panuje nadčasová Totalita, dokonalá absolútna symetria. V ničote je jediný pôvodný Princíp, nekonečná, neohraničená sila, bez začiatku a konca. V tej prvotnej chvíli oná halucinačná mocnosť sily a samoty, harmónie a dokonalosti možno ani nemala v úmysle kohosi alebo čosi vytvárať. Stačila si sama sebe.
A potom sa „čosi“ stalo. Čo? Neviem. Záchvev: Ničoho. Možno akási príhoda v ničote, zmena prázdna: v jednom fantastickom okamihu sa Tvorca, vedomý si toho, že je ten, ktorý je v totalite ničoty, rozhodne vytvoriť zrkadlo o vlastnej existencii. Hmota, vesmír: odraz jeho pôvodnej ničoty. Vytvoril istým spôsobom obraz sám seba. Mohlo sa to nejako takto začať? Možno to veda nikdy presne nezodpovie; no svojím mlčaním môže poslúžiť ako sprievodca našej intuície.
Takto opísaný big bang predstavuje štandardný model, ktorý dnes prijíma väčšina astrofyzikov. Máme však rukolapné dôkazy, že veci sa skutočne odohrali takto? Naozaj bol big bang? Existujú najmenej tri závažné náznaky, čo nám umožňujú odpovedať kladne.
Prvým je vek hviezd: merania tých najstarších naznačujú vek dvanásť až pätnásť miliárd rokov, čo sa zhoduje s trvaním vesmíru od jeho predpokladaného vzniku. Druhý argument spočíva v analýze svetla vysielaného galaxiami: tá jednoznačne hovorí, že galaktické objekty sa od seba vzďaľujú o to väčšou rýchlosťou, o čo sú vzdialenejšie. To naznačuje, že galaxie boli kedysi sústredené na jedinom mieste, uprostred prvotného oblaku starého pätnásť miliárd rokov. Zostáva tretí, najrozhodnejší argument: v roku 1965 sa vo všetkých oblastiach vesmíru zistila existencia slabého žiarenia, analogického žiarenia telesa s veľmi nízkou teplotou: 3 stupne nad absolútnou nulou. Toto jednotné žiarenie je istou fosíliou, fantomatickým echom prívalov svetla a tepla z prvých okamihov vesmíru.
Zdá sa takmer isté, že prvotná masa, zmes hmoty a počiatočného žiarenia, obsahovala v prvotnej stotine sekundy protóny a neutróny v neustálej interakcii. Tieto prvé interakcie mali vo vesmíre vytvoriť asymetriu hmoty a antihmoty vesmíru, ktorá sa dnes prajavuje v stabilite protónu.
Ak postúpime ďalej k začiatku, napríklad k prvej miliardtine miliardtiny sekundy, tieto častice ešte neexistovali. Hmota je teda iba fosília dávnejšieho veku, kde panovala dokonalá symetria medzi formami interakcie. Smerom k Planckovmu času, keď teplota dosiahla maximum, prvotná masa sa mala skladať z ešte fundamentálnych častíc ako kvarky: z častíc X. Je nezvyčajné, že v tomto najprvšom okamihu Stvorenia vesmír, pozostávajúci z obrovských energií, kde ešte neexistovali diferencované interakcie, bol dokonale symetrický. Dnešný kozmos, tak ako ho poznáme, so všetkým čo obsahuje, od hviezd až po tento kľúč na stole, je iba asymetrickou stopou niekdajšieho, dokonale symetrického vesmíru. Energia prvotnej ohnivej gule bola taká vysoká, že štyri interakcie – gravitačná, elektromagnetická, silná jadrová a slabá dezintegračná – boli spojené do jedinej, dokonale symetrickej interakcie. Potom táto ohnivá guľa, zložená z kvarkov, elektrónov a fotónov prešla do fázy expanzie, vesmír sa ochladil a dokonalá symetria sa odrazu narušila.
Pripomína to Bergsonovu intuíciu: „Stvorenie je gesto, ktoré opadáva“, inak povedané stopa udalosti, čo sa rozkladá, zaniká. Bergson zrejme dávno pred fyzikmi pochopil čosi z tajomstva Stvorenia: pochopil, že svet, aký dnes poznáme je výraz narušenej, rozbitej symetrie. Ak by bol ešte medzi nami, tak posledné objavy vo fyzike by ho mohli viesť k dodatku, že život sa mohol zrodiť práve z tejto nedokonalosti.