PODRIJETLO SVEMIRA*

PROBLEM PODRIJETLA SVEMIRA donekle je sličan starom pitanju:
Što je bilo prije, kokoš ili jaje? Drugim riječima,
koja djelatnost je stvorila svemir, a što je stvorilo tu
djelatnost? Ili možda svemir, ili djelatnost koja ga je stvorila,
postojaše oduvijek i nije ih ni trebalo stvoriti. Sve
donedavno, znanstvenici su se plašili takvih pitanja, držeći
da ne spadaju u znanost već u metafiziku ili religiju.
Ipak, tijekom posljednjih godina izašlo je na vidjelo da se
zakonima znanosti može obuhvatiti čak i početak svemira.
U tom slučaju, svemir bi morao biti samostojan i potpuno
određen zakonima znanosti.
*Predavanje održano u Cambridgeu srpnja 1987. na skupu Tristo
godina gravitacije, a povodom 300. obljetnice objavljivanja
New-tonovih Principia.
Rasprava o tome je li i kako je svemir započeo proteže
se kroz čitavu pisanu povijest. Načelno, postojale su dvije
škole mišljenja. Mnoge stare predaje, jednako kao i
židovska, kršćanska i islamska religija, držale su da je
svemir bio stvoren u prilično nedavno vrijeme. (Biskup
Ussher je u sedamnaestom stoljeću izračunao da se stvaranje
svemira dogodilo 4004. godine prije Krista, brojka
do koje je došao zbrajajući dužine života ljudi spomenutih u
Starom zavjetu.) Činjenica koja se uzimala u prilog zamisli
o nedavnom postanku bila je povezana s razvojem kulture i
tehnike. Sjećamo se tko je prvi izveo taj i taj posao ili razvio
tu i tu tehniku. Dakle, govorilo je dalje dokazivanje, nismo
mogli biti ovdje baš jako dugo; u protivnom bismo već
uznapredovali mnogo više nego što jesmo. Zapravo,
biblijska godina stvaranja i nije jako daleko od vremena
kraja posljednjeg ledenog doba, kada se moderni ljudi, čini
se, po prvi put značajnije i pojavljuju.
S druge strane, bilo je ljudi poput starogrčkog filozofa
Aristotela, kojima se nije sviđala zamisao da je svemir
imao početak. Oni su osjećali da bi to podrazumijevalo
božansku intervenciju. Zbog toga im je bilo draže
vjerovanje da je svemir postojao oduvijek te da će postojati
zauvijek. Nešto što je bilo vječno bilo je savršenije
od nečeg što treba biti stvoreno. Imali su odgovor i na
gore spomenuto dokazivanje glede ljudskog napretka:
periodične poplave i druge slične prirodne katalizme stalno
su vraćale ljudsku vrstu natrag na novi početak.
Obje škole mišljenja smatrale su da je svemir bitno
nepromjenjiv u vremenu. Bilo da je stvoren u sadašnjem
obliku, bilo da traje oduvijek ovakav kakav je sada. To je
bilo prirodno vjerovanje, budući da je ljudski život — pa
čak i čitava pisana povijest — tako kratko vrijeme da se
tijekom njega svemir nije značajno izmijenio. U stalnom,
nepromjenjivom svemiru, pitanje je li on postojao oduvijek
ili je bio stvoren prije nekog konačnog vremena u
prošlosti zapravo je predmet metafizike ili religije: I
jedna i druga teorija mogle bi objasniti takav svemir.
Doista, filozof Immanuel Kant je 1781. napisao monumentalno
i vrlo nejasno djelo Kritik der reinen Vernunft
(Kritika čistoga uma) u kojem je zaključio da su bila
jednakovrijedna dokazivanja i za vjerovanje da je svemir
imao neki početak kao i za vjerovanje da nije imao. Kako
napućuje naslov djela, njegovi su zaključci bili utemeljeni
samo na umu, drugim riječima, nisu uzeli u obzir promatranja
svemira. Uostalom, u nekom nepromjenjivom
svemiru čega bi i bilo za promatranje?
Međutim, u devetnaestom stoljeću se polako počeo
gomilati dokazni materijal da se i Zemlja i ostatak svemira
zapravo tijekom vremena mijenjaju. Geolozi usta-noviše
da je za oblikovanje stijena i fosila u njima potrebno stotine
ili tisuće milijuna godina. Bilo je to mnogo duže vrijeme
od one starosti Zemlje kako su to bili izračunali
kreacionisti. Daljnji dokaz dobiven je zahvaljujući
takozvanom drugom zakonu termodinamike, što ga je
formulirao njemački fizičar Ludwig Boltzmann. On izriče
da ukupna količina nereda u svemiru (koja se mjeri veličinom
zvanom entropija) vremenom uvijek raste. Ovo,
poput dokazivanja glede ljudskog napretka, navodi na
zaključak da svemir bijaše u pogonu samo tijekom nekog
konačnog vremena. U protivnom, bio bi dosad već degeneriran
do stanja potpunog nereda, u kojem bi sve što
postoji bilo iste temperature.
Druga poteškoća s idejom statičkog svemira je činjenica
da, u skladu s Newtonovim zakonom gravitacije,
svaku zvijezdu u svemiru privlači prema sebi svaka druga
zvijezda. Ako je tako, kako bi mogle biti nepokretne, na
stalnoj udaljenosti jedne od drugih? Zar ne bi sve pale na
zajedničku hrpu?
Newton je bio svjestan tog problema. U pismu
Richardu Bentleyu, vodećem filozofu svog vremena, on se
složio da konačna nakupina zvijezda ne bi mogla ostati u
stanju mirovanja; sve bi zvijezde padale prema nekoj
središnjoj točki. Međutim, umovao je on, beskonačna nakupina
zvijezda ne bi se tako ponašala, jer ne bi postojala
neka središnja točka u koju bi one padale. Ovaj dokaz je
primjer zamke na koju se nailazi kad se govori o beskonačnim
sustavima. Upotrebljavajući razne načine
pri-brajanja privlačnih sila na svaku zvijezdu od strane
beskonačnog broja drugih zvijezda u svemiru, moguće je
dobiti različite odgovore na pitanje mogu li zvijezde ostati
na stalnim udaljenostima jedne od drugih. Sada znamo da
je ispravan postupak razmatrati slučaj konačnog područja
ispunjenog zvijezdama, a zatim mu dodavati više zvijezda,
raspoređenih otprilike ravnomjerno izvan tog područja.
Konačna nakupina zvijezda past će zajedno u jednu točku, a
— u skladu s Newtonovim zakonom — dodavanje više
zvijezda iz vanjskog područja neće zaustaviti kolaps. Dakle,
beskonačna nakupina zvijezda ne može ostati u stanju
mirovanja. Ukoliko se one u nekom vremenu ne gibaju
jedne u odnosu na druge, započet će zbog međusobnog
privlačenja padanje svih prema svima, odnosno skupljanje
prema jednoj točki. Ako se pak u početku udaljuju jedne od
drugih, gravitacija će sve više usporavati brzinu
uzmicanja.
Unatoč ovih poteškoća s predodžbom statičkog i
nepromjenjivog svemira, nitko nije tijekom sedamnaestog,
osamnaestog, devetnaestog i početkom dvadesetog stoljeća
predlagao svemir koji bi se razvijao tijekom vremena. I
Newton i Einstein propustiše priliku predvidjeti sliku
širećeg ili stežućeg svemira. Nitko to ne može upisati
Newtonu za zlo, jer je živio dvjesto pedeset godina prije
promatranja koja su dovela do otkrića širenja svemira.
Ali Einstein je mogao postupiti bolje. Opća teorija
relativnosti koju je postavio 1915. pretkazala je šireći
svemir. Ali on je ostao tako uvjereni pristaša statičkog
svemira da je svojoj teoriji dodao jedan element samo
zato da je uskladi s Newtonovom teorijom i uravnoteži
gravitaciju.
Edwin Hubble je 1929. otkrio širenje svemira i time
potpuno promijenio raspravu o njegovu podrijetlu. Uzmete
li sadašnje gibanje galaktika i krenete njime natrag u
vremenu, vidjeli biste da su one u nekom trenutku, otprilike
prije deset do dvadeset milijardi godina, bile sve
zbijene jedna na drugoj. U to vrijeme su singularnost
zvana Veliki prasak, gustoća svemira i zakrivljenost
prostorvremena bili beskonačni. U takvim se uvjetima
lome svi poznati zakoni fizike. To je silna nesreća za
znanost. To bi značilo da sama znanost ne može
ustanoviti kako je započeo svemir. Sve što bi znanost
mogla reći je: svemir je sada kakav je, jer je onda bio
kakav je bio. Ali znanost ne bi mogla objasniti zašto je bio
kakav je bio odmah nakon Velikog praska.
Ne iznenađuje da su mnogi znanstvenici bili nezadovoljni
takvim zaključkom. Bilo je stoga više pokušaja izbjegavanja
zaključka da bi morala postojati singularnost
Velikog praska, a iz toga i početak vremena. Jedan od tih
pokušaja bijaše i takozvana teorija stalnog stanja. Njena
ključna ideja je sljedeća: kako bi se galaktike udaljavale
jedne od drugih, nove galaktike bi se oblikovale u nastalim
međuprostorima i to od materije koja bi neprekidno bila
stvarana u prostoru. Svemir je postojao i nastavio bi
postojati zauvijek u manje-više istom stanju u kakvom je
danas.
Budući da se svemir nastavlja širiti i nova materija
stvarati, model stalnog stanja zahtijevao je preinaku opće
teorije relativnosti, a tempo stvaranja nove materije
100 Stephen W. Hawking Podrijetlo svemira 101
bio je vrlo nizak: otprilike jedna čestica u kubičnom kilometru
prostora godišnje, što ne bi došlo u sukob s promatranjima.
Teorija je također predviđala da bi prosječna
gustoća galaktika i sličnih objekata bila stalna i u
prostoru i u vremenu. Međutim, pregled izvora
radiovalova izvan naše Galaktike, što su ga proveliMartin
Ryle i njegova ekipa s Cambridgea, iznijela je na vidjelo
da ima mnogo više slabih izvora nego jakih. U prosjeku,
očekivalo bi se da su slabi izvori udaljeniji. Postojale su
stoga dva moguća objašnjenja: ili se nalazimo u dijelu
svemira u kojem je broj jakih izvora ispodprosječan ili je
gustoća izvora bila veća u prošlosti, u vrijeme kad je
svjetlost bila napuštala te daleke izvora krećući na put
prema nama. Ni jedna od ovih dviju mogućnosti nije bila
sukladna s predviđanjem teorije stalnog stanja da bi gustoća
radioizvora trebala biti stalna u prostoru i vremenu.
Konačni udarac teoriji zadalo je otkriće pozadinskog
mikrovalnog zračenja (Arno Penzias i Robert Wilson
1964.) iz dalekih izvangalaktičkih prostora. Zračenje je
imalo svojstveni spektar vrućeg tijela, premda u ovom
slučaj pojam vruć teško da je baš primjeren, jer je to
"vruće" tijelo imalo temperaturu od samo 2,7 stupnjeva
iznad apolutne nule. Svemir je hladno, tamno mjesto. U
teoriji stalnog stanja nije postojao prikladan mehanizam
za proizvodnju mikrovalova s takvim spektrom. Teorija
se stoga morala napustiti.
Druga ideja za izbjegavanje singularnosti Velikog
praska došla je 1963. od dvojice ruskih znanstvenika,
Jevgenija Lifšica i Izaka Kalatnikova. Rekli su da se stanje
beskonačne gustoće može dogoditi samo ako su se
galaktike gibale direktno jedna prema drugoj ili jedna od
druge; samo u tom slučaju bi one u prošlosti bile skupljene
u jednoj točki. Međutim, galaktike također imahu i neke
male komponente brzina u stranu, "u koso", pa su
zahvaljujući tome bile preživjele neku raniju fazu kontrakcije
svemir, pri kojoj galaktike dođoše međusobno
vrlo blizu, ali im je nekako uspjelo izbjeći međusobne sudare.
Svemir je mogao zatim krenuti u novo širenje, bez
prolaženja kroz stanje beskonačne gustoće.
Kad su Lifšic i Kalatnikov iznijeli svoj prijedlog, ja
sam bio student istraživač u potrazi za nekim problemom
koji će upotpuniti temu mog doktorata. Zanimalo
me pitanje je li postojala singularnost Velik prasak, jer je
to bilo odlučujuće za razumijevanje podrijetla svemira.
Zajedno s Rogerom Penroseom razvih novi skup matematičkih
tehnika za rad na tom i sličnim problemima.
Pokazali smo da ako je teorija relativnosti točna, svaki
prihvatljivi model svemira mora započeti u singularnosti.
Ovo bi značilo da znanost može proreći da je svemir morao
imati neki početak, no da ne može proreći kako bi trebao
započeti: za ovo potonje treba prizvati Boga.
Bijaše zanimljivo promatrati promjenu klime mišljenja
o singularnostima. Kad sam bio diplomirani student,
gotovo nitko nije gledao na njih ozbiljno. Sada, kao posljedak
teorema singularnosti, gotovo svatko vjeruje da
je svemir započeo s nekom singularnosti, na kojoj se lome
svi zakoni fizike. Međutim, sada mislim da se, premda
singularnost postoji, pomoću zakona fizike ipak može
ustanoviti kako je svemir započeo.
Opća teorija relativnosti je ono što nazivamo klasična
teorija. Ona, naime, ne uzima u obzir činjenicu da čestice
nemaju točno određene položaje i brzine već su
"razmazane" preko nekog malenog područja prema načelu
neodređenosti kvantne mehanike, koji ne dopušta
istodobno mjerenje položaja i brzine. To u normalnim situacijama
i nije važno, jer je polumjer zakrivljenosti
pro-storvremena vrlo velik u usporedbi s neodređenosti
položaja čestice. Međutim, teoremi singularnosti pokazuju
da 102 Stephen W. Hawking 
će na početku sadašnjeg širenja svemira prostorvrijeme
biti vrlo zakrivljeno, s vrlo malenim polumjerom zakrivljenosti.
U tom će slučaju načelo neodređenosti biti vrlo
važno. Prema tome, opća teorija relativnosti je predviđajući
singularnosti povukla u njima i sebi u propast. Za raspravu
o početku svemira treba nam teorija koja će sjediniti opću
relativnost s kvantnom mehanikom.
Ta teorija je kvantna gravitacija. Još uvijek ne znamo
točan oblik što će ga zadobiti ispravna teorija kvantne
gravitacije. Najbolji kandidat za to ovog trenutka je teorija
superstruna, ali i ovdje postoje brojne neriješene
poteškoće. Ipak, od svake takve teorije koja će se moći
održati na životu možemo očekivati neke značajke. Jedna
od njih je Einsteinova ideja da se učinci gravitacije mogu
predstaviti prostorvremenom koje je zakrivljeno —
iskrivljeno — materijom i energijom u njemu. U tom zakrivljenom
prostoru objekti nastoje slijediti stazu najbližu
pravcu. Međutim, budući da je prostor zakrivljen, njihove
staze su savinute, kao što bi bile gravitacijskim poljem.
Druga značajka koju očekujemo naći u konačnoj teoriji
je prijedlog Richarda Feynmana da se kvantna teorija
može izložiti kao "zbroj po prikazima". U svom najjednostavnijem
obliku, zamisao je da svaka čestica ima svaku
moguću stazu to jest prikaz, u prostorvremenu. Svaka staza
to jest prikaz ima neku vjerojatnost, koja zavisi od njenog
oblika. Da bi ta zamisao radila, treba uzeti u obzir prikaze
u imaginarnom vremenu, a ne u stvarnom vremenu u
kojem sebe zapažamo kao živa bića. Imaginarno vrijeme
može zvučati poput nečeg iz znanstvene fantastike, no to je
jasno određen matematički pojam. U izvjesnom smislu,
njega se može zamisliti kao smjer vremena koji je okomit
na smjer realnog, stvarnog vremena. Zbrajaju se
vjerojatnosti za sve čestične prikaze s izvjesnim
svojstvima, poput prolaženja kroz neku točku u
nekom trenutku. Zatim se rezultat ekstrapolira natrag u
stvarno vrijeme u kojem živimo. Ovo nije najubičajeniji
pristup kvantnoj mehanici, ali daje iste rezultate kao i
drugi načini.
U slučaju kvantne mehanike, Feynmanova ideja o
zbroju po prikazima podrazumijevala bi zbrajanja po različitim
mogućim prikazima, ili povijestima, za svemir.
Zbroj bi predstavljao prikaz svemira i svega u njemu.
Treba pobliže označiti koji bi razred mogućih zakrivljenih
prostora bio uključen u taj zbroj po prikazima. Odabir
ovog razreda prostora određuje u kojem je stanju svemir.
Ako razred zakrivljenih prostora koji određuje stanje
svemira uključuje i prostore sa singulamostima, s
posebnostima, vjerojatnosti takvih prostora ne bi bile
određene teorijom. Umjesto toga, vjerojatnosti bi trebale
biti određene na neki proizvoljni način. To bi zapravo
značilo da znanost ne može predvidjeti vjerojatnosti takvih
posebnosnih, singularnih prikaza za prostorvrijeme.
Prema tome, ona ne može predvidjeti kako bi se svemir
ponašao. Moguće je, međutim, da je svemir u nekom stanju
koje je određeno nekim zbrojem što uključuje samo
nesingularne zakrivljene prostore. U tom slučaju,
prirodoznanstveni zakoni potpuno bi odredili svemir; ne bi
se trebalo pozivati na neko djelovanje izvan svemira, a da
bi se odredilo kako je on započeo. Na izvjestan način,
prijedlog da je stanje svemira određeno zbrojem samo po
nesingularnim prikazima slično je pijancu koji noću traži
svoj izgubljeni ključ ispod ulične svjetiljke: to možda nije
mjesto gdje ga je izgubio, ali je to jedino mjesto gdje bi ga
mogao naći. Slično tome, svemir možda nije u stanju
određenom zbrojem po nesinguralnim prikazima, ali to
je jedino stanje u kojem bi znanost mogla predvidjeti kakav
bi svemir trebao biti.
Godine, Jim Hartle i ja predložili smo da bi stanje
svemira trebalo biti zadano putem zbroja nekog razreda
prikaza. Ovaj razred sastojao se od zakrivljenih prostora
bez singularnosti, koji bi bili konačne veličine, ali koji ne bi
imali rubove ili granice. Bili bi poput površine Zemlje, ali s
dvije dimenzije više. Površina Zemlje je područje konačne
veličine, ali nema nikakvih singularnosti, granica, rubova.
Provjerio sam to pokusom. Obišao sam svijet i nisam pao
s njega.
Prijedlog što smo ga iznijeli Hartle i ja može se parafrazirati
kao: Granični uvjet svemira je da svemir nema
granicu. Samo ako je svemir u tome ne-granica stanju,
prirodoznanstveni zakoni, sami od sebe, određuju
vjerojatnosti svakog mogućeg prikaza. Prema tome, samo
u tom slučaju bi poznati zakoni odredili kako bi se svemir
ponašao. Ukoliko je svemir u nekom drugom stanju, razred
zakrivljenih prostora u zbroju po prikazima uključivat će i
prostore sa singularnostima, to jest s posebnostima. Da bi
se odredile vjerojatnosti takvih singu-larnih prikaza,
trebalo bi se obratiti za pomoć nekom načelu drugačijem od
poznatih nam zakona znanosti. Ovo načelo bilo bi nešto
izvan našeg svemira. Ne možemo ga izvesti iz stajališta
unutar našeg svemira. S druge pak strane, ako je svemir u
ne-granica stanju, mogli bismo, bar načelno, potpuno
odrediti kako bi se svemir ponašao, sve do ograničenja
zadanih načelom neodređenosti.
Sto se znanosti tiče, bilo bi doista lijepo ako je svemir
u ne-granica stanju, no kako možemo reći je li doista?
Odgovor je da ne-granica prijedlog daje određena i jasna
predviđanja o tome kako bi se svemir ponašao. Pa sad,
ukoliko se ova predviđanja ne slažu s promatranjima,
mogli bismo zaključiti da svemir nije u ne-granica stanju.
Prema tome, ne-granica prijedlog je jedna dobra
znanstvena teorija u smislu što ga je definirao filozof
Karl Popper: može se pobiti ili pokvariti promatranjem.
Ako se promatranja ne slažu s predviđanjima, znat
ćemo da moraju postojati singularnosti u razredu mogućih
prikaza. Međutim, to je otprilike sve što bismo znali. Ne
bismo bili u stanju računati vjerojatnosti tih singular -nih,
posebitih prikaza; prema tome, ne bismo bili u stanju
predvidjeti kako bi se ponašao svemir. Može se pomisliti da
ova nepredvidivost nije ni previše važna ukoliko se
dogodila samo u Velikom prasku; uostalom, bijaše to prije
deset ili dvadeset milijardi godina. Ali ako se predvidivost
slomila u vrlo jakim gravitacijskim poljima u Velikom
prasku, mogla bi se također slomiti i kadgod neka zvijezda
doživi kolaps. Ovo bi se moglo događati samo u našoj
Galaktici nekoliko puta tjedno. Naša moć predviđanja bila
bi slaba čak i prema mjerili za meteorološke prognoze.
Dakako, netko bi mogao reći da ne trebamo brinuti o
slomu predvidivosti što se dogodio u nekoj dalekoj zvijezdi.
Ipak, u kvantnoj teoriji, bilo što što zaista nije zabranjeno
može se dogoditi i dogodit će se. Dakle, ukoliko razred
mogućih prikaza, mogućih povijesti, sadrži prostore sa
singularnostima, ove se singularnosti mogu dogoditi bilo
gdje, ne samo pri Velikom prasku ili u uruša-vajućoj
zvijezdi. To bi značilo da ne bismo mogli predvidjeti ništa.
Obrnuto, činjenica da smo ipak u stanju predvidjeti ishode
pokusa, eksperimentalna je očevidnost protiv singularnosti,
a za ne-granica prijedlog.
Pa što to onda ne-granica prijedlog predviđa za svemir?
Prva stvar koju moramo učiniti je da će bilo koja
veličina upotrijebljena kao mjera vremena imati neku
najveću i neku najmanju vrijednost, budući da su svi mogući
prikazi za svemir konačni u prostiranju. Prema tome,
svemir će imati početak i kraj. Početak u stvarnom
vremenu bit će singularnost, posebnost zvana Veliki prasak.
Međutim, početak u imaginarnome vremenu neće
biti neka singularnost. Umjesto toga, bit će on nešto pomalo
nalik Sjevernome polu na Zemlji. Uzmemo li da su
na površini vremena stupnjevi širine istoznačni vremenu-,
može se reći da površina Zemlje počinje u Sjevernome polu.
No, Sjeverni je pol posve obična točka na Zemlji. Nema
ničeg posebnog u njoj, u i njoj vrijede isti zakoni kao i bilo
gdje drugdje na Zemlji. Slično tome, događaj kojeg mi
možemo odabrati i označiti kao "početak svemira u
imaginarnom vremenu" bio bi jedna obična točka
prostorvremena, slična bilo kojoj drugoj. Zakoni znanosti
održali bi se u tom početku, kao bilo gdje drugdje.
Iz ove analogije s površinom Zemlje, može se očekivati
da bi kraj svemira bio sličan početku, jednako kao
što je Sjeverni pol vrlo sličan Južnome polu. Međutim,
Sjeverni i Južni pol odgovaraju početku i kraju prikazivanja
svemira u imaginarnom vremenu, a ne u stvarnom
vremenu našeg iskustva. Ako se rezultate zbroja po prikazima
ekstrapolira iz imaginarnog vremena u stvarno
vrijeme, ustanovljuje se da početak svemira u stvarnome
vremenu može biti vrlo različiti od njegovoga kraja.
Johathan Halliwell i ja radili smo približne izračune o
tome što bi ne-granica uvjet podrazumijevao. Smatrali
smo svemir za savršeno glatku i ravnomjernu pozadinu,
na kojoj su se nalazili maleni poremećaji gustoće. U stvarnome
vremenu, čini se da je svemir započeo širenje pri
vrlo malenom polumjeru. Isprva, širenje se događalo na
način što ga nazivamo inflacijski: to znači da je u sićušnome
djeliću sekunde svemir udvostručio svoju veličinu,
baš kao što se u nekim državama cijene udvostručuju
svake godine. Svjetski rekord ekonomske inflacije vjerojatno
je bila Njemačka nakon prvog svjetskog rata, kad je
cijena jednog hljeba kruha za nekoliko mjeseci porasla
na milijune maraka. Ali i to je ništavno u usporedbi s inflacijom
koja izgleda da se dogodila u ranom svemiru:
povećanje njegove veličine za najmanje milijun milijuna
milijuna milijuna milijuna puta u sićušnom djeliću sekunde.
Dakako, to je bilo prije naše sadašnje vlade.
Inflacija je bila dobra stvar utoliko što je, gledano u
velikim dimenzijama, proizvela gladak i ravnomjeran svemir
i bila ga je širila kritičnom brzinom da se izbjegne kolaps.
Inflacija je također bila dobra stvar utoliko što je proizvela
sve sastojke svemira doslovno iz ničega. Kad je svemir bio
jedna točka, poput Sjevernoga pola, nije sadržavao ništa.
Ipak, sada je u svemiru kojeg možemo promatrati najmanje
1080 (jedan, iza kojeg slijedi osamdeset nula) čestica.
Odakle sve te čestice? Odgovor glasi: teorija relativnosti i
kvantna mehanika dopuštaju da iz energije može nastati
materija u obliku čestica/antičestica parova. A odakle ta
energija za stvaranje materije? Odgovor: posuđena je iz
gravitacijske energije svemira. Svemir ima ogroman dug
negativne gravitacijske energije, koji točno uravnotežuje
pozitivnu energiju tvari. Tijekom infacijskog razdoblja
svemir se teško zadužio kod svoje gravitacijske energije da
bi financirao stvaranje materije. Rezultat je veliki trijumf
kinsijanske ekonomije: silovit i šireći svemir, ispunjen
tvarnim strukturama. Dug gravitacijske energije neće biti
naplaćen sve do kraja svemira.
Svemir u početku ne bijaše potpuno ravnomjeran i
jednoličan, jer to bi bilo kršenje načela neodređenosti
kvantne mehanike. Umjesto toga, moralo je biti odstupanja
od jednolike gustoće. Ne-granica prijedlog uključuje u
sebe i to da bi ove razlike u gustoći krenule u svom temeljnom
stanju; to znači, bile bi najmanje moguće, u skladu
s načelom neodređenosti. Međutim, tijekom inflacijskoga
širenja, razlike su se pojačavale. Nakon što je razdoblje
inflacijskoga širenja završilo, ostalo se sa svemirom
koji se širio na nekim mjestima neznatno brže nego na
drugima. U područjima sporijeg širenja, gravitacijsko
108 Stephen W. Hawking Podrijetlo svemiru 109
privlačenje tvari je zatim još i dalje usporavalo širenje.
Na kraju, ovo područje bi se prestalo širiti te bi se počelo
stezati, oblikujući galaktike i zvijezde. Dakle, ne~granica
prijedlog može objasniti sve složene tvorbe što ih vidimo u
svemiru. Međutim, on nam ne daje samo jedno predviđanje
za svemir. Umjesto toga, predviđa čitavu obitelj mogućih
prikaza, mogućih povijesti svemira, svaki sa svojom
vlastitom vjerojatnošću. Mogla bi biti moguća i vrsta
svemira u kojem je Laburistička stranka pobijedila na
posljednjim izborima u Britaniji (premda je ta vjerojatnost
možda niska).
Ne-granica prijedlog povlači za sobom duboke posljedice
na ulogu Boga u svemirskim stvarima. Dosad je
naime općenito prihvaćeno da se svemir razvija po dobro
određenim zakonima. Ti bi zakoni mogli biti određeni s
Božje strane, a čini se da se On ne miješa u svemir tako da
krši te zakone. Međutim, sve donedavno se smatralo da se
ti zakoni ne odnose na početak svemira. Bilo bi dolično
Bogu da navije satni mehanizam i stavi svemir u pokret na
bilo koji način, kako god On to zaželi. Dakle, sadašnje
stanje svemira bio bi posljedak Božjeg izbora početnih
uvjeta.
Stanje bi, međutim, bilo posve drukčije ukoliko bi bilo
točno nešto poput ne-granica prijedloga. U tom slučaju
zakoni fizike bi se održali čak i na početku svemira, pa Bog
stoga ne bi bio imao slobodu odabira početnih uvjeta.
Dakako, još uvijek bi mu ostalo slobodno odabrati zakone
kojima se svemir pokoravao. Međutim, i ne bi baš ostalo
puno toga po izboru. Može biti samo mali broj zakona koji
su u sebi dosljedni i koji vode do složenih bića poput nas,
sposobnih da se pitaju: Kakva je priroda Boga.
No čak ako i postoji samo jedan jedinstveni skup
mogućih zakona, to je samo neki skup jednadžbi. Što je
to što je udahnulo život u jednadžbe i predalo im na
upravljanje svemir? Je li konačna jedinstvena teorija tako
sastavljena da proizvede svoje vlastito postojanje.
Premda znanost može riješiti problem kako je svemir započeo,
ne može odgovoriti na pitanje: zašto se svemir
uopće trudio nastati. Ne znam odgovor na to.