Co se událo před velkým třeskem

Čas od času se objevují úvahy o tom, co bylo před velkým třeskem. Nejnovější názor Paula Daviese zní stručně: „Nic.“ Odpověď jistě lepší než fantazie o řetězu vesmírů, kde zánik jednoho je zrodem druhého, ale přesto mě neuspokojuje: Má smysl použít relace časového uspořádání „před“, jestliže je zpochybněn sám čas? Jinými slovy, jak lze propadnout dál než do středu zeměkoule? Obecná teorie relativity nám dává značnou libovůli ve volbě prostoročasových souřadnic, ve kterých můžeme popisovat náš systém (černou díru, vesmír). Problém se přesouvá do oblasti interpretace, popřípadě extrapolace toho „správného“ prostoru a času, jak ho známe zde na Zemi (tedy v místě, které se pohybuje vzhledem k většině hmoty ve vesmíru pomalu). Rovnice jsou v těchto souřadnicích singulární a popisují velký třesk před 18 (nebo kolik je nejnovější móda) miliardami let.

Přípustný interval času je však otevřený a k singularitě se lze jen přiblížit. Proto lze snadno takový otevřený interval přetransformovat na zcela ekvivalentní nekonečný interval v jiné časové souřadnici. Pro lepší pochopení si představte, že Země je plochá a že pozorujete z vršku topolu ideálně rovnou silnici. V souřadnicích definovaných špičkou topolu vidíte, jak se patníky a auta sbíhají v singularitě. Zobrazení je přitom vzájemně jednoznačné, neboť z pozice auta na fotografii silnice můžete stanovit jeho polohu na silnici a naopak.

Nyní se vraťme k interpretaci různých časových souřadnic popisujících vývoj vesmíru. Obvyklé souřadnice mají tu (dobrou) vlastnost, že Země obíhá kolem Slunce (téměř) rovnoměrně, že atom cezia 137 září s konstantní frekvencí atd. K čemu je nám však takový čas za podmínek, kdy byl vesmír tak hustý, že neexistovala sluneční soustava ani atomy cezia? Zkusme definovat čas (jakkoliv nepřesně) pomocí typických jevů v daném stadiu vývoje vesmíru. Jednotkou času v současnosti by mohla být doba oběhu typické planety kolem typické hvězdy, jednotkou času v okamžiku rekombinace elektronů s jádry jeden kmit záření atomárního vodíku atd. Nyní si dovolím popustit uzdu své fyzikální intuice a prohlásím bez důkazu, že vesmír je v takto zvolených souřadnicích nekonečný. Jinými slovy, od velkého třesku nás dělí nekonečné množství „elementárních“ nebo „typických“ událostí. Vrátíme-li se k analogii se silnicí, tak místo určování polohy aut milimetrovým měřítkem na fotografii silnice definujeme jednotku délky jako průměrnou vzdálenost aut od sebe. Patníky použít nemůžeme, ty od doby Michelsonova-Morleyova pokusu ve vesmíru nemáme.

Jak tedy zní odpověď na dotaz, co bylo před velkým třeskem? Jednoduše. Tato otázka prostě nemá smysl. Trvá tedy vesmír věčně? To záleží na tom, jestli se nebojíte šplhat po stromech...