Letitý kosmologický princip (Cosmological Principe), který vychází z pozorování rozlehlých vesmírných struktur, jako je třeba struktura reliktního mikrovlnného záření vesmíru, tvrdí, že náš vesmír je v největších astronomických měřítcích v zásadě homogenní a izotropní, čili ve všech směrech stejný. S tímto principem pracuje soudobá kosmologie a má významný vliv na modely vzniku a vývoje vesmíru. Je na něm založený Standardní model vesmíru.
V posledních letech se ale v kosmologickém principu objevují praskliny. Ukazuje se, že v extrémně velkých měřítcích, to může být s izotropním vesmírem poněkud komplikované. Jde o pozoruhodné anomálie, které zahrnují konfliktní měření rychlosti rozpínání vesmíru, výzkum reliktního záření a různé nekonzistence v kosmologických datech. Z těchto anomálií ale doposud neplyne nějaký přesvědčivý záměr.
Jihoafrický astrofyzik James Adam z University of the Western Cape a jeho kolegové navrhli postup, s nímž je možné testovat homogenitu a izotropii vesmíru. Jejich metoda využívá slabé gravitační čočkování (Weak gravitational lensing), při kterém dochází jen k malému narušení obrazu zdrojů záření gravitací, a které lze detekovat jen statistickou analýzou velkého počtu objektů.
Postup, který navrhuje Adamův tým, může využívat pozorování zařízení, jako je třeba nedávno spuštěný evropský vesmírný dalekohled Euclid, který pracuje od roku 2023. Badatelé simulovali vliv anizotropního vesmíru, pokud je doopravdy anizotropní, na rozpínání vesmíru – a zjišťovali, jak by to bylo možné detekovat pomocí slabého gravitačního čočkování.
Dospěli k závěru, že pozorování dalekohledu Euclid jsou natolik přesná, že je bude možné k tomuto účelu využít. Pokud by Euclid potvrdil, že vesmír je doopravdy anizotropní povahy, tedy že není ve všech směrech stejný, byl by to převrat v kosmologii. Také by to přineslo spoustu práce pro kosmology, ale autor tohoto textu má tušení, že je to ten typ práce, ze které by určitě nebyli nešťastní. Dnes sice existují kosmologické modely, které počítají s anizotropním vesmírem, ale nejsou natolik pevné v kramflecích ani přijímané, jako je dnes Standardní kosmologický model. Nechme se překvapit!
Video: Weak gravitational lensing: how Euclid maps dark matter
Literatura
Co se stalo před Velkým třeskem?
Autor: Stanislav Mihulka (28.03.2019)
Raný vesmír byl homogenní. Může za to gravitace?
Autor: Stanislav Mihulka (25.09.2020)
Gravitačně se hmota s antihmotou přitahují
Autor: Vladimír Wagner (08.12.2023)
Hubbleův rozpor – jak rychle se vesmír rozpíná?
Autor: Dagmar Gregorová (09.12.2023)
Neexistuje? Příznivci nehomogenního vesmíru zpochybňují temnou energii
Autor: Stanislav Mihulka (23.12.2024)
Diskuze:
Re: Prečo nikto nevysvetlil? :/
Jaroslav Knebl,2025-02-21 00:37:42
Myslím, že mávate tak všeobecne celkom trefné postrehy, a nejako na Vás ľudia dlabú :D
Samozrejme na entropiu nezabudli, zámerne, lebo by to s ňou zjavne nesedelo. Kľúčový pojem tu je kozmologický princíp — istý druh homogenity (="rovnorodosti") a izotropie (="rovnakosmernosti") je už rozmenenie na drobné, akurát že sa vo vyššie spopularizovanom výklade nejaké drobné vytratili. Pre správne pochopenie možno dohľadať najprv práve ten 'kozmologický princíp', napr. na Wiki. Anglická je v tomto fakt dobrá, a prekvapivo by som v tomto prípade radil následne slovenskú, a českú až ako tretiu. Cenné sú odtiaľ 2 postrehy:
• Kozmologický princíp je len približná zákonitosť pozorovaná pokusom, a kľúčové je, že začína platiť "čoraz viac" až prechodom k najväčším vesmírnym škálam. Na malých škálach totiž očividne vôbec neplatí. Toto sa v preklade vyššie nestratilo, takže to možno zbytočne znovu opakujem.
• Kozmologický princíp sa uplatňuje len v konkrétnom časovom okamžiku, na slovenskej Wiki je pekne spomenuté, že inak by sme sa bavili o 'dokonalom kozmologickom princípe', čo je trochu niečo iné. Takže sa neuvažuje žiadna entropia, uvažujeme vesmír iba v priestore, nie časopriestore. Opäť preto, že princíp v čase zjavne neplatí. Lenže..
Vaša poznámka je IMO trefná práve preto, že ľudstvo v skutočnosti nepozoruje vesmír v jedinom časovom momente celý. Nami pozorovaný vesmír by podľa súčasných modelov mal byť skôr kužeľom v 4 rozmeroch, naviac zdeformovaným podľa zákonitostí Obecnej relativity a ΛCDM modelu.
Takže predpokladám, že keď sa uvažuje kozmologický princíp, tak tá približná homogenita sa v skutočnosti porovnáva v rámci 3D sfér s pozorovateľom v strede, maximálne prípadne trochu doťapkané podľa OTR a ΛCDM. Tzn. pre oblasti videné v približne očakávanej rovnakej dobe z minulosti.
V prípade izotropie by už nemal byť taký problém a malo by byť možné uvažovať vesmír v celom objeme, plus nejaké deformácie z OTR — nie nadarmo sa ten svetelný kužeľ nazýva aj izotropným (i keď osobne mi ten názov príde trošku zavádzajúci, ale budiž).
Každopádne experiment popisovaný v článku tuším skúma iba izotropiu, takže tam by im nemalo vadiť pozorovať vesmír ako celok.
Many More,2025-02-13 22:41:32
A čo si, Kefalín, predstavujete pod takým pojmom "stejný"? :-)
Re:
Hvezdar Brno,2025-02-14 02:44:39
Asi jste přečetl jen nadpis, protože hned v následujících větách mají vysvětleno, že jde o homogennost a izotropii.
Re: Re: Studňa pod nohami, Brno
Jaroslav Knebl,2025-02-21 01:10:27
No tak chápem profesionálnu deformáciu, ale človeku neuškodí s bežnými ľuďmi aj trošku pristáť na zemi. OSEL je tuším vedecko-populárny server pre obyčajných ľudí so záujmom o porozumenie súčasnej vede z pohľadu laika. Takže sa nedá očakávať, že čitateľ nefyzik a nelingvista nutne zvláda tieto pojmy, možno ešte s výnimkou chemikov u homogenity, a informatikov u izotropie. Inak už možno rovno začať kázať v latinčine.
Ale je pravda, že asi by bolo otravné každý pojem vysvetľovať zakaždým znovu, takže na druhej strane je praktické od čitateľa očakávať istú schopnosť niečo si dogoogliť.
Lenže mi poznámky oboch týchto zakladateľov diskusií prídu i trefné, i podnetné. Dokonca aj ak si pojmy googlili.
Odpoveď pre pána Janečka by myslím mohla byť príkladom dobrej predstavy vojaka Kefalína. Plus by som doplnil, aby sa predišlo možnému nedorozumeniu:
• Zrejme treba odlíšiť homogenitu a izotropiu pripisovanú veľkoškálovo vesmíru, od rovnomenných atribútov pripisovaných lokálne časopriestoru.
• V prípade vesmíru myslím ide o pokusom pozorované atribúty, zatiaľ čo u časopriestoru o jeho teoreticky predpokladané esteticky krásne atribúty (čo ale nevylučuje inšpiráciu druhého prvým, či naopak).
• Izotropia sa pri časopriestore uplatňuje aj v "časových" smeroch, u vesmíru by tuším malo ísť iba o čisto priestorovú izotropiu.
Teda aspoň tak to chápem ja, nevylučujem možnosť nejakej chybičky a info prosím brať s rezervou.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
