Láthatunk-e egy korábbi világegyetemet?

Hatalmas gyűrűk mutatkoznak a Nagy Bumm, azaz Ősrobbanás után visszamaradt sugárzásban. Néhány szakember szerint elképzelhető, hogy ezek egy korábban létezett univerzum nyomai - a többség azonban kételkedik ebben.

Világegyetemünk közel 13,7 milliárd évvel ezelőtt a Nagy Bumm, avagy Ősrobbanás során született. Egzotikus kérdésként az is felmerülhet, hogy vajon voltak-e más világegyetemek a miénk előtt - és ha igen, hogyan lehet a nyomukra akadni. Roger Penrose (University of Oxford) és Vahe Gurzadyan (Jerevan State University) a kozmikus háttérsugárzásban azonosított olyan furcsa mintázatot, amely szerintük egy korábbi világegyetemből maradt vissza.

Hatalmas gyűrűk

Penrose és Gurzadyan a WMAP-űrszondával és a BOOMERANG nevű ballonról nyert adatok segítségével a Világegyetem születéséből visszamaradt kozmikus háttérsugárzást elemezték. Mindkét méréssorozat adatai alapján hatalmas gyűrűket azonosítottak, ahol a sugárzásban mutatkozó, egyébként mindenhol előforduló hőmérsékleti ingadozások az átlagosnál kisebbek. Munkájukat a Cosmology and Extragalactic Astrophysics című folyóiratba adták be. Elképzelésük alapján a furcsa alakzatokat szupernagy tömegű fekete lyukak ütközése hozhatta létre egy korábbi világegyetemben, amikor nagyenergiájú gravitációs hullámok keletkeztek, és ezek nyoma a későbbi Világegyetemben, a mi Univerzumunkat létrehozó Nagy Bumm után is megmaradt - esetleg a láthatatlan tömeggel összefüggésben.

Az alakzatok kialakulását a szerzők szerint a hagyományos felfúvódásos modell nem képes megmagyarázni. Sok szakember azonban kétségének adott hangot, mivel szerintük a megfigyelések egyrészt nem elég pontosak (tehát nem tudni igazából, mi látszik az adatokban), másrészt a most azonosított alakzatok nem feltételen utalnak egy korábbi világegyetem létezésére.

Az is elképzelhető, hogy egyszerűen nem is léteznek a fent említett gyűrűk. Az eltérő irányban, eltérő időtartamon keresztül végzett megfigyelések ugyanis létrehozhatják az alakzatokat - amerre több ideig tekintett a távcső, ott kisebb lett a zajszint és az eltérés a mért hőmérsékleti értékekben.

A furcsa gyűrűalakzatok képe

A szakember kommentárja

A fenti megfigyeléssel kapcsolatban Dávid Gyulát, az ELTE fizikusát kérdeztük. Az alábbiakban az ő szakmai kommentárja olvasható.

A jelenleg általánosan elfogadott "standard kozmológiai modell" szerint az Univerzum története mintegy 13,7 milliárd évvel ezelőtt, a Nagy Bumm nevű eseménnyel kezdődött. Ekkor keletkezett az anyag (nem a jelenleg ismert formájában), és ekkor jött létre maga az idő is - ebben az elméletben egyszerűen nincs értelme a Nagy Bumm előtti eseményekről beszélni. Matematikailag ez a tény úgy nyilvánul meg, hogy a kozmológiai folyamatokat leíró képletek a Nagy Bumm szinguláris pillanatában értelmetlenné válnak, az Univerzum tágulását, az anyag hőmérsékletét, sűrűségét és egyéb tulajdonságait leíró görbéket egyszerűen nem lehet folytatni a nulla pillanaton túlra.

Természetesen józan eszünk tiltakozik, nem akarjuk elfogadni, hogy volt egy esemény, amelyhez nem illeszthető hozzá az "előtt" kifejezés. Egyszerűen berzenkedünk a véges idő fogalma ellen. (Érdekes visszagondolni arra, hogy ez a berzenkedés nem öröktől való: Giordano Brunót egyebek között azért ítélték el, mert az akkor megszokott, térben és időben is véges világegyetem helyett bevezette a térben és időben is végtelen Univerzum fogalmát... Ezt négyszáz év alatt annyira megszoktuk, hogy most meg az ellenkezőjét nem tudjuk elképzelni.)

Mondhatjuk persze, hogy közvetlen kísérleti bizonyítékaink vannak a standard kozmológia modell mellett. Ezek egy része csillagászati: a Világegyetemről a csillagászok által begyűjtött információ nagyon jól beleillik a standard modell által szolgáltatott általános képbe. A korai eseményeket persze csak elméleti számításokkal tudjuk rekonstruálni, és e rég volt magfizikai, részecskefizikai események mai nyomait keressük az égen. Honnan tudjuk, hogy a használt részecskefizikai és magfizikai modellek helyesek? Jelentős részüket közvetlen laboratóriumi mérésekkel tudjuk ellenőrizni. Ahogy a gyorsítók fejlődnek, nő az általuk elérhető energia, úgy haladunk előre olyan anyagfajták kísérleti vizsgálata irányába, amelyek csak az Univerzum igen korai korszakaiban léteztek. Weinberg a hetvenes években megjelent híres könyvében még csak "az első három perc" (magfizikai jellegű) történetének rekonstruálásáról szólhatott, az LHC mai mérései már a Nagy Bumm utáni első milliomodmásodperceket (az akkor létezett extrém nagy energiájú és extrém rövid élettartamú részecskék közti kölcsönhatások kozmikus következményeit) ostromolják.

A gyorsítók energiája azonban akármilyen nagy, mindig véges marad, ezért a nulla pillanat és az első másodperc töredékei között mindig marad még ismeretlen fizikájú, tisztázatlan történet. Ide próbálnak betörni az "alternatív" kozmológia modellek, a standard modelltől eltérő múltat (és esetleg jövőt) javasolva világunknak. Eme alternatív modellek legtöbbjének szerzői a fizika fogalmait és csak kemény matematikával leírható összefüggéseit nem értő vagy zsigerből elutasító laikusok, akiknek elméleteit a szakma művelői a szerzők ismeret- és kompetenciahiánya miatt sohasem veszik komolyan.

"Alternatív" kozmológiai modellek

Forrás: NASA, ESA, STScI

A laikusok mellett azért mindig akadtak olyan komoly tudósok, fizikusok, csillagászok, kozmológusok is, akik az általánosan elfogadott modelltől alaposan eltérő, de matematikailag és fizikailag megalapozott, többé vagy kevésbé részletesen kidolgozott elméleteket tettek le a tudomány asztalára.

A "mainstream" tudósai ezeket az elméleteket általában gyanakvással fogadják, és legtöbbször nem tekintik őket igazi versenytársnak. Legfőképpen azért, mert míg a standard modellt számos megfigyelés erősíti meg (épp ezért számít standardnak), az alternatív elméleteket általában semmiféle megfigyelés sem támasztja alá, sőt ezek a modellek a legtöbbször egyszerűen képtelenek kísérleti előrejelzésre. Lehet, hogy ez a helyzet most megváltozik...

Az ilyen alternatív kozmológiai elméletek egyik visszatérő toposza az a gondolat, hogy Univerzumunk nem az egyetlen világ, hanem csak egy a végtelen sok világegyetem közül, egy "uni"-verzum a "multi"-verzumban. E modellek némelyikében a párhuzamos világegyetemek egymástól térben elkülönítve helyezkednek el, más modellekben időben követik egymást, és vannak még vadabb (például sokdimenziós világokat feltételező) elképzelések is.

Az időben ciklikus modellek egyik (korábban) divatos verziója szerint a Nagy Bummot (az Ősrobbanást) követő tágulás egy idő után megáll, visszafordul, és elkövetkezik az egy pontba történő összeomlás, a Nagy Reccs - amelyet e modellek hívei szerint az anyag "újrafeldolgozása", "feltámadása" követ: az összeomlott sűrű anyag egy új Nagy Bummban újra tágulni kezd (esetleg az előzőtől kissé eltérő fizikai törvényekkel, a fizikai állandók kissé különböző értékeivel), és elkezdődik egy új világciklus. Ez a modell napjainkra azért ment ki a divatból, mert az utóbbi két évtized precíziós kozmológiai mérései szerint a tágulás soha nem áll le, Univerzumunk állandóan tágulni fog (sőt e tágulás a mérések szerint egyre gyorsul), tehát nem lesz Nagy Reccs, így következő világciklus sem.

Minden multiverzum-modellel kapcsolatban feltehető, inkább filozófiai, mint fizikai kérdés, hogy egyáltalán mi kapcsolja össze a multiverzum egyes univerzumait, mi köti őket össze egységes rendszerré. A fizikusok szokásos válasza erre az, hogy az egységes fizikai törvények, amelyek mindegyik univerzum-példányban egyaránt érvényesek. Legfeljebb néhány fizikai paraméter értéke tér el az egyes példányokban. Hasonlatként a Naprendszer vagy a Tejútrendszer bolygóira hivatkoznak, melyek felszíni hőmérséklete, a gravitációs gyorsulás értéke, a légkör összetétele és nyomása elképesztően különböző lehet - ezek mégis ugyanazon alapvető fizikai törvényeknek engedelmeskedő objektumok.

Igen ám - vetik fel a multiverzum-hipotézis ellenzői -, de akkor mi indokolja, hogy ezeket a kissé különböző világokat ne egyetlen nagy Univerzum különböző tartományainak, hanem különböző univerzumoknak nevezzük? Őszintén bevallhatjuk, hogy semmi, ez csak szóhasználat kérdése, nem tudományos, hanem nyelvi probléma. (A kérdést árnyalja, hogy angolul - főleg sci-fikben - a bolygókat is gyakran "világoknak" nevezik, ezért ott az olvasók jobban hozzászoktak, hogy sok párhuzamos, eltérő "világról" szólnak a regények...)

Van persze egy komolyan vehető ok is az egyes világok különálló univerzumnak nevezésére. A legtöbb olyan kozmológiai modellben, amelyben a párhuzamos világok egy időben, de térben (esetleg egy sokdimenziós térben) elkülönülve léteznek, semmiféle mód nincs a köztük levő kapcsolatra, kommunikációra, fizikai kölcsönhatásra. Az egyik modellben ezek a világok a gyorsan táguló szuperuniverzumban kipattanó különálló buborékokban helyezkednek el, a buborékok pedig a fénysebességnél is gyorsabban távolodnak egymástól. Mi, az egyik buborék belsejének lakói ezért sohasem láthatjuk meg a másik buborékot, sohasem szerezhetünk róla tudomást. Legfeljebb kiokoskodhatjuk létezésüket, de erre bizonyítékot nem szerezhetünk. Az ilyen, egymástól tökéletesen elszigetelt buborékokat már nyugodtan nevezhetjük különálló univerzumoknak.