Universum ei tekkinudki Suurest Paugust?

Suure Paugu teooria on vorminud meie arusaamist Universumi tekkeloost alates selle väljakäimisest 1927. aastal Georges Lemaitre’ poolt. Teooriat toetavad viimasel ajal tehtud vaatlused ja eksperimendid, kuid siiski otsitakse pidevalt tõendeid ka alternatiivsete selgituste kehtivuse kohta.

Viimased uudised sellet alalt tulevad astrofüüsikutelt Maximo Banadoselt ning Pedro Ferreiralt, kes taaselustasid 20 sajandi algusest pärit gravitatsiooniteooria ning avastasid, et selle muudetud versioon peidab endas mitmeid üllatusi, vahendab

Fyysika.ee

portaali PhysOrg.com.

Hiljuti teadusajakirjas Physical Review Letters ilmunud artiklis kirjeldasid teadlased Arthur Eddingtoni, Einsteini kaasaegse, gravitasiooniteooria ülevaatamist. Eddington käis 1924. aastal alternatiivina Einstein-Hilberti mõju teooriale välja gravitatsioonilise mõju teooria (ingl gravitational action theory), millest pidi saama alternatiivne alguspunkt üldrelatiivsusele.

Astrofüüsikas nimetatakse gravitatsiooniliseks mõjuks gravitatsiooni tekkemehhanismi aeg-ruumis, mis aine ja energia tõttu kõverdunud on. Eddingtoni teooria osutus aga edukaks ainult tühja ruumi korral ning selles ei olnud mingit energiaallikat, mistõttu see poolikuks teooriaks jäigi.

Oma uurimuses proovisid Banados ja Ferreira uut viisi ühendamaks teooriasse ka aine olemasolu, kasutades selleks Born-Infeldi gravitatsioonilist mõju. Ühe järeldusena avastasid teadlased, et Eddingtoni parandatud gravitatsiooniteooria omab vaakumtingimustes täpselt samu näitajaid Einsteini teooriaga, kuid kui lisada ka aine olemasolu, tekivad täiesti uued efektid. Selle omaduse tõttu rakendub teooria hästi just suure tihedusega keskkondadele, näiteks noorele Universumile või musta augu sisemusele. Näiteks ennustab teooria homogeense ja isotroopse aeg-ruumi maksimaalset tihedust, mis aitaks uurida mustade aukude tekkemehhanismi.

Mis veelgi huvitavam, teooria võib viia täiesti uuele arusaamele Universumi tekkest, mis Suurt Pauku üldse ei sisaldagi. Suure Paugu teoorias on Universum oma algusajal singulaarsus, st lõputult väike. Eddingtoni parandatud teooria nõuab algusajal vaid minimaalset aeg-ruumi pikkust, mis tähendab, et Universum ei pruukinud olla singulaarsusena. Teooria ennustab Universumi algtihedusest sõltuvalt, et see võis alguses võrdlemisi pikka aega olla pisike ning kasvas alles siis suuremaks ja läks üle tavapärasele kosmoloogilisele evolutsioonile.

Sõltuvalt algtingimustele on olemas ka teine võimalus — Universum võis eelmise Universumi kokkuvarisemise tõttu teha nn põrke. Igasugune ilma singulaarsuse eelduseta Universum lahendaks teadlasi üldrelatiivsuse juures vaevanud singulaarsuse probleemi, sest singulaarsust ei saa matemaariliselt defineerida.

“Alternatiivid Einsteini teooriale on kõik hüpoteetilised oletused,” ütleb Ferreira. “Meie eesmärgiks on proovida leida mõni vaatluslik võtmeeksperiment, et eristada Einsteini teooriat meie omast.”