Známe to všichni. Nejdřív Velký třesk, nepředstavitelná singularita anebo něco takového, pak šílené hemžení v polévce vznikajících částic, podivuhodná inflace, která to všechno pořádně nafoukne a pak už jenom vesmír chladne a chladne a po celou tu dobu se rozpíná. Většinový názor praví, že se rozpíná pořád a aby toho nebylo málo, tak jeho rozpínání ještě zrychluje. Když to shrneme, vnímáme vesmír jako rozpínavost samu, i když v poněkud odlišném smyslu než Stalina nebo Hitlera. Christof Wetterich z University v Heidelbergu si to nemyslí.
Dotyčný kosmolog před nějakým časem pověsil na server arXiv studii, příznačně nazvanou „Vesmír bez rozpínání“, v níž si pohrává s představou, že naše představa o nadšeně se rozpínajícím vesmíru může být vlastně špatně. Astrofyzici považují náš vesmír za rozpínající se především kvůli rudému posuvu. Ten by měl vyplývat z vlnové povahy světla. Vlnová délka elektromagnetického záření z hlubin vesmíru se prodlužuje a rozpínání vesmíru bývá považováno za rozumné vysvětlení. Wetterich ale vysvětluje pozorovaný rudý posuv jinak – nárůstem celkové hmotnosti všeho ve vesmíru.
Wetterich uvažuje tak, že světlo vyzářené atomem významně závisí na hmotnosti částic, z nichž se takový atom skládá. Když by se zvýšila hmotnost částic dotyčného atomu, tak by se také změnila frekvence vzniklého záření. Více hmotnosti a tím pádem více energie vyzářeného záření podle Wettericha znamená pohyb spektra světla k modrému konci, kdežto s úbytkem hmotnosti částic by se pozorované spektrum hnulo k červenému konci. Kdyby prý v pradávné minulosti vesmíru byly veškeré částice lehčí a postupně ztěžkly, tak bychom podle Wettericha měli pozorovat právě rudý posuv. Jestli má Wetterich pravdu, tak by se náš vesmír mohl klidně ve skutečnosti smršťovat. A proč by se vlastně hmotnost částic měla zvyšovat? Wetterich píše o skalárním „kosmonovém“ poli, které by mělo být podobné Higgsově poli a které úzce souvisí s hmotností jednotlivých částic. Kosmonové pole by mělo mít na svědomí i kontroverzně vnímané vesmírné jevy, kterým říkáme kosmologická inflace či temná energie.
Wetterichova studie ještě nevyšla v recenzovaném odborném časopisu, další odborníci jsou prý ale k jeho argumentům snad až překvapivě smířliví. Jako by už astrofyziky unavovalo přemýšlení o Velkém třesku, o tom, co asi bylo před ním anebo o přízračné temné energii. Možná jsou už tyhle koncepty na lidský mozek jednadvacátého století příliš neuchopitelné. Wetterich nabízí jednoduché a poklidné řešení. Náš vesmír možná nemá žádný začátek ani konec, které by odpovídaly našemu vnímání těchto pojmů. Prostě plyne, navěky.
Má to ale háček. Wetterichova teorie podle všeho není testovatelná a je otázkou, jestli kdy vůbec bude. Problém je v relativní povaze hmotnosti. Vyjadřuje se totiž jen relativně, ve vztahu k něčemu jinému. Pokud se zvýší hmotnost všeho ve vesmíru stejně, tak nemáme šanci to nějak změřit či vůbec postřehnout. Pak se ale jen těžko máme o čem bavit. Principálně netestovatelná teorie, to je skoro jenom vyprávěnka na dobrou noc. Stejně tak by Wetterich mohl tvrdit, že rudý posuv dělají nepolapitelní galaktičtí skřítci. A upřímně řečeno, vesmír bez divokého Velkého třesku, kosmologické inflace a temné energie by byl mnohem nudnějším.
Literatura
Nature 19.7. 2013, PhysOrg 14.8. 2013, arXiv:1303.6878, Wikipedia (Redshift, Big Bang).
Na vývoji mladičkého vesmíru se zřejmě podepsaly ohromující bubbletrony
Autor: Stanislav Mihulka (30.07.2023)
Diskuze:
Pokud by v takovém těžknoucím vesmíru
Barak Obava,2013-09-03 22:49:46
i nadále platil zákon zachování energie, pak by podle E=mc^2 mělo při nárůstu hmotnosti dojít ke zmenšení rychlosti světla a tu přeci změřit umíme. Tak šup šup, kdo se toho ujme? ;-)
to Barak Obava
František Luft,2013-09-08 23:03:50
Energie elektronu v atomu je úměrná hmotnosti elektronu. A té je úměrná i frekvence vyzářeného fotonu. Kdybychom požadovali zachování energie a současnou platnost, E=m*c2, musí se s rostoucí hmotou zmenšovat c. Nemůže se stát, že klesající rychlost světla (všude i v naší galaxii) bude akorát kompenzovat tu nižší frekvenci vzdálených zdrojů, tak že by pozorovaná na Zemi byla stejná jako těch blízkých? Nemůže, protože hmota a frekvence nejsou úměrné rychlosti světla ale jejímu kvadrátu ale Dopplerův jev je závislý na její první mocnině. Při změnách hmoty se nemění c dost rychle, tedy článek má pravdu. Jinak, on by jí mohl mít každopádně protože nemusíme požadovat zachování energie v časech řádu trvání vesmíru - nebylo to podrobeno testům (a pokud vím, není vyjasněné jak je to s energií samotné gravitace).
to Barak Obava
František Luft,2013-09-08 23:25:04
Jo, vy jste se ptal asi na něco jiného. Ano, je víc měřitelných veličin spojených s měnící se hmotností, jak už je taky v diskuzi. Problém je, že ta hmotnost se mění tak pomalu, že změny těch veličin budou neměřitelné za čas po který může trvat měření
Nevím jsem laik, ale neměla by se kosmologická
Karel Rabl,2013-09-02 13:54:29
konstanta vydělit Schwarzschildovým poloměrem pak by vesmír byl jaký_??
No vždyť gravitace generuje těžší prvky a
Karel Rabl,2013-08-30 19:59:59
nemusí jít nutně o skalární "kosmonové" pole.
Mirek Novák,2013-08-30 18:08:42
Pravda pane luft, o četnosti sov. lágrů je mi známo. Údajně jich (lágrů)bylo přes 50 miliÓnů! Považte, stejně jak mrtvých z II. sv. války a takřka jen o několik miliÓnů víc jak ubitých indošů v USA. Proti hlouposti a demagogii se má bojovat, viďte. I v případě, že by se to mělo týkat specialistů na rudý posuv. Myslíte, že by mohli být ve své nevědomosti o historii nebezpeční?
Gravitace a rudý posun
Mojmir Kosco,2013-08-29 19:08:30
nejzvláštnější na rozpínání vesmíru je jaksi jeho neplatnost v rámci menších vesmírných struktur jako jsou planetární systémy (naše slunce by se mělo vzdalovat od země nebo středu galaxie což se ovšem neděje což je vysvětleno gravitací a co naměřené hodnoty nepotvrzují neboli pravidlo rudého posunu na ty nebeské světy kde jsme měřily i z druhé strany nelze uplatnit. tyto tělesa vůči zemi vykonávají jiný pohyb .I u snímače rychlosti auta na základě Dopplerova efektu potřebujeme znát startovací čáru .
Ve vesmíru jsou bohužel patrné ještě větší struktury než galaxie celé místní skupiny a ještě větší (stěny ) a ty jsou provázaný něčím co je nazváno temná hmota .Ale jaksi efekt rudého posunu uplatněný v rámci planet na tento provázaný mezihvězdný prostor neplatí .Takže od kdy rudý posun lze měřit od vedlejšího slunce od vedlejší galaxie a jak je vyloučen vliv jiných vzájemných pohybů než rozpínání ?
František Luft,2013-08-29 21:09:31
"nejzvláštnější na rozpínání vesmíru je jaksi jeho neplatnost v rámci menších vesmírných struktur"
-Na vzdálenostech kde se tělesa drží gravitací a "odpuzují" odstředivou silou se prostor taky rozepne, ale vzdálenosti těles se v rámci nového prostoru znovu upraví na původní aby byla stále zachována rovnováha odstředivé a gravitační síly.
"od kdy rudý posun lze měřit od vedlejšího slunce od vedlejší galaxie a jak je vyloučen vliv jiných vzájemných pohybů než rozpínání ?"
- Proč by nebylo možné měřit posuv rudý/modrý u blízkých těles a spočítat z něj relativní rychlost tělesa vůči Zemi? To lze ale již z něj nelze měřit rozpínání vesmíru, právě z důvodu že nejde odlišit od pohybu tělesa (navíc u vázaných těles se rozpínání prostoru neprojeví jak jsem uváděl). Rychlost rozpínání vesmíru z rudého posuvu je třeba stanovit z hodně vzdálených galaxií, kde k pohybům těles, které míří všemi směry se ten posuv paušálně přičte - vyjde tedy po zprůměrování posuvů změřených z mnoha těles v dané vzdálenosti.
Ostatním námitkám jsem nerozuměl.
Ale no tak,
Slaviboj Ošćěpić,2013-08-29 14:17:24
vždyť je to zjevná blbina. Vesmír bez počátku, za to ale v budoucnu uškvařený vysokoenergetickým zářením bezdůvodně těžknoucí hmoty, která ale vlastně ze všech ostatních hledisek relativně netěžkne?
temná hmota
Martin Smatana,2013-08-29 11:37:19
Autor tohto článku v tom má jasno. Ja nie som fyzik, neviem si výpočtami overiť, či má pravdu.
http://www.cez-okno.net/clanok/temna-hmota-je-absurdita-vesmiru-vytvorena-chybnymi-vypocty-fyziku
Já tomu nevěřím ani zbla.
Martin Vajsar,2013-08-29 13:48:32
Kromě temné hmoty se totiž odvážně pouští i do popírání teorie relativity, a to za pomoci zcela dětinských argumentů. Zde (co se mě týče) končí jakákoliv důvěryhodnost.
Temná hmota byla ověřena i jinými pozorováními, zejména pozorováním gravitačního čočkování. Na rozdíl od temné energie, kde se skutečně ještě není čeho chytit (pokud vím).
František Luft,2013-08-29 13:51:34
V tom článku autor tvrdí, že fyzici udělali chybu ale chyby se dopustil sám. Temná hmota tvoří přibližně čtvrtinu veškeré hmoty, 25% sám to píše a vysvětluje to chybějící konstantou 2pi ve fyzikálních výpočtech. Přitom kdyby fyzikové udělali tuto chybu, vyšla by jim temná hmota 84% veškeré hmoty.
Co Newtonuv gravitacni zakon nebo hm. spektograf?
Jiri Hladky,2013-08-29 00:57:49
Pokud roste hmotnost castic, tak musi rust i pritazliva sila mezi hmotnymi objekty, viz Newtonuv gravitacni zakon.
Mimo jine umoznuje urcit hmotnost Slunce z obezne doby Zeme a vzdalenosti od Slunce, viz treba http://fyzikalniulohy.cz/uloha.php?uloha=225
Narust hmotnosti Slunce by vyzadoval priblizovani Zeme ke Slunci (totez plati analogicky pro Slunce a stred galaxie atd.)
Urcite by slo zmenu hmotnosti take detekovat na hmotnostnim spektografu:
http://studentkmt.hostuju.cz/Materialy/ZS_2/IFY2E/IFY2E_Prednaska6.pdf
Mirek Novák,2013-08-28 21:49:50
Jak v článku chápat autorovo přirovnání rozpínavosti se jménem Stalina? jsem toho názoru, že by měl autor logicky tuto úvahu vysvětlit. V opačném případě činí celý článek i ty autorovy ostatní minimálně nedůvěryhodnými. Škoda, je to zbytečné a hloupé.
Mirek Novák
František Luft,2013-08-28 22:41:35
Jak známo, Hitler i Stalin, oba s přibývajícími léty přibírali na váze a tím se rozpínali. Na fotografiích Hitlera je to patrné, pokud se totéž podařilo zachytit na fotografiích Stalina, fotografie byly zničeny a fotograf deportován do některého z četných sovětských lágrů
Big bang
František Luft,2013-08-28 20:20:07
Ještě se zbývá vypořádat s dalšími znaky velkého třesku - chemickým složením mezihvězdné hmoty a tím, jak vlastnosti vzdálených galaxií a teplota reliktového záření shodně vypovídají o stáří vesmíru. Taky je potřeba něco udělat s obecnou relativitou; Einstein do ní zavedl kosmologický člen, aby vesmír mohl být statický, ale ukázalo se, že taková statická rovnováha je nestabilní (ostatně statický vesmír neumožňuje ani Newtonova teorie). Dalo by se možná předpokládat, že skřítkové s kosmologickou konstantou hýbou a balancují kolem rovnovážné polohy statického vesmíru
Je to správně
Tomáš Jelínek,2013-08-28 19:28:13
Je zde napsáno, že vyzařované světlo lehčími částicemi je spíše zbarveno doruda a částice v minulosti byly lehčí. Vzhledem k tomu, že při pohledu na vzdálené galaxie je vidíme tak, jak vypadaly v minulosti, tudíž kdy byly částice lehčí, vidíme je doruda.
rudy posuv
Mr Magnifico,2013-08-28 14:35:53
tezknuti vesmiru je pekna berlicka, ale obavam se, ze ono kosmonove pole muze prinest vice skritku nez soucasna mainstreamova astrofyzika
rudy posuv je pravdepodobne stejne zpusobem pruchodem svetla skrz volne elektrony ve vesmiru, nevim, proc se tato varianta resi tam malo, mozna se astrofyzici takovym otazkam zamerne vyhybaji. stejne tak je to s plazmatem, jehoz vlastnosti se daji vcelku dobre v laboratorich testovat (ne ze bych nejak velebil elektric sky )
Xavier Vomáčka,2013-08-28 15:50:18
Interakce fotonů "přes volné elektrony" ve vesmíru by sice mohla způsobovat "rudý posuv", ale má to pár háčků, např. závislost doby zpoždění na energii fotonu což nebylo pozorováno a neutrina by se pohybovala rychleji než fotony (protože fotony by interakcí byly zpožděny), což také nebylo pozorováno.
naopak
Mr Magnifico,2013-08-28 17:43:23
si myslim, ze jsem dokonce v clanku pana Wagnera cetl o tom, ze neutrina skutecne casto cestuji rychleji nez fotony. jednim z duvodu byly prave interakce fotonu (narozdil od neutrin) v pruchodu vesmirnym prostorem (ikdyz nevim, jestli tam byly zminovany prave elektrony).
co se tyka "závislost doby zpoždění na energii fotonu" tam nevim, zadnou studii jsem na to nevidel, nemate nejaky odkaz? a jinak diky za odpoved (:
konecne
Ivo Villim,2013-08-28 13:35:41
z mojho laickeho pohladu, konecne nejake prijatelnejsie vysvetlenie.
Tak ako occamova britva vylucuje posobenie 'galaktickych skřítkov', takisto sa mi zda teoria singularity, Big Bangu a nasledneho rozpinania vesmiru velmi nepravdepodobna (o neexistencii casu pred BB ani nehovoriac).
To vsetko len na zaklade pozorovania cerveneho posunu.
Prijatelnejsie sa mi zda jednoduchsie vysvetlenie pozorovaneho javu. Napriklad zvysenie hmotnosti castic.
btw. myslim si, ze za nejakych 300 rokov, ked nas nove poznatky posunu dalej, sa budu ludia na BigBang teorii dobre zabavat :)
Testovatelnost vůči ostatním interakcím
Xavier Vomáčka,2013-08-28 13:24:25
Pokud dochází jen ke zvyšování hmotnosti, lze teoreticky testovat tuto změnu vzhledem k elektromagnetické interakci. Prakticky asi nelze testovat změnu v laboratoři (změna bude v čase velice malá), ale určitě lze najít mechanismus, jak to testovat v kosmologickém měřítku.
rozpor
Roman Gramblička,2013-08-28 13:03:51
jsem tu jediný, co si toho všim??: "Více hmotnosti a tím pádem více energie vyzářeného záření podle Wettericha znamená pohyb spektra světla k modrému konci, kdežto s úbytkem hmotnosti částic by se pozorované spektrum hnulo k červenému konci. Kdyby prý v pradávné minulosti vesmíru byly veškeré částice lehčí a postupně ztěžkly, tak bychom podle Wettericha měli pozorovat právě rudý posuv." Tož tak projevuje se rudým posuvem nárust hmotnosti nebo jeji pokles? - si vyberte jedno a nemotejte nám hlavy
Je to správně
Tomáš Jelínek,2013-08-28 19:29:50
Je zde napsáno, že vyzařované světlo lehčími částicemi je spíše zbarveno doruda a částice v minulosti byly lehčí. Vzhledem k tomu, že při pohledu na vzdálené galaxie je vidíme tak, jak vypadaly v minulosti, tudíž kdy byly částice lehčí, vidíme je doruda.
P.S.: Prosím redakci, aby smazala kopii tohoto komentáře, nebyl jsem přihlášen a tak se nespároval s komentářem, na který odpovídám.
ak je to tak
Michal Mikulasi,2013-08-30 18:03:38
Ak je to tak ako tvrdí kolega ktorý odpovedal na tento zdanlivý rozpor, tak to musí byť otestovateľné vo veľkom merítku. ako vieme, rozpínanie vesmíru sa neustále zrýchľuje. tým pádom sa môžeme pomocou doplerovho javu určiť, či posun vzdialeného objektu sa približuje k modrému alebo červenému. ak je teória tohoto pána astrofyzika správna, musí to byť presne naopak ako súčasná veda tvrdí, a to sa odmerať dá
Co kritická hmotnost a černé díry- nárůst počtu ?
Jaroslav Mrázek,2013-08-28 08:10:51
Podle toho by šlo zjistit procentuální nárůst ...?
Netestovatelná?
Slaviboj Ošćěpić,2013-08-28 07:44:17
A co nám brání porovnávat v čase vlnové délky lokálních zdrojů?
Re:
Vít Výmola,2013-08-28 14:17:09
Je ale otázka, jak tu vlnovou délku nebo frekvenci měřit, když se bude stejnou měrou měnit i hmotnost měřících přístrojů (myšleno samozřejmě principiálně).
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
