Najpierw Wielki Wybuch, a potem inflacja? Zagadka początków kosmosu

Niepohamowana inflacja jest zabójcza dla gospodarki. Niewykluczone jednak, że była życiodajna dla wszechświata.

Johan Hagemeyer/Wikipedia Edwin Hubble, wybitny astronom amerykański. Dokonał wielu ważnych odkryć. Wykrył zjawisko tzw. ucieczki galaktyk i od tego wszystko się zaczęło.

Trudno dziś znaleźć osobę, która nie słyszałaby o Wielkim Wybuchu. W błędzie są jednak ci, którzy uważają, że teoria ta dotyczy początku, czy wręcz stworzenia wszechświata. Jest ona tylko naukowym modelem, który pozwala prześledzić ewolucję kosmosu od pewnej chwili w dalekiej przeszłości po jeszcze bardziej odległą przyszłość. Dzięki niemu możemy połączyć w spójną narrację wątki i fakty pozornie tak od siebie odległe, jak rozbieganie się galaktyk i liczba atomów wodoru przypadających w kosmosie na jeden atom helu.

Jak każda hipoteza czy teoria naukowa, tak i ta jest poprawiana, udoskonalana i nieustannie zestawiana z nowymi danymi. Dotychczasowe konfrontacje przeszła pomyślnie, co oczywiście nie wyklucza, że kiedyś trzeba ją będzie gruntownie zrewidować. Na razie astronomowie fastrygują do niej różne koncepcje mające poszerzyć zakres stosowalności. Jedną z nich jest kosmiczna inflacja, do której być może doszło w zaraniu dziejów. Żeby wyjaśnić, o co w niej chodzi, potrzebny jest dość długi wstęp.

Dwa równania do rozwiązania

Matematyczną podstawą modelu Wielkiego Wybuchu jest ogólna teoria względności Einsteina (dalej: OTW). W ciągu ponad stu lat od ogłoszenia poddano ją tak wielu pomyślnie zakończonym testom, że o jej unieważnieniu nie ma mowy. Można jedynie pokusić się o jej uogólnienie – tak jak ona sama uogólniła mechanikę Newtona, poprawnie opisując warunki, w których ta druga się załamuje (bardzo silne pole grawitacyjne i ruch z prędkościami bliskimi prędkości światła).

Podstawowe równanie OTW zajęłoby pół wiersza. Prostota jest jednak bardzo złudna, bowiem w ogólnym przypadku rozpada się ono na dziesięć równań rozwiązywalnych wyłącznie przy użyciu najpotężniejszych współczesnych komputerów. Modelowanie całego kosmosu z planetami, gwiazdami, galaktykami i gromadami galaktyk byłoby zadaniem beznadziejnym, gdyby nie to, że w dużej skali jest on izotropowy i jednorodny: gdziekolwiek skierujemy teleskop, w dostatecznie dużej odległości od naszej Galaktyki zobaczymy statystycznie to samo („duża odległość” to mniej więcej pół miliarda lat świetlnych).