Teoretický fyzik Bruno Bento nabízí nový pohled na vesmír. Ve studii nazvané „If time had no beginning“ (Kdyby čas neměl začátek) a publikované na webu Arxiv dospěl se svým spolupracovníkem Stavem Zalelem k závěru, že vesmír počátek mít nemusel. Existoval v neohraničené minulosti a teprve nedávno se vyvinul do toho, co nazýváme Velkým třeskem (Big Bang).

Selský rozum na to nestačí

Vesmír se zpravidla popisuje dvěma teoriemi – obecnou relativitou a kvantovou fyzikou. Fyzikové s nimi mají problém, jsou neslučitelné. Tam, kde platí obecná teorie relativity, neplatí teorie kvantová. A naopak.

Obecná relativita se nedá použít na začátek vesmíru, tedy Velký třesk, anebo na černé díry. Tyto oblasti, kde přestává platit, se nazývají singularity. Jsou to body v prostoru, kde fyzikální veličiny nabývají nekonečných hodnot.

Fyzikové tento rozpor překlenují zpravidla teorií strun nebo kvantové gravitace smyčky. Bento ale řeší záhadu singularit tím, že staví na hypotéze příčinných (kauzálních) množin, která se vymyká selskému rozumu. Podle ní existuje nejmenší jednotka časoprostoru, kterou si lze představit jako „atom“ nebo „pixel“, tedy cosi nedělitelného.

Při pohledu z dálky tyto jednotlivosti nevidíme – na jablku jednotlivé atomy nevidíme, na obrazovce nevidíme pixely – ale jakmile se přiblížíme dostatečně blízko, je najednou jasné, že dosud spojitý celek se rozpadá na velký počet menších dílků. Proč je právě tohle podstatné?

Současné fyzikální teorie mají za to, že čas a prostor jsou nejen jedno a totéž, ale vytváří hladkou strukturu celého vesmíru. Ta je podle těchto teorii dělitelná.

Bento ale tvrdí, že tato představa je nesprávná a časoprostor má nejmenší jednotku, kterou za určitý bod dělit nelze.

Matematika to nevylučuje

Dnešní fyzika má sice dobrou představu o tom, co se dělo po Velkém třesku, ale dává jenom dílčí odpovědi v tom smyslu, co mu předcházelo.

Pokud by se ale časoprostor skládal z jednotlivých dílků jako v Bentově hypotéze, leccos by to vyřešilo. V první řadě by bylo jasné, že singularity mají určitou velikost – vešel by se do nich totiž jenom určitý počet „dílků“ časoprostoru.

Jeho hypotéza vlastně tvrdí, že skutečné singularity nemohou existovat, protože se hmota nedá stlačit do nekonečně malého bodu tak, jak s tím počítá relativita. Může vznikat pouze zdání singularity.

A vesmír poskládaný z kousků časoprostoru nabízí možnost, že mohlo existovat cosi již před Velkým třeskem.

Bentův vesmír vychází z předpokladu, že neměl počátek – to ale neznamená, že by jeho stav před Velkým třeskem stál za řeč. Dílky časoprostoru v jeho hypotéze existovaly odjakživa – jako nesložené puzzle. Až teprve Velký třesk byl okamžikem, který puzzle poskládal.

Existence vesmíru před Velkým třeskem tedy v Bentově pojetí naznačuje existenci nekonečně do minulosti, ale nikoli ve formě, v jaké vesmír známe dnes. A především – pokud má časoprostor formu malých „atomů“, „nekonečno“ nemuselo trvat dlouho. Čas nemusel plynout tak, jak plyne dnes poté, co těmto dílkům dal Velký třesk nový řád.

„Stále se můžeme ptát, co taková dynamika vývoje vesmíru fyzikálně znamená. Nicméně jsme už ukázali, že matematicky je skutečně možná," cituje Benta magazín Live Science.

Sci-fi, fantasy, anebo realita?

Bento načrtl matematickou úvahu nad existujícími teoriemi. Až čas ukáže, zda bude potvrzena, nebo vyvrácena.

Matematický popis byl ale v minulosti často krokem prvním krokem k průlomu v chápání světa – byl třeba na počátku heliocentrismu, v němž středem kosmu není Země, ale Slunce, i k relativitě, podle níž čas plyne různě podle rychlosti.

„Realita dnes obsahuje řadu věcí, které si většina lidí spojuje se sci-fi, nebo dokonce s fantasy," řekl Bento s odkazem na starší objevy.

Pokud by se jeho hypotéza potvrdila, změnila by pohled na počátek vesmíru. Kromě toho by se ukázalo, že čas a prostor mají nejmenší jednotku.

V dějinách vědy se lidé museli znovu a znovu naučit vnímat svět jinak. Takže by nakonec nemuselo být tak šokující, kdyby budoucnost snahy o spojení kvantové fyziky a obecné relativity měla podobu Bentova vesmíru bez počátku. A kdoví – možná i bez konce.