Jak čtenáři OSLA jistě dobře vědí, vládnoucí model vesmíru, tedy Lambda-CDM, se potýká s různými nepříjemnostmi. Je jich vícero, ale divácky nejvíc atraktivní jsou tři: trable s temnou hmotou, svízel s temnou energií a pak ještě průšvih se singularitou v srdci Velkého třesku. Čím usilovněji se tyhle věci snažíme řešit, tím jako by byly trýznivější a zalézaly hlouběji pod nehty všech, které zajímají velká tajemství vesmíru.

Ahmed Farag Ali z egyptského Centra fundamentální fyziky v  Gíze a také z Univerzity v Benze a Saurya Das z kanadské Univerzity v Lethbridgi se rozhodli, že všechny tři uvedené problémy modelu vesmíru vyřeší naráz. Chopili se nástrojů kvantové mechaniky a s jejich pomocí vytesali teorii, se kterou odmítají celý Velký třesk. Vesmír podle nich nevznikl šílenou explozí nekonečně hustého bodu před 13,8 miliardami let, ale trvá vlastně věčně. Egyptsko-indické duo tvrdí, že už není nutné trpět singularitou Velkého třesku, ve které nevládne obecná relativita a neplatí známá fyzika. Vesmír podle nich nemá počátek, ani konec.

Ali s Dasem nevaří úplně z vody, ale navazují na myšlenky teoretické fyzika Davida Bohma, který se podílel na projektu Manhattan, na Princetonu spolupracoval s Einsteinem a posléze musel v mccarthyovské éře, kvůli dřívějším nerozvážným sympatiím ke komunismu, opustit USA. Bohm byl kvantový mystik, zabýval se filosofií mysli a mimo jiné si teoreticky hrál s geometrií časoprostoru, kde zaváděl kvantové trajektorie. Stručně řečeno, Ali a Das naroubovali Bohmovy kvantové trajektorie na Friedmanovo řešení rovnic obecné teorie relativity, které aplikuje obecnou relativitu na celý vesmír. Není to prý sice ještě plnokrevná teorie kvantové gravitace, ale Aliho a Dasův model obsahuje prvky obou znesvářených fyzikálních výkladů podstaty světa – tedy obecné relativity a kvantové mechaniky.
Jak už to v životě bývá, s novou teorií nejenom získáváme, ale také o něco přicházíme. V případě věčného kvantového vesmíru Aliho a Dase je to bohužel obzvláště bolestné. V jejich rovnicích se díky kvantovým trajektoriím nevyskytují singularity, takže nepočítají s Velkým třeskem (Big Bang), ale ani s Velkým křachem (Big Crunch), tedy neméně dramatickým opakem Velkého třesku na konci vesmíru, pokud by se vesmír smršťoval. Stejně tak se obešli bez temné hmoty a temné energie. Jejich vesmír má konečnou velikost a trvá věčně, což, přiznejme si, nezní příliš napínavě.

Vesmír podle Aliho a Dase vyplňuje kvantová kapalina, která by podle nich mohla být tvořená gravitony, teoreticky předpovězenými nehmotnými částicemi, které by měly zprostředkovávat gravitaci. Gravitony by měly mít nulovou hmotnost a také nulový elektrický náboj, díky čemuž by se ve vakuu měly pohybovat rychlostí světla. S hmotou by se střetávaly tak strašně málo, že jednotlivé gravitony není možné zachytit žádným, podle soudobých znalostí představitelným detektorem. Fyzikální zákony sice v zásadě nejsou proti, potřebovali bychom ale detektor velikosti planety Jupiter na oběžné dráze těsně u neutronové hvězdy, který by musel být vybavený tak velkým štítem pro odstínění neutrin, že by se vlastní vahou zhroutil do černé díry. A i s takovým zařízením, které podle všeho nemůže existovat, bychom za nemožně ideálních podmínek pozorovali tak jeden graviton za 10 let.
Nicméně, pokud gravitony existují, tak nejspíš budou hrát klíčovou roli v teorii kvantové gravitace, až ji někdo konečně dá dohromady. Ali s Dasem zatím hodlají svůj model důkladně prověřovat ze všech možný stran. Časem se ukáže, nakolik je jejich model s věčným kvantovým vesmírem životaschopný.

K teorii věčného vesmíru, která vzbudila rozruch po celém světě, jsme získali vyjádření Pavla Bakaly, odborníka na obecnou teorii relativity a chování hmoty a záření v blízkosti černých děr a neutronových hvězd, z Ústavu fyziky Filozoficko-přírodovědecké fakulty Slezské univerzity v Opavě:
Klíčovým prvkem hypotézy egyptských fyziků je nahrazení klasických obecně relativistických rovnic pro trajektorie částic analogickými rovnicemi odvozenými Einsteinovým spolupracovníkem Davidem Bohmem, které ovšem navíc obsahují kvantové korekce. Pokud sledujeme evoluci trajektorií s kvantovými korekcemi zpětně v čase, trajektorie se nikdy neprotnou v počáteční singularitě, neuralgickém bodě relativistického popisu universa. Dalším neočekávaným benefitem takového přístupu je i docela elegantní popis prozatím stále záhadné temné energie.
Zajímavé je, že samotný A. Einstein nevěřil v existenci prostoročasových singularit na základě spíše intuitivních, ovšem velmi obdobných představ o chování trajektorií částic při konečném stádiu gravitačního kolapsu. Bylo by tedy velmi zajímavé uplatnit uvažovaný druh kvantových korekcí i při popisu kolapsu extrémně hmotných hvězd, jehož výsledkem jsou dle současných představ černé díry s centrálními singularitami. Je možné, že právě bohmovské trajektorie jsou tím kouzelným proutkem, jehož mávnutí singularity z černých děr odstraní.
Na druhé straně, je třeba říci, že celá věc je ve stádiu velmi rané hypotézy. Rozhodně nemáme v ruce nový alternativní detailní kosmologický model popisující časovou evoluci vzdáleností galaxií unášených kosmologickou expanzí (škálového faktoru ve Friedmanových rovnicích) a konzistentně interpretující pozorované nehomogenity reliktního mikrovlnného záření (CMB), primordiální nukleosyntézu, tvorbu hvězd a galaxií a další ingredience standardní kosmologie. S tím vším se bude muset hypotéza věčného vesmíru při svém dalším rozvoji vypořádat.

Literatura
PhysOrg 9. 2. 2015, Physics Letters B 741: 276-279, Wikipedia (Lamda-CDM model, David Bohm, Graviton).