Ce a fost înainte de Big Bang?

pag. 26-27

Relativitatea generală:

Spațiul și timpul se dezlănțuie

Ci fără trudă, cu tăria gândului, zguduie totul. Xenofan din Colofon

Relativitatea specială nu include forța gravitațională, în acest sens nu e deci suficient de generală. Relativitatea generală ne pune la dispoziție o lege a gravitației în acord cu relativitatea specială și dă spațiului-timp un înțeles fizic deplin. Nu numai că spațiul și timpul sunt interșanjabile în funcție de perspectiva observatorului, ca în relativitatea specială, dar spațiul-timp este dinamic și e supus proceselor fizice: forma lui e determinată de materia pe care o conține. Spațiul-timp nu e un hipercub cvadridimensional drept, plat, extinzându-se neschimbat la infinit, ci se deformează sub acțiunea tensiunilor sale interne, ca o bucată de cauciuc, căpătând o structură curbă. Tensiunea internă a spațiului-timp este forța gravitațională.
Așa cum la vitezele curente efectele relativității speciale sunt greu sesizabile, în mod obișnuit influența gravitației asupra spațiului-timp e slabă. În astrofizica sau în cosmologie însă, avem deseori de-a face cu obicte atât de grele, încât o descriere precisă trebuie să țină cont nu numai de materia pe care o conțin, ci și de proprietățile spațiului și timpului. Aceasta a condus la numeroase testări ale relativității generale, precum și la noi perspective în cosmologie.
În 1915, Einstein nu avea la dispoziție asemenea observații, dar, pornind de la principii, prin deducții matematice, a construit o teorie a cărei eleganță rămâne fără egal în fizică. Urmând tradiția geometrilor din Antichitatea greacă - Platon și Euclid -, a ajuns la o formă unică a ecuațiilor care descriu întregul-univers.
Einstein s-a străduit mult până să înțeleagă principiile corecte și matematica de care avea nevoie, dar succesul a fost imens. Nu numai că teoria lui satisfăcea cele mai înalte exigențe matematice, ci putea explica și numeroase observații în fața cărora teoria lui Newton era neputincioasă.
Asemenea consecințe importante justifică, fără îndoială, marele interes de care s-a bucurat contribuția lui Einstein, dar, în ultimele decenii, succesul s-a transformat în blestem. În cercurile largi ale fizicienilor, opinia predominantă pare să fie aceea că relativitatea generală este deja deplin înțeleasă și complet verificată. Uneori, acest argument e folosit pentru a justifica tăierea fondurilor de cercetare în domeniu. Totuși, o verificare completă e teoriei nu este niciodată cu putință, așa încât, fie și doar pentru acest motiv, nu trebuie să renunțăm la noi experimente care ne-ar putea oferi comparații independente ale teoriei cu observațiile, mai cu seamă în cazul unor idei atât de importante ca acelea din teoria relativității generale. Un set de experimente care testează o teorie nu poate acoperi decât un spectru limitat de fenomene. Chiar dacă sunt confirmate până la un punct, nu putem fi siguri că teoriile descriu corect toate procesele cărora, în principiu, li se aplică. Așa cum, vreme îndelungată, teoria lui Newton a fost în acord cu observațiile, până când a fost recunoscută ca un caz particular al relativității generale, cu un domeniu limitat de valabilitate, și relativitatea generală ar putea fi cazul-limită al unei teorii încă necunoscute. Nici măcar în plan pur teoretic relativitatea nu e pe deplin înțeleasă - numeroase întrebări, importante mai ales pentru cosmologie, au rămas fără răspuns. Există tot mai multe dovezi că relativitatea generală trebuie extinsă.
La majoritatea teoriilor din fizică se ajunge după un proces îndelungat și dificil, pornind de la o idee creatoare sau de la o observație care nu poate fi explicată. O idee poate fi urmată pentru că pare atrăgătoare din perspectivă estetică sau matematică;...