Galaxie z ničeho

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