Podle astrofyzikálních legend použil výraz Big Bang poprvé Fred Hoyle v rozhlasovém vysílání roku 1949. Jak každý ví, Hoyle tehdy preferoval Steady State, tedy koncept stacionárního, neměnného vesmíru a když mluvil o Velkém třesku, tak to bezpochyby nemyslel příliš lichotivě. On sám to sice později popíral a tvrdil, že jen chtěl co nejvíce zdůraznit rozdíly mezi Stacionárním vesmírem a Velkým třeskem, o tom ale všichni vědí své. Kdybychom chtěli slavit narozeniny Velkého třesku, tak by rok 1949 podle všeho nebyl tím pravým.
Jako mnohem vhodnější se jeví rok 1964. Tehdy totiž inženýři Bellových laboratoří v New Jersey Arno Penzias a Robert Wilson vylepšovali anténu a přitom objevili první hmatatelný doklad pro Velký třesk. Jak už to u opravdu velkých a zásadních objevů bývá, je to neuvěřitelná historie. Penzias a Wilson pracovali na citlivém kryogenním mikrovlnném přijímači pro radioastronomii a narazili na vysokofrekvenční šum, který jako by přicházel ze všech směrů. Postupně vyloučili všechny možné pozemské příčiny, městský ruch i jaderné testy, nepomohlo ani vykydat vrstvu holubího trusu z antény. Nakonec se ukázalo, že oním šumem je reliktní mikrovlnné záření o teplotě cca 2,73 K, které dnes považujeme za vyhasínající pozdrav z doby asi 380 tisíc let po Velkém třesku.
Zároveň se moc nedá přehlédnout, že letos máme pěkně kulaté výročí. Penzias s Wilsonem se mořili s anténou před padesáti lety. Astrofyzikální pracoviště pořádají přednášky a bujaré oslavy, Lisa Grossman z NewScientistu zase dala dohromady šest záhad, které stále ještě doprovázejí jiskřivý koncept Velkého třesku.
1. Proč byl ranný vesmír tak vyhlazený?
Podle vědců vypadají mapy reliktního záření vesmíru až příliš dobře. Přestože je známe jako plné roztodivných skvrn, je to jen zdání. Ranný vesmír byl podle nich velice, až neuvěřitelně uniformní. V osmdesátých letech proto vymysleli kosmologickou inflaci, která právě tohle vysvětluje. Ranný vesmír byl podle této představy všude stejný, protože se v jednu chvíli šíleně nafoukl. Stále tu ale jsou jisté nesrovnalosti a hlavně, moc netušíme, co by takovou inflaci rozjelo a co by ji zase stoplo. Podle Aviho Loeba z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics v Cambridge, Massachusetts bychom brzy mohli vědět víc, protože očekáváme nové, ještě detailnější mapy reliktního záření. V nich by mohly být patrné otisky gravitačních vln vyvolaných inflací vesmíru.
2. Co bylo před Velkým třeskem?
Pokud proběhla inflace, tak nám z oblohy nejspíš smazala všechno, co se odehrálo před ní. Leccos ohledně situace před Velkým třeskem by rozlouskla kvantová gravitace, tedy koncept zastřešující obecnou relativitu a kvantovou mechaniku. Jenže kvantová gravitace zatím není k mání a kdoví kdy bude. Každopádně jsou stále ve hře příjemně exotické teorie, jako Hopsající vesmíry (Big Bounce), v nichž se po eony střídají Velké třesky s Velkými křachy anebo Mnohovesmíry, kde je náš vesmír je jednou z mnoha dimenzionálních bublin.
3. Mohl se v záři ranného vesmíru zrodit život?
Pokud platí mainstreamové kosmologické modely, tak se reliktní záření objevilo, když měl vesmír teplotu kolem 3 tisíc kelvinů. Pak vesmír chladl a chladl a zhruba 15 milionů let po Velkém třesku dosáhl teploty, která by byla příznivá pro existenci života pozemského typu. A taková pohodička by trvala několik dalších milionů let. Jsou lidé, co si myslí, že by v té době mohl vzniknout (a pak nejspíš zase zmrznout) život. Což o to, vesmír je bláznivé místo. Pro vznik života na Zemi ale podobné bizarnosti v zásadě vůbec nepotřebujeme.
4. Co jsou zač temná hmota s temnou energií?
Toť otázka. Přes soustředěné snahy motivovaných výzkumných týmů v sofistikovaných experimentech může být temná hmota stále takřka čímkoliv, počínaje systematickou chybou a naivní předpojatostí v astronomických výpočtech. Přes osmdesát procent hmoty vesmíru nám stále chybí, což je velice tristní. A temná energie? Vy taky věříte na duchy?
5. Jak skončí vesmír?
To kdybychom věděli. Ponecháme-li stranou Hopsající vesmír, Mnohovesmír a podobné věci, tak to dost záleží na chování temné energie. Pokud bude temná energie stále nabírat na síle, tak nás časem čeká Velké roztržení vesmíru až na dřeň (Big Rip). Pokud bude temná energie kolísat nahoru a dolů, tak se bude náš vesmír chovat tak trochu jako fénix. A jestli temná energie zůstane odteď stejná, tak se náš vesmír bude rozpínat navěky a skončí v mrtvolném chladu a temnotě. Jenže, opravdu věříte na duchy?
6. Stane se Velký třesk netestovatelnou teorií?
S tou testovatelností je už dost na štíru i dnes. Jak chcete testovat extrémní jev, který se odehrál možná jen jednou, před miliardami let? Avi Loeb ale lituje budoucí vědce, protože reliktní záření možná časem úplně zmizí. Pokud se bude vesmír rozpínat dost dlouho, tak se prý vlnová dálka reliktního záření natáhne na rozměr celého vesmíru. Co bude s astrofyzikou pak, to si dneska jen těžko představit. Bude to ale každopádně trvat tak asi bilión let.
50 Years After the Discovery of the Big Bang! Kredit: Harvard-Smithsonian C and A.
https://www.youtube.com/watch?v=V6rUi65qLqc
|
Parallel Universes Alternative Timelines and Multiverse - BBC Horizon. Kredit: BBC |
Literatura
NewScientist 20. 2. 2014, Wikipedia (Big Bang), BBC HORIZON