Simulace IllustrisTNG. Vlákna kosmické pavučiny obepínají prázdnoty. Kredit: IllustrisTNG collaboration.

Když se podíváme na vesmír s největším možným odstupem, připomíná kosmickou pavučinu. V temnotách se táhnou zdánlivě nepatrná vlákna (kosmické filamenty), která jsou posázená galaxiemi jako blyštivými drahokamy. Pokud se ale naprostá většina galaxií nachází na vláknech pavučiny, znamená to, že se mezi nimi rozkládají nezměrné oblasti pustého vesmíru. Jsou to prázdnoty (voids), jejichž typická velikost je 30 až 300 milionů světelných let, ale mohou být i větší. Tak jako „díry“ v pavučině, i prázdnoty vlastně představují velkou většinu objemu vesmíru.

Zrychlování rozpínání vesmíru díky temné energii. Kredit: Ann Feild (STScI).

Astronomové objevili kosmické prázdnoty už v sedmdesátých letech. Od té doby je ale obvykle ignorují. Koho by zajímala nicota? Veškerou pozornost měly galaxie navěšené na vláknech pavučiny. Podle týmu íránských teoretických fyziků by teď ale mohla přijít hvězdná hodina prázdnot. Věří totiž, že by prázdnoty mohly vysvětlit ještě zavilejší záhadu soudobé astronomie, než je temná hmota – temnou energii.

Co mají prázdnoty do činění s temnou energií, přízračnou silou, která by měla pohánět zrychlování rozpínání vesmíru? V jistém ohledu jsou pro výzkum tohoto stále naprosto záhadného fenoménu právě prázdnoty velmi vhodné.

Významné prázdnoty v okolním vesmíru. Kredit: Azcolvin429 / Wikimedia Commons.CC BY-SA 3.0

Na blyštivých vláknech kosmické pavučiny, přeplněných galaxiemi, není vliv temné energie tak patrný. Působí tam totiž spousta gravitace, která temnou energii snadno přehluší. Prázdnoty jsou … prázdné, takže temná energie tam má větší pole působnosti.

Íránský tým jde ještě dál. Jsou přesvědčeni, že prázdnoty jsou přímo původcem temné energie. Prázdnoty podle nich nejsou neměnné „díry“ v pavučině. Tak jako všechny struktury ve vesmíru se i prázdnoty vyvíjejí. V průběhu historie se prázdnoty postupně zvětšují a řídnou.

Menší prázdnoty splývají do větších a vyvíjejí tlak na struktury kolem nich. Tento tlak podle íránského týmu působí na časoprostor, podobně jako ostatní zdroje hmoty a energie ve vesmíru. Dochází k tomu, že se postupně „rozpouští“ kosmická pavučina a galaxie se od sebe vzdalují, i když jsou k sobě zároveň přitahovány gravitací.

Výsledkem toho všeho je, že pozorujeme zrychlování rozpínání vesmíru. Íránci spočítali, že takovéto „roztlačování“ galaxií nafukujícími se prázdnotami odpovídá soudobým odhadům působení temné energie. Podle prvních ohlasů jde o zajímavý nápad, který ale bude nutné důkladně ověřit, což bude vyžadovat detailní pozorování temné energie. Pokud se to potvrdí, tak by to byla kosmická ironie. Temná energie by se z exotické síly s příslibem fantaskní fyziky proměnila na prachobyčejný vedlejší produkt nafukování prázdnot.

Literatura

Live Science 12. 8. 2022.

arXiv:1907.12418.