Ako vyzer? vesm?r vo ve?mi ve?k?ch vzdialenostiach, v oblastiach nepr?stupn?ch na pozorovanie? A existuje nejak? limit, ako ?aleko sa m??eme pozrie?? N?? kozmick? horizont je definovan? vzdialenos?ou od najvzdialenej??ch objektov, ktor?ch svetlo sa k n?m za 14 mili?rd rokov od Ve?k?ho tresku podarilo dosta?. V d?sledku zr?chlen?ho rozp?nania vesm?ru s? tieto objekty u? vzdialen? 40 mili?rd sveteln?ch rokov. Zo vzdialenej??ch objektov sa k n?m svetlo e?te nedostalo. Tak?e ?o je tam za horizontom? Foto: SPL/V?CHODN? NOVINKY

Jeden vesm?r alebo ve?a?

Ako vyzer? vesm?r vo ve?mi ve?k?ch vzdialenostiach, v oblastiach nepr?stupn?ch na pozorovanie? A existuje nejak? limit, ako ?aleko sa m??eme pozrie?? N?? kozmick? horizont je definovan? vzdialenos?ou od najvzdialenej??ch objektov, ktor?ch svetlo k n?m dorazilo za 14 mili?rd rokov od Ve?k?ho tresku. V d?sledku zr?chlen?ho rozp?nania vesm?ru s? tieto objekty u? vzdialen? 40 mili?rd sveteln?ch rokov. Zo vzdialenej??ch objektov sa k n?m svetlo e?te nedostalo. Tak?e ?o je tam za horizontom? Doned?vna d?vali fyzici na t?to ot?zku ve?mi jednoduch? odpove?: v?etko je tam rovnak? – tie ist? galaxie, tie ist? hviezdy. Modern? pokroky v kozmol?gii a fyzike element?rnych ?ast?c v?ak umo?nili revidova? tieto my?lienky. V novom obraze sveta s? vzdialen? oblasti vesm?ru n?padne odli?n? od toho, ?o vid?me okolo seba, a m??u sa dokonca riadi? in?mi fyzik?lnymi z?konmi.

Nov? my?lienky s? zalo?en? na te?rii kozmickej infl?cie. Pok?sme sa vysvetli? jeho podstatu. Za?nime kr?tkym preh?adom ?tandardnej kozmol?gie ve?k?ho tresku, ktor? bola dominantnou te?riou a? do objavenia infl?cie.

Pod?a te?rie ve?k?ho tresku vesm?r za?al kolos?lnou katastrofou, ktor? vypukla asi pred 14 miliardami rokov. Ve?k? tresk sa nestal na ?iadnom konkr?tnom mieste vo vesm?re, ale v?ade naraz. V tom ?ase neexistovali ?iadne hviezdy, galaxie a dokonca ani at?my a vesm?r bol naplnen? ve?mi hor?cou hustou a r?chlo sa roz?iruj?cou zrazeninou hmoty a ?iarenia. Ako rastie do ve?kosti, ochladzuje sa. Asi tri min?ty po ve?kom tresku teplota klesla nato?ko, ?e sa vytvorili at?mov? jadr? a o pol mili?na rokov nesk?r sa elektr?ny a jadr? spojili do elektricky neutr?lnych at?mov a vesm?r sa stal pre svetlo prieh?adn?m. To n?m dnes umo??uje zaregistrova? svetlo vy?arovan? ohnivou zrazeninou. Prich?dza zo v?etk?ch smerov na oblohe a naz?va sa ?iarenie kozmick?ho pozadia.

Spo?iatku bola ohniv? zrazenina takmer dokonale homog?nna. St?le v?ak v ?om boli drobn? nehomogenity: v niektor?ch oblastiach bola hustota o nie?o vy??ia ako v in?ch. Tieto nehomogenity r?stli a svojou gravit?ciou ?ahali z okolit?ho priestoru st?le viac hmoty a v priebehu mili?rd rokov sa zmenili na galaxie. A len celkom ned?vno, pod?a kozmick?ch noriem, sme sa my ?udia objavili na sc?ne.

Existuje ve?a pozorovac?ch d?kazov v prospech te?rie ve?k?ho tresku, tak?e niet poch?b o tom, ?e tento scen?r je v z?sade spr?vny. V prvom rade vid?me, ako sa vzdialen? galaxie od n?s rozpty?uj? ve?mi vysokou r?chlos?ou, ?o nazna?uje expanziu vesm?ru. Te?ria ve?k?ho tresku tie? vysvet?uje v?skyt ?ahk?ch prvkov vo vesm?re, ako je h?lium a l?tium. Ale najd?le?itej??m d?kazom, dalo by sa poveda?, dymiacim kme?om Ve?k?ho tresku, je ?iarenie kozmick?ho pozadia – dosvit prim?rnej ohnivej gule, ktor? n?m st?le umo??uje pozorova? a ?tudova? ho. Za jeho ?t?diu boli udelen? u? dve Nobelove ceny.

Zd? sa teda, ?e m?me ve?mi ?spe?n? te?riu. A napriek tomu ponech?va nezodpovedan? niektor? zauj?mav? ot?zky o po?iato?nom stave vesm?ru bezprostredne po Ve?kom tresku. Pre?o bol vesm?r tak? hor?ci? Pre?o sa roz??ril? Pre?o bola tak? uniformn?? A nakoniec, ?o sa s ?ou stalo pred Ve?k?m treskom?

Na v?etky tieto ot?zky odpoved? te?ria infl?cie, ktor? pred 28 rokmi predlo?il Alan Guth.

vesm?rna infl?cia

?stredn?m bodom tejto te?rie je ?peci?lna forma hmoty naz?van? falo?n? v?kuum. V be?nom zmysle slova je v?kuum jednoducho absol?tne pr?zdny priestor. Ale pre fyzikov, ktor? sa zaoberaj? element?rnymi ?asticami, v?kuum z?aleka nie je ?pln? ni?, ale fyzik?lny objekt s energiou a tlakom, ktor? m??e by? v r?znych energetick?ch stavoch. Fyzici naz?vaj? tieto stavy r?znymi v?kuami a vlastnosti element?rnych ?ast?c, ktor? v nich m??u existova?, z?visia od ich charakterist?k. Spojenie medzi ?asticami a v?kuom je podobn? ako spojenie zvukov?ch v?n s l?tkou, ktorou sa ??ria: v r?znych materi?loch nie je r?chlos? zvuku rovnak?. ?ijeme vo v?kuu s ve?mi n?zkou energiou a fyzici dlho verili, ?e energia n??ho v?kua je presne nulov?. Ned?vne pozorovania v?ak uk?zali, ?e m? mierne nenulov? energiu (naz?va sa to temn? energia).

Modern? te?rie element?rnych ?ast?c predpovedaj?, ?e okrem n??ho v?kua existuje mno?stvo ?al??ch vysokoenergetick?ch v?kuov, ktor? sa naz?vaj? falo?n?. Spolu s ve?mi vysokou energiou sa falo?n? v?kuum vyzna?uje ve?k?m podtlakom, ktor? sa naz?va nap?tie. Je to rovnak?, ako ke? natiahnete kus gumy: existuje nap?tie, vn?torn? sila, ktor? sp?sobuje stla?enie gumy.

Ale najpodivnej?ou vlastnos?ou falo?n?ho v?kua je jeho odpudiv? gravit?cia. Pod?a Einsteinovej v?eobecnej te?rie relativity s? gravita?n? sily sp?soben? nielen hmotnos?ou (teda energiou), ale aj tlakom. Pozit?vny tlak sp?sobuje gravita?n? pr??a?livos?, zatia? ?o negat?vny tlak vedie k odpudzovaniu. V pr?pade v?kua odpudiv? ??inok tlaku prevy?uje pr??a?liv? silu spojen? s jeho energiou a s??et je odpudzovanie. A ??m vy??ia je energia v?kua, t?m je silnej?ia.

Falo?n? v?kuum je tie? nestabiln? a zvy?ajne sa ve?mi r?chlo rozpad? a men? sa na n?zkoenergetick? v?kuum. Prebyto?n? energia ide na tvorbu ohnivej zrazeniny element?rnych ?ast?c. Tu je d?le?it? zd?razni?, ?e Alan Guth nevyna?iel falo?n? v?kuum s tak?mi zvl??tnymi vlastnos?ami ?peci?lne pre svoju te?riu. Jeho existencia vypl?va z fyziky element?rnych ?ast?c.

Guth jednoducho predpokladal, ?e na samom za?iatku hist?rie vesm?ru bol vesm?r v stave falo?n?ho v?kua. Pre?o sa to tak stalo? Dobr? ot?zka a je toho e?te viac, ale k tejto problematike sa vr?time na konci ?l?nku. Medzit?m predpokladajme, ?e pod?a Gutha bol mlad? vesm?r naplnen? falo?n?m v?kuum. V tomto pr?pade by ?ou sp?soben? odpudiv? gravit?cia viedla k ve?mi r?chlo sa zr?ch?uj?cej expanzii Vesm?ru. Pri tomto type expanzie, ktor? Guth nazval infl?cia, je charakteristick? doba zdvojn?sobenia, pri ktorej sa ve?kos? vesm?ru zdvojn?sob?. Je to podobn? ako infl?cia v ekonomike: ak je jej miera kon?tantn?, ceny sa zdvojn?sobia napr?klad za 10 rokov. Kozmologick? infl?cia prebieha ove?a r?chlej?ie, a to takou r?chlos?ou, ?e za zlomok sekundy sa mal? oblas? men?ia ako priemer at?mu naf?kne na ve?kos? v???iu ako ?as? vesm?ru, ktor? je dnes pozorovate?n?.

Ke??e falo?n? v?kuum je nestabiln?, nakoniec sa rozpadne a vytvor? ohniv? zrazeninu a tu sa infl?cia kon??. Rozpad falo?n?ho v?kua hr? v tejto te?rii ?lohu Ve?k?ho tresku. Od tohto momentu sa vesm?r vyv?ja pod?a ?tandardnej kozmol?gie ve?k?ho tresku.

Od ?pekul?ci? k te?rii

Te?ria infl?cie prirodzene vysvet?uje ?rty po?iato?n?ho stavu, ktor? sa predt?m zdal tak? z?hadn?. Vysok? teplota je sp?soben? vysokou energiou falo?n?ho v?kua. Rozp?nanie je sp?soben? odpudivou gravit?ciou, ktor? sp?sobuje roz??renie falo?n?ho v?kua a ohniv? gu?a sa zotrva?nos?ou ?alej rozp?na. Vesm?r je homog?nny, preto?e falo?n? v?kuum m? v?ade presne rovnak? hustotu energie (s v?nimkou mal?ch nehomogen?t, ktor? s? spojen? s kvantov?mi fluktu?ciami vo falo?nom v?kuu).

Ke? bola te?ria infl?cie prv?kr?t zverejnen?, bola prijat? len ako ?pekulat?vna hypot?za. Ale teraz, o 28 rokov nesk?r, z?skala p?sobiv? pozorovacie d?kazy, z ktor?ch v???ina je sp?soben? ?iaren?m kozmick?ho pozadia. Satelit WMAP vytvoril mapu intenzity ?iarenia pre cel? oblohu a zistil, ?e ?kvrnit? obrazec, ktor? je na ?om vidite?n?, je v dokonalom s?lade s te?riou.

Existuje ?al?ia predpove? infl?cie, ktor? hovor?, ?e vesm?r by mal by? takmer ploch?. Pod?a Einsteinovej v?eobecnej te?rie relativity m??e by? priestor zakriven?, ale te?ria infl?cie predpoved?, ?e oblas? vesm?ru, ktor? pozorujeme, by mala by? op?san? s vysokou presnos?ou plochou, euklidovskou geometriou. Predstavte si zakriven? povrch gule.

Teraz ment?lne zv???ite tento povrch obrovsk? po?et kr?t. Presne to sa stalo s vesm?rom po?as infl?cie. Vid?me len mal? ?as? tejto obrovskej gule. A zd? sa, ?e je ploch? rovnako ako Zem, ke? sa pozrieme na jej mal? oblas?. To, ?e geometria vesm?ru je ploch?, bolo overen? meran?m uhlov gigantick?ho trojuholn?ka takmer s ve?kos?ou kozmick?ho horizontu. Ich s??et bol 180 stup?ov, ako by to malo by? pri plochej, euklidovskej geometrii.

Teraz, ke? ?daje z?skan? v oblasti vesm?ru, ktor? pozorujeme, potvrdili te?riu infl?cie, m??eme do ur?itej miery d?verova? tomu, ?o n?m hovor? o oblastiach, ktor? s? nepr?stupn? pozorovaniu. To n?s priv?dza sp?? k ot?zke, s ktorou sme za?ali: ?o le?? za na??m kozmick?m horizontom?

Svet nekone?n?ch doppelgangerov

Odpove?, ktor? d?va te?ria, je dos? neo?ak?van?: hoci infl?cia v na?ej ?asti kozmu skon?ila, vo vesm?re ako celku pokra?uje. Tu a tam v jej hr?bke doch?dza k „ve?k?m v?buchom“, pri ktor?ch sa rozbije falo?n? v?kuum a vznikne oblas? priestoru podobn? tej na?ej. Infl?cia v?ak nikdy neskon?? ?plne, v celom vesm?re. Faktom je, ?e kolaps v?kua je pravdepodobnostn? proces a v r?znych oblastiach sa deje v r?znych ?asoch. Ukazuje sa, ?e Ve?k? tresk nebol v na?ej minulosti ojedinelou udalos?ou. Mnoho „v?buchov“ sa stalo u? predt?m a nespo?etn? mno?stvo ?al??ch sa stane v bud?cnosti. Tento nikdy nekon?iaci proces sa naz?va ve?n? infl?cia.

M??ete si sk?si? predstavi?, ako by vyzeral naf?knut? vesm?r, keby ste sa na? pozreli zboku. Priestor by bol naplnen? falo?n?m v?kuom a ve?mi r?chlo by sa rozp?nal v?etk?mi smermi. Kolaps falo?n?ho v?kua je podobn? varu vody. Tu a tam spont?nne vznikaj? bublinky n?zkoenergetick?ho v?kua. Hne? ako sa narodia, bubliny sa za?n? roz?irova? r?chlos?ou svetla. Ale ve?mi zriedka sa zrazia, preto?e priestor medzi nimi sa roz?iruje e?te r?chlej?ie a vytv?ra priestor pre ?al?ie a ?al?ie bubliny. V jednom z nich b?vame a vid?me z neho len mal? ?as?.

Bohu?ia?, cestovanie do in?ch bubl?n nie je mo?n?. Ani ke? vylezieme do vesm?rnej lode a pohybujeme sa takmer r?chlos?ou svetla, nedok??eme dr?a? krok s roz?iruj?cimi sa hranicami na?ej bubliny. Sme teda jej v?z?ami. Z praktick?ho h?adiska je ka?d? bublina sebesta?n?m samostatn?m vesm?rom, ktor? nem? ?iadne spojenie s in?mi bublinami. V priebehu ve?nej infl?cie sa generuje nekone?n? mno?stvo tak?chto bublinov?ch vesm?rov.

Ale ak sa nem??ete dosta? do in?ch bublinov?ch vesm?rov, ako si m??ete by? ist?, ?e skuto?ne existuj?? Jednou z p?sobiv?ch funkci? je sledovanie kol?zi? bubl?n. Ak by do tej na?ej zasiahla ?al?ia bublina, malo by to cite?n? vplyv na pozorovan? ?iarenie kozmick?ho pozadia. Probl?m je v?ak v tom, ?e zr??ky bubl?n s? ve?mi zriedkav? a nie je ist?, ?i sa tak?to udalos? v na?om horizonte stala.

Z tohto obrazu sveta vypl?va prekvapiv? z?ver: ke??e po?et bublinov?ch vesm?rov je nekone?n? a ka?d? z nich sa neobmedzene roz?iruje, bud? obsahova? nekone?n? mno?stvo oblast? ve?kosti n??ho horizontu. Ka?d? tak?to oblas? bude ma? svoju hist?riu. „Hist?ria“ sa vz?ahuje na v?etko, ?o sa stalo, a? po tie najmen?ie udalosti, ako je zr??ka dvoch at?mov. K???ov?m bodom je, ?e po?et r?znych pr?behov, ktor? sa m??u odohra?, je kone?n?. Ako je to mo?n?? Napr?klad m??em posun?? stoli?ku o jeden centimeter, o pol centimetra, o ?tvrtinu at?.: Zd? sa, ?e u? existuje neobmedzen? po?et pr?behov, preto?e stoli?ku m??em pos?va? nekone?n?m mno?stvom r?znych sp?sobov, len M?m r?d. Kv?li kvantovej neistote je v?ak v podstate nemo?n? rozl??i? pr?behy, ktor? s? pr?li? bl?zko seba. Kvantov? mechanika n?m teda hovor?, ?e po?et r?znych hist?ri? je kone?n?. Od Ve?k?ho tresku je pre oblas?, ktor? pozorujeme, asi 10 zv??en?ch na 10 150. To je nepredstavite?ne ve?k? ??slo, ale je d?le?it? zd?razni?, ?e nie je nekone?n?.

Obmedzen? po?et pr?behov sa teda odv?ja v nekone?nom mno?stve oblast?. Nevyhnutn?m z?verom je, ?e ka?d? pr?beh sa opakuje nekone?ne ve?akr?t. Predov?etk?m je tu nekone?n? mno?stvo kraj?n s rovnak?mi pr?behmi ako t? na?a. To znamen?, ?e t?to fr?zu ??taj? desiatky va?ich z?berov. Musia existova? aj oblasti, ktor?ch hist?ria sa nejak?m sp?sobom l??i, uvedomuj?c si v?etky mo?n? vari?cie. Existuj? napr?klad oblasti, v ktor?ch sa zmenilo iba meno v??ho psa, a v in?ch oblastiach st?le chodia dinosaury po Zemi. Aj ke?, samozrejme, vo v???ine oblast? nie je ni? ako na?a Zem: napokon existuje ove?a viac sp?sobov, ako sa odl??i? od n??ho kozmu, ne? by? ako on. Tento obraz sa m??e zda? trochu depres?vny, ale je ve?mi ?a?k? sa mu vyhn??, ak sa prijme te?ria infl?cie.

Bubliny multivesm?ru

Doteraz sme predpokladali, ?e in? vesm?ry bubl?n s? podobn? svojimi fyzik?lnymi vlastnos?ami. Ale nemus? to tak by?. Vlastnosti n??ho sveta s? ur?en? mno?inou ??sel naz?van?ch z?kladn? kon?tanty. Medzi nimi je Newtonova gravita?n? kon?tanta, hmotnosti element?rnych ?ast?c, ich elektrick? n?boje a podobne. Celkovo existuje asi 30 tak?chto kon?t?nt a vznik? ?plne prirodzen? ot?zka: pre?o maj? pr?ve tie hodnoty, ak? maj?? Fyzici u? dlho sn?vali o tom, ?e jedn?ho d?a bud? schopn? odvodi? hodnoty kon?t?nt z nejakej z?kladnej te?rie. Na tejto ceste sa v?ak nedosiahol ?iadny v?znamn? pokrok.

Ak si zap??ete hodnoty zn?mych z?kladn?ch kon?t?nt na k?sok papiera, bud? sa zda? ?plne n?hodn?. Niektor? z nich s? ve?mi mal?, in? ve?k? a za touto sadou ??sel nie je vidite?n? poradie. Napriek tomu si v nich v?imli syst?m, aj ke? trochu in?ho druhu, ne? ak? fyzici d?fali n?js?. Zd? sa, ?e hodnoty kon?t?nt s? starostlivo „vybran?“, aby zabezpe?ili na?u existenciu. Toto pozorovanie sa naz?va antropick? princ?p. Kon?tanty sa zdaj? by? Stvorite?om ?peci?lne vyladen?, aby vytvoril vesm?r vhodn? pre ?ivot – presne o tom n?m hovoria z?stancovia doktr?ny inteligentn?ho dizajnu.

Ale je tu e?te jedna mo?nos?, ktor? vytv?ra ?plne in? obraz Stvorite?a: n?hodne generuje mnoho vesm?rov a ?isto n?hodou sa niektor? z nich uk??u ako vhodn? pre ?ivot. Inteligentn? pozorovatelia v tak?chto vz?cnych vesm?roch objavuj? ??asn? jemn? ladenie kon?t?nt. Na tomto obr?zku sveta, ktor? sa vol? Multivesm?r, je v???ina bubl?n neplodn?, no nie je v nich nikto, kto by sa na to mohol s?a?ova?.

Ako v?ak otestova? koncept Multivesm?ru? Priame pozorovania ni? neprines?, preto?e nem??eme cestova? do in?ch bubl?n. Je v?ak mo?n?, ako pri vy?etrovan? trestn?ho ?inu, n?js? nepriame d?kazy. Ak sa kon?tanty menia z jedn?ho vesm?ru do druh?ho, nem??eme presne predpoveda? ich hodnoty, ale m??eme robi? pravdepodobnostn? predpovede. Niekto by sa mohol op?ta?: ak? hodnoty n?jde priemern? pozorovate?? Je to analogick? pokusu predpoveda? v??ku prv?ho ?loveka, ktor?ho stretnete na ulici. Je nepravdepodobn?, ?e by sa uk?zal by? obrom alebo trpasl?kom, tak?e ak predpoved?me, ?e jeho v??ka bude niekde okolo priemeru, spravidla sa nebudeme m?li?. Podobne, so z?kladn?mi kon?tantami: nie je d?vod si myslie?, ?e ich hodnoty v na?om priestore vesm?ru s? ve?mi ve?k? alebo mal?, in?mi slovami, v?razne sa l??ia od t?ch, ktor? nameria v???ina pozorovate?ov vo vesm?re. Predpoklad na?ej nev?lu?nosti je d?le?it? my?lienka; Nazval som to princ?p priemernosti.

Tento pr?stup bol aplikovan? na takzvan? kozmologick? kon?tantu, ktor? charakterizuje hustotu energie n??ho v?kua. Hodnota tejto kon?tanty, z?skan? z astronomick?ch pozorovan?, sa uk?zala by? v dobrej zhode s predpove?ami zalo?en?mi na koncepte Multivesm?ru. Toto bol prv? d?kaz existencie skuto?ne kolos?lneho ve?ne sa nafukovaj?ceho vesm?ru za horizontom. Tento d?kaz je, samozrejme, nepriamy, ako by mohol by?. Ale ak budeme ma? to ??astie urobi? nieko?ko ?spe?nej??ch predpoved?, potom nov? obraz sveta mo?no pova?ova? za preuk?zan? bez ak?chko?vek pochybnost?.

?o sa stalo pred ve?k?m treskom?

Mal vesm?r za?iatok? Op?sali sme nekone?ne sa roz?iruj?ci vesm?r, ktor? sp?sobuje st?le viac a viac „ve?k?ch treskov“, ale chceli by sme vedie?, ?i bol vesm?r v?dy tak?? Mnoho ?ud? pova?uje t?to mo?nos? za ve?mi pr??a?liv?, preto?e odstra?uje niektor? zlo?it? ot?zky spojen? so za?iatkom vesm?ru. Ke? u? vesm?r existuje, jeho v?voj je pop?san? fyzik?lnymi z?konmi. Ako v?ak op?sa? jeho za?iatok? ?o sp?sobilo, ?e sa vesm?r objavil? A kto jej dal po?iato?n? podmienky? Bolo by ve?mi vhodn? poveda?, ?e vesm?r je v?dy v stave ve?nej infl?cie bez konca a za?iatku.

Tento n?pad v?ak nar??a na ne?akan? prek??ku. Arvind Bord a Alan Guth dok?zali teor?m, ktor? hovor?, ?e hoci infl?cia je ve?n? v bud?cnosti, nem??e by? ve?n? v minulosti, ?o znamen?, ?e mus? ma? nejak? za?iatok. A nech u? to bolo ?oko?vek, st?le sa m??eme p?ta?: ?o bolo predt?m? Ukazuje sa, ?e jednou z hlavn?ch ot?zok kozmol?gie - ako vznikol vesm?r? nikdy nedostal uspokojiv? odpove?.

Jedin? sp?sob, ako vyrie?i? tento probl?m nekone?nej regresie, ktor? bol doteraz navrhnut?, je ten, ?e vesm?r mohol by? spont?nne vytvoren? z ni?oho. ?asto sa hovor?, ?e ni? nem??e vznikn?? z ni?oho. Hmota m? toti? pozit?vnu energiu a z?kon jej zachovania vy?aduje, aby v akomko?vek po?iato?nom stave bola energia rovnak?. Matematick?m faktom v?ak je, ?e uzavret? vesm?r m? nulov? energiu. V Einsteinovej v?eobecnej te?rii relativity m??e by? priestor zakriven? a uzavret? do seba ako povrch gule. Ak sa v takomto uzavretom vesm?re pohybujete st?le jedn?m smerom, tak sa nakoniec vr?tite tam, kde ste za?ali, rovnako ako sa vraciate do v?chodiskov?ho bodu po ob?den? Zeme. Energia hmoty je pozit?vna, ale energia gravit?cie je negat?vna a mo?no d?sledne dok?za?, ?e v uzavretom vesm?re sa ich pr?spevky presne ru?ia, tak?e celkov? energia uzavret?ho vesm?ru je nulov?. ?al?ou zachovanou veli?inou je elektrick? n?boj. A aj tu sa ukazuje, ?e celkov? n?boj uzavret?ho vesm?ru mus? by? nulov?.

Ak s? v?etky zachovan? veli?iny v uzavretom vesm?re rovn? nule, ni? mu nebr?ni v tom, aby sa spont?nne objavil z ni?oho. V kvantovej mechanike sa s ur?itou pravdepodobnos?ou vyskytne ak?ko?vek proces, ktor? nie je zak?zan? pr?snymi z?konmi o zachovan?. To znamen?, ?e uzavret? vesm?ry by sa nemali javi? ako bubliny v poh?ri ?ampansk?ho. Tieto novorodeneck? vesm?ry m??u ma? r?zne ve?kosti a m??u by? naplnen? r?znymi typmi v?kua. Anal?za ukazuje, ?e najpravdepodobnej?ie vesm?ry maj? minim?lne po?iato?n? rozmery a najvy??iu energiu v?kua. Akon?hle sa tak?to vesm?r objav?, okam?ite sa za?ne rozp?na? pod vplyvom vysokej energie v?kua. Takto sa za??na pr?beh ve?nej infl?cie.

Kozmol?gia sv?t?ho August?na

Treba poznamena?, ?e anal?gia medzi vesm?rmi vznikaj?cimi z ni?oho a bublinami ?ampansk?ho nie je ?plne presn?. Bubliny sa rodia v kvapaline a vesm?r nem? ?iadny okolit? priestor. Naroden? uzavret? vesm?r - to je v?etok dostupn? priestor. Pred jeho objaven?m neexistuje priestor, rovnako ako neexistuje ?as. Vo v?eobecnej te?rii relativity s? priestor a ?as spojen? do jedinej entity naz?vanej „priestor-?as“ a ?as sa za??na odpo??tava? a? po objaven? vesm?ru.

Nie?o podobn? pred mnoh?mi storo?iami op?sal sv?t? August?n. Sna?il sa pochopi?, ?o Boh urobil predt?m, ako stvoril nebo a zem. August?n svoje ?vahy o tomto probl?me uviedol v pozoruhodnej knihe Vyznania. Z?ver, ku ktor?mu nakoniec dospel, je, ?e Boh musel stvori? ?as spolu s vesm?rom. Pred t?m nebol ?as, ?o znamen?, ?e je zbyto?n? p?ta? sa, ?o sa stalo predt?m. To je ve?mi podobn? odpovedi, ktor? d?va modern? kozmol?gia.

M??ete sa op?ta?: ?o sp?sobilo, ?e vesm?r vznikol z ni?oho? Prekvapivo nie je potrebn? ?iadny d?vod. Ak vezmete r?dioakt?vny at?m, rozpadne sa a kvantov? mechanika predpoved? pravdepodobnos? jeho rozpadu v ur?itom ?asovom intervale, povedzme za min?tu. Ale ak sa sp?tate, pre?o sa at?m rozpadol v tomto konkr?tnom okamihu a nie v inom, potom odpove? bude, ?e nebol d?vod: tento proces je ?plne n?hodn?. Podobne nie je potrebn? ?iadny d?vod na kvantov? stvorenie vesm?ru.

Fyzik?lne z?kony, ktor? opisuj? kvantov? zrodenie vesm?ru, s? rovnak? ako tie, ktor? opisuj? jeho n?sledn? v?voj. Zd? sa, ?e to nazna?uje, ?e z?kony existovali v ur?itom zmysle predt?m, ako vznikol vesm?r. In?mi slovami, z?kony sa nezdaj? by? opismi vesm?ru, ale maj? ur?it? plat?nsku existenciu mimo vesm?ru samotn?ho. To e?te nevieme pochopi?.

Alexander Vilenkin je riadite?om In?tit?tu kozmol?gie na Tufts University (Boston, Massachusetts). V roku 1971 ukon?il ?t?dium na Charkovskej univerzite, v roku 1976 emigroval zo ZSSR a v roku 1978 sa stal profesorom na Tufts University. Vilenkin je jedn?m z popredn?ch modern?ch kozmol?gov, autorom konceptu ve?nej infl?cie, ktor? sa objavil ako rozvinutie infla?nej kozmol?gie Alana Guta, spolu s ktor?m nap?sal mno?stvo vedeck?ch pr?c. Medzi Alexandrom Vilenkinom a Stephenom Hawkingom je zn?my spor o tom, ako presne nastal kvantov? zrod vesm?ru. Vilenkin je z?stancom antropick?ho princ?pu, pod?a ktor?ho existuje ve?a vesm?rov a len m?lo z nich je vhodn?ch pre ?ivot inteligentn?ch obyvate?ov. Navy?e, Vilenkin ver?, ?e netrivi?lne predpovede mo?no z?ska? z antropick?ho princ?pu, ?o umo??uje potvrdi? existenciu vesm?rov nepr?stupn?ch pozorovaniu. Popul?rno-vedeck? kniha Alexandra Vilenkina „Svet mnoh?ch svetov: H?adanie in?ch vesm?rov“, vydan? v angli?tine, vyvolala b?rliv? diskusie. Tento rok vych?dza v ru?tine.

Vesm?r! Kurz pre?itia [Medzi ?iernymi dierami. ?asov? paradoxy, kvantov? neistota] Dave Goldberg

II. Ako vyzer? okraj vesm?ru?

Rozpr?vanie o Tentaculovi VII n?s podnecuje k d?le?it?m ?vah?m. Ak by sme mali tak? v?konn? teleskopy, ?e by sme v nich videli domovsk? plan?tu doktora Kalachika, videli by sme nie to, ?o sa tam deje dnes, ale to, ?o bolo asi pred miliardou rokov. A keby sme sa pozreli do inej, e?te vzdialenej?ej galaxie, pozreli by sme sa do e?te vzdialenej?ej minulosti. Vedci tak sk?maj? ran? ?t?di? vesm?ru – pozeraj? sa na to, ?o sa deje vo ve?mi vzdialen?ch galaxi?ch.

Za najvzdialenej??mi galaxiami v?ak existuje hranica, za ktor? sa nem??eme pozera?. Na Zemi t?to hranicu naz?vame horizont, ale presne ten ist? horizont existuje aj vo vesm?re ako celku. Nevid?me za horizont, preto?e svetlo sa pohybuje kon?tantnou r?chlos?ou. A ke??e vesm?r existuje relat?vne ned?vno, len nejak?ch 13,7 miliardy rokov, v?etko, ?o sa nach?dza ?alej ako 13,7 miliardy sveteln?ch rokov, nebude na?im o?iam e?te nejak? ?as dostupn?.

A odkia? vlastne poch?dza tento d?tum „za?iatku vesm?ru“? Za?nime od konca. Ak sa v?etky galaxie vo vesm?re od seba vz?a?uj?, potom v minulosti musel by? moment, ke? si (alebo aspo? at?my, ktor? ich tvoria) navz?jom sadli na hlavu. T?to „udalos?“ naz?vame Ve?k? tresk, ktor? sp?sobila ve?k? myln? predstavy, zm?tok a p?sanie ?al?ej kapitoly.

M??eme odhadn??, kedy nastal Ve?k? tresk, ak si pam?t?me, ?e r?chlos? je pomer vzdialenosti k ?asu. Za predpokladu (omylne, ako sa ukazuje, ale zatia? n?m tak?to chyba vyhovuje), ?e r?chlos? vz?a?ovania galaxie, v ktorej sa nach?dza Tentaculus, je od po?iatku vekov kon?tantn?, m??eme r?chlos? vesm?ru vypo??ta? pomocou jednoduch? magomatematick? v?po?ty. Len si pomyslite: ??m ?alej je od n?s galaxia, t?m star?? je n?? vesm?r, ke??e v?etko od seba utek? r?chlos?ou, ktor? pozn?me. Do tejto jednoduchej line?rnej rovnice dosa?te premenn? platn? pre n?? vesm?r a odhadnite, ?e vek vesm?ru je pribli?ne 13,8 miliardy rokov: pozrite sa, v?sledok je takmer rovnak?, ako keby ste urobili v?etky v?po?ty presne a s potrebn?mi korekciami. .

Keby sme mali dostato?ne v?konn? ?alekoh?ad, dok?zali by sme na vlastn? o?i vidie? za?iatok vesm?ru? Takmer, ale nie celkom. S??asn? dr?ite? rekordu vo vzdialenosti, objekt prez?van? A 1689-zD1, je od n?s v takej vzdialenosti, ?e jeho obraz vidite?n? v Hubblovom vesm?rnom teleskope poch?dza z ?ias, ke? mal vesm?r len 700 mili?nov rokov (asi 5 ? % jej s??asn?ho veku), ke? jej ve?kos? bola men?ia ako / 8 jej s??asn?ho veku.

E?te hor?ie je, ?e A 1689-zD1 sa od n?s vz?a?uje pribli?ne 8-n?sobkom r?chlosti svetla. (Po?k?me, k?m prevr?tite knihu sp?? ku kapitole 1, kde sme jasne a jednozna?ne uviedli, ?e to nie je mo?n?.) H?danka je okam?ite vyrie?en?, ak si spomenieme, ?e sa rozp?na vesm?r, nie pohyb galaxie. Galaxia stoj? na mieste.

St?le si mysl??, ?e podv?dzame? V?bec nie. ?peci?lna relativita nehovor?, ?e objekty sa nem??u od seba vz?a?ova? r?chlej?ie ako je r?chlos? svetla. Hovor?, ?e ak vy?lem sign?l Bat-Signal do neba, Batman ho nebude m?c? predbehn?? na Batplane, bez oh?adu na to, ak? je naf?kan?. Vo v?eobecnej?om zmysle to znamen?, ?e ?iadna inform?cia (napr?klad ?astica alebo sign?l) nem??e cestova? r?chlej?ie ako svetlo. To je absol?tna pravda, aj ke? sa vesm?r ve?mi r?chlo rozp?na. Nie sme schopn? vyu?i? expanziu vesm?ru, aby sme predbehli l?? svetla.

V skuto?nosti sme schopn? nahliadnu? e?te ?alej do minulosti ako A 1689-zD1, ale na to potrebujeme vysiela?ky. M??eme nahliadnu? do doby, ke? mal vesm?r len 380 000 rokov a nepozost?val z ni?oho in?ho ako z kypiacej zmesi vod?ka, h?lia a extr?mne vysokoenergetick?ho ?iarenia.

Vtedy je v?etko v hmle – doslova. Preto?e vesm?r bol vo svojich ran?ch f?zach pln? hmoty, je to ako sna?i? sa nahliadnu? za z?vesy susedov. To, ?o je za nimi, nie je vidite?n?, ale vieme, ako vesm?r teraz vyzer? a ako vyzeral v ka?dom okamihu od jeho ran?ch f?z a? po s??asnos?, tak?e m??eme h?da?, ?o je za touto kozmickou oponou. N?ti v?s to pozrie? sa za ?u, v?ak?

Tak?e, hoci sa nedok??eme pozera? za horizont, vid?me dos? na to, aby sme uspokojili svoju i cudz? zvedavos? na ?kor ?t?tu. Najkraj?ie na tom je, ?e ??m dlh?ie ?ak?me, t?m je Vesm?r star?? a horizont sa pos?va ?alej. In?mi slovami, existuj? ?alek? k?ty Vesm?ru, ktor?ch svetlo sa k n?m dost?va a? teraz.

A ?o je za horizontom? Nikto nevie, ale my m??eme robi? kvalifikovan? odhady. Pam?tajte, ?e Kopernik a jeho nasledovn?ci n?m jasne povedali: „Ke? niekam idete, st?le niekde skon??te,“ tak?e m??eme predpoklada?, ?e za horizontom vesm?r vyzer? takmer rovnako ako tu. Samozrejme, ?e bud? aj in? galaxie, ale bude ich pribli?ne rovnak? po?et ako okolo n?s a bud? vyzera? pribli?ne rovnako ako na?i susedia. Nie je to v?ak nevyhnutne pravda. Rob?me tento predpoklad, preto?e nem?me d?vod si myslie? opak.

autora Hawking Stephen William

9. P?vod vesm?ru Ot?zka p?vodu vesm?ru je trochu ako najstar?? probl?m: ?o bolo sk?r - sliepka alebo vajce? In?mi slovami, ak? sila vytvorila vesm?r a ?o vytvorilo t?to silu? Alebo mo?no existoval vesm?r alebo sila, ktor? ho vytvorila

Z knihy Najnov?ia kniha faktov. Zv?zok 3 [Fyzika, ch?mia a technika. Hist?ria a archeol?gia. Zmie?an?] autora Kondrashov Anatolij Pavlovi?

Z knihy Tajomstv? priestoru a ?asu autor Komarov Victor

Z knihy Vesm?r. N?vod na pou?itie [Ako pre?i? medzi ?iernymi dierami, ?asov?mi paradoxmi a kvantovou neistotou] od Davea Goldberga

Z knihy Pohyb. Teplo autora Kitaygorodsky Alexander Isaakovi?

Z knihy Knocking on Heaven's Door [Vedeck? poh?ad na vesm?r] od Randall Lisa

Z knihy Tweety o vesm?re od Chowna Marcusa

Z knihy Interstellar: veda v z?kulis? autora Thorn Kip Steven

II. Ako vyzer? okraj vesm?ru? Rozpr?vanie o Tentaculovi VII n?s podnecuje k d?le?it?m ?vah?m. Keby sme mali tak? v?konn? teleskopy, ?e by sme v nich videli domovsk? plan?tu doktora Kalachika, videli by sme nie to, ?o sa tam dnes deje, ale to, ?o

Z knihy Being Hawking od Jane Hawkingovej

Ako vyzer? tepeln? pohyb?

Z knihy autora

MIERKA VESM?RU Na?a cesta za??na na stupnici, ktor? pozn?me – na tej, v ktorej ?ijeme, pou??vame r?zne veci, vid?me ich a dot?kame sa ich. Nie je n?hoda, ?e jeden meter – nie jedna mili?ntina a nie desa?tis?c metrov – najlep?ie zodpoved? ve?kosti

Z knihy autora

PREHLIADKA VESM?RU Kniha a film Sily desiatich - jedna z klasick?ch ciest po vzdialen?ch svetoch a dimenzi?ch - sa za??na a kon?? obr?zkom p?ru ?ud? sediacich na tr?ve v parku v Chicagu; Mus?m poveda?, ?e toto miesto je dobr? miesto, kde za?a?.

Z knihy autora

134. Ako vyzer? mikrovlnn? obloha? Ak sa pozriete na no?n? oblohu, uvid?te jednotliv? hviezdy. Ale naj??asnej?ie je, ?e no?n? obloha je v???inou ?ierna.Vidite?n? svetlo je len mal? ?as? „elektromagnetick?ho spektra“. In? typy svetla (nevidite?n?) zah??aj?

Z knihy autora

136. Ako vyzer? ultrafialov? obloha? Ultrafialov? (UV) svetlo m? vlnov? d??ku medzi 10 a 400 nanometrami (nm). Nevidite?n? pre ?udsk? oko, ale niektor? zvierat?, ako s? v?ely, vidia v tomto rozsahu. UV fot?ny nes? ove?a viac energie ako

Z knihy autora

Ako vyzer? ?ierna diera My ?udia patr?me do na?ej br?ny. Nem??eme ho opusti? a dosta? sa do masy (pokia? n?s tam nejak? supervyspel? civiliz?cia nedoprav? v tesseracte alebo inom zariaden?, ako sa to stalo Cooperovi, pozri kapitolu 29). v d?sledku toho

Z knihy autora

Ako vyzer? priechodn? ?ervia diera Ako vyzer? priechodn? ?ervia diera pre v?s a m?a, pre ?ud? tohto Vesm?ru? Neviem s istotou odpoveda?. Ak sa d? ?ervia diera udr?a? otvoren?, presn? sp?sob, ako to urobi?, zost?va z?hadou, tak?e tvar

Z knihy autora

5. Rozp?nanie vesm?ru Medzit?m n?s koncom 60. rokov op?? ?akala kr?za, aj ke? ove?a menej dramatick? ako Robertov ne??astn? ?vod do ??inkov drog. Stephenovo ?lenstvo v kol?giu ako v?skumn? asistent sa ch?lilo ku koncu a ke??e toto funk?n? obdobie u? skon?ilo

Pred nieko?k?mi stovkami rokov si ?udia boli ist?, ?e cel? n?? vesm?r je Slnko a nieko?ko plan?t okolo neho, ale ako roky plynuli, zvedav? mysle postupne za?ali doch?dza? k z?veru, ?e n?? svet v?bec nie je „zhlukom“ plan?t. . V polovici 20. storo?ia ohromil Edwin Hubble ?udstvo objavom, ktor? dok?zal, ?e galaxia, v ktorej ?ijeme, nie je cel? vesm?r, Mlie?na dr?ha je „zrnkom piesku“ v nespo?etnom oce?ne in?ch galaxi?. Modern? ?udia sa ?oraz viac zauj?maj? o to, ako vesm?r vyzer?, vedci dok?zali urobi? pribli?n? poh?ad na n?? svet, v tomto ?l?nku to uvid?te.

Popul?rne hypot?zy o p?vode vesm?ru

Najprv sa v?ak pozrime na najpopul?rnej?ie te?rie, ktor? sa sna?ia vysvetli? zrod n??ho sveta.

Sn?? najzn?mej?ia je te?ria Ve?k?ho tresku, ktor? hovor?, ?e pred 14 miliardami rokov do?lo k prudk?mu n?rastu energie, in?mi slovami k „v?buchu“, z ?oho vznikol, nie je zn?me. Je len jasn?, ?e v tomto po?iato?nom „bode“ sa s?stredila obrovsk? teplota a najvy??ia hustota hmoty, energia v?buchu dala vznikn?? v?etk?m prvkom, ktor? tvoria hviezdy a plan?ty (?no, sme s vami).

Ver? sa, ?e ten n?? sa neust?le roz?iruje a bude sa aj na?alej zv???ova?. Toto bude pokra?ova? bili?ny rokov, k?m hviezdy nevy?erpaj? v?etku svoju hmotu a nezhasn?, potom bude n?? svet chladn? a tmav?.

?as? n??ho vesm?ru: ka?d? bodka je galaxia, ktor? obsahuje stovky mili?rd hviezd

Taktie? ?al?ou popul?rnou te?riou je t?, ktor? tvrd?, ?e Vesm?r bol v?dy, nem? za?iatok a koniec, bol, je a bude. Ale tento n?zor m? ve?a nezrovnalost?, preto?e. bolo dok?zan?, ?e Vesm?r sa rozp?na, pomocou komplexn?ho modelovania pohybu vesm?rnych objektov bola vybudovan? ich trajekt?ria a nesiaha do nekone?na do minulosti, t.j. ukazuje sa, ?e n?? svet m? ist? „za?iatok“.

Aby sme boli spravodliv?, Ve?k? tresk m? aj ve?a nedostatkov, napr?klad r?chlos? od „v?buchu“ je tak?, ?e sa mali za 14 mili?rd rokov rozpt?li? ove?a ?alej, ale to sa nedodr?iava.

Ako vyzer? vesm?r zvonku?

Vedci neust?le zdokona?uj? svoje n?stroje pre hlb?ieho „rovesn?ka“ do hlb?n vesm?ru. Rozmery vidite?n?ho sveta s? u? presne zn?me, ide o takmer 500 mili?rd galaxi? (!), ktor? tvoria hranice ve?kost? 26 mili?rd sveteln?ch rokov. To v?ak nie je v?etko, vedci mohli zachyti? ?iarenie pozorovan?ho sveta a to je 92 mili?rd sveteln?ch rokov! To s? kolos?lne ??sla, ktor? je ?a?k? si predstavi?. Na??astie astron?movia vytvorili mnoho vizu?lnych modelov n??ho vidite?n?ho sveta a teraz sa m??ete sami presved?i?, ako vesm?r vyzer?.

Kme? Boshongo v strednej Afrike ver?, ?e odprad?vna existovala len tma, voda a ve?k? boh Bumba. Jedn?ho d?a bolo Bumbu tak zle, ?e vracal. A tak sa objavilo slnko. Vysu?ila ?as? ve?k?ho oce?nu a uvo?nila p?du uv?znen? pod jeho vodami. Nakoniec Bumba vyzvracal mesiac, hviezdy a potom sa narodili nejak? zvierat?. Prv?m bol leopard, nasledoval krokod?l, korytna?ka a nakoniec mu?. Dnes budeme hovori? o tom, ?o je vesm?r v modernom poh?ade.

De?ifrovanie konceptu

Vesm?r je grandi?zny, nevyspytate?n? priestor pln? kvazarov, pulzarov, ?iernych dier, galaxi? a hmoty. V?etky tieto zlo?ky s? v neust?lej interakcii a tvoria n?? vesm?r v podobe, v akej si ho predstavujeme. Hviezdy vo vesm?re ?asto nie s? osamoten?, ale v zlo?en? grandi?znych zhlukov. Niektor? z nich m??u obsahova? stovky alebo dokonca tis?ce tak?chto objektov. Astron?movia tvrdia, ?e mal? a stredne ve?k? zhluky („?aba poter“) sa vytvorili pomerne ned?vno. Ale sf?rick? ?tvary s? star? a ve?mi star?, st?le si "pam?taj?" prim?rny vesm?r. Vesm?r obsahuje ve?a tak?chto ?tvarov.

V?eobecn? inform?cie o ?trukt?re

Hviezdy a plan?ty tvoria galaxie. Na rozdiel od v?eobecn?ho presved?enia s? galaxie extr?mne mobiln? a pohybuj? sa vesm?rom takmer st?le. Hviezdy s? tie? variabilnou veli?inou. Rodia sa a umieraj?, menia sa na pulzary a ?ierne diery. Na?e Slnko je „stredn?“ hviezda. Tak?to ?udia ?ij? (pod?a ?tandardov vesm?ru) ve?mi m?lo, nie viac ako 10-15 mili?rd rokov. Samozrejme, vo vesm?re s? miliardy svietidiel, ktor? svojimi parametrami pripom?naj? na?e slnko, a rovnak? po?et syst?mov pripom?naj?cich Slnko. Najm? hmlovina Andromeda sa nach?dza ne?aleko n?s.

Tak? je vesm?r. V?etko v?ak z?aleka nie je tak? jednoduch?, preto?e existuje ve?k? mno?stvo tajomstiev a rozporov, na ktor? e?te nie s? k dispoz?cii odpovede.

Niektor? probl?my a rozpory te?ri?

M?ty star?ch n?rodov o stvoren? v?etk?ch vec?, podobne ako mnoh? in? pred nimi a po nich, sa sna?ia odpoveda? na ot?zky, ktor? n?s v?etk?ch zauj?maj?. Pre?o sme tu, odkia? sa vzali plan?ty vesm?ru? Odkia? sme pri?li? Samozrejme, viac-menej zrozumite?n? odpovede za??name dost?va? a? teraz, ke? na?e technol?gie dosiahli ur?it? pokrok. V priebehu dej?n ?loveka sa v?ak ?asto na?li tak? predstavitelia ?udsk?ho kme?a, ktor? sa br?nili my?lienke, ?e vesm?r v?bec m? po?iatok.

Aristoteles a Kant

Napr?klad Aristoteles, najsl?vnej?? z gr?ckych filozofov, veril, ?e „p?vod vesm?ru“ je nespr?vny pojem, preto?e v?dy existoval. Nie?o ve?n? je dokonalej?ie ako nie?o stvoren?. Motiv?cia viery vo ve?nos? vesm?ru bola jednoduch?: Aristoteles nebol ochotn? uzna? existenciu nejak?ho bo?stva, ktor? by ho mohlo stvori?. Samozrejme, jeho odporcovia v polemick?ch sporoch uviedli pr?ve pr?klad stvorenia Vesm?ru ako d?kaz existencie vy??ej mysle. Kanta dlho prenasledovala jedna ot?zka: „?o sa stalo pred vznikom vesm?ru? C?til, ?e v?etky te?rie, ktor? v tom ?ase existovali, mali ve?a logick?ch protire?en?. Vedec vyvinul takzvan? antit?zu, ktor? dodnes pou??vaj? niektor? modely vesm?ru. Tu s? jej poz?cie:

• Ak mal vesm?r za?iatok, pre?o potom ?akal cel? ve?nos?, k?m za?al?
• Ak je vesm?r ve?n?, pre?o m? v?bec ?as; pre?o potrebuje? mera? ve?nos??

Samozrejme, na svoj ?as kl?dol viac ako len spr?vne ot?zky. Ale dnes s? u? trochu zastaran?, no niektor? vedci sa nimi, ?ia?, vo svojom v?skume aj na?alej riadia. Einsteinova te?ria, ktor? osvet?uje ?trukt?ru Vesm?ru, ukon?ila h?dzanie Kanta (presnej?ie jeho n?stupcov). Pre?o je to pre vedeck? komunitu tak? ?okuj?ce?

Einsteinov poh?ad

V jeho te?rii relativity u? priestor a ?as neboli absol?tne, viazan? na nejak? referen?n? bod. Nazna?il, ?e s? schopn? dynamick?ho v?voja, ktor? je determinovan? energiou vo vesm?re. Einsteinov ?as je tak? neur?it?, ?e ho netreba zvl??? definova?. Bolo by to ako zisti? smer na juh od ju?n?ho p?lu. Dos? nezmyseln?. Ak?ko?vek takzvan? „za?iatok“ vesm?ru by bol umel? v tom zmysle, ?e by sme sa mohli pok?si? uva?ova? o „skor??ch“ ?asoch. Jednoducho povedan?, nejde ani tak o fyzick? probl?m, ako sk?r o hlboko filozofick? probl?m. Dnes sa jeho rie?en?m zaoberaj? najlep?ie mysle ?udstva, ktor? ne?navne prem???aj? o formovan? prim?rnych objektov vo vesm?re.

Pozitivistick? pr?stup je dnes najroz??renej??. Jednoducho povedan?, ch?peme samotn? ?trukt?ru Vesm?ru tak, ako si ju dok??eme predstavi?. Nikto sa nebude m?c? op?ta?, ?i je pou?it? model pravdiv?, ?i existuj? aj in? mo?nosti. Mo?no ho pova?ova? za ?spe?n?, ak je dostato?ne elegantn? a organicky zah??a v?etky nahromaden? pozorovania. ?ia?, niektor? fakty (s najv???ou pravdepodobnos?ou) nespr?vne interpretujeme pomocou umelo vytvoren?ch matematick?ch modelov, ?o ?alej vedie k skres?ovaniu faktov o svete okolo n?s. Pri prem???an? o tom, ?o je vesm?r, str?came zo zrete?a mili?ny faktov, ktor? jednoducho e?te neboli objaven?.

Modern? inform?cie o vzniku vesm?ru

„Stredovek vesm?ru“ je ?ra temna, ktor? existovala pred objaven?m sa prv?ch hviezd a galaxi?.

Pr?ve v t?ch tajomn?ch ?asoch sa sformovali prv? ?a?k? prvky, z ktor?ch sme boli stvoren? my a cel? svet okolo n?s. Teraz v?skumn?ci vyv?jaj? prim?rne modely vesm?ru a met?dy na ?t?dium javov, ktor? sa v tom ?ase odohrali. Modern? astron?movia hovoria, ?e vesm?r je star? asi 13,7 miliardy rokov. Pred vznikom vesm?ru bol kozmos tak? hor?ci, ?e v?etky existuj?ce at?my boli rozdelen? na kladne nabit? jadr? a z?porne nabit? elektr?ny. Tieto i?ny blokovali v?etko svetlo a br?nili jeho ??reniu. Vl?dla tma, ktorej koniec a okraj nebol.

prv? svetlo

Pribli?ne 400 000 rokov po Ve?kom tresku sa priestor ochladil nato?ko, ?e sa nes?rod? ?astice mohli spoji? do at?mov, ??m sa vytvorili plan?ty vesm?ru a... prv? svetlo vo vesm?re, ktor?ho ozveny s? n?m st?le zn?me ako „sveteln? horizont“. ". ?o sa stalo pred Ve?k?m treskom, st?le nevieme. Mo?no vtedy existoval nejak? in? vesm?r. Mo?no tam ni? nebolo. Ve?k? ni?... Ve?a filozofov a astrofyzikov trv? na tomto variante.

S??asn? modely nazna?uj?, ?e prv? galaxie vo vesm?re sa za?ali formova? asi 100 mili?nov rokov po Ve?kom tresku, ??m vznikol n?? vesm?r. Proces formovania galaxi? a hviezd postupne pokra?oval, a? k?m sa v???ina vod?ka a h?lia neza?lenila do nov?ch s?nk.

Tajomstv? ?akaj?ce na presk?manie

Existuje mnoho ot?zok, na ktor? by mohla pom?c? odpoveda? ?t?dia p?vodn?ch procesov. Napr?klad, kedy a ako vznikli obludne ve?k? ?ierne diery, ktor? mo?no vidie? v srdciach prakticky v?etk?ch ve?k?ch zhlukov? Dnes je zn?me, ?e Mlie?na dr?ha m? ?iernu dieru, ktorej hmotnos? je pribli?ne 4 mili?ny hmotnost? n??ho Slnka, a niektor? starovek? galaxie vesm?ru obsahuj? ?ierne diery, ktor?ch ve?kos? je vo v?eobecnosti ?a?ko predstavite?n?. Najv????m je vzdel?vanie v syst?me ULAS J1120+0641. Jeho ?ierna diera m? hmotnos? 2 miliardy kr?t v???iu ako hmotnos? na?ej hviezdy. T?to galaxia vznikla len 770 mili?nov rokov po Ve?kom tresku.

Toto je hlavn? tajomstvo: pod?a modern?ch predst?v by tak? mas?vne ?tvary jednoducho nemali ?as vznikn??. Ako teda vznikli? Ak? s? „semen?“ t?chto ?iernych dier?

Temn? hmota

Napokon temn? hmota, z ktorej je pod?a mnoh?ch v?skumn?kov 80 % kozmu, Vesm?r, st?le „temn?m ko?om“. St?le nevieme, ak? je povaha temnej hmoty. Najm? jeho ?trukt?ra a vz?jomn? p?sobenie t?ch element?rnych ?ast?c, ktor? tvoria t?to z?hadn? l?tku, vyvol?va mno?stvo ot?zok. Dnes predpoklad?me, ?e jej s??asti spolu prakticky neinteraguj?, pri?om v?sledky pozorovan? niektor?ch galaxi? s? v rozpore s touto t?zou.

O probl?me p?vodu hviezd

?al??m probl?mom je ot?zka, ak? boli prv? hviezdy, z ktor?ch sa sformoval hviezdny vesm?r. V podmienkach neuverite?n?ho tepla a obrovsk?ho tlaku v jadr?ch t?chto s?nk sa pomerne jednoduch? prvky ako vod?k a h?lium premie?ali najm? na uhl?k, na ktorom je zalo?en? n?? ?ivot. Vedci teraz veria, ?e ?plne prv? hviezdy boli mnohokr?t v???ie ako Slnko. Mo?no ?ili len nieko?ko stoviek mili?nov rokov alebo e?te menej (takto pravdepodobne vznikli prv? ?ierne diery).

Niektor? zo „starobylcov“ v?ak m??u existova? aj v modernom priestore. Museli by? ve?mi chudobn?, ?o sa t?ka ?a?k?ch prvkov. Mo?no sa niektor? z t?chto ?tvarov st?le „skr?vaj?“ v halo Mlie?nej dr?hy. T?to z?hada st?le nie je otvoren?. S tak?mito pr?hodami sa ?lovek mus? stretn?? zaka?d?m a odpoveda? na ot?zku: „?o je teda vesm?r? Pre ?t?dium prv?ch dn? po jeho v?skyte je mimoriadne d?le?it? h?ada? najskor?ie hviezdy a galaxie. Prirodzene, najstar?ie s? pravdepodobne tie objekty, ktor? sa nach?dzaj? na samom okraji sveteln?ho horizontu. Jedin?m probl?mom je, ?e do t?chto miest sa dostan? len tie najv?konnej?ie a najsofistikovanej?ie teleskopy.

V?skumn?ci vkladaj? ve?k? n?deje do vesm?rneho teleskopu Jamesa Webba. Tento n?stroj je navrhnut? tak, aby vedcom poskytol najcennej?ie inform?cie o prvej gener?cii galaxi?, ktor? vznikli bezprostredne po Ve?kom tresku. Neexistuj? prakticky ?iadne obr?zky t?chto objektov v prijate?nej kvalite, tak?e ve?k? objavy s? e?te pred nami.

??asn? "svetlo"

V?etky galaxie ??ria svetlo. Niektor? ?tvary silno svietia, niektor? sa l??ia miernym „osvetlen?m“. Existuje v?ak najjasnej?ia galaxia vo vesm?re, ktorej intenzita sa nepodob? ni?omu in?mu. Jej meno je WISE J224607.57-052635.0. T?to „?iarovka“ sa nach?dza vo vzdialenosti a? 12,5 miliardy sveteln?ch rokov od slne?nej s?stavy a ?iari ako 300 bili?nov s?nk naraz. V?imnite si, ?e dnes existuje asi 20 tak?chto ?tvarov a nemalo by sa zab?da? na pojem „sveteln? horizont“.

Jednoducho povedan?, z miesta, kde sa nach?dzame, vid?me len objekty, ktor? vznikli asi pred 13 miliardami rokov. Vzdialen? oblasti s? nepr?stupn? pre poh?ad na?ich ?alekoh?adov jednoducho preto, ?e svetlo odtia? jednoducho nestihlo dorazi?. Tak?e v t?ch ?astiach mus? by? nie?o podobn?. Toto je najjasnej?ia galaxia vo vesm?re (presnej?ie vo vidite?nej ?asti).

Za?nime nie faktom, ale zozn?men?m sa s na?ou galaxiou. Dnes ve?er, ke? je slnko pod obzorom, pozri sa hore. V z?vislosti od toho, ako sa zotmie, budete m?c? vidie? zhluky hviezd, z ktor?ch ka?d? patr? do na?ej vlastnej galaxie Mlie?na dr?ha. Ak sa v?ak pozriete bli??ie, budete m?c? identifikova? hviezdy v in?ch galaxi?ch, ako je na?a, z ktor?ch niektor? s? vidite?n? vo?n?m okom.

In? galaxie

T?to skuto?nos? v?s ur?ite sp?sob?, ?e sa budete c?ti? mal?. Vedci odhaduj?, ?e vo vesm?re s? stovky mili?rd galaxi?, z ktor?ch ?iadnu neuvid?te bez ?alekoh?adu. Ka?d? z t?chto galaxi? m? tie? miliardy hviezd, ??m celkov? po?et hviezd vo vesm?re dosahuje 10 mili?rd bili?nov. Po?et hviezd je v???? ako po?et zrniek piesku na v?etk?ch pl??ach Zeme.

Temn? hmota

V?etky hviezdy, galaxie a ?ierne diery vo vesm?re tvoria len asi 5 % jeho hmotnosti. Akoko?vek ?ialene to znie, zvy?n?ch 95% sa jednoducho neberie do ?vahy. Vedci sa rozhodli tento z?hadn? materi?l ozna?i? ako temn? hmotu a dodnes si nie s? ist?, ?o to je a ako vyzer?.

Vesm?rny oblak alkoholu

Pre t?ch, ktor? sn?vaj? o otvoren? vlastn?ho baru, nie je lep?ie miesto ako Sagittarius B cloud. Hoci sa tento medzihviezdny oblak plynu a prachu nach?dza vo vzdialenosti 26 000 sveteln?ch rokov, obsahuje miliardy litrov vinylalkoholu. Hoci je v nepitnom stave, je to ve?mi d?le?it? organick? zl??enina, bez ktorej nem??e existova? ?ivot.

Mesiac vonia ako pu?n? prach

Po vyslan? lun?rnych astronautov na misie Apollo op?sali mesa?n? prach ako mimoriadne m?kk? a p?chnuci ako pu?n? prach. Vedci si v?ak st?le nie s? ?plne ist?, pre?o sa to deje. Pu?n? prach m? mimoriadne r?znorod? zlo?enie, pri?om mesa?n? prach pozost?va v???inou z mal?ch ?ast?c oxidu kremi?it?ho.

Jadrov? ?der na Mesiaci

Koncom 50. rokov sa zrodilo nie?o s ozna?en?m Projekt A119. Spojen? ?t?ty sa rozhodli, ?e by bol dobr? n?pad vypusti? jadrov? raketu, ktor? by zasiahla Mesiac. Za ?o? Zrejme c?tili, ?e by im to dalo n?skok vo vesm?rnych pretekoch? Na??astie sa tento pl?n nikdy neuskuto?nil.

Il?zia Ponzo

V?imli ste si niekedy, ?e ke? je Mesiac priamo na obzore, zd? sa v?m ove?a bli??ie a v????? V skuto?nosti je to vlastnos? ?udsk?ho mozgu, interpretova? objekty na dia?ku. Aj ke? s? objekty v dia?ke naozaj mal?, v?? mozog ich v skuto?nosti neinterpretuje ako mali?k?. Tento efekt je zn?my ako ponzo il?zia, kedy mozog naf?kne ve?kos? mesiaca, aby vyzeral v????. never??? Ke? nabud?ce uvid?te obrovsk? mesiac, polo?te si pred? hodinky alebo ruku a sledujte, ako sa zmen?uje.

Najv???? diamant

V roku 2004 vedci objavili najv???? diamant, ak? bol kedy zaznamenan?. V skuto?nosti je to zni?en? hviezda. M? asi 4000 km v priemere, s miliardami kar?tov a le?? asi 50 sveteln?ch rokov od Zeme.

De? Venu?e je dlh?? ako jej rok

Zvl??tne je, ?e Venu?a dokon?? cel? svoj obeh okolo Slnka sk?r, ne? sa stihne oto?i? okolo vlastnej osi. To znamen?, ?e de? je v skuto?nosti dlh?? ako cel? rok v ?ase Venu?e. Druh? svetov? vojna na ?rovni Venu?e sa teda skon?ila pred menej ako 100 d?ami.

Pl?vaj?ci Saturn

Ak by ste mali da? Saturn do poh?ra s vodou, vzn??al by sa. D?vodom je jeho hustota. 687 gramov na cm3, zatia? ?o voda je 998 gramov na cm. Bohu?ia?, na to by ste potrebovali poh?r s priemerom viac ako 120 000 km.

Zv?ranie za studena

Toto je jav, ktor? sa pou??va na opis skuto?nosti, ?e kedyko?vek sa dva kusy kovu vo vesm?re dostan? do vz?jomn?ho kontaktu, ve?mi pevne sa zlepia. Zatia? ?o zv?ranie zvy?ajne vy?aduje vysok? teploty, pr?ve tu vstupuje do hry v?kuum priestoru. Vyn?ra sa ot?zka, ako raketopl?ny odol?vaj? tomuto faktoru? Kovy na Zemi maj? zvy?ajne na svojom povrchu vrstvu oxidovan?ho materi?lu, ktor? zabra?uje zv?raniu za studena vo vesm?re. Na misi?ch je teda riziko n?hodn?ho privarenia raketopl?nu k in?m objektom zanedbate?n?.

Zem m? viacero mesiacov

Hoci vyzeraj? sk?r ako lun?rne r?doby, vedci na?li nieko?ko asteroidov, ktor? viac-menej sleduj? Zem, ke? sa pohybuje okolo Slnka.

vesm?rny odpad

Zem m? viac ako 8 000 objektov obiehaj?cich v kruhoch. V???ina z nich je klasifikovan? ako „vesm?rny odpad“, alebo odpad z vesm?rnych lod? a misi? v minulosti. U? bolo spomenut?, ?e obe?n? dr?hu Zeme mo?no prip?sa? najviac zne?isten?m miestam na Zemi.

lun?rny drift

Vedci vypo??tali, ?e ka?d? rok sa Mesiac posunie o 3,8 cm ?alej od Zeme. V d?sledku toho sa rot?cia Zeme za posledn? storo?ie spomalila o pribli?ne 0,002 sekundy ka?d? de?.

Slne?n? svetlo na Zemi je star? 30 000 rokov

V???ina z n?s vie, ?e slne?n? l??e sa dostan? na Zem za 8 min?t a prekro?ia 93 mili?nov m?? medzi Zemou a povrchom Slnka. Vedeli ste v?ak, ?e energia v t?chto l??och za?ala ?ivot pred viac ako 30 000 rokmi hlboko v jadre slnka? Vznikli intenz?vnou reakciou zliatiny a v???inu z tis?cok rokov str?vili cestou na povrch Slnka.

Ve?k? voz nie je s?hvezdie

V skuto?nosti je Ve?k? voz asterizmus. Ofici?lnych s?hvezd? je len 88 a v?etky ostatn? vr?tane Vedra spadaj? do kateg?rie asterizmov. Pozost?va v?ak zo 7 najjasnej??ch hviezd v s?hvezd? Ve?k? medvedica, alebo Ve?k? medvedica

Neust?ly pohyb

?ijeme na plan?te, ktor? sa ot??a okolo svojej osi a z?rove? sa to?? okolo hviezdy, ktor? sa to?? okolo stredu galaxie, ktor? sa tie? pohybuje vo vesm?re. Vyzer? to ako pomerne zlo?it? syst?m, kde sme v?etci v neust?lom pohybe a interakcii.

Galileova priestorov? relativita

Ako viete, ?e autobus, ktor?m chod?te do pr?ce, sa skuto?ne pohybuje? ?o ak sed?te v jedinom nehybnom objekte v zn?mom vesm?re a v?etko vr?tane cesty sa h?be? Pravdou je, ?e neexistuje sp?sob, ako dok?za?, ?o sa pohybuje relat?vne k ?omu. Pre v?s bude osoba za oknom statick?, preto?e v?? syst?m viery je autobus. Pre ?loveka, ktor? sa pozer? z chodn?ka, sa v?ak pohnete vy aj autobus, preto?e jeho referen?n?m r?mcom je zem.

R?chlos? Svetla

R?chlos? svetla je kon?tantn? a nez?vis? od ?iadnych sprievodn?ch faktorov. R?chlos? svetla je pribli?ne 300 000 kilometrov za sekundu.

Univerz?lny r?chlostn? limit

V d?sledku spom?nan?ho faktu, ?e r?chlos? svetla nem??e prekro?i? 300 000 kilometrov za sekundu, by sa dalo us?di?, ?e ni?, a preto sa t?to zna?ka pova?uje za univerz?lny r?chlostn? limit. Z toho vypl?vaj? zauj?mav? d?sledky, ktor? priamo ved? k nasleduj?cej skuto?nosti.

Einsteinova te?ria relativity

Vysvetlen? zrozumite?ne, Einstein v podstate pri?iel s revolu?nou my?lienkou, ?e nielen pohyb je relat?vny, ale aj ?as. Pr?klad mo?no uvies? tak, ?e zoberieme ?loveka, ktor? ide autobusom a stoj? na chodn?ku. Teraz vezmeme l?? svetla odrazen? od nejak?ho povrchu a nasmerovan? na t?chto dvoch ??astn?kov experimentu. Za rovnak? dobu prejde ?lovek v autobuse k l??u svetla ove?a v???iu vzdialenos?, ako ho o nejak? ?as sk?r stretne chodec na chodn?ku. D? sa teda predpoklada?, ?e u ka?d?ho z ??astn?kov bol ?as in?, pomal?? alebo r?chlej??.

pohybliv? hodiny

V?etko, o ?om sme pr?ve hovorili, sa t?ka modern?ch technol?gi?. Hodiny v palubn?ch po??ta?och a naviga?n?ch zariadeniach musia v skuto?nosti zoh?ad?ova? vplyvy relativity. Ak by ste napr?klad zmerali ?as, ktor? uplynul na n?ramkov?ch hodink?ch st?hacieho pilota, zistili by ste, ?e za va?imi hodinkami zaost?valo nieko?ko nanosek?nd.

Relativita ?asu

Pam?t?te si stredo?kolsk? fyziku? So zvy?uj?cou sa gravit?ciou v bl?zkosti zemsk?ho povrchu sa zvy?uje aj zr?chlenie. Pod?a tejto te?rie hodiny tikaj? r?znou r?chlos?ou v r?znych v??kach. Zatia? ?o sa Zem ot??a, niekto v bl?zkosti rovn?ka sa pohybuje r?chlej?ie ako niekto na severnom p?le. Je to preto, ?e ich hodiny tikaj? pomal?ie.

Paradox bl??encov

Ak ste sa e?te dostali na t?to str?nku, ?ahko pochop?te, o ?om hovor?m. Zn?my paradox dvoj?iat predpoklad?, ?e ak vlo??te jedno dvoj?a do vesm?rnej lode, ktor? sa bude pohybova? r?chlos?ou svetla vesm?rom, a druh? nech?te na Zemi, potom sa v?aka ??inkom relativity dvoj?a vo vesm?rnej lodi vr?ti do plan?ta ove?a mlad?ia ako jej s?rodenec.na zemi.