Kada pokušavamo shvatiti razmjere svemira, naš um se često oslanja na milijarde svjetlosnih godina ili nepregledne trilijune zvijezda. Ipak, postoji jedna brojka koja nadilazi svaku ljudsku sposobnost zamišljati, a koja se ne odnosi na prostor ili vrijeme, već na samu vjerojatnost da je naš svemir započeo upravo onako kako je to učinio. Riječ je o stanju početne entropije, konceptu koji fizičarima i kozmologima otkriva koliko je zapravo nevjerojatno postojanje svega što nas okružuje.
Sadržaj...
Razumijevanje entropije: Od reda ka kaosu
Kako bismo razumjeli nevjerojatne iznose koji prate nastanak svemira, prvo moramo definirati pojam entropije. U termodinamici, entropija se najjednostavnije opisuje kao mjera nereda ili nasumičnosti unutar jednog sustava. Temeljni zakon prirode, poznat kao drugi zakon termodinamike, nalaže da entropija izoliranog sustava uvijek raste. To nam govori da svemir prirodno teži prelasku iz stanja visoke uređenosti u stanje sve većeg nereda.
Primjer iz svakodnevnog života bio bi razbijena čaša. Vrlo je lako da čaša padne i rasprši se u stotine komadića, čime se povećava nered, ali je praktički nemoguće da se ti komadići sami od sebe slože natrag u savršenu čašu. Svemir se pridržava istog pravila. Ako je današnji svemir u stanju relativnog nereda, to nužno implicira da je u trenutku Velikog praska morao biti u stanju iznimno niske entropije.
To stanje ekstremne uređenosti bilo je nužan preduvjet za sve što danas vidimo. Zamislite to kao milijardu kockica koje su u istom trenutku sve pale na broj šest; teoretski je to moguće, ali praktički nevjerojatno. Upravo je ta početna “savršenost” i niska entropija omogućila gravitaciji da polako oblikuje materiju u oblake plina, zatim u zvijezde, galaksije i, naposljetku, u složene organske strukture koje su omogućile razvoj života.
Broj koji prkosi ljudskoj mašti
Kada znanstvenici pokušaju izračunati vjerojatnost da je svemir započeo u takvom specifičnom stanju niske entropije, dobivaju broj koji je gotovo nemoguće zapisati ili izgovoriti. Procjena vjerojatnosti iznosi otprilike 1 prema 10 na potenciju 10 na 123. Da bismo shvatili koliki je to broj, moramo ga usporediti s materijom u vidljivom svemiru.
U našem vidljivom svemiru postoji određeni broj protona i neutrona. Da pokušate zapisati ovaj broj nula po nula, koristeći svaku pojedinačnu subatomsku česticu kao površinu za pisanje, vrlo brzo biste ostali bez prostora. Čak i kada biste iskoristili svaku jedinu česticu u cijelom vidljivom svemiru, to ne bi bilo dovoljno za zapisivanje samo jednog takvog broja. Zapravo, trebali biste milijarde i milijarde identičnih kopija našeg svemira samo kako biste imali dovoljno mjesta zapisati sve nule tog ogromnog broja.
Zašto je ovo važno za našu sliku svijeta?
Ovakva statistička nevjerojatnost postavlja duboka pitanja o prirodi stvarnosti. Znanost nudi nekoliko teorija koje pokušavaju objasniti kako smo završili u ovako specifičnom i uređenom svemiru:
- Teorija više svemira (Multiverzum): Prema ovoj ideji, postoji beskonačan broj svemira s različitim početnim uvjetima. Mi se jednostavno nalazimo u onom rijetkom koji je bio dovoljno uređen da dopusti razvoj kompleksnih struktura i života.
- Kozmička inflacija: Teorija brze ekspanzije svemira u prvim trenucima sugerira da je taj proces pomogao u postizanju ujednačenosti i stabilizaciji početnog stanja, čime je smanjena vjerojatnost potpunog kaosa.
- Nova fizika: Moguće je da zakoni fizike u trenutku Velikog praska nisu bili identični onima koje danas mjerimo, što bi niske početne entropije činilo prirodnijim procesom nego što to trenutno izračuni sugeriraju.
