Vesmír z ničoho

Známu teóriu veľkého tresku v posledných rokoch do istej miery zastúpila tzv. inflačná kozmológia, ktorá vysvetľuje viaceré predtým nevysvetliteľné vlastnosti vesmíru (rovnorodosť, identickosť vlastností vo všetkých smeroch, jeho plochosť), a ktorej predpoklady dokazujú rozmanité pozorovania (teplotné výkyvy reliktného žiarenia...). Inflačná kozmológia je novým smerom v teórii Veľkého tresku, nie jej zavrhnutím. Od štandardnej teórie sa líši dvoma kľúčovými bodmi. Po prvé, že inflačný model obsahuje mechanizmus, podľa ktorého v podstate všetka hmota vo vesmíre môže byť vytvorená počas kratučkého obdobia inflácie. Táto produkcia hmoty je v súlade s princípom zachovania energie, hoci dokáže vyprodukovať vesmír prakticky z ničoho. „Ukazuje sa, že energia ktoréhokoľvek gravitačného poľa je záporná. Počas inflácie, ako vesmír rastie a rastie a vzniká stále viac hmoty, celkovej energie hmoty nesmierne pribúda. Medzitým sa však energia gravitácie stáva čoraz zápornejšou,“ upozorňuje Alan Guth, „otec“ inflačnej kozmológie. „Záporná gravitačná energia ruší energiu v hmote,“ pokračuje, „takže celková energia systému zostáva rovnaká ako na počiatku inflácie – pravdepodobne veľmi malá. Vesmír by mohol mať celkovo nulovú energiu so zápornou energiou gravitácie, presne rušiacou kladnú energiu hmoty.“

Inflácia je možná na základe niečoho, čo fyzici nazývajú kozmologickou konštantou. Do svojich rovníc ju zaviedol už Einstein, aby jeho rovnice zostali v súlade s vtedy prevládajúcou predstavou stacionárneho, nerozpínajúceho vesmíru. Slávny fyzik ju neskôr označil za svoj najväčší omyl. Paradoxne, ďalšie výskumy ukázali, že môže ísť o jednu z jeho najveľkolepejších predpovedí. Kozmologická konštanta v podstate označuje množstvo tmavej energie určitého priestoru. A tmavá energia je odpudivá sila, ktorá spôsobuje, že náš vesmír sa rozpína. Paradoxne, kozmologická konštanta nie je konštantou. Jej hodnota kolíše – jej dnešná hodnota v našom vesmíre je takmer nulová. Vysoká hodnota znamená prudké rozpínanie, aké náš vesmír zažil v jeho prvopočiatkoch.

Viaceré verzie inflačnej teórie nepovažujú infláciu za jednorazovú udalosť, ale za kontinuálny proces. Ak by sme si predstavili všetko, čo existuje, ako kus ementálu, jeho otvormi by mohli byť regióny, v ktorých náhodné kvantové procesy zrazili hodnotu inflácie a zastavili tak superrýchle rozpínanie. Nasledoval vznik častíc, hviezd a galaxií, ako v prípade nášho vesmíru a ďalších vesmírov neprestajne vznikajúcich na náhodných miestach nekonečne sa rozpínajúceho „syra“ - poľa pokračujúcej inflácie. „Takéto kvantové variácie sú zvyčajne tak maličké, že sú pre väčšie kozmické vzdialenosti bezvýznamné. Ale inflačná expanzia je všetko, len nie normálna,“ upozorňuje Brian Greene.

Bubliny paralelných vesmírov

V inflačnom multiverze sú vznikajúce vesmíry od seba ostro oddelené. Jednotlivé „bubliny“ vesmírov totiž inflácia od seba rapídne odťahuje. Čím ďalej sú od seba vzdialené, tým rýchlejšie sa od seba vzďaľujú. Rýchlosť ich vzdaľovania prekračuje rýchlosť svetla, keďže neputujú v priestore. Priestor samotný vzniká medzi nimi. Takéto bublinové vesmíry by boli pri pohľade zvonka konečné, ale zvnútra priestorovo nekonečné. Každá bublina by si mohla vytvárať nekonečný priestor a nekonečné množstvo hmoty. Inými slovami, v nespočítateľnom množstve bublinových vesmírov by každá bublina obsahovala nekonečné množstvo vesmírov-kozmických "fliačkov", o ktorých sme si hovorili.

„Najlepšie dostupné kozmologické teórie vysvetľujúce dostupné kozmologické dáta nás vedú k myšlienke, že obývame jeden ohromný inflačný systém paralelných vesmírov, z ktorých každý jeden obsahuje svoju vlastnú zbierku paralelných vesmírov,“ uvádza Greene. „Výsledkom najšpičkovejšieho výskumu je obraz kozmu, v ktorom nie sú len paralelné vesmíry, ale paralelné vesmíry paralelných vesmírov.“



Tieto vesmíry sú od seba zvyčajne radikálne odlišné: pri čo i len minimálnej zmene akýchkoľvek vlastností častíc alebo sily gravitácie, jadrových síl či elektromagnetických síl, by žiadne atómy, a už vôbec nie hviezdy alebo planéty, nemohli vzniknúť. Ak by napríklad elektróny iného vesmíru mali čo i len o máličko väčšiu hmotnosť ako tie v našom vesmíre, spájali by sa s protónmi za vzniku neutrónov, takže by nikdy nemohli vznikať rozmanité prvky, aké vidíme dnes, ba ani vodík. Veľká väčšina vesmírov inflačného multiverza je tak bizarnými svetmi bez života a nám známych štruktúr.

Zdroje:

Greene, B.: The Hidden Reality: Parallel Universes and the Deep Laws of the Cosmos. Knopf, 2011.
Guth, A.: Vesmír na vašem zápraži In: Brockam J. (ed.): Třetí kultra : za hranice vědecké revoluce. Academia, Praha, 2008, str. 276-278.

Páčia sa Vám naše články? Podporte nás

Zdieľajte článok

Tweet