Jak vypad? vesm?r na velmi velk? vzd?lenosti, v oblastech nep??stupn?ch pro pozorov?n?? A existuje n?jak? hranice, kam a? se m??eme pod?vat? N?? kosmick? horizont je definov?n vzd?lenost? od nejvzd?len?j??ch objekt?, jejich? sv?tlo k n?m dorazilo za 14 miliard let od Velk?ho t?esku. V d?sledku zrychlen?ho rozp?n?n? vesm?ru jsou nyn? tyto objekty ji? 40 miliard sv?teln?ch let daleko. Ze vzd?len?j??ch objekt? se k n?m sv?tlo je?t? nedostalo. Tak?e co je tam za horizontem? Foto: SPL/EAST NEWS

Jeden vesm?r nebo mnoho?

Jak vypad? vesm?r na velmi velk? vzd?lenosti, v oblastech nep??stupn?ch pro pozorov?n?? A existuje n?jak? hranice, kam a? se m??eme pod?vat? N?? kosmick? horizont je definov?n vzd?lenost? od nejvzd?len?j??ch objekt?, jejich? sv?tlo k n?m za 14 miliard let od Velk?ho t?esku stihlo dorazit. V d?sledku zrychlen?ho rozp?n?n? vesm?ru jsou nyn? tyto objekty ji? 40 miliard sv?teln?ch let daleko. Ze vzd?len?j??ch objekt? se k n?m sv?tlo je?t? nedostalo. Tak?e co je tam za horizontem? Fyzici na tuto ot?zku doned?vna d?vali velmi jednoduchou odpov??: v?echno je tam stejn? – stejn? galaxie, stejn? hv?zdy. Ale modern? pokroky v kosmologii a fyzice element?rn?ch ??stic umo?nily tyto my?lenky revidovat. V nov?m obrazu sv?ta se vzd?len? oblasti vesm?ru n?padn? li?? od toho, co vid?me kolem sebe, a mohou se dokonce ??dit odli?n?mi fyzik?ln?mi z?kony.

Nov? my?lenky jsou zalo?eny na teorii kosmick? inflace. Pokusme se vysv?tlit jeho podstatu. Za?n?me stru?n?m p?ehledem standardn? kosmologie velk?ho t?esku, kter? byla dominantn? teori? a? do objeven? inflace.

Podle teorie velk?ho t?esku za?al vesm?r kolos?ln? katastrofou, kter? vypukla asi p?ed 14 miliardami let. Velk? t?esk nenastal na ??dn?m konkr?tn?m m?st? ve vesm?ru, ale v?ude najednou. V t? dob? neexistovaly ??dn? hv?zdy, galaxie a dokonce ani atomy a vesm?r byl napln?n velmi horkou hustou a rychle se rozp?naj?c? sra?eninou hmoty a z??en?. Jak roste, ochlazuje se. Asi t?i minuty po velk?m t?esku teplota klesla natolik, ?e se vytvo?ila atomov? j?dra a o p?l milionu let pozd?ji se elektrony a j?dra spojily do elektricky neutr?ln?ch atom? a vesm?r se stal pro sv?tlo pr?hledn?m. To n?m dnes umo??uje zaregistrovat sv?tlo vyza?ovan? ohnivou sra?eninou. P?ich?z? ze v?ech sm?r? na obloze a naz?v? se z??en?m kosmick?ho pozad?.

Zpo??tku byla ohniv? sra?enina t?m?? dokonale homogenn?. Ale st?le v n?m byly drobn? nehomogenity: v n?kter?ch oblastech byla hustota o n?co vy??? ne? v jin?ch. Tyto nehomogenity rostly, svou gravitac? stahovaly z okoln?ho prostoru st?le v?ce hmoty a b?hem miliard let se prom?nily v galaxie. A teprve docela ned?vno, podle vesm?rn?ch m???tek, jsme se my lid? objevili na sc?n?.

Existuje mnoho pozorovac?ch d?kaz? ve prosp?ch teorie velk?ho t?esku, tak?e nen? pochyb o tom, ?e tento sc?n?? je v z?sad? spr?vn?. Za prv? vid?me, jak se vzd?len? galaxie od n?s rozptyluj? velmi vysokou rychlost?, co? ukazuje na expanzi vesm?ru. Teorie velk?ho t?esku tak? vysv?tluje p?evahu lehk?ch prvk? ve vesm?ru, jako je helium a lithium. Ale nejd?le?it?j??m d?kazem, dalo by se ??ci, kou??c?m kmenem Velk?ho t?esku, je z??en? kosmick?ho pozad? – dosvit prim?rn? ohniv? koule, kter? n?m st?le umo??uje jej pozorovat a studovat. Za jeho studii byly ud?leny ji? dv? Nobelovy ceny.

Zd? se tedy, ?e m?me velmi ?sp??nou teorii. P?esto ponech?v? nezodpov?zen? n?kter? zaj?mav? ot?zky o po??te?n?m stavu vesm?ru bezprost?edn? po velk?m t?esku. Pro? byl vesm?r tak hork?? Pro? se to roz???ilo? Pro? byla tak uniformn?? A nakonec, co se s n? stalo p?ed Velk?m t?eskem?

Na v?echny tyto ot?zky odpov?d? teorie inflace, kterou p?ed 28 lety p?edlo?il Alan Guth.

vesm?rn? inflace

?st?edn?m bodem t?to teorie je zvl??tn? forma hmoty zvan? fale?n? vakuum. V b??n?m slova smyslu je vakuum prost? absolutn? pr?zdn? prostor. Pro fyziky zab?vaj?c? se element?rn?mi ??sticemi ale vakuum zdaleka nen? ?pln? nic, ale fyzik?ln? objekt s energi? a tlakem, kter? m??e b?t v r?zn?ch energetick?ch stavech. Fyzici t?mto stav?m ??kaj? r?zn? vakua a vlastnosti element?rn?ch ??stic, kter? v nich mohou existovat, z?vis? na jejich charakteristik?ch. Spojen? ??stic a vakua je podobn? jako spojen? zvukov?ch vln s l?tkou, kterou se ????: v r?zn?ch materi?lech nen? rychlost zvuku stejn?. ?ijeme ve vakuu s velmi n?zkou energi? a fyzici po dlouhou dobu v??ili, ?e energie na?eho vakua je p?esn? nulov?. Ned?vn? pozorov?n? v?ak uk?zala, ?e m? m?rn? nenulovou energii (??k? se j? temn? energie).

Modern? teorie element?rn?ch ??stic p?edpov?daj?, ?e krom? na?eho vakua existuje ?ada dal??ch vysokoenergetick?ch vaku?, kter?m se ??k? fale?n?. Spolu s velmi vysokou energi? se fale?n? vakuum vyzna?uje velk?m podtlakem, kter? se naz?v? nap?t?. Je to stejn?, jako kdy? natahujete kus gumy: doch?z? k nap?t?, vnit?n? s?le, kter? zp?sobuje stla?en? gumy.

Ale nejpodivn?j?? vlastnost? fale?n?ho vakua je jeho odpudiv? gravitace. Podle Einsteinovy obecn? teorie relativity jsou gravita?n? s?ly zp?sobeny nejen hmotnost? (tedy energi?), ale tak? tlakem. Pozitivn? tlak zp?sobuje gravita?n? p?ita?livost, zat?mco negativn? tlak vede k odpuzov?n?. V p??pad? vakua p?evy?uje odpudiv? ??inek tlaku p?ita?livou s?lu spojenou s jeho energi? a sou?et je odpuzov?n?. A ??m vy??? je energie vakua, t?m je siln?j??.

Tak? fale?n? vakuum je nestabiln? a obvykle se velmi rychle rozkl?d? a m?n? se na vakuum s n?zkou energi?. P?ebyte?n? energie jde do tvorby ohniv? sra?eniny element?rn?ch ??stic. Zde je d?le?it? zd?raznit, ?e Alan Guth nevynalezl fale?n? vakuum s tak podivn?mi vlastnostmi speci?ln? pro svou teorii. Jeho existence vypl?v? z fyziky element?rn?ch ??stic.

Guth jednodu?e p?edpokl?dal, ?e na sam?m po??tku historie vesm?ru byl vesm?r ve stavu fale?n?ho vakua. Pro? se to tak stalo? Dobr? ot?zka a je je?t? co ??ci, ale k t?to problematice se vr?t?me na konci ?l?nku. Mezit?m p?edpokl?dejme, ?e n?sleduje Gutha, ?e mlad? vesm?r byl napln?n fale?n?m vakuem. V tomto p??pad? by j?m zp?soben? odpudiv? gravitace vedla k velmi rychle se zrychluj?c? expanzi Vesm?ru. V tomto typu expanze, kter? Guth nazval inflac?, je charakteristick? doba zdvojen?, b?hem n?? se velikost vesm?ru zdvojn?sob?. Je to podobn? jako inflace v ekonomice: pokud je jej? m?ra konstantn?, pak se ceny zdvojn?sob? nap??klad za 10 let. Kosmologick? inflace prob?h? mnohem rychleji, takovou rychlost?, ?e ve zlomku sekundy se malink? oblast men?? ne? atom v pr?m?ru nafoukne na velikost v?t??, ne? je ??st vesm?ru, kter? je dnes pozorovateln?.

Jeliko? je fale?n? vakuum nestabiln?, nakonec se rozpadne a vytvo?? ohnivou sra?eninu, a zde inflace kon??. Rozpad fale?n?ho vakua hraje v t?to teorii roli velk?ho t?esku. Od tohoto okam?iku se vesm?r vyv?j? podle standardn? kosmologie velk?ho t?esku.

Od spekulac? k teorii

Teorie inflace p?irozen? vysv?tluje rysy v?choz?ho stavu, kter? se d??ve zd?l tak z?hadn?. Vysok? teplota je zp?sobena vysokou energi? fale?n?ho vakua. Expanze je zp?sobena odpudivou gravitac?, kter? zp?sobuje expanzi fale?n?ho vakua a ohniv? koule se d?le roz?i?uje setrva?nost?. Vesm?r je homogenn?, proto?e fale?n? vakuum m? v?ude ?pln? stejnou hustotu energie (s v?jimkou mal?ch nehomogenit, kter? jsou spojeny s kvantov?mi fluktuacemi ve fale?n?m vakuu).

Kdy? byla teorie inflace poprv? zve?ejn?na, byla p?ij?m?na pouze jako spekulativn? hypot?za. Ale nyn?, o 28 let pozd?ji, obdr?ela p?sobiv? pozorovac? d?kazy, z nich? v?t?ina je zp?sobena z??en?m kosmick?ho pozad?. Dru?ice WMAP vytvo?ila mapu intenzity z??en? pro celou oblohu a zjistila, ?e te?kovan? obrazec na n? viditeln? je v dokonal?m souladu s teori?.

Existuje dal?? p?edpov?? inflace, kter? ??k?, ?e vesm?r by m?l b?t t?m?? ploch?. Podle Einsteinovy obecn? teorie relativity lze prostor zak?ivit, ale teorie inflace p?edpov?d?, ?e oblast vesm?ru, kterou pozorujeme, by m?la b?t pops?na s vysokou p?esnost? plochou, euklidovskou geometri?. P?edstavte si zak?iven? povrch koule.

Nyn? ment?ln? zv?t?ete tento povrch obrovsk? po?et kr?t. To je p?esn? to, co se stalo s vesm?rem b?hem inflace. Vid?me jen malou ??st t?to obrovsk? koule. A zd? se, ?e je ploch? stejn? jako Zem?, kdy? se pod?v?me na jej? malou oblast. ?e je geometrie vesm?ru ploch?, bylo ov??eno m??en?m ?hl? gigantick?ho troj?heln?ku t?m?? o velikosti kosmick?ho horizontu. Jejich sou?et byl 180 stup??, jak by to m?lo b?t u ploch?, euklidovsk? geometrie.

Nyn?, kdy? data z?skan? v oblasti vesm?ru, kterou pozorujeme, potvrdila teorii inflace, m??eme do jist? m?ry v??it tomu, co n?m ??k? o oblastech, kter? jsou pro pozorov?n? nep??stupn?. To n?s p?iv?d? zp?t k ot?zce, kterou jsme za?ali: co le?? za na??m kosmick?m horizontem?

Sv?t nekone?n?ch doppelganger?

Odpov?? dan? teori? je pom?rn? neo?ek?van?: i kdy? inflace v na?? ??sti kosmu skon?ila, ve vesm?ru jako celku pokra?uje. Tu a tam v jej? tlou??ce doch?z? k „velk?m v?buch?m“, p?i kter?ch se rozbije fale?n? vakuum a vznikne oblast prostoru podobn? t? na??. Ale inflace nikdy neskon?? ?pln?, v cel?m vesm?ru. Faktem je, ?e kolaps vakua je pravd?podobnostn? proces a v r?zn?ch oblastech k n?mu doch?z? v r?zn?ch ?asech. Ukazuje se, ?e Velk? t?esk nebyl v na?? minulosti ojedin?lou ud?lost?. Mnoho „v?buch?“ se stalo ji? d??ve a nespo?et dal??ch se stane v budoucnu. Tento nikdy nekon??c? proces se naz?v? v??n? inflace.

?lov?k si m??e zkusit p?edstavit, jak by vypadal nafukuj?c? se vesm?r, kdy? se na n?j pod?v?te ze strany. Prostor by byl napln?n fale?n?m vakuem a velmi rychle by se rozp?nal v?emi sm?ry. Kolaps fale?n?ho vakua je podobn? varu vody. Tu a tam samovoln? vznikaj? bubliny n?zkoenergetick?ho vakua. Jakmile se narod?, za?nou se bubliny rozp?nat rychlost? sv?tla. Ale velmi z??dka se sraz?, proto?e prostor mezi nimi se roz?i?uje je?t? rychleji a vytv??? prostor pro dal?? a dal?? bubliny. V jednom z nich bydl?me a vid?me z n?j jen malou ??st.

Bohu?el cestov?n? do jin?ch bublin nen? mo?n?. Ani kdy? vylezeme do vesm?rn? lodi a pohybujeme se t?m?? rychlost? sv?tla, nedok??eme dr?et krok s roz?i?uj?c?mi se hranicemi na?? bubliny. Tak?e jsme jeho v?zni. Z praktick?ho hlediska je ka?d? bublina sob?sta?n?m samostatn?m vesm?rem, kter? nem? ??dn? spojen? s jin?mi bublinami. V pr?b?hu v??n? inflace se generuje nekone?n? mno?stv? takov?ch bublinov?ch vesm?r?.

Ale pokud se nem??ete dostat do jin?ch bublinov?ch vesm?r?, jak si m??ete b?t jisti, ?e skute?n? existuj?? Jednou z p?sobiv?ch funkc? je sledov?n? sr??ky bublin. Pokud by do t? na?? zas?hla dal?? bublina, m?lo by to znateln? vliv na pozorovan? z??en? kosmick?ho pozad?. Probl?m je ale v tom, ?e sr??ky bublin jsou velmi vz?cn? a nen? jist?, ?e se takov? ud?lost v na?em horizontu stala.

Z tohoto obrazu sv?ta vypl?v? p?ekvapiv? z?v?r: proto?e po?et bublinov?ch vesm?r? je nekone?n? a ka?d? z nich se neomezen? rozp?n?, budou obsahovat nekone?n? mno?stv? oblast? o velikosti na?eho horizontu. Ka?d? takov? oblast bude m?t svou vlastn? historii. „Historie“ se t?k? v?eho, co se stalo, a? po ty nejmen?? ud?losti, jako je sr??ka dvou atom?. Kl??ov?m bodem je, ?e po?et r?zn?ch p??b?h?, kter? se mohou odehr?t, je kone?n?. Jak je tohle mo?n?? Nap??klad mohu posunout ?idli o jeden centimetr, o p?l centimetru, o ?tvrtinu a tak d?le: zd? se, ?e existuje neomezen? po?et p??b?h?, proto?e ?idli mohu posouvat nekone?n?m mno?stv?m r?zn?ch zp?sob?, jen M?m r?d. P??li? bl?zk? p??b?hy v?ak kv?li kvantov? nejistot? z?sadn? nelze rozli?it. Kvantov? mechanika n?m tedy ??k?, ?e po?et r?zn?ch histori? je kone?n?. Od Velk?ho t?esku je pro oblast, kterou pozorujeme, asi 10 zv??eno na 10 150. To je nep?edstaviteln? velk? ??slo, ale je d?le?it? zd?raznit, ?e nen? nekone?n?.

Omezen? po?et p??b?h? se tedy odv?j? v nekone?n?m po?tu oblast?. Nevyhnuteln?m z?v?rem je, ?e ka?d? p??b?h se nekone?n?kr?t opakuje. Zejm?na existuje nekone?n? mno?stv? zem? se stejn?mi p??b?hy jako ta na?e. To znamen?, ?e tuto fr?zi nyn? ?tou des?tky va?ich z?b?r?. Mus? existovat tak? oblasti, jejich? historie se n?jak?m zp?sobem li??, p?i?em? si uv?domuj? v?echny mo?n? variace. Jsou nap??klad oblasti, ve kter?ch bylo zm?n?no pouze jm?no va?eho psa, a v jin?ch oblastech st?le chod? dinosau?i po Zemi. I kdy? samoz?ejm? ve v?t?in? oblast? nen? nic jako na?e Zem?: v?dy? existuje mnohem v?ce zp?sob?, jak se li?it od na?eho kosmu, ne? b?t jako on. Tento obr?zek se m??e zd?t pon?kud depresivn?, ale je velmi obt??n? se mu vyhnout, pokud bude p?ijata teorie inflace.

Bubliny multivesm?ru

Dosud jsme p?edpokl?dali, ?e ostatn? vesm?ry bublin jsou sv?mi fyzik?ln?mi vlastnostmi podobn?. Ale nemus? tomu tak b?t. Vlastnosti na?eho sv?ta jsou ur?eny mno?inou ??sel naz?van?ch z?kladn? konstanty. Pat?? mezi n? Newtonova gravita?n? konstanta, hmotnosti element?rn?ch ??stic, jejich elektrick? n?boje a podobn?. Celkem existuje asi 30 takov?ch konstant a vyvst?v? zcela p?irozen? ot?zka: pro? maj? p?esn? ty hodnoty, kter? maj?? Fyzici dlouho snili o tom, ?e jednoho dne budou schopni odvodit hodnoty konstant z n?jak? z?kladn? teorie. Na t?to cest? v?ak nebylo dosa?eno ??dn?ho v?znamn?ho pokroku.

Pokud si zap??ete hodnoty zn?m?ch z?kladn?ch konstant na kus pap?ru, budou se zd?t zcela n?hodn?. N?kter? z nich jsou velmi mal?, jin? velk? a za touto sadou ??sel nen? vid?t ??dn? ??d. P?esto v nich byl zaznamen?n syst?m, i kdy? trochu jin?ho druhu, ne? v kter? fyzici doufali. Hodnoty konstant se zdaj? b?t pe?liv? „vybran?“, aby zajistily na?i existenci. Toto pozorov?n? se naz?v? antropick? princip. Zd? se, ?e konstanty jsou Stvo?itelem speci?ln? vylad?ny, aby vytvo?il vesm?r vhodn? pro ?ivot – p?esn? o tom n?m ??kaj? zast?nci doktr?ny inteligentn?ho designu.

Ale je tu je?t? jedna mo?nost, kter? vykresluje ?pln? jin? obraz Stvo?itele: n?hodn? generuje mnoho vesm?r? a ?ist? n?hodou se n?kter? z nich uk??? jako vhodn? pro ?ivot. Inteligentn? pozorovatel? v tak vz?cn?ch vesm?rech objevuj? ??asn? jemn? dolad?n? konstant. Na tomto obr?zku sv?ta, zvan?m Multivesm?r, je v?t?ina bublin neplodn?, ale nen? v nich nikdo, kdo by si na to mohl st??ovat.

Jak ale otestovat koncept Multivesm?ru? P??m? pozorov?n? nic nep?inesou, proto?e nem??eme cestovat do jin?ch bublin. Je v?ak mo?n?, stejn? jako u trestn?ho vy?et?ov?n?, naj?t nep??m? d?kazy. Pokud se konstanty m?n? z jednoho vesm?ru do druh?ho, nem??eme p?esn? p?edpov?d?t jejich hodnoty, ale m??eme prov?st pravd?podobnostn? p?edpov?di. N?kdo by se mohl zeptat: jak? hodnoty najde pr?m?rn? pozorovatel? Je to obdoba pokusu p?edpov?d?t v??ku prvn?ho ?lov?ka, kter?ho potk?te na ulici. Je nepravd?podobn?, ?e by z n?j byl obr nebo trpasl?k, tak?e pokud p?edpov?d?me, ?e jeho v??ka bude n?kde kolem pr?m?ru, zpravidla se nebudeme m?lit. Podobn? se z?kladn?mi konstantami: nen? d?vod si myslet, ?e jejich hodnoty v na?em prostoru vesm?ru jsou velmi velk? nebo mal?, jin?mi slovy, v?razn? se li?? od t?ch, kter? zm??? v?t?ina pozorovatel? ve vesm?ru. P?edpoklad na?? neexkluzivity je d?le?itou my?lenkou; Nazval jsem to princip pr?m?rnosti.

Tento p??stup byl aplikov?n na takzvanou kosmologickou konstantu, kter? charakterizuje hustotu energie na?eho vakua. Hodnota t?to konstanty, z?skan? z astronomick?ch pozorov?n?, se uk?zala b?t v dobr? shod? s p?edpov??mi zalo?en?mi na konceptu Multivesm?ru. To byl prvn? d?kaz existence skute?n? kolos?ln?ho v??n? se nafukovac?ho vesm?ru za obzorem. Tento d?kaz je samoz?ejm? nep??m?, jak by mohl b?t. Ale pokud budeme m?t to ?t?st? a ud?l?me p?r ?sp??n?j??ch p?edpov?d?, pak lze nov? obraz sv?ta pova?ovat za prok?zan? nade v?? pochybnost.

Co se stalo p?ed velk?m t?eskem?

M?l vesm?r po??tek? Popsali jsme nekone?n? se rozp?naj?c? vesm?r, kter? d?v? vzniknout dal??m a dal??m „velk?m t?esk?m“, ale r?di bychom v?d?li, zda byl vesm?r takov? odjak?iva? Mnoho lid? pova?uje tuto mo?nost za velmi atraktivn?, proto?e odstra?uje n?kter? obt??n? ot?zky spojen? s po??tkem vesm?ru. Kdy? u? vesm?r existuje, jeho v?voj je pops?n fyzik?ln?mi z?kony. Jak ale popsat jeho za??tek? Co zp?sobilo, ?e se vesm?r objevil? A kdo j? dal po??te?n? podm?nky? Bylo by velmi vhodn? ??ci, ?e vesm?r je v?dy ve stavu v??n? inflace bez konce a bez za??tku.

Tento n?pad v?ak nar??? na ne?ekanou p?ek??ku. Arvind Bord a Alan Guth dok?zali teor?m, kter? ??k?, ?e i kdy? je inflace v??n? v budoucnosti, nem??e b?t v??n? v minulosti, co? znamen?, ?e mus? m?t n?jak? za??tek. A a? u? to bylo cokoli, m??eme se pt?t: co bylo p?edt?m? Ukazuje se, ?e jednou z hlavn?ch ot?zek kosmologie - jak vznikl vesm?r? nikdy nedostal uspokojivou odpov??.

Jedin? zp?sob, jak obej?t tento probl?m nekone?n? regrese, kter? byl dosud navr?en, je ten, ?e vesm?r mohl b?t spont?nn? vytvo?en z ni?eho. ?asto se ??k?, ?e nic nem??e vzniknout z ni?eho. Hmota m? skute?n? pozitivn? energii a z?kon jej?ho zachov?n? vy?aduje, aby v jak?mkoli po??te?n?m stavu byla energie stejn?. Matematick?m faktem v?ak je, ?e uzav?en? vesm?r m? nulovou energii. V Einsteinov? obecn? teorii relativity m??e b?t prostor zak?iven? a uzav?en? do sebe jako povrch koule. Pokud se v takto uzav?en?m vesm?ru pohybujete celou dobu jedn?m sm?rem, tak se nakonec vr?t?te tam, kde jste za?ali, stejn? jako se vrac?te do v?choz?ho bodu po ob?hu Zem?. Energie hmoty je kladn?, ale gravita?n? energie z?porn? a lze d?sledn? dok?zat, ?e v uzav?en?m vesm?ru se jejich p??sp?vky p?esn? ru??, tak?e celkov? energie uzav?en?ho vesm?ru je nulov?. Dal?? konzervovanou veli?inou je elektrick? n?boj. A i zde se ukazuje, ?e celkov? n?boj uzav?en?ho vesm?ru mus? b?t nulov?.

Pokud jsou v?echny konzervovan? veli?iny v uzav?en?m vesm?ru rovny nule, pak nic nebr?n? tomu, aby se spont?nn? objevil z ni?eho. V kvantov? mechanice s ur?itou pravd?podobnost? nastane jak?koli proces, kter? nen? zak?z?n p??sn?mi z?kony zachov?n?. To znamen?, ?e uzav?en? vesm?ry by se nem?ly jevit jako bubliny ve sklenici ?ampa?sk?ho. Tyto novorozen? vesm?ry mohou m?t r?zn? velikosti a mohou b?t napln?ny r?zn?mi typy vakua. Anal?za ukazuje, ?e nejpravd?podobn?j?? vesm?ry maj? minim?ln? po??te?n? rozm?ry a nejvy??? energii vakua. Jakmile se takov? vesm?r objev?, okam?it? se za?ne pod vlivem vysok? energie vakua rozp?nat. Tak za??n? p??b?h v??n? inflace.

Kosmologie svat?ho Augustina

Je t?eba poznamenat, ?e analogie mezi vesm?ry vznikaj?c?mi z ni?eho a bublinkami ?ampa?sk?ho nen? zcela p?esn?. Bubliny se rod? v kapalin? a vesm?r nem? ??dn? okoln? prostor. Zrozen? uzav?en? vesm?r - to je ve?ker? dostupn? prostor. P?ed jeho objeven?m neexistuje ??dn? prostor, stejn? jako neexistuje ?as. V obecn? teorii relativity jsou prostor a ?as spojeny do jedin? entity zvan? „?asoprostor“ a ?as za??n? odpo??t?vat a? pot?, co se objev? vesm?r.

N?co podobn?ho p?ed mnoha stalet?mi popsal svat? Augustin. Sna?il se pochopit, co B?h d?lal p?edt?m, ne? stvo?il nebesa a zemi. Sv? ?vahy o tomto probl?mu vylo?il Augustin v pozoruhodn? knize Vyzn?n?. Z?v?r, ke kter?mu nakonec dosp?l, je, ?e B?h musel stvo?it ?as spolu s vesm?rem. P?ed t?m nebyl ?as, co? znamen?, ?e je zbyte?n? se pt?t, co se stalo p?edt?m. To je velmi podobn? odpov?di, kterou d?v? modern? kosmologie.

M??ete se pt?t: co zp?sobilo, ?e vesm?r vznikl z ni?eho? P?ekvapiv? nen? pot?eba ??dn? d?vod. Kdy? vezmete radioaktivn? atom, rozpadne se a kvantov? mechanika p?edpov?d? pravd?podobnost jeho rozpadu v ur?it?m ?asov?m intervalu, ?ekn?me za minutu. Ale pokud se zept?te, pro? se atom rozpadl v tomto konkr?tn?m okam?iku a ne v jin?m, pak odpov?? bude zn?t, ?e nebyl ??dn? d?vod: tento proces je zcela n?hodn?. Podobn? nen? pot?eba ??dn? d?vod pro kvantov? stvo?en? vesm?ru.

Fyzik?ln? z?kony, kter? popisuj? kvantov? zrozen? vesm?ru, jsou stejn? jako ty, kter? popisuj? jeho n?sledn? v?voj. Zd? se, ?e to nazna?uje, ?e z?kony existovaly v ur?it?m smyslu p?ed vznikem vesm?ru. Jin?mi slovy, z?kony se nezdaj? b?t popisy vesm?ru, ale maj? ur?itou plat?nskou existenci mimo vesm?r samotn?. Zat?m nev?me, jak tomu rozum?t.

Alexander Vilenkin je ?editelem Institutu kosmologie na Tufts University (Boston, Massachusetts). V roce 1971 vystudoval Charkovskou univerzitu, v roce 1976 emigroval ze SSSR a v roce 1978 se stal profesorem na Tufts University. Vilenkin je jedn?m z p?edn?ch modern?ch kosmolog?, autorem konceptu v??n? inflace, kter? se objevil jako v?voj infla?n? kosmologie Alana Guta, spolu s n?m? napsal ?adu v?deck?ch prac?. Mezi Alexandrem Vilenkinem a Stephenem Hawkingem je zn?m? polemika o tom, jak p?esn? do?lo ke kvantov?mu zrozen? vesm?ru. Vilenkin je zast?ncem antropick?ho principu, podle kter?ho existuje mnoho vesm?r? a jen m?lo z nich je vhodn?ch pro ?ivot inteligentn?ch obyvatel. Vilenkin nav?c v???, ?e z antropick?ho principu lze z?skat netrivi?ln? p?edpov?di, co? umo??uje potvrdit existenci vesm?r? nep??stupn?ch pozorov?n?. Popul?rn? v?deck? kniha Alexandra Vilenkina „Sv?t mnoha sv?t?: Hled?n? jin?ch vesm?r?“, vydan? v angli?tin?, vyvolala bou?liv? diskuse. Letos vych?z? v ru?tin?.

Vesm?r! Kurz p?e?it? [Mezi ?ern?mi d?rami. ?asov? paradoxy, kvantov? nejistota] Dave Goldberg

II. Jak vypad? okraj vesm?ru?

Pov?d?n? o Tentaculu VII n?s vyb?z? k d?le?it?m ?vah?m. Kdybychom m?li tak siln? dalekohledy, ?e bychom v nich vid?li domovskou planetu doktora Kalachika, vid?li bychom ne to, co se tam d?je dnes, ale to, co bylo asi p?ed miliardou let. A kdybychom se pod?vali do jin?, je?t? vzd?len?j?? galaxie, pod?vali bychom se do je?t? vzd?len?j?? minulosti. V?dci tak studuj? ran? st?dia vesm?ru – sleduj?, co se d?je ve velmi vzd?len?ch galaxi?ch.

Av?ak za nejvzd?len?j??mi galaxiemi existuje hranice, za kterou se nem??eme pod?vat. Na Zemi t?to hranici ??k?me horizont, ale ?pln? stejn? horizont existuje ve vesm?ru jako celku. Za horizont nevid?me, proto?e sv?tlo se ???? konstantn? rychlost?. A proto?e vesm?r existuje relativn? ned?vno, jen n?jak?ch 13,7 miliardy let, v?e, co se nach?z? d?le ne? 13,7 miliardy sv?teln?ch let, nebude na?im o??m n?jakou dobu dostupn?.

A odkud se ve skute?nosti vzalo toto datum „po??tku vesm?ru“? Za?n?me od konce. Pokud se v?echny galaxie ve vesm?ru od sebe vzdaluj?, pak v minulosti musel b?t okam?ik, kdy si (nebo alespo? atomy, kter? je tvo??) navz?jem sedly na hlavu. Tuto „ud?lost“ naz?v?me Velk? t?esk, co? zp?sobilo velk? myln? p?edstavy, zmatek a psan? dal?? kapitoly.

M??eme odhadnout, kdy k velk?mu t?esku do?lo, pokud si pamatujeme, ?e rychlost je pom?r vzd?lenosti k ?asu. Za p?edpokladu (chybn?, jak se ukazuje, ale zat?m n?m takov? chyba vyhovuje), ?e rychlost vzdalov?n? se galaxie, kde se nach?z? Tentaculus, je od po??tku v?k? konstantn?, m??eme vypo??tat rychlost vesm?ru pomoc? jednoduch? magomatematick? v?po?ty. Jen si pomysli: ??m d?le je od n?s galaxie dnes, t?m star?? je n?? vesm?r, proto?e v?echno od sebe ut?k? rychlost?, kterou zn?me. Do t?to jednoduch? line?rn? rovnice dosa?te prom?nn?, kter? plat? pro n?? vesm?r, a odhadn?te, ?e st??? vesm?ru je asi 13,8 miliardy let: pod?vejte se, v?sledek je t?m?? stejn?, jako kdybyste provedli v?echny v?po?ty p?esn? a s nezbytn?mi korekcemi. .

Kdybychom m?li dostate?n? v?konn? dalekohled, byli bychom schopni vid?t za??tek vesm?ru na vlastn? o?i? T?m??, ale ne tak docela. Sou?asn? dr?itel rekordu ve vzd?lenosti, objekt p?ezd?van? A 1689-zD1, je od n?s v takov? vzd?lenosti, ?e jeho obraz, viditeln? v Hubbleov? vesm?rn?m dalekohledu, poch?z? z doby, kdy byl vesm?r star? pouh?ch 700 milion? let (asi 5 % jej?ho sou?asn?ho v?ku), kdy? jej? velikost byla men?? ne? / 8 jej?ho sou?asn?ho v?ku.

Je?t? hor?? je, ?e A 1689-zD1 se od n?s vzdaluje rychlost? asi 8kr?t vy??? ne? rychlost sv?tla. (Po?k?me, a? p?evr?t?te knihu zp?t ke kapitole 1, kde jsme jasn? a jednozna?n? uvedli, ?e to nen? mo?n?.) H?danka je okam?it? vy?e?ena, pokud si uv?dom?me, ?e se rozp?n? vesm?r, nikoli galaxie v pohybu. Galaxie stoj? na m?st?.

Po??d si mysl??, ?e podv?d?me? V?bec ne. Speci?ln? teorie relativity ne??k?, ?e se objekty nemohou od sebe vzdalovat rychleji, ne? je rychlost sv?tla. ??k?, ?e kdy? po?lu Bat-Signal do nebe, Batman ho nebude moci p?edjet na Batplane, bez ohledu na to, jak je nafoukan?. V obecn?j??m smyslu to znamen?, ?e ??dn? informace (jako ??stice nebo sign?l) nem??e cestovat rychleji ne? sv?tlo. To je naprost? pravda, i kdy? se vesm?r velmi rychle rozp?n?. Nejsme schopni vyu??t expanze vesm?ru k p?edb?hnut? paprsku sv?tla.

Ve skute?nosti jsme schopni nahl?dnout je?t? d?le do minulosti ne? A 1689-zD1, ale k tomu pot?ebujeme vys?la?ky. M??eme nahl?dnout do doby, kdy byl vesm?r star? pouh?ch 380 000 let a neskl?dal se z ni?eho jin?ho ne? z kyp?c? sm?si vod?ku, helia a extr?mn? vysokoenergetick?ho z??en?.

Pak je v?e v mlze – doslova. Proto?e byl vesm?r ve sv?ch ran?ch f?z?ch pln? hmoty, je to jako sna?it se nahl?dnout za z?v?sy sv?ho souseda. Co je za nimi, nen? vid?t, ale v?me, jak vesm?r vypad? nyn? a jak vypadal v ka?d?m okam?iku od jeho ran?ch f?z? a? po sou?asnost, tak?e m??eme h?dat, co je za touto kosmickou oponou. Nut? v?s to d?vat se za n?, ?e?

I kdy? se tedy nem??eme d?vat za horizont, vid?me dost na to, abychom uspokojili svou i ciz? zv?davost na ?kor st?tu. Nejkr?sn?j?? na tom je, ?e ??m d?le ?ek?me, t?m je Vesm?r star?? a horizont se vzdaluje. Jin?mi slovy, existuj? vzd?len? kouty Vesm?ru, jejich? sv?tlo k n?m dopad? a? nyn?.

A co je za horizontem? Nikdo to nev?, ale m??eme d?lat kvalifikovan? odhady. Pamatujte, ?e Kopern?k a jeho n?sledovn?ci n?m jasn? ?ekli: „Kdy? n?kam jdete, po??d n?kde skon??te“, tak?e m??eme p?edpokl?dat, ?e za horizontem vesm?r vypad? t?m?? stejn? jako zde. Samoz?ejm? budou i jin? galaxie, ale bude jich p?ibli?n? stejn? po?et jako kolem n?s a budou vypadat p?ibli?n? stejn? jako na?i soused?. Ale to nemus? b?t nutn? pravda. Vych?z?me z tohoto p?edpokladu, proto?e nem?me d?vod si myslet opak.

autor Hawking Stephen William

9. Vznik vesm?ru Ot?zka p?vodu vesm?ru je tak trochu jako nejstar?? probl?m: co bylo d??v - slepice nebo vejce? Jin?mi slovy, jak? s?la vytvo?ila vesm?r a co vytvo?ilo tuto s?lu? Nebo mo?n? existoval vesm?r nebo s?la, kter? ho vytvo?ila

Z knihy Nejnov?j?? kniha fakt?. Svazek 3 [Fyzika, chemie a technologie. Historie a archeologie. Sm??en?] autor Kondra?ov Anatolij Pavlovi?

Z knihy Tajemstv? prostoru a ?asu autor Komarov Viktor

Z knihy Vesm?r. N?vod [Jak p?e??t mezi ?ern?mi d?rami, ?asov?mi paradoxy a kvantovou nejistotou] od Davea Goldberga

Z knihy Pohyb. Teplo autor Kitajgorodskij Alexandr Isaakovi?

Z knihy Klep?n? na nebeskou br?nu [V?deck? pohled na vesm?r] od Randall Lisa

Z knihy Tweety o vesm?ru od Chowna Marcuse

Z knihy Interstellar: v?da v z?kulis? autor Thorn Kip Steven

II. Jak vypad? okraj vesm?ru? Pov?d?n? o Tentaculu VII n?s vyb?z? k d?le?it?m ?vah?m. Kdybychom m?li tak siln? dalekohledy, ?e bychom v nich vid?li domovskou planetu doktora Kalachika, vid?li bychom ne to, co se tam dnes d?je, ale to, co

Z knihy Being Hawking od Jane Hawkingov?

Jak vypad? tepeln? pohyb?

Z autorovy knihy

M???TKO VESM?RU Na?e cesta za??n? na stupnici, kter? je n?m zn?m? – na t?, ve kter? ?ijeme, pou??v?me r?zn? v?ci, vid?me je a dot?k?me se jich. Nen? n?hodou, ?e jeden metr – ani jedna miliontina a ani deset tis?c metr? – nejl?pe odpov?d? velikosti

Z autorovy knihy

PROHL?DKA VESM?RU Kniha a film S?ly deseti - jedna z klasick?ch cest po vzd?len?ch sv?tech a dimenz?ch - za??n? a kon?? obr?zkem p?ru lid? sed?c?ch na tr?v? v parku v Chicagu; Mus?m ??ct, ?e toto m?sto je dobr? m?sto pro za??tek.

Z autorovy knihy

134. Jak vypad? mikrovlnn? obloha? Kdy? se pod?v?te na no?n? oblohu, uvid?te jednotliv? hv?zdy. Nej??asn?j?? ale je, ?e no?n? obloha je v?t?inou ?ern?.Viditeln? sv?tlo je jen mal? ??st „elektromagnetick?ho spektra“. Mezi dal?? typy sv?tla (neviditeln?) pat??

Z autorovy knihy

136. Jak vypad? ultrafialov? obloha? Ultrafialov? (UV) sv?tlo m? vlnovou d?lku mezi 10 a 400 nanometry (nm). Neviditeln? pro lidsk? oko, ale n?kter? zv??ata, jako jsou v?ely, vid? v tomto rozsahu. UV fotony nesou mnohem v?ce energie ne?

Z autorovy knihy

Jak vypad? ?ern? d?ra My lid? pat??me k na?? brance. Nem??eme to opustit a dostat se do davu (pokud n?s tam n?jak? supervysp?l? civilizace nedoprav? v tesseractu nebo jin?m za??zen?, jako se to stalo Cooperovi, viz kapitola 29). Tud??,

Z autorovy knihy

Jak vypad? pr?chodn? ?erv? d?ra Jak vypad? pr?chodn? ?erv? d?ra pro v?s a pro m?, pro lidi tohoto Vesm?ru? Nemohu s jistotou odpov?d?t. Pokud lze ?erv? d?ru udr?et otev?enou, p?esn? zp?sob, jak to ud?lat, z?st?v? z?hadou, tak?e tvar

Z autorovy knihy

5. Rozp?n?n? vesm?ru Mezit?m n?s koncem 60. let op?t ?ekala krize, i kdy? mnohem m?n? dramatick? ne? Robertovo ne??astn? sezn?men? s ??inky drog. Stephenovo ?lenstv? v kolegiu jako v?zkumn?ho asistenta se ch?lilo ke konci, a proto?e toto obdob? ji? skon?ilo

P?ed n?kolika sty lety si lid? byli jisti, ?e cel? n?? vesm?r je Slunce a n?kolik planet kolem n?j, ale jak roky plynuly, zv?dav? mysli za?aly postupn? doch?zet k z?v?ru, ?e n?? sv?t nen? v?bec „hromada“ planet. . V polovin? 20. stolet? ohromil Edwin Hubble lidstvo objevem, kter? dok?zal, ?e galaxie, ve kter? ?ijeme, nen? cel? vesm?r, Ml??n? dr?ha je „zrnko p?sku“ v bezpo?tu oce?n? jin?ch galaxi?. Modern? lid? se st?le v?ce zaj?maj? o to, jak vypad? vesm?r, v?dci dok?zali vytvo?it p?ibli?n? pohled na n?? sv?t, v tomto ?l?nku to uvid?te.

Popul?rn? hypot?zy o p?vodu vesm?ru

Nejprve se v?ak pod?vejme na nejobl?ben?j?? teorie, kter? se sna?? vysv?tlit zrod na?eho sv?ta.

Snad nejslavn?j?? je teorie velk?ho t?esku, kter? ??k?, ?e p?ed 14 miliardami let do?lo k n?r?stu energie, jin?mi slovy k „v?buchu“, nen? zn?mo, z ?eho vznikl. Je jen jasn?, ?e v tomto po??te?n?m „bodu“ byla soust?ed?na obrovsk? teplota a nejvy??? hustota hmoty, energie v?buchu dala vzniknout v?em prvk?m, kter? tvo?? hv?zdy a planety (ano, jsme s v?mi).

P?edpokl?d? se, ?e ta na?e se neust?le roz?i?uje a bude se i nad?le zv?t?ovat. Toto bude pokra?ovat po biliony let, dokud hv?zdy nevy?erpaj? v?echnu svou hmotu a nezhasnou, pak se n?? sv?t stane chladn?m a temn?m.

??st na?eho vesm?ru: ka?d? te?ka je galaxie, kter? obsahuje stovky miliard hv?zd

Tak? dal?? popul?rn? teorie je ta, kter? tvrd?, ?e Vesm?r v?dy byl, nem? za??tek a konec, byl, je a bude. Ale tento n?zor m? mnoho nesrovnalost?, proto?e. bylo prok?z?no, ?e se Vesm?r rozp?n?, pomoc? komplexn?ho modelov?n? pohybu vesm?rn?ch objekt? byla postavena jejich trajektorie a nejde do nekone?na do minulosti, tzn. ukazuje se, ?e n?? sv?t m? jist? „za??tek“.

Abychom byli spravedliv?, Velk? t?esk m? tak? mnoho nedostatk?, nap??klad rychlost od „v?buchu“ je takov?, ?e se m?ly za 14 miliard let rozpt?lit mnohem d?le od sebe, ale to nen? pozorov?no.

Jak vypad? vesm?r zven???

V?dci neust?le vylep?uj? sv? n?stroje pro hlub?? „nahl?dnut?“ do hlubin vesm?ru. Rozm?ry viditeln?ho sv?ta jsou ji? p?esn? zn?my, jedn? se o t?m?? 500 miliard galaxi? (!), kter? tvo?? hranice velikost? 26 miliard sv?teln?ch let. To ale nen? v?e, v?dci mohli zachytit z??en? pozorovan?ho sv?ta, a to 92 miliard sv?teln?ch let! To jsou kolos?ln? ??sla, kter? si lze jen t??ko p?edstavit. Na?t?st? astronomov? vytvo?ili mnoho vizu?ln?ch model? na?eho viditeln?ho sv?ta a nyn? se m??ete sami p?esv?d?it, jak vesm?r vypad?.

Kmen Boshongo ve st?edn? Africe v???, ?e od prad?vna existovala jen tma, voda a velk? b?h Bumba. Jednoho dne bylo Bumbuovi tak ?patn?, ?e zvracel. A tak se objevilo slun??ko. Vysu?ila ??st velk?ho oce?nu a uvolnila p?du uv?zn?nou pod jeho vodami. Nakonec Bumba vyzvracel m?s?c, hv?zdy a pak se narodila n?jak? zv??ata. Prvn? byl leopard, n?sledoval krokod?l, ?elva a nakonec mu?. Dnes budeme mluvit o tom, co je vesm?r v modern?m pohledu.

Rozlu?t?n? konceptu

Vesm?r je grandi?zn?, nevyzpytateln? prostor pln? kvasar?, pulsar?, ?ern?ch d?r, galaxi? a hmoty. V?echny tyto slo?ky jsou v neust?l? interakci a tvo?? n?? vesm?r v podob?, v jak? si ho p?edstavujeme. Hv?zdy ve vesm?ru ?asto nejsou samy, ale ve slo?en? grandi?zn?ch hv?zdokup. N?kter? z nich mohou obsahovat stovky nebo dokonce tis?ce takov?ch objekt?. Astronomov? ??kaj?, ?e mal? a st?edn? velk? shluky („?ab? pot?r“) se vytvo?ily pom?rn? ned?vno. Ale kulovit? ?tvary jsou prastar? a velmi star?, st?le si "pamatuj?" prim?rn? vesm?r. Vesm?r obsahuje mnoho takov?ch ?tvar?.

Obecn? informace o struktu?e

Hv?zdy a planety tvo?? galaxie. Na rozd?l od v?eobecn?ho p?esv?d?en? jsou galaxie extr?mn? mobiln? a pohybuj? se vesm?rem t?m?? neust?le. Hv?zdy jsou tak? variabiln? veli?ina. Rod? se a um?raj?, m?n? se v pulsary a ?ern? d?ry. Na?e Slunce je "st?edn?" hv?zda. Takov? lid? ?ij? (podle standard? vesm?ru) velmi m?lo, ne v?ce ne? 10-15 miliard let. Samoz?ejm?, ?e ve vesm?ru jsou miliardy sv?tidel, kter? sv?mi parametry p?ipom?naj? na?e slunce, a stejn? po?et syst?m? p?ipom?naj?c?ch Slunce. Zejm?na mlhovina Andromeda se nach?z? nedaleko n?s.

Takov? je vesm?r. Ale v?echno nen? zdaleka tak jednoduch?, proto?e existuje velk? mno?stv? tajemstv? a rozpor?, na n?? je?t? nejsou k dispozici odpov?di.

N?kter? probl?my a rozpory teori?

M?ty starov?k?ch n?rod? o stvo?en? v?ech v?c?, stejn? jako mnoho jin?ch p?ed nimi a po nich, se sna?? odpov?d?t na ot?zky, kter? n?s v?echny zaj?maj?. Pro? jsme tady, odkud se vzaly planety vesm?ru? odkud jsme p?i?li? V?cem?n? srozumiteln? odpov?di samoz?ejm? za??n?me dost?vat a? nyn?, kdy na?e technologie ud?laly ur?it? pokrok. V pr?b?hu d?jin ?lov?ka se v?ak ?asto na?li ti z?stupci lidsk?ho kmene, kte?? se br?nili my?lence, ?e vesm?r v?bec m? po??tek.

Aristoteles a Kant

Nap??klad Aristoteles, nejslavn?j?? z ?eck?ch filozof?, v??il, ?e „p?vod vesm?ru“ je ?patn? term?n, proto?e v?dy existoval. N?co v??n?ho je dokonalej?? ne? n?co stvo?en?ho. Motivace k v??e ve v??nost vesm?ru byla jednoduch?: Aristoteles nebyl ochoten uznat existenci jak?hosi bo?stva, kter? by jej mohlo stvo?it. Jeho odp?rci v polemick?ch sporech samoz?ejm? uv?d?li pr?v? p??klad stvo?en? Vesm?ru jako d?kaz existence vy??? mysli. Kanta dlouhou dobu pron?sledovala jedna ot?zka: „Co se stalo p?ed vznikem vesm?ru? C?til, ?e v?echny teorie, kter? v t? dob? existovaly, m?ly mnoho logick?ch rozpor?. V?dec vyvinul takzvanou antitezi, kterou dodnes pou??vaj? n?kter? modely vesm?ru. Zde jsou jej? pozice:

• Pokud m?l vesm?r po??tek, tak pro? ?ekal v??nost, ne? za?al?
• Pokud je vesm?r v??n?, pro? m? v?bec ?as; pro? pot?ebuje? m??it v??nost?

Samoz?ejm?, ?e na sv?j ?as kladl v?ce ne? spr?vn? ot?zky. Ale dnes jsou pon?kud zastaral?, ale n?kte?? v?dci se jimi ve sv?m v?zkumu bohu?el nad?le ??d?. Einsteinova teorie, kter? osv?tluje strukturu Vesm?ru, ukon?ila vrh?n? Kanta (p?esn?ji jeho n?stupc?). Pro? je to pro v?deckou komunitu tak ?okuj?c??

Einstein?v pohled

V jeho teorii relativity u? prostor a ?as nebyly absolutn?, sv?zan? s n?jak?m referen?n?m bodem. Nazna?il, ?e jsou schopni dynamick?ho v?voje, kter? je d?n energi? ve vesm?ru. Einstein?v ?as je tak neur?it?, ?e nen? t?eba jej nijak zvl??? definovat. Bylo by to jako zjistit sm?r na jih od ji?n?ho p?lu. Docela zbyte?n?. Jak?koli takzvan? „po??tek“ vesm?ru by byl um?l? v tom smyslu, ?e by se ?lov?k mohl pokusit uva?ovat o „d??v?j??ch“ ?asech. Jednodu?e ?e?eno, nejde ani tak o fyzick? probl?m, jako sp??e o hluboce filozofick? probl?m. Dnes se jeho ?e?en?m zab?vaj? nejlep?? mozky lidstva, kter? ne?navn? p?em??lej? o formov?n? prim?rn?ch objekt? ve vesm?ru.

Pozitivistick? p??stup je dnes nejroz???en?j??. Jednodu?e ?e?eno, ch?peme samotnou strukturu Vesm?ru tak, jak si ji dok??eme p?edstavit. Nikdo se nebude moci pt?t, zda je pou?it? model pravdiv?, zda existuj? i jin? mo?nosti. Lze jej pova?ovat za ?sp??n?, pokud je dostate?n? elegantn? a organicky zahrnuje v?echna nashrom??d?n? pozorov?n?. N?kter? fakta bohu?el (s nejv?t?? pravd?podobnost?) nespr?vn? interpretujeme pomoc? um?le vytvo?en?ch matematick?ch model?, co? d?le vede ke zkreslov?n? fakt? o sv?t? kolem n?s. P?i p?em??len? o tom, co je vesm?r, ztr?c?me ze z?etele miliony fakt?, kter? prost? je?t? nebyly objeveny.

Modern? informace o vzniku vesm?ru

"St?edov?k vesm?ru" je obdob? temnoty, kter? existovalo p?ed objeven?m prvn?ch hv?zd a galaxi?.

Pr?v? v t?chto tajemn?ch dob?ch se zformovaly prvn? t??k? prvky, ze kter?ch jsme byli stvo?eni my a cel? sv?t kolem n?s. Nyn? v?zkumn?ci vyv?jej? prim?rn? modely vesm?ru a metody pro studium jev?, kter? se v t? dob? odehr?ly. Modern? astronomov? ??kaj?, ?e vesm?r je star? asi 13,7 miliardy let. Ne? vesm?r za?al, byl vesm?r tak hork?, ?e v?echny existuj?c? atomy byly rozd?leny na kladn? nabit? j?dra a z?porn? nabit? elektrony. Tyto ionty blokovaly ve?ker? sv?tlo a br?nily jeho ???en?. Vl?dla temnota, jej?? konec a okraj nebyl.

prvn? sv?tlo

P?ibli?n? 400 000 let po Velk?m t?esku se prostor ochladil natolik, ?e se nesourod? ??stice spojily do atom? a vytvo?ily planety vesm?ru a ... prvn? sv?tlo ve vesm?ru, jeho? ozv?ny jsou n?m st?le zn?m? jako „sv?teln? horizont“. ". Co se stalo p?ed velk?m t?eskem, st?le nev?me. Mo?n? tehdy existoval n?jak? jin? vesm?r. Mo?n? tam nic nebylo. Velk? nic... Mnoho filozof? a astrofyzik? trv? na t?to variant?.

Sou?asn? modely nazna?uj?, ?e prvn? galaxie ve vesm?ru se za?aly formovat asi 100 milion? let po Velk?m t?esku a daly tak vzniknout na?emu vesm?ru. Proces formov?n? galaxi? a hv?zd postupn? pokra?oval, dokud v?t?ina vod?ku a h?lia nebyla za?len?na do nov?ch slunc?.

Tajemstv? ?ekaj?c? na prozkoum?n?

Existuje mnoho ot?zek, na kter? by studium p?vodn?ch proces? mohlo pomoci odpov?d?t. Nap??klad kdy a jak vznikly monstr?zn? velk? ?ern? d?ry, kter? lze vid?t v srdc?ch prakticky v?ech velk?ch kup? Dnes je zn?mo, ?e Ml??n? dr?ha m? ?ernou d?ru, jej?? hmotnost je p?ibli?n? 4 miliony hmotnost? na?eho Slunce, a n?kter? starov?k? galaxie ve vesm?ru obsahuj? ?ern? d?ry, jejich? velikost je obecn? obt??n? p?edstaviteln?. Nejv?t?? je vzd?l?v?n? v syst?mu ULAS J1120+0641. Jeho ?ern? d?ra m? hmotnost 2 miliardkr?t v?t?? ne? hmotnost na?? hv?zdy. Tato galaxie vznikla pouh?ch 770 milion? let po velk?m t?esku.

To je hlavn? tajemstv?: podle modern?ch p?edstav by takov? masivn? ?tvary prost? nem?ly ?as vzniknout. Jak tedy vznikly? Jak? jsou „sem?nka“ t?chto ?ern?ch d?r?

Temn? hmota

Kone?n? temn? hmota, z n?? je podle mnoha badatel? 80 % kosmu, tedy Vesm?r, st?le „temn?m kon?m“. St?le nev?me, jak? je povaha temn? hmoty. Zejm?na jej? struktura a interakce on?ch element?rn?ch ??stic, kter? tvo?? tuto z?hadnou l?tku, vyvol?v? mnoho ot?zek. Dnes p?edpokl?d?me, ?e jej? sou??sti spolu prakticky neinteraguj?, p?i?em? v?sledky pozorov?n? n?kter?ch galaxi? t?to tezi odporuj?.

K probl?mu p?vodu hv?zd

Dal??m probl?mem je ot?zka, jak? byly prvn? hv?zdy, z nich? vznikl hv?zdn? vesm?r. V podm?nk?ch neuv??iteln?ho tepla a obrovsk?ho tlaku v j?drech t?chto slunc? se pom?rn? jednoduch? prvky jako vod?k a helium p?em??ovaly zejm?na na uhl?k, na kter?m je zalo?en n?? ?ivot. V?dci nyn? v???, ?e ?pln? prvn? hv?zdy byly mnohokr?t v?t?? ne? Slunce. Mo?n? ?ili jen n?kolik set milion? let, nebo je?t? m?n? (takto pravd?podobn? vznikly prvn? ?ern? d?ry).

Nicm?n?, n?kte?? z "staromil?" mohou dob?e existovat v modern?m vesm?ru. Musely b?t velmi chud?, co se t??e t??k?ch prvk?. Mo?n? se n?kter? z t?chto ?tvar? st?le „skr?vaj?“ v halu Ml??n? dr?hy. Tato z?hada st?le nen? otev?en?. S takov?mi ud?lostmi se ?lov?k mus? setkat poka?d?, kdy? si odpov?d? na ot?zku: "Co je tedy vesm?r?" Pro studium prvn?ch dn? po jeho v?skytu je nesm?rn? d?le?it? p?trat po nejstar??ch hv?zd?ch a galaxi?ch. P?irozen? nejstar?? jsou pravd?podobn? ty objekty, kter? se nach?zej? na sam?m okraji sv?teln?ho horizontu. Jedin? probl?m je, ?e do t?chto m?st dos?hnou jen ty nejv?konn?j?? a nejsofistikovan?j?? dalekohledy.

V?dci vkl?daj? velk? nad?je do vesm?rn?ho dalekohledu Jamese Webba. Tento n?stroj je navr?en tak, aby v?dc?m poskytl nejcenn?j?? informace o prvn? generaci galaxi?, kter? vznikly bezprost?edn? po velk?m t?esku. Sn?mky t?chto objekt? v p?ijateln? kvalit? prakticky neexistuj?, tak?e velk? objevy jsou je?t? p?ed n?mi.

??asn? "Sv?tlo"

V?echny galaxie ???? sv?tlo. N?kter? ?tvary siln? z???, n?kter? se li?? um?rn?n?m „nasv?cen?m“. Existuje ale nejjasn?j?? galaxie ve vesm?ru, jej?? intenzita se nepodob? ni?emu jin?mu. Jmenuje se WISE J224607.57-052635.0. Tato „??rovka“ se nach?z? ve vzd?lenosti a? 12,5 miliardy sv?teln?ch let od slune?n? soustavy a sv?t? jako 300 bilion? slunc? najednou. V?imn?te si, ?e dnes existuje asi 20 takov?ch ?tvar? a nem?li bychom zapom?nat na pojem „sv?teln? horizont“.

Jednodu?e ?e?eno, z m?sta, kde se nach?z?me, vid?me pouze objekty, kter? vznikly asi p?ed 13 miliardami let. Vzd?len? oblasti jsou nep??stupn? pohledu na?ich dalekohled? jednodu?e proto, ?e sv?tlo odtamtud prost? nestihlo dos?hnout. Tak?e v t?ch kon?in?ch mus? b?t n?co podobn?ho. Toto je nejjasn?j?? galaxie ve Vesm?ru (p?esn?ji ve viditeln? ??sti).

Za?n?me ne faktem, ale sezn?men?m s na?? galaxi?. Dnes v noci, a? bude slunce pod obzorem, pod?vej se nahoru. V z?vislosti na tom, jak se setm?, budete moci vid?t shluky hv?zd, z nich? ka?d? pat?? do na?? vlastn? galaxie Ml??n? dr?ha. Ale kdy? se pod?v?te pozorn?ji, budete schopni identifikovat hv?zdy v jin?ch galaxi?ch, ne? je na?e vlastn?, z nich? n?kter? jsou viditeln? pouh?m okem.

Jin? galaxie

Tato skute?nost v?m jist? zp?sob?, ?e se budete c?tit mal?. V?dci odhaduj?, ?e ve vesm?ru jsou stovky miliard galaxi?, z nich? ??dnou neuvid?te bez dalekohledu. Ka?d? z t?chto galaxi? m? tak? miliardy hv?zd, tak?e celkov? po?et hv?zd ve vesm?ru ?in? 10 miliard bilion?. Po?et hv?zd je v?t?? ne? po?et zrnek p?sku na v?ech pl???ch Zem?.

Temn? hmota

V?echny hv?zdy, galaxie a ?ern? d?ry ve vesm?ru tvo?? pouze asi 5 % jeho hmotnosti. Jakkoli to zn? ??len?, se zb?vaj?c?mi 95 % se prost? nepo??t?. V?dci se rozhodli tento tajemn? materi?l ozna?it jako temnou hmotu a dodnes si st?le nejsou jisti, co to je a jak vypad?.

Vesm?rn? oblak alkoholu

Pro ty, kte?? sn? o otev?en? vlastn?ho baru, nen? lep?? m?sto ne? cloud Sagittarius B. P?esto?e se tento mezihv?zdn? oblak plynu a prachu nach?z? ve vzd?lenosti 26 000 sv?teln?ch let, obsahuje miliardy litr? vinylalkoholu. P?esto?e je v nepitn?m stavu, je to velmi d?le?it? organick? slou?enina, bez kter? nem??e existovat ?ivot.

M?s?c von? jako st?eln? prach

Pot?, co vyslali m?s??n? astronauty na mise Apollo, popsali m?s??n? prach jako extr?mn? m?kk? a p?chnouc? jako st?eln? prach. V?dci si v?ak st?le nejsou p?esn? jisti, pro? se tak d?je. St?eln? prach m? extr?mn? rozmanit? slo?en?, p?i?em? m?s??n? prach se skl?d? v?t?inou z mal?ch ??stic oxidu k?emi?it?ho.

Jadern? ?der na M?s?ci

Koncem 50. let se zrodilo n?co s ozna?en?m Projekt A119. Spojen? st?ty se rozhodly, ?e by byl dobr? n?pad vypustit jadernou st?elu, kter? by zas?hla M?s?c. za co? Z?ejm? c?tili, ?e by jim to dalo n?skok ve vesm?rn?ch z?vodech? Na?t?st? tento pl?n nebyl nikdy realizov?n.

Iluze Ponzo

V?imli jste si n?kdy, ?e kdy? je M?s?c p??mo na obzoru, zd? se b?t mnohem bl?? a v?t??? Ve skute?nosti je to vlastnost lidsk?ho mozku, interpretovat objekty na d?lku. P?esto?e jsou objekty v d?lce opravdu mal?, v?? mozek je ve skute?nosti neinterpretuje jako mal?. Tento efekt je zn?m? jako ponzo iluze, kdy mozek nafoukne velikost m?s?ce, aby vypadal v?t??. nev????? A? p???t? uvid?te obrovsk? m?s?c, dejte si p?ed n?j hodinky nebo ruku a sledujte, jak se zmen?uje.

Nejv?t?? diamant

V roce 2004 v?dci objevili nejv?t?? diamant, jak? byl kdy zaznamen?n. Ve skute?nosti je to zni?en? hv?zda. M? asi 4000 km v pr?m?ru a m? miliardy kar?t? a le?? asi 50 sv?teln?ch let od Zem?.

Den Venu?e je del?? ne? jej? rok

Je zvl??tn?, ?e Venu?e dokon?? cel? sv?j ob?h kolem Slunce, ne? se stihne oto?it kolem sv? vlastn? osy. To znamen?, ?e den je ve skute?nosti del?? ne? cel? rok ve Venu?in? ?asu. Druh? sv?tov? v?lka v m???tku Venu?e tedy skon?ila p?ed m?n? ne? 100 dny.

Plovouc? Saturn

Pokud byste m?li d?t Saturn do sklenice s vodou, plaval by se. D?vodem je jeho hustota. 687 gram? na cm3, zat?mco voda je 998 gram? na cm. Bohu?el byste k tomu pot?ebovali sklenici o pr?m?ru p?es 120 000 km.

Sva?ov?n? za studena

Jedn? se o jev, kter? se pou??v? k popisu skute?nosti, ?e kdykoli se dva kusy kovu ve vesm?ru dostanou do vz?jemn?ho kontaktu, slep? se k sob? velmi t?sn?. Zat?mco sva?ov?n? obvykle vy?aduje vysok? teploty, pr?v? zde vstupuje do hry vakuum prostoru. Nab?z? se ot?zka, jak raketopl?ny tomuto faktoru odol?vaj?? Kovy na Zemi maj? obvykle povrch pokryt? vrstvou oxidovan?ho materi?lu, kter? zabra?uje sva?ov?n? za studena ve vesm?ru. Na mis?ch je tedy riziko n?hodn?ho p?iva?en? raketopl?nu k jin?m objekt?m zanedbateln?.

Zem? m? n?kolik m?s?c?

A?koli vypadaj? sp??e jako m?s??n? r?doby, v?dci na?li n?kolik asteroid?, kter? v?cem?n? sleduj? Zemi, kdy? se pohybuje kolem Slunce.

vesm?rn? smet?

Zem? m? v?ce ne? 8 000 objekt? ob?haj?c?ch po kruz?ch. V?t?ina z nich je klasifikov?na jako „vesm?rn? odpad“, nebo ?lomky z kosmick?ch lod? a mis? v minulosti. Ji? bylo zm?n?no, ?e dr?hu Zem? lze p?ipsat k nejv?ce zne?i?t?n?m m?st?m na Zemi.

lun?rn? drift

V?dci vypo??tali, ?e ka?d? rok se M?s?c posune o 3,8 cm d?le od Zem?. V d?sledku toho se rotace Zem? za posledn? stolet? zpomalila ka?d? den o p?ibli?n? 0,002 sekundy.

Slune?n? z??en? na Zemi je star? 30 000 let

V?t?ina z n?s v?, ?e slune?n? paprsky doraz? na Zemi za 8 minut a p?ekro?? 93 milion? mil mezi Zem? a povrchem Slunce. Ale v?d?li jste, ?e energie v t?chto paprsc?ch za?ala ??t p?ed v?ce ne? 30 000 lety hluboko v j?dru Slunce? Vznikly intenzivn? reakc? slitiny a v?t?inu z tis?c? let str?vily cestou na povrch Slunce.

Velk? v?z nen? souhv?zd?

Ve skute?nosti je Velk? v?z asterismus. Ofici?ln?ch souhv?zd? je pouze 88 a v?echna ostatn? v?etn? Bucketu spadaj? do kategorie asterism?. Skl?d? se v?ak ze 7 nejjasn?j??ch hv?zd v souhv?zd? Velk? medv?dice nebo Velk? medv?dice

Neust?l? pohyb

?ijeme na planet?, kter? se ot??? kolem sv? osy a z?rove? se to?? kolem hv?zdy, kter? se to?? kolem st?edu galaxie, kter? se tak? pohybuje ve vesm?ru. Vypad? to jako pom?rn? slo?it? syst?m, kde jsme v?ichni v neust?l?m pohybu a interakci.

Galileova prostorov? relativita

Jak pozn?te, ?e autobus, kter?m jezd?te do pr?ce, skute?n? jede? Co kdy? sed?te v jedin?m nehybn?m objektu ve zn?m?m vesm?ru a v?e, v?etn? silnice, se pohybuje? Pravdou je, ?e neexistuje zp?sob, jak dok?zat, co se pohybuje vzhledem k ?emu. Pro v?s bude osoba za oknem statick?, proto?e v?? syst?m v?ry je autobus. Pro ?lov?ka, kter? se d?v? z chodn?ku, se v?ak budete pohybovat vy i autobus, proto?e jeho vzta?n?m r?mcem je zem?.

Rychlost sv?tla

Rychlost sv?tla je konstantn? a nez?vis? na ??dn?ch doprovodn?ch faktorech. Rychlost sv?tla je p?ibli?n? 300 000 kilometr? za sekundu.

Univerz?ln? rychlostn? limit

V d?sledku v??e zm?n?n?ho faktu, ?e rychlost sv?tla nesm? p?ekro?it 300 000 kilometr? za sekundu, by se dalo usoudit, ?e nic, a proto je tato zna?ka pova?ov?na za univerz?ln? rychlostn? limit. Z toho plynou n?kter? zaj?mav? d?sledky, kter? p??mo vedou k n?sleduj?c? skute?nosti.

Einsteinova teorie relativity

Vysv?tleno srozumiteln?, Einstein v podstat? p?i?el s revolu?n? my?lenkou, ?e nejen pohyb je relativn?, ale tak? ?as. Jako p??klad lze uv?st osobu, kter? jede autobusem a stoj? na chodn?ku. Nyn? vezmeme paprsek sv?tla odra?en? od n?jak?ho povrchu a nasm?rovan? k t?mto dv?ma ??astn?k?m experimentu. Za stejnou dobu ?lov?k v autobuse uraz? ke paprsku sv?tla mnohem v?t?? vzd?lenost, ne? ho potk? chodec na chodn?ku o n?jak? ?as d??ve. D? se tedy p?edpokl?dat, ?e u ka?d?ho z ??astn?k? byl ?as jin?, pomalej?? nebo rychlej??.

pohybliv? hodiny

V?e, o ?em jsme pr?v? mluvili, se t?k? modern?ch technologi?. Hodiny v palubn?ch po??ta??ch a naviga?n?ch za??zen?ch mus? ve skute?nosti br?t v ?vahu vlivy relativity. Pokud byste nap??klad zm??ili ?as, kter? uplynul na n?ramkov?ch hodink?ch st?hac?ho pilota, zjistili byste, ?e to bylo n?kolik nanosekund za va?imi hodinkami.

Relativita ?asu

Pamatujete si st?edo?kolskou fyziku? S rostouc? gravitac? v bl?zkosti zemsk?ho povrchu roste i zrychlen?. Podle t?to teorie tikaj? hodiny v r?zn?ch v??k?ch r?znou rychlost?. Zat?mco se Zem? to??, n?kdo pobl?? rovn?ku se pohybuje rychleji ne? n?kdo na severn?m p?lu. Je to proto, ?e jejich hodiny tikaj? pomaleji.

Paradox Bl??enc?

Pokud jste se je?t? dostali na tuto str?nku, snadno pochop?te, o ?em mluv?m. Zn?m? paradox dvoj?ete p?edpokl?d?, ?e pokud jedno dvoj?e vlo??te do vesm?rn? lodi, kter? se bude pohybovat rychlost? sv?tla vesm?rem, a druh? nech?te na Zemi, pak se vlivem relativity dvoj?e v kosmick? lodi vr?t? do planeta mnohem mlad?? ne? jej? sourozenec.na zemi.