Co nás může světlo naučit o vesmíru?TED-Ed

Jak a kdy se náš vesmír zrodil? Proč vypadá zrovna takto? Jak skončí? Lidé o těchto otázkách diskutují od svých prvopočátků, aniž by dosáhli velké shody. Dnes na těchto odpovědích tvrdě pracují kosmologové. Ale jak může někdo doufat, že najde odpovědi na tak hluboké otázky? A jak je možné zkoumat a studovat něco tak obrovského, jako je vesmír, jehož většiny nikdy nedosáhneme?

Odpovědí je světlo. A i když světlu ze vzdáleného vesmíru může trvat miliardy let, než k nám doletí, tak nese šest unikátních zpráv, které – když se spojí – mohou astronomům, kteří ví, jak je hledat, odkrýt úžasné množství informací. Stejně jako se sluneční světlo dokáže rozptýlit do duhy, tak i rozptyl světla vzdálených objektů má různé barvy v závislosti na zdroji. Tento typický světelný čárový kód může nejen odhalit složení objektu, ale také teplotu a tlak v jeho částech.

Světlo nám toho ale dokáže říct víc. Pokud jste někdy byli na nástupišti, asi jste si všimli, že vlak zní jinak v závislosti na svém směru. Výška tónu stoupá, když se blíží, a klesá, když uhání pryč. Ale ne proto, že vlakový průvodčí trénuje na druhou kariéru. Je to kvůli Dopplerovu efektu, kde se zvukové vlny, generovány blížícím se objektem, stlačují, zatímco ty vzdalujícího se natahují.

Ale co to má společného s astronomií? Zvuk se vakuem nešíří. Ve vesmíru vás nikdo neuslyší křičet. Ale Dopplerův efekt platí i na světlo, jehož zdroj se hýbe mimořádnou rychlostí. Pokud se pohybuje k nám, tak kratší vlnová délka zabarví světlo do modra.

A světlo vzdalujícího se zdroje, s delší vlnovou délkou, bude červené. Takže analýzou barevného vzoru v Dopplerově posunu světla od každého objektu viditelným dalekohledem se můžeme dozvědět, z čeho se skládá, jak je horký a pod jakým tlakem, stejně jako zda se pohybuje, jakým směrem a jak rychle. A těchto šest měření jako šest světelných bodů odhalují historii vesmíru. První člověk, který studoval světlo ze vzdálených galaxií, byl Edwin Hubble.

A světlo, které pozoroval, bylo červené. Všechny vzdálené galaxie se od nás vzdalovaly. A čím dále byly, tím rychleji se tak dělo. Hubble zjistil, že se náš vesmír rozpíná, čímž poskytl první důkaz teorie velkého třesku. Spolu s myšlenkou, že se viditelný vesmír neustále rozpíná z jednoho hustého bodu, je jedna z nejdůležitějších prognóz této teorie, že se raný vesmír skládal jen ze dvou plynů.

Vodíku a hélia. V poměru tři ku jedné. A tuto prognózu můžeme také otestovat světlem. Pokud budeme pozorovat světlo z odlehlé, klidné oblasti vesmíru a rozptýlíme ho, skutečně v těchto proporcích najdeme podpisy obou plynů. Další výhra pro velký třesk. Nicméně i tak mnoho dílků chybí.

I když víme, že se viditelný vesmír rozpíná, tak by ho gravitace měla brzdit. Ale nedávná měření světla ze vzdálených umírajících hvězd ukazují, že jsou vlastně ještě dál. Takže rozpínání vesmíru se ve skutečnosti zrychluje. Zdá se, že ho něco tlačí. A mnoho vědců věří, že tím něčím je temná energie, která tvoří více než dvě třetiny vesmíru a pomalu ho trhá na kusy.

Naše znalosti o chování hmoty a přesnost našich přístrojů znamenají, že pozorování vzdálených hvězd nám může říct o vesmíru víc, než jsme kdy považovali za možné. Ale jsou tu i další záhady jako temná energie, na které jsme si ještě neposvítili. Překlad: Karolína I. www.videacesky.cz