Všechna práva vyhrazena (c) 2001 Záhady.cz (DataLite spol.s r.o.). Doslovné ani částečně přebírání tohoto materiálu není povoleno bez předchozího písemného svolení vydavatele - společnosti DataLite spol.s r.o.
VELKÝ TŘES(K)

Věda tiše pohřbívá Velký třesk.

Nová teorie o kosmu předpokládá, že prostor a čas zřejmě nezapočaly Velkým třeskem, ale možná zde odedávna existovaly v neměnném, nekonečném cyklu expanzí a znovuzrození. Princetonský fyzik Paul Steinhardt a Neil Turok, univerzita Cambridge, popsali svou teorii v článku, publikovaném 25. dubna 2002 v internetové verzi časopisu Science.

Jejich teorie předpokládá existenci cyklů, během nichž se vesmír doplní o žhavou hustou hmotu a radiaci, čímž začne fáze rozpínání a ochlazování známá ze současné představy o Velkém třesku.

Po 14 miliardách let expanze vesmíru akceleruje tak, jak v poslední době pozorují astronomové. Po trilionu let jsou hmota a radiace téměř úplně rozptýleny a expanze se zastaví. Vesmír pak vypadá jako vše prostupující energetické pole, vytvářející novou hmotu a radiaci, jež znovu nastartuje cyklus.

Nová teorie nabízí možné odpovědi na řadu dlouhodobě neřešitelných problémů, které se stále častěji projevují u modelu, dominujícího oblasti kosmologie už několik desetiletí. Mimo jiné například i na hlodající otázky jako: Co mohlo spustit Velký třesk, nebo co se dělo "před počátkem času"?

"Myšlenka navíc reprodukuje všechna dosavadní úspěšná vysvětlení, poskytovaná zavedeným schématem, jenže neexistuje žádný přímý důkaz, aby bylo možné říct která z nich jsou správná," říká profesor fyziky Steinhardt.

"V tomto stádiu ještě nevylučuji kteroukoli z nich," řekl. "Pro mne je podstatné, že nyní máme druhou možnost, směřující v mnoha ohledech stranou od zavedeného modelu, kterou můžeme v nadcházejících letech experimentálně ověřit."

Představa o vzniku a vývoji vesmíru na bázi Velkého třesku je stará už 60 let. Byla vyvinuta, aby pomohla objasnit širokou škálu údajů, získaných pozorováním kosmu. Hlavními prvky dosavadního modelu, doplněného v osmdesátých letech, jsou teorie "inflace" a fáze "hyperrychlé expanze", k níž mělo dojít během první sekundy po Velkém třesku. Pokud jde o objasnění astronomy pozorované fantastické "uhlazenosti" a homogenity vesmíru, je inflační fáze rozhodující stejně tak, jako vysvětlení drobných vlnek (čeření) v prostoru, vedoucích k formování galaxií.

Vědci byli nedávno přinuceni rozšířit standardní teorii o prvek zvaný "temná energie", aby měli čím odůvodnit nedávné odhalení, že se expanze vesmíru zrychluje.

Nový model nahrazuje inflaci i "temnou energii" jediným oscilujícím energetickým polem, které je občas příčinou roztažení a druhdy působí stagnaci. Přitom návazně vysvětluje všechny dodnes pozorované kosmické fenomény v podstatě shodným způsobem, jako teorie Velkého třesku.

"Jelikož nová teorie potřebuje méně složek, které vestavuje už od začátku, je mnohem ´ekonomičtější´," konstatuje Steinhardt, který byl jednou z vůdčích hlav při zavádění inflační teorie.

Jiná výhoda nové teorie spočívá v tom, že automaticky obsahuje předpověď běhu vesmíru, který jednoznačně prochází opakovanými cykly o délce asi triliónu let. Inflační model Velkého třesku nejenže neobsahuje žádnou vestavěnou dlouhodobou prognózu budoucnosti, navíc by se stejně tak jako nepředvídatelně vyvstala problematika inflace a temné energie, mohly objevit i další jevy, měnící aktuální kurs expanze. Cyklický model proto vyžaduje úplně nové pojetí, které v posledních letech vyvinuli Turok, Steinhardt, Justin Khoury, postgraduální student na Princetonu, Burt Ovrut z Pensylvánské univerzity a Nathan Seiberg z Institute for Advanced Study.

"Práce Paula Steinhardta a Neila Turoka je mimořádně vzrušující. Reprezentuje první novou velkou ideu v nauce o vesmíru po více než dvou desetiletích," míní Jeremiah Ostriker, profesor astrofyziky v Princetonu a profesor astronomie a experimentální filozofie v Cambridge. "Nalezli prosté vysvětlení pozorované skutečnosti, že vesmír do značné míry vypadá úplně stejně nahoře i dole i nalevo a napravo od nás - což je napohled samozřejmý a přirozený stav, který ale ve skutečnosti už po desetiletí vzdoruje jakémukoli vysvětlení."

Sir Martin Reesz, Royal Society Research a odborný asistent v Cambridge, poznamenal: "Klíčové fyzikální vlastnosti ve vztahu k rozpínajícímu se vesmíru zůstávají čistě hypotetické, a dosud nejsou podloženy experimenty ani pozorováním. V posledních 20 letech zde bylo mnoho nápadů, ale Steinhardt a Turok jsou první, kdo přišel s vynalézavou novou spekulací. Jejich práce zdůrazňuje rozsah, v němž je nutné upustit od rozumových konceptů a přestoupit konvenční názory na prostor a čas, abychom dosáhli skutečného pokroku. Jejich práce se řadí k rostoucí bázi spekulativního výzkumu, naznačujícího, že takzvaná fyzikální realita může zahrnovat daleko více, než jen pouhé dozvuky ´našeho´ Velkého třesku," dodal.

Nauka o cyklickém vesmíru představuje kombinaci standardních fyzikálních konceptů a myšlenek z vyvíjející se oblasti teorie vláken (strings) a M-teorie, jejímž ambiciózním úsilím je vyvinout teorii sjednocující veškeré fyzikální síly a částice. Ačkoli stejně jako všechny ostatní úvahy vyvěrá z komplexní matematiky, nabízí teorie cyklického vesmíru působivý ostrý obraz. Podle ní má vesmír podobu dvou nekonečně velkých paralelních rovin, srovnatelných se dvěma archy papíru oddělených mikroskopickou mezerou. Tato mezera je mimo tento vesmír, představuje pátou dimenzi, již nevnímáme.

V současné fázi historie vesmíru tyto archy ještě stále expandují všemi směry. Přitom postupně rozprostírají a rozptylují veškerou hmotu a energii, již obsahují. Po triliónech let, když se v podstatě vyprázdní, nastane fáze "stagnace" - přestanou se rozpínat a místo toho se začnou posouvat směrem k sobě a podstupovat jakési zborcení ve zmíněné páté dimenzi.

Oba archy (plochy) se přitom setkávají a navzájem "odrážejí". Toto tření a srážky zapříčiní, že se plochy nabíjejí mimořádně žhavou a hustou hmotou, jejíž vznik je obvykle spojován s Velkým třeskem. Poté, když se plochy pohnou od sebe, pokračují v expanzi. Přitom opět rozptylují získanou hmotu, která se posléze ochlazuje a shlukuje do hvězd a galaxií jako v současném, pozorovaném vesmíru.

"Tyto plochy, nebo ´membrány´, jak jsou fyziky nazývány, nelze považovat za paralelní vesmíry. Jsou to spíš fazety jediného vesmíru, zahrnujícího vše, co známe, ale také spoustu dalších, o nichž nevíme vůbec nic," říká Steinhardt. "Je možné," dodává, "že takzvaná temná hmota, o níž se dnes obecně předpokládá, že tvoří podstatnou část vesmíru, se zdržuje na opačné ´membráně´. Obě na sebe působí pouze gravitací, přičemž masivní objekty na jedné membráně vyvíjejí tah na hmotu ve druhé, což přesně odpovídá účinkům temné hmoty na hmotu normální."

"Všechny přesuny a vlastnosti těchto archů/membrán přirozeně vyplývají ze základního matematického modelu," poznamenává Steinhardt. "To kontrastuje s modelem Velkého třesku, k němuž musela být temná energie jednoduše přidána, aby bylo možné objasnit některá současná pozorování."

Steinhardt a Turok neustále pokračují ve vylepšování své teorie. Pátrají po teoretických nebo experimentálních idejích, které by dále napomohly prosadit jejich představu vůči stávající.

"Co se týče povahy času je tento nový přístup natolik odlišný, jak si jen lze představit," dodává Steinhardt. "Na druhou stranu, co se týče předpovědí o vývoji vesmíru, je to velmi uzavřená teorie, což lze usoudit z toho, co jsme doposud dokázali změřit. Navíc víme, že ji můžeme ještě lépe charakterizovat po přesnějších pozorováních, která možná mohou být provedena už v nejbližší dekádě. Nacházíme se ve fascinující situaci a je zábavné debatovat o tom, co považujeme za lepší, ale já si opravdu myslím, že posledním arbitrem bude i v tomto případě příroda."

(překlad gewo)

Tento článek byl převzat z WM magazínu se souhlasem autorů.