Otázniky nad veľkým treskom

Na oblohe sa práve odohráva dráma. Bežný model veľkého tresku a vzniku vesmíru, ktorý dnes nájdeme v každej učebnici, sa povážlivo otriasa. To je niečo pre vedcov, ktorí pracujú na alternatívnych modeloch. Otázky, o ktorých sme sa domnievali, že sú dávno zodpovedné, sa znovu objavujú a sú doslova záhadou.

Roky opravovali astronómovia v minulosti ťažko vydobývané obrazy sveta. Vďaka Koperníkovým výskumom stratila Zem v šestnástom storočí svoje výsadné postavenie stredu našej sústavy. Ukázalo sa, že naše Slnko je iba jednou z mnohých iných hviezd v Mliečnej dráhe.

Potom astronómovia prijali teórie veľkého tresku, ktoré vychádzali z výskumov fyzika Georga Gamowa zo štyridsiatych rokov. Podľa nich vznikla všetka hmota následkom jednej jedinej obrovskej explózie. Z horúceho mraku energie sa vytvorili elementárne častice. Atómy a napokon aj galaxie, ktoré sú až doteraz poháňané silou toho jedného jediného výbuchu, sa rozleteli do všetkých strán.

„Problém je,“ sťažuje sa Gerhard Börner z Planckovho astrofyzikálneho ústavu v Mníchove, „že vlastná otázka sveta a jeho vzniku doteraz nie je objasnená.” Mnohé otázky možno ani nikdy objasnené nebudú:

Aký starý je vesmír?

Ako vznikol? Ako vyzeral na svojom začiatku a aké boli konkrétne fyzikálne podmienky jeho začiatku?

Čo bolo pred veľkým treskom? A čo je mimo nášho vesmíru?

Konflikt medzi vesmírnymi bádateľmi je pochopiteľný. Podľa poznatkov astronómov sú najstaršie hviezdy najmenej dvanásť a možno až štrnásť miliárd rokov staré. Nedávne merania vzdialenosti a rýchlosti letiacich nebeských telies, ktoré sa rozleteli pri mohutnom veľkom tresku však dokazujú, že vesmír existuje iba osem až dvanásť miliárd rokov. Staré hviezdy v mladom vesmírnom priestore? To prosto nejde spolu.

Jedným z najdôležitejších parametrov kozmológie je tzv. Hubbleova konštanta. V dvadsiatych rokoch objavil americký astronóm Edwin Hubble, že sa od nás všetky galaxie vzďaľujú, a to tým rýchlejšie, čím sú od nás vzdialenejšie. Táto rýchlosť vzďaľovania bola pre jeho kolegov z odboru dôkazom, že vesmír expanduje v priestore od okamihu veľkého tresku.

Niekoľko pracovných tímov sa pred niekoľkými rokmi sústreďovalo na precízne meranie satelitného teleskopu, aby mohli zladiť vysokú Hubbleovu konštantu, a teda nízky vek vesmíru, s vekom najstarších hviezd. Nové merania vytvorili v starom modeli vzniku vesmíru veľkú trhlinu.

Následky veľkého tresku sa dajú dobre vysvetliť. Hviezdy sa od seba vzďaľujú. Vesmír expanduje.

Pri zrode svetla, pri veľkom tresku, zlyhali fyzikálne zákony. Žiarenie a hmota, ktoré dnes môžu objaviť teleskopy vo vzdialených kútoch vesmíru, by vo svojom prvopočiatku museli byť mimoriadne horúce a boli by museli byť sústredné v neskutočne malom bode.

Žiadnou zo známych matematických rovníc sa nedá tento nulový bod priestoru a času vyriešiť. Matematici vravia tomuto bodu singularita. Musel však existovať nejaký podnet, ktorý na začiatku uviedol vesmír do pohybu. Inak by totiž príťažlivosť všetkých hviezd už dávno spôsobila ich zrážku. Prinajmenšom na zlomok sekundy musela na začiatku času nejaká odstredivá sila existovať, keď spôsobila takú razantnú explóziu

„Štandardný model horúceho veľkého tresku je založený na dohadoch o začiatočných podmienkach. A tie sú veľmi záhadné,” konštatoval americký fyzik Alan Guth už v roku 1981. Preto navrhol model akejsi vesmírnej záplavy. Pomocou teórie o čiastočkách objavil efekt, ktorý pri veľkých energiách a teplotách, aké museli v čase veľkého tresku existovať, pôsobil ako odstredivá sila, a tým mohol prekonávať silu príťažlivosti. Túto teóriu spolurozvíjal aj ruský astrofyzik Andrej Linde. Nedokázal sa však už uspokojiť s predstavou jedného jediného veľkého tresku ako zárodku sveta. Už viac rokov pracuje na vesmírnom modeli Furore. Podľa jeho teórie sa vesmír skladá z množstva na sebe nezávislých expandujúcich bublín.

Ani Lindeho scenár však doteraz nedokáže odstrániť problém štandardného modelu. Jeho vesmír rovnako potrebuje k životu podmienky, ktoré nie je možné dokázať, aby svet mohol existovať podľa platných fyzikálnych zákonov.

Tam, kde fyzika naráža na vlastné hranice, zostáva dosť priestoru pre dávnu túžbu ľudstva, byť predsa len niečím výnimočným a nie iba čírou náhodu sedieť na kuse kamenného úlomku vo vedľajšom ramene špirálovej galaxie, ktorej sa vznešene vraví Mliečna dráha a ktorá sa ničím neodlišuje od množstva podobných spletí hviezd vo vesmíru.

Ako asi musí byť vesmír vybudovaný, aby v ňom mohol vzniknúť život? Túto otázku si v roku 1961 položil fyzik Robert Dicke z Princetonskej univerzity v Spojených štátoch. Vedcov fascinuje názor, že za svoju existenciu vďačíme skutočne veľmi špecifickým vlastnostiam nášho vesmíru:

- Ak by bola sila, ktorá spája atómové jadrá, silnejšia, zmenil by sa takmer všetok vodík v iné chemické prvky. Svet bez vodíku by nielenže neobsahoval vodu, v ktorej pozemský život vznikol, ale neboli by v ňom ani hviezdy ani Slnko.

- Ak by bola príťažlivosť silnejšia, dovolili by prírodné zákony vznik menšieho vesmíru, kde by Slnko mohlo svietiť príliš krátky čas na to, aby sa na Zemi mohol odohrať komplexný evolučný proces všetkého živého.

- Kritická je aj stredná vzdialenosť medzi jednotlivými hviezdami. V našej galaxii je to niekoľko svetelných rokov. Pokiaľ by bola vzdialenosť medzi hviezdami asi tak desaťkrát menšia, nemali by sme veľa šancí na prežitie.

Vedci ako Gerhard Borner pokojne pripúšťajú, že ani ich pohľad na svet sa nezaobíde bez hypotetických prvkov. „Nikdy nebude možné vysvetliť všetko,” na tomto tvrdení sa napokon zhodnú všetci.

(mb)