Galaxie z ničehoVeritasium

Existence planet, hvězd a galaxií nám připadá samozřejmá, protože jsou pro nás viditelné. Ale tyto struktury existují jedině díky povaze ničeho, prázdného prostoru. Ale za vysvětlením se musíme vrátit na začátek. Úplný začátek, až k Velkému třesku. Vždy jsem si myslel, že vesmír začal jako bod a pak se pořád zvětšoval až dodnes.

Ale tak to úplně nebylo. Rozpínání vesmíru má čtyři stádia. Zpočátku se rozpínal rovnoměrně, ale po mikroskopickém zlomku vteřiny se nerozpínal, ale přímo vybouchl. Celý vesmír se zvětšil asi deset na dvacátou šestou krát během velmi krátké doby. Tato doba se jmenuje inflace.

Ale stejně rychle, jako začala, se inflace zastavila. Vesmír se rozpínal i potom, ale pomalejším tempem. Expanze se tedy zpomalovala. Což je přesně to, co byste čekali od vesmíru plného obrovských těles, která se přitahují. Ale před asi 5 nebo 6 miliardami let se expanze zase začala zrychlovat.

A to způsobuje temná energie. Energie vázaná k prázdnému prostoru. Před tímto zlomem byla hustota hmoty dost vysoká na to, aby vše táhla k sobě, což zpomalovalo rozpínání. Ale jakmile vesmír dosáhl určité velikosti, bylo tu dost temné energie, aby začala tělesa tlačit od sebe. A to je fáze, ve které stále jsme. Rozpínání vesmíru se zrychluje.

Tento příběh ale nevysvětluje vznik galaxií, dokud tedy nepočítáte s podstatou ničeho. Většinou si všechno představujeme složené z částic, atomů a elektronů, ale nejlepší fyzikální teorie jsou teorie polí. Podle nich by se měly částice vnímat jen jako excitace v polích. Slovo pole mě vždy zmate, protože si představím... No, pole.

Ale pole je jen něco, co má hodnotu všude ve vesmíru. Takže každá subatomární částice má své pole. Elektronové pole, kvarkové pole, neutrinové pole a tak dále. A kdekoliv je v poli excitace, tedy je tam nějaká energie, tam můžeme částice naměřit. Takže v úplně prázdném vesmíru je hodnota všech polí prakticky nulová.

Ale jde o tohle. Je nemožné, aby pole bylo čistě ploché a nulové. Neexistuje kvantové pole, které by bylo úplně klidné. Podle principu neurčitosti nemůžete vzít částici a dát jí přesně nula energie. Stejně tak to nemůžete udělat s kvantovým polem. Tohle je důležité, protože tyto výchylky jsou malé.

Ovlivňují jen subatomární procesy. Ale během doby inflace se vesmír rozpínal tak neuvěřitelně rychle, že tyto malé fluktuace se nafoukly do měřítka viditelného vesmíru. Bez nich by rozdělení energie ve vesmíru bylo úplně homogenní. Všude stejné. To znamená, že gravitační síla na jakékoliv těleso by byla stejná ve všech směrech.

Nic by se tedy nikdy nespojilo do velkých struktur, které známe. Ale díky těmto fluktuacím byly o něco hustší a řidší místa a ta hustší měla silnější gravitační pole, takže k sobě stáhla okolní hmotu a tím se vytvořila obrovská mračna, ze kterých se později staly galaxie, které obsahují planety a hvězdy a všechno z dnešní doby.

Po těchto fluktuacích jsou vidět stopy ve zbytku záření z Velkého třesku neboli reliktního záření. Kvantové fluktuace v polích byly znásobeny díky běžné fluktuaci hustoty hmoty. A tyto fluktuace jsou vidět až dodnes jako rozdíly v teplotě reliktního záření a nakonec i jako hvězdy, planety a galaxie.

Myslím si, že je neuvěřitelné, že bez těchto fluktuací ve vakuu, bez malých rozdílů, kterých si ani nevšimneme, by náš vesmír mohl být plný akorát ničeho. Alespoň ničeho zajímavého. Překlad: Šaman Bobo www.videačesky.cz