Vznik vesmíru: Kosmos se bude rozpínat donekonečna
Vesmír vznikl v takzvaném velkém třesku - kdy v jediném okamžiku vznikla veškerá hmota a energie během nepředstavitelně rychlého procesu rozpínání.
Nyní vědci zjistili, že tento proces rozpínání dosud pokračuje a přitom se - překvapivě - neustále zrychluje.
Minulý rok byl v oboru kosmologie nejvýznamnějším obdobím od chvíle, kdy v šedesátých letech našeho století byla přijata myšlenka, že vesmír vznikl velkým třeskem.
Nová pozorování jevů, jimž se říká supernova - jsou to násilné výbuchy hvězd ve vzdálených galaxiích, k nimž dochází pokaždé v určitém, totožném rovnovážném bodě, takže intenzita i vlastnosti výbuchu jsou pokaždé stejné a jsou tedy měřitelné a srovnatelné -vedla k objevu existence záhadné energie, která je dost silná na to, aby překonala přitažlivost i na velké kosmické vzdálenosti.
Výsledkem je, že bylo nutno radikálně pozměnit dosavadní teorie vzniku vesmíru.
Standardní model velkého třesku je svým způsobem jednoduchý, takže není příliš obtížně pro laiky ho pochopit: vesmír se rozpíná jako důsledek energie, která vznikla při původním velkém třesku před 15 miliardami let. Podle tohoto názoru se však rozpínání zpomaluje v důsledku přitažlivosti hmoty. Debatovalo se o tom, zda existuje dostatečné množství hmoty k tomu, aby vlivem její přitažlivosti se vesmír zase začal smršťovat a skončil nakonec v jednom velkém presu malého předmětu nekonečné hmotnosti.
Podle jedné nové teorie se však rozpínání vesmíru stále více zrychluje, neboť existuje energie, vznikající v důsledku fluktuace kvantových částic mezi bytím a nebytím - která dokáže překonat přitažlivost hmoty. Galaxie letí dál a dál stále větší rychlostí do tmy.
Za několik miliard let bude obloha, na níž pohlížíme ze Země, bezhvězdá. Všechny hvězdy, které nyní vidíme za jasné noci, letí totiž obrovskou rychlostí do neznámých dálek a za čas budou pryč. Vesmír bude prázdný.
I když nové zjištění, že se vesmír rozpíná stále rychleji, výše uvedenou teorii velkého třesku zřejmě zlikvidovalo, i tak existovala celá řada otázek, které teorie velkého třesku nedokázala zodpovědět. Například, proč je hmota rozmístěna rovnoměrně, když se podíváte na vesmír ve velkém měřítku, ale v malém měřítku nikoliv: existují shluky (galaxie)? Proč vypadá viditelný vesmír ploše a nikoliv zakřiveně, jak by měl vypadat podle Einsteinovy teorie relativity? A co je důležitější: proč došlo k velkému třesku a co bylo před ním?
Podle profesora Andreje Linda ze Stanfordské univerzity odpovídá na všechny tyto otázky jeho teorie "inflace vesmíru". Bohužel je velmi obtížné pochopit tuto teorii pro osoby, které neumějí pokročilou matematiku.
Kromě toho existuje nyní několik verzí teorie vesmírné "inflace". Mají společný výchozí bod: vesmír vznikl během neobyčejné krátkého období rozpínání, kdy se zvětšil exponenciální měrou. Všechny vzorce energie a hmoty, které pozorují astronomové - galaxie a hvězdy, z nichž se skládají, planety, a tak dál - vznikly během tohoto období rychlého rozpínání z náhodných kvantových fluktuací.
Vesmír se zvětšil z ničeho do velikosti grapefruitu za méně než jednu trilióntinutrilióntinu vteřiny. V tento okamžik byl vesmír neobyčejně hustým ohnivým kotoučem hmoty a energie - a pak následovala exploze, jaká se většinou připisuje představě velkého třesku. Představme si "inflaci" vesmíru jako jadernou bombu, která zapálí obrovské skladiště vysocevznětlivých výbušnin. To byl velký třesk.
Avšak co vyvolalo tento proces? I když dosud neexistuje konsensus, mnoho teoretiků se domnívá, že proces vznikl jako kvantová fluktuace v předchozím vesmíru, která se začala nekontrolovatelně vyvíjet.
Profesor Linde si představuje náš vesmír jako malou část něčeho daleko bohatšího, část vesmíru, který se věčně obnovuje. Podle jeho výpočtů, které profesor Linde přeložil v minulých dnech konferenci Americké asociace pro pokrok věd, je prý tento prvotní vesmír obrovskou fraktální strukturou, která se skládá z mnoha rozpínajících se koulí časoprostoru, z nichž vznikají další časoprostorové koule, a z nich další, a tak dále donekonečna.
Teorie je velmi jednoduchá, konstatuje profesor Linde, avšak máme mnoho psychických bariér, které musíme překonat, než ji lidé přijmou. Britský astronom Martin Rees z Cambridge University popisuje vesmír obdobně, jako "jednoho člena nekonečného ansámblu v nekonečném mnohoverši. Jiným vesmírům možná vládnou jiné zákony"
Kosmologové začínají přijímat myšlenku, že existuje potenciálně nekonečné množství vesmírů a každý z nich má jiné síly, částice, rozměry a fyzikální zákony. Vědci však nesouhlasí, zda by byla komunikace mezi těmito jednotlivými vesmíry možná, třeba i jen teoreticky.
Mnoho vesmíru je asi "mrtvých", protože po krátké existenci se zase smrštily. Jiné vesmíry možná žijí navždycky, avšak jsou nudné a sterilní, protože původní fluktuace neumožnily vzniku struktur, jako jsou galaxie.
"Mnohoveršový" model se týká kvazináboženského problému, někdy známého jako antropický princip. Lidé, kteří hledají důkazy boží existence, nebo důkazy existence nějakého konstruktéra kosmu, poukazují na to, jak velmi přesně vyladěné musejí být zákony fyziky, má-li vzniknout vesmír vhodný pro inteligentní život. I jen naprosto minimální změny v podmínkách, které vyvolaly v život náš vesmír, by vytvořily úplně sterilní prostor.
Avšak, tvrdí profesor Rees, pokud existuje množství různých vesmírů, pak by náš vesmír byl přirozeně součástí určité podmnožiny, která dovoluje složitou evoluci. Na "jemném vyladění podmínek, potřebných k životu" by nebylo nic náhodného ani božského.
Joel Primack, kosmolog na univerzitě v Kalifornii v Santa Cruz, zastává názor, že nejlépe by bylo popsat vesmír prostřednictvím hada, který požírá vlastní ocas, jemuž staří Řekové říkali uroboros.
Tato představa by výstižně postihovala vesmír jako kontinuum radikálně odlišných časových a velikostních měřítek. Požírání hadova ocasu by představovalo sjednocení všech teorií, od největší až po nejmenší, v jaké vědci doufají.
