Az elmélet szerint a nagy kezdet első másodpercének tízezrednyi része alatt rendkívül sok minden történt. Ez idõ alatt született meg a fizika négy alapvető kölcsönhatása (gyenge, erős, elektromágneses és gravitációs), sorra kezdtek megjelenni a legkisebb részecskék (kvarkok, fotonok, elektronok), majd a kvarkokból kialakultak a protonok és neutronok; mindez pedig egy rohamosan táguló térben történt meg.
Domokos Ábel cikke
A 20. században nagy port kavart a világegyetemünk keletkezésére vonatkozó ősrobbanás-elmélet. Kidolgozója egy belga pap és egyben csillagász, Georges Lemaître volt, aki 1931-ben tárta nyilvánosság elé hipotézisét „ősatom” néven, miszerint világunk minden részecskéje és energiája egy ősatomszerű pontból indult ki nagyjából 13,8 milliárd évvel ezelőtt.
Az akkor még gyerekcipőben járó elképzelés kibontakozásához két másik akkori híres fizikus munkássága is jelentősen hozzájárult: Albert Einstein általános relativitáselmélete, valamint Edwin Hubble kozmikus vöröseltolódás elmélete, amely a galaxisok egymáshoz képest való eltávolodására alapszik.
Az elmélet szerint a nagy kezdet első másodpercének tízezrednyi része alatt rendkívül sok minden történt. Ez idõ alatt született meg a fizika négy alapvető kölcsönhatása (gyenge, erős, elektromágneses és gravitációs), sorra kezdtek megjelenni a legkisebb részecskék (kvarkok, fotonok, elektronok), majd a kvarkokból kialakultak a protonok és neutronok; mindez pedig egy rohamosan táguló térben történt meg. Ezután 380 000 évnek kellett eltelnie ahhoz, hogy kialakuljanak az első atomok, melyek a hélium és hidrogén voltak; ezeket követte a deutérium, a lítium s még néhány elem. Az utolsó periódusban, amiben napjainkban is élünk (ezt anyagidõszaknak nevezzük), jöttek létre a galaxisok és a csillagok.
Az új elképzeléshez először a többség elutasítóan viszonyult, még maga Albert Einstein is szkeptikusan állt hozzá. Akkoriban az uralkodó álláspont szerint az univerzumot örök létezőnek tartották, amelynek nincs kezdete. Ezzel állt szembe az ősrobbanás-elmélet, amely szerint a világnak igenis volt kezdete, méghozzá 13,8 milliárd évvel ezelőtt. Érdekes módon Einstein is arra a következtetésre jutott kutatása során, hogy az univerzumnak tágulnia vagy összehúzódnia kellene (mely arra mutat rá, hogy volt egy kezdete a világnak), viszont egyenleteibe egy „kozmológiai állandót” vezetett be, hogy elkerülje ezt a végkövetkeztetést. A későbbiekben erre a próbálkozására úgy hivatkozott, hogy „életem legnagyobb melléfogása”.
Lemaître elméletének hatására az 1940-es évek másik felére mégjobban kidolgozták az örök univerzumról szóló állandó állapot elméletet. Ezen elmélet jeles szóvivője Fred Hoyle angol csillagász volt, aki híres tudós minőségében többször tartott előadásokat a nyilvánosságnak a brit BBC televíziós csatornán. Egyik 1949-es műsorában sikerült megalkotnia a híres „big bang” - „nagy robbanás” kifejezést, melyet eredetileg valószínűleg ironikusan használt Lemaître elméletével kapcsolatosan, mégis ez a gúnynév nyerte el az elmélet leginkább közismert megnevezését.
Az elméletet időközben egyre több tudományos eredménnyel kezdték megerõsíteni, így egyre többen újragondolták álláspontjukat. Az elmélet legnagyobb visszaigazolása 1963-ban következett be, amikor beigazolódott a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás létezése. Ezt a sugárzást az ősrobbanás utáni időszak egyik maradványának tulajdonították, és létét már a 40-es években megjövendölték. Két fizikus, Arno Penzias és Robert Woodrow Wilson voltak azok a szerencsés kutatók, akiknek véletlenül sikerült felfedezniük ezt, egy projekt keretein belül. Egy 15 méteres antennát rádiócsillagászatra használtak, amellyel különböző méréseket végeztek, viszont nem olyan eredményeket kaptak, mint amire számítottak. Egy másik kutatócsoporttal konzultálva azonban fény derült arra, hogy tulajdonképpen a kozmikus sugárzásra találtak rá. 1978-ban Nobel-díjat is kaptak felfedezésükért. Lemaître nem kapta meg e díjat kutatásaiért, viszont több fizikai törvény neve õrzi emlékét, többek között a Hubble-Lemaître törvény, mely a galaxisok egymás közti távolsága és sebessége közti összefüggést magyarázza.
Papi hivatása miatt a keresztény világ is fokozott figyelemmel kísérte munkásságát, mivel a keresztény hitrendszer egy alapvető részét, a teremtéstörténetet próbálta magyarázni tudományos szempontból. Ilyen téren még napjainkban is megosztó vélemények léteznek, viszont megemlítendő dolog, hogy az akkori időben XII. Piusz pápa is pártolta elméletét és beemelte a hitvédelmi érvek közé. Lemaître nem értett egyel azzal, hogy ilyen célra használják fel kutatási eredményét, pedig pap lévén úgymond neki is célja volt a keresztény hit védelme. Túlságosan veszélyesnek tartotta egy ilyen érv használatát, mivel elmélete akkoriban még nagyon vitatott volt a tudományos körökben. Ezért Lemaître üzent a pápának és elérte, hogy többet ne hivatkozzon elméletére publikum előtt, mint apologetikai érvre.
Az elmélet végül széles körben elfogadottá vált a talált empirikus bizonyítékok fényében. Azonban ahogy erre számítani is lehet, vannak olyan kérdések az elmélettel kapcsolatban, amelyek további gondolkodásra ösztönöznek vagy kételynek adnak helyet az elmélet teljes érvényességét illetően.
Az egyik ilyen legérdekesebb kérdés például az, hogy mi volt a kiváltó oka az ősrobbanásnak? A tudomány és a racionalitás egyik alappillére az ok-okozat elve, tudományos nevén a kauzalitás elve, miszerint minden eseménynek, folyamatnak van egy kezdeti oka. A kauzalitás következménye az a mondás is, hogy a semmiből csak semmi lehet, és csak valamiből lehet valami. Egyesek a kiváltó, végső ok mögött Isten személyét látják, aki az örök létező. Más elképzelés szerint ciklikus univerzumban élünk, ahol az ősrobbanás periodikusan megtörténik folytonos tágulás és összehúzódás következtében. Egy harmadik közismert elmélet, a multiverzum elmélete szerint, amit sci-fi filmekben közkedvelten felhasználnak a történeti szálak kalandossá tételében, a mi univerzumunk csak egy a sok univerzum között és az ősrobbanás csak egy helyi esemény volt a nagy multiverzumban.
További fejtörést okoz a tudósoknak az a tény, hogy az elmélet érvényességéhez szükséges rendkívül sok sötét anyag és energia létezésének feltételezése. De miért is lenne gond ez? A sötét anyagot - ahogy a neve is jelzi - nem lehet látni semmilyen hullámhosszon, ugyanis jelenlegi tudásunk szerint, egyáltalán nem vesz részt az elektromágneses kölcsönhatásban. Egyedüli indirekt bizonyíték rá a látható anyaggal való gravitációs kölcsönhatása, valamint a galaxisok dinamikájában fellelhető láthatatlan komponens, melyet jelenleg a sötét anyag létezése képes megmagyarázni a legjobban. A sötét anyag részecskéjét azonban kísérletileg még nem voltak képesek kimutatni a fizikusok. Ez a tény igen elgondolkodtató fõleg annak tudatában, hogy becslések szerint a világ összes anyagának és energiájának 95%-át teszi ki a „sötét oldal”, míg a látható univerzum (amely nagyjából 1080 darab látható atomot tartalmaz), mindössze 5%-át. A sötét anyag és energia létezését tulajdonképpen a galaxisok mozgásának leírására találták ki, miután bebizonyosodott, hogy az univerzum gyorsulva tágul. A sötét anyag létezésének tudományos elismeréséhez tehát további bizonyítékokra van szükség.
A megválaszolatlan kérdések ellenére is megállapítható, hogy a „nagy bumm” néven emlegetett ősrobbanás elmélet nagy mértékben elősegítette a kozmológia tudományágának fejlődését. Végülis egy olyan elmélet áll rendelkezésünkre, amely tényleg sok mindent magyaráz, viszont még van hely a fejlesztésére és átgondolásra. És ki tudja, talán egy nap új elmélet bukkan majd napvilágra, amely jobban magyarázza világunkat, hiszen a fizika történelmében már többször láttunk erre példát.
Bibliográfia: