Einsteinova obecná relativita patří k nejpevnějším pilířům moderní fyziky. Díky ní rozumíme pohybu planet, fungování černých děr i rozpínání vesmíru. Jenže právě ve chvíli, kdy se snaží popsat samotný začátek vesmíru, naráží na zásadní problém. Model předpovídá vznik takzvané singularity. To je stav, ve kterém přestávají platit fyzikální zákony, jak je známe.

Singularita znamená nekonečnou hustotu i teplotu. Jinými slovy bod, kde se matematika rozpadá a fyzika ztrácí smysl. Právě to je důvod, proč se vědci už desítky let snaží najít teorii, která by tento problém obešla a nabídla realističtější popis počátku vesmíru.

Tým z University of Waterloo nyní přišel s návrhem, který by mohl tenhle dlouholetý problém konečně posunout dál. Jejich práce publikovaná v prestižním vědeckém časopise ukazuje, že začátek vesmíru mohl vypadat úplně jinak, než jsme si doposud mysleli.

Nový pohled na gravitaci

Základem celé myšlenky je takzvaná kvadratická kvantová gravitace, zkráceně QQG. Nejde o popření Einsteinovy teorie, ale o její rozšíření. Do rovnic přidává nové členy, které se projeví pouze při extrémně vysokých energiích. Právě takové panovaly v prvních okamžicích existence vesmíru.

Podle této teorie vesmír nezačal jako nekonečně hustý bod. Místo toho prošel stabilním stavem s velmi vysokou energií. To znamená, že fyzikální zákony zůstávají zachované a nedochází k žádnému matematickému kolapsu.

Zajímavé je, že model zároveň přirozeně vysvětluje i takzvanou inflaci. To je krátké období extrémně rychlého rozpínání vesmíru krátce po jeho vzniku. Dosavadní teorie k tomu potřebovaly hypotetické pole, které zatím nikdo nepozoroval. QQG tento problém obchází a inflaci generuje sama od sebe.

Jednou z největších předností nové teorie je její ověřitelnost. Nejde jen o abstraktní matematiku bez kontaktu s realitou. Model předpovídá konkrétní jevy, které by mělo být možné zachytit. Konkrétně jde o velmi slabé gravitační vlny vzniklé v raném vesmíru. Ty by mohly být důsledkem kvantových fluktuací gravitonů. Pokud by se je podařilo detekovat, šlo by o silný důkaz ve prospěch této teorie.