Žijeme na sklonku nové éry letů do vesmíru. Na oběžné dráze Země pomalu, ale jistě dosluhuje doposud největší a nejsložitější kosmický projekt v dějinách –⁠⁠⁠⁠⁠⁠ Mezinárodní kosmická stanice ISS. Tato unikátní laboratoř nás učí, jak pracovat ve speciálních podmínkách panujících v blízkosti naší planety a to nepřetržitě již 24 let. Největší partneři tohoto projektu: Spojené státy, Rusko, Japonsko, Kanada a ESA řeší, jakým směrem se po éře ISS vydat.

Klasické černé díry, které se objevily v Einsteinových rovnicích, v sobě obsahují singularity, které vědce přivádějí k šílenství. Španělští fyzikové spočítali, že teoreticky mohou existovat černé díry bez singularit. Výzkum je v plném běhu, rovnice se pěkně žhaví a v budoucnu by mohly přinést pozoruhodné objevy.

Pro dosažení i nejbližších hvězd je potřeba zajistit odpovídající pohon. Pokud půjde o raketový motor, je třeba zajistit nejen dostatek energie, ale také hybnosti, která zajišťuje zrychlování kosmické lodi. Let rakety a potřebné parametry popisuje Ciolkovského rovnice. Podívejme se na výzvy spojené s mezihvězdným letem, které nám ukazuje.

Slovutný kosmologický princip praví, že náš vesmír je homogenní a izotropní, čili, jednoduše řečeno, všude stejný. V posledních letech ale kosmologický princip dostává zabrat a objevuje se možnost, že by vesmír mohl být anizotropní. Podle nově navrženého postupu bychom to mohli zjistit analýzou slabého gravitačního čočkování.

Náš vesmír je protkaný kosmickou pavučinou. Je všudypřítomná, ale přesto je nesmírně obtížné ji pozorovat, protože ji tvoří kosmický plyn, který je velice nezřetelný. Převratný úspěch přinesla náročná pozorování soustavy Very Large Telescope se spektrografem MUSE, díky nimž astronomové získali nejvíce detailní snímek kosmické pavučiny.

Na asteroidu Bennu se nacházejí molekuly, z nichž je postaven pozemský život. Nebeské těleso je ale nese v překvapivém složení. Z analýz vzorků získaných misí OSIRIS-REx vyplývá, že se život mohl vyvinout i na jiných místech sluneční soustavy.

Kupy a nadkupy galaxií mohou společně tvořit nezměrné superstruktury, největší známé galaktické struktury vesmíru. Největší z nich je Kipu o hmotnosti asi 200 biliard Sluncí a délce 1,3 miliard světelných let. Pochopení superstruktur je podle všeho zásadní pro porozumění vývoji celého vesmíru.

Fyzici si půjčili kvantový annealer společnosti D-Wave Quantum a s jeho pomocí simulovali chování bublin fázových přechodů při zhroucení falešného vakua, k němuž, pokud čtete tento text, reálně ještě nedošlo. Pokud se falešné vakuum naší reality jednou zhroutí, alespoň budeme mít představu, co se bude dít.

Primordiální černé díry, které by vznikly na počátku vesmíru zhroucením Fermiho koulí nebo ve víru kosmologické inflace, momentálně spíše nejsou mezi žhavými kandidáty na temnou hmotu. Do hry se je snaží vrátit nedávno popsaný kvantový jev, který lstivě vyřazuje ze hry jejich vypařování Hawkingovým zářením.

Standardní model Lambda-CDM sází na chladnou temnou hmotu a konvenční temnou energii. V poslední době ale přibývají problémy, s nimiž se Lambda-CDM nedovede vyrovnat, včetně potíží Sigma-8 tension. Praskliny houstnou a není jasné, jak dlouho ještě Lambda-CDM vydrží. Nejnovější analýzy vládnoucímu modelu nepomohly. Buď děláme závažné systematické chyby anebo míříme k nové fyzice.

Vesmírný teleskop Jamese Webba tentokrát ulovil opravdové monstrum. Mezinárodní tým astronomů v rámci průzkumu oblohy PANORAMIC detekoval galaxii s výraznou spirální strukturou (grand-design spiral galaxy). Vědci ji pokřtili Zhúlóng, po velikém rudém drakovi a božstvu čínské mytologie, který bývá zobrazován s lidskou tváří a hadím tělem.

Hlavní program: Pohledná konjunkce měsíčního srpku s jasnou Venuší 3. ledna a zákryt Saturnu Měsícem 4. ledna! Obojí v podvečer. Bonus: Meteorické rojení Kvadrantid večer 3. 1. K tomu po celý leden dobrá viditelnost Jupiteru a Marsu, pro fajnšmekry ozbrojené nějakou optikou taky Uranu a Neptunu.

Vědci vystopovali v datech Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) celkem 29 objektů doposud neznámého typu v Magellanových oblacích, zřejmě těsných dvojhvězd bílého trpaslíka a podobra, které vytvářejí erupce asi tisíckrát slabší než typické novy. Pojmenovali je milinovy.

Novozélandský fyzik David Wiltshire v roce 2007 navrhl „časoslednou kosmologii“ (Timescale cosmology), která vysvětluje pozorované zrychlování rozpínání vesmíru bez nutnosti zavádění temné energie, jako přelud vyplývající z nehomogenní povahy vesmíru, kde čas plyne různě rychle v prostředích s různou hustotou hmoty.

Když virtuální teleskop Event Horizon Telescope pořizoval slavný snímek supermasivní černé díry galaxie M87, současně probíhala rozsáhlá série pozorování této černé díry na mnoha vlnových délkách. Šťastnou souhrou okolností při tom došlo k intenzivní erupci gama záření, na němž si vědci smlsli.

Máme se bát našeho Slunce? Nová analýza dat teleskopu Kepler z let 2009 až 2013, která zahrnula 56 450 hvězd velmi podobných Slunci, dospěla k jasnému závěru. Žlutí trpaslíci si rádi občas pořádně prásknou. Zdá se, že frekvence supererupcí je na těchto hvězdách mnohem vyšší, než jsme si doposud mysleli.

Antropický princip nepřestává dráždit. Jak je možné, že žijeme ve vesmíru, v němž můžeme žít? Nemanja Kaloper s Alexanderem Westphalem k jinak čistě filozofickému a poněkud bezcílnému mudrování přihodili test antropického principu v souvislosti s pátráním po temné hmotě. Vše záleží na tom, jestli najdeme nebo nenajdeme ultralehké axiony. Jasno by mohlo být docela brzy.

Kosmologové dnes koketují s představou, že kosmická inflace proběhla těsně před Velkým třeskem. Tým University of Texas vv Austinu vytvořil model WIFI (Warm Inflation via ultraviolet Freeze-In), podle něhož během takové inflace vznikla temná hmota dnešního vesmíru. V tomto modelu jde o horkou inflaci, která zahrnuje záření.

Původci rychlých rádiových záblesků by mohly být magnetary, velmi extrémní pozůstatky zaniklých masivních hvězd, které svírají nesmírně silná magnetická pole. Konkrétní mechanismus vzniku záblesků ale ještě není známý. Mohl by to být hluk po dopadu mezihvězdných těles na magnetary?

V amerických laboratořích Oak Ridge National Laboratory ještě zcela nedávno nejvýkonnější superpočítač světa Frontier prolomil hranici exakapacitních simulací vesmíru. Astrofyzici mohli poprvé udělat kosmologickou hydrodynamickou simulaci, které představuje zhruba tolik vesmíru, kolik zabírají průzkumy oblohy velkými dalekohledy.

Co když Velký třesk nebyl jeden? Podle radikální hypotézy, se po uplynutí pár pozemských měsíců po Velkém třesku odehrál ještě jeden, Temný Velký třesk. Kromě temné hmoty by se v něm zrodily i specifické gravitační vlny, které bychom s trochou štěstí mohli detekovat a konečně tím odkrýt temnou hmotu.

Webbův dalekohled vystopoval supermasivní černou díru LID-568 ve vesmíru starém asi 1,5 miliardy let. Je to sice lehká supermasivní černá díra s hmotou „pouze“ asi 7,2 milionů Sluncí, ale hmotu požírá tak intenzivně, že u toho mnohonásobně překračuje Eddingtonův limit.

Který astronom by nechtěl ochočenou gravitační čočku, se kterou by bylo možné pozorovat úžasné detaily v okolním vesmíru? Není ani nutné udělat umělou černou díru. Stačí doletět do místa vzdáleného 550 AU a udělat gravitační čočku ze Slunce. Upgradovaný iontový pohon by to mohl dokázat.

Nejvíce extrémní hvězdná porodnice v našem sousedství, která obsahuje nejvíce hmotné známé hvězdy, je ještě zajímavější, než se zdálo. Od svého vzniku před asi 1,8 miliony let odpálila dvě salvy masivních hvězd. Celkem jich je 55, řítí se rychlostí nad 100 000 km/h a v kosmicky dohledné době vybuchnou jako supernovy.

Nadkupa galaxií Laniakea, které jsme součástí, zřejmě náleží k Shapleyho koncentraci galaxií. Celou tuto gigantickou kosmickou strukturu gravitačně svazuje Shapleyho atraktor, nesmírná koncentrace hmoty, jejíž gravitační vliv je ještě silnější než v případě legendárního Velkého atraktoru.

Jenom upozornění, aby případným zájemcům o podívání neulítla, protože bez dalekohledu bude příležitost jen několik dní, možná do konce týdne, těžko říct. Teda pokud bude počasí milostivo.

Najdeme vytoužený důkaz existence primordiálních černých děr v dutých planetkách či měsících? Anebo v nanotunelech vyhlodaných maličkými černými dírami v běžném materiálu kolem nás? Podle dvojice fyziků je to dobrá šance, jak tyto přízračné astrofyzikální objekty objevit.

Černé díry, jak si je obvykle představujeme, strádají nechvalně známým Informačním paradoxem černých děr a mají v útrobách singularitu, která vyjadřuje matematické zoufalství. Izraelský fyzik Ramy Brustein a jeho kolegové navrhují, že černé díry jsou vlastně zamrzlé hvězdy, bizarní kvantové objekty, které jsou sice černým dírám velmi podobné, ale nemají horizont událostí ani singularitu.

Návrat na Měsíc a expanze na Mars vystavuje kosmonauty dlouhodobému vlivu kosmického záření. Americká organizace NASA a evropská ESA tak potřebují základnu pro studium biologických účinků tohoto záření. Jsou k tomu potřeba urychlovače relativistických těžkých iontů. A takové jsou v laboratoří BNL a GSI Darmstadt. Podívejme se na možnosti takových výzkumů klíčových pro ochranu cestovatelů k Měsíci a Marsu.

Průzkum oblohy soustavou radioteleskopů LOFAR odhalil rekordní výtrysk supermasivní černé díry. Jmenuje se Porphyrion, měří 25 milionů světelných let a pozorujeme ho ve vesmíru, kterému tehdy bylo asi 7,5 miliardy let. Jak bývá zvykem, vesmírné monstrum se vymyká dosavadním modelům.

Zkuste si představit, že Zemi v oblasti rovníku obepíná impozantní prstenec, který vznikl roztrháním planetky, v průběhu pár desítek milionů let se zase rozpadne a jeho kusy budou bombardovat zemský povrch. Zřejmě k tomu opravdu došlo, asi před 466 miliony let, v období středního ordoviku. Musela to být fantastická podívaná.

Soustava radioteleskopů ALMA pozorovala povrch červeného obra R Doradus v Mečounovi. Umírající hvězda, která kdysi jako by z oka vypadla Slunci, a dnes je nafouklá jako více než 300 Sluncí, vře jadernou fúzí a bublá jako lávová lampa, jejíž bubliny mají průměr asi 75 Sluncí.

Krátce po Velkém třesku mohly vzniknout primordiální černé díry. Jestli k tomu došlo, mohly by takové černé díry mít velmi různou velikost. Pokud by v těsné blízkosti Země prolétla primordiální černá díra o váze 100 megatun rychlostí blízkou rychlosti světla, mohly by jí detekovat gravitační observatoře.

Už přes šedesát let víme, že částice z atmosféry Země unikají do kosmického prostoru takzvaným polárním větrem. Jeho fungování ale bylo doposud záhadou. Řešení přinesla suborbitální raketa Endurance, která měřením potvrdila dlouho předpovídané elektrostatické pole mezi ionosférou a kosmickým prostorem.

Je to ironie. Pokud mají geofyzici pravdu, voda Marsu nezmizela do okolního vesmíru, tedy přinejmenším její část. Zdá se, že nasákla do střední části marťanské kůry, kde vyplňuje praskliny a pukliny. Být na povrchu Marsu, sahala by do výšky 1-2 kilometrů. Takhle je ale nejspíš mimo náš dosah, pokud neprovrtáme 11,5 až 20 kilometrů.

NANOGrav loni detekoval gravitační pozadí vesmíru, které je zřejmě ozvěnou nespočtu splynutí supermasivních černých děr. Simulace takových splývání ale vedou k Problému posledního parseku, v němž se černé díry zaseknou a nesplynou. Řešením této patálie by mohla být pozoruhodná verze částic temné hmoty.

Virtuální pulzarové detektory mohou dělat mnoho věcí, počínaje detekcí gravitační vln o dlouhé vlnové délce. Americký fyzik John LoSecco navrhuje využít je k pátrání po objektech, které jsou slušně hmotné, ale za normálních okolností nejsou zřetelné v našich teleskopech. Mohly by to být potulné planety, hnědí či bílí trpaslíci nebo třeba chuchvalce temné hmoty, které se potulují Mléčnou dráhou.

Ani kometa, ani planetka. Temné komety jsou jako pralinky. Povrch z horniny ukrývá (ne až tak sladkou) náplň z ledu. Nemají koma, ale negravitačně zrychlují. Pokud mají vědci pravdu, většina objektů v blízkosti Země vypadá právě takhle. Temné komety také mohly posloužit k přepravě vody na mladou Zemi

Przybylského hvězda je jako žádná jiná, z těch co známe. Kromě toho, že jde o velmi výjimečnou hvězdu typu roAp, se na ní v hojném množství vyskytují aktinoidy, včetně těch, u nichž neznáme izotopy s delší dobou rozpadu. Což nedává smysl. Relativně blízko máme ohromující záhadu, ať už je přírodního rázu anebo ne.

I šestá mise čínského měsíčního programu byla veskrze úspěšná. Vzorky z odvrácené strany Měsíce už dorazily do pozemských laboratoří. V dějinách lidského průzkumu je to poprvé, kdy se něco takového podařilo. Vrcholná etapa čínské přípravy vybudování měsíční základny tak byla zahájena. Jejím konečným cílem je přistání čínských kosmonautů na Měsíci a jejich dlouhodobá činnost na základně v blízkosti měsíčního pólu.

Webb hleděl do vesmíru starého asi 600 až 800 milionů let. Našel tam trojici „rubínů,“ které podobně jako Kameny nekonečna nedávají smysl v našem chápání vzniku a vývoje vesmíru. Zřejmě jde o exotické „protogalaxie“ s nesmyslně starými hvězdami a nesmyslně gigantickou černou dírou, v nichž je množství hvězd odpovídající Mléčné dráze natlačeno do prostoru pár set světelných let. Noční můra kosmologů.

Proměnné hvězdy cefeidy jsou klíčové pro určování vzdálenosti galaxií. Z jejich pomocí se realizuje určení absolutní svítivosti supernov Ia typu, které se využívají pro určování kosmologických vzdáleností až po hranice našeho pozorovaného vesmíru. Je tak velmi důležité, že Webbův teleskop potvrdil určení vzdálenosti nejvzdálenějších galaxií, kde pozoroval Hubblův teleskop cefeidy.

V extrémním prostředí u černých děr nebo neutronových hvězd vznikají relativistické výtrysky hmoty. Jejich součástí je i plazma tvořené exotickými páry elektron–pozitron. V zařízení HiRadMat evropského CERNu poprvé vyrobili dostatečné množství těchto párů na to, aby vzniklo plazma, které bude možné zkoumat v experimentech. Astrofyzici jsou nažhavení.

Sluneční soustava se řítí Mléčnou dráhou. Podle nových simulací jsme před 2–3 miliony let prosvištěli velmi hustým a chladným mračnem vodíku, což mohlo rozbořit naši heliosféru. Pokud to tak bylo, mohly na Zemi padat radioaktivní izotopy včetně železa a plutonia z mezihvězdného prostoru. Mohlo to také ovlivnit klima na Zemi?

Indický astrofyzik Naman Kumar hodil do kalných vod věd o temné energii kámen v podobě exotické hypotézy. Zahrnuje sice partnerský antivesmír, v němž čas plyne opačným směrem vzhledem k našemu vesmíru, ale nepotřebuje žádnou formu temné energie ani modifikování gravitace.

Po úspěšném odběru vzorků hornin z přivrácené strany Měsíce se Čchang-e 6 pokusí dopravit vzorky hornin z té odvrácené. Zásadním krokem k tomu, je dnešní přistání jejího přistávacího modulu na měsíčním povrchu. Čína tak pokračuje v realizaci svého lunárního programu, který by měl v třicátých letech vyvrcholit přistáním čínských kosmonautů a vybudováním měsíční základny v blízkosti pólu. Podívejme se na současné měsíční úspěchy, a to nejen Číny.

Pozorování supermasivních černých děr odhalilo asi u třetiny z nich nesrovnalosti mezi směrem jejich výtrysků a polohou stop po jejich předchozí aktivitě. Zdá se, že některé supermasivní černé díry jsou jako Hvězdy smrti a mohou změnit směr paprsků smrti, jimiž žhaví okolní vesmír.

Webbův dalekohled opět předvedl, proč stálo za to ho poslat do vesmíru. Pozoroval nejranější galaxie, jak vznikají ve vesmíru, který je starý jen asi 400 až 600 milionů let. Vědci se tak poprvé stali takřka očitými svědky procesu, který doposud znali jenom z počítačových simulací.

Modifikovaná newtonovská dynamika (MOND) se déle než čtyři desetiletí pokouší zaujmout místo životaschopné alternativy standardního kosmologického modelu s temnou hmotou. V poslední době ale dochází k vývoji, který je pro MOND spíše studenou sprchou. Temná hmota je sice stále temná, ale vesmír vysvětluje obstojně.

Pokud jsou v Mléčné dráze technologicky vyspělé civilizace, mohli bychom nalézt stopy jejich aktivity. Vědci v projektu Hephaistos pátrají po nekompletních Dysonových sférách, které by měly vyzařovat infračervené záření středních vlnových délek. Z 5 milionů zdrojů záření vybrali 7 slibných kandidátů. Jde o červené trpaslíky se zvláštním zářením. Stojí za pozornost, ať to jsou Dysonovy sféry nebo ne.