ŽIVOT VESMÍRU: Je v modernej fyzike a chápaní Veľkého tresku miesto pre „Stvoriteľa“?

Ľudia „odjakživa“ hľadajú odpovede na veľké otázky, prečo sme tu, odkiaľ sme sa tu zobrali a ako všetko okolo nás vzniklo? Mýty, bohovia a legendy sprevádzajú náš svet už od čias kognitívnej revolúcie, kedy druh Homo sapiens získal schopnosť rozprávať fiktívne príbehy, čo sa o iných živočíchoch a ľudských druhoch rodu Homo povedať nedá.

Mýty, legendy a náboženstvá

Aktuálne veda dokáže stále lepšie a presnejšie odpovedať na otázky, ktoré boli v minulosti rýdzou záležitosťou náboženstva. V dnešnej dobe sa tak vďaka vede nemusíme spoliehať na príbehy od stredoafrického kmeňa Bošongo, podľa ktorého veľký boh Bumba vyvrátil Slnko a neskôr i Mesiac, hviezdy a všetko čo poznáme.

jcomp/freepik

Nórske mýty naopak rozprávajú o tom, že na začiatku nebolo ani nebo, ani zem, vlastne nebolo vôbec nič iba veľká priepasť. Všetko začalo až vďaka oblastiam mrazu (Niflheim) a ohňa (Muspell) ležiacim od priepasti smerom na sever a juh. Oheň rozpustil nepatrné množstvo mrazu, zo vzniknutých kvapiek vznikol obor Ymi, ktorý sa živil mliekom z kravy Audhumla.

Podobné náboženské príbehy však môžeme nájsť v každom období našej existencie. Veď už len taká soška „levieho muža / levej ženy“ zhotovenej zo slonoviny pred 32 000 rokmi je vysoko pravdepodobným dôkazom náboženstva. Ak by sme chceli byť úplne presní, mala by byť dôkazom animizmu (prípadne ľudskej mysle predstaviť si neexistujúce veci), čo nie je konkrétne náboženstvo, ale skôr súhrnný názov pre množstvo odlišných kultov, názorov a náboženstiev.

Od týchto čias však uplynulo množstvo času, veda disponuje odpoveďami a informáciami, o ktorých sa nám možno ešte pred desiatkami rokov ani len nesnívalo. Ako teda veda odpovedá na tieto veľké otázky a čo hovorí o samotnom vzniku vesmíru?

Čo hovoria súčasne poznatky?

Momentálne najakceptovanejšia teória pôvodu nášho vesmíru sa zameriava na udalosť, ku ktorej došlo pred 13,7 miliardami rokov. Udalosť poznáme pod názvom Veľký tresk a je široko prijímaná ako „výbuch“, ktorým zo superhustého a superhorúceho stavu vznikol vesmír.

Známe grafické znázornenie počiatku nášho vesmíru znázorňujúce expanziu. NASA / WMAP

Akceptované fyzikálne modely naznačujú, že vesmír ako ho poznáme dnes vznikol zo singularity, kde bolo meranie času a veľkosti bezpredmetné a tlak, a teplota nekonečná. Kozmologický model vesmíru zahŕňajúci Veľký tresk tiež predpokladá, že na začiatku času v singularite Veľkého tresku bola hustota a zakrivenie časopriestoru nekonečné.

Azda najkritickejšiu úlohu v tejto teórii zohráva poznatok o rozpínaní vesmíru. O rozpínaní vieme vďaka tzv. červenému posunu, ktorý veľmi zjednodušene hovorí o vzďaľovaní astronomických objektov, pričom čím rýchlejšie sa daný objekt posúva, tým väčší je červený posun.

Vzhľadom na to, že objekty sa vo vesmíre neustále vzďaľujú, možno predkladať, že niekedy dávno v minulosti museli byť naozaj veľmi blízko seba. Inak povedané, extrapoláciou rozpínania vesmíru späť v čase sa dostaneme až do „bodu“ gravitačnej singularity.

Ako už zosnulí Stephen Hawking niekoľkokrát spomenul vo svojich knihách, mnoho vedcov na počiatku týchto zistení nebolo nadšených teóriou, v ktorej mal vesmír svoj počiatok. Predstavovalo to pre nich zlyhanie fyziky a odvolávanie sa na „vonkajšieho činiteľa“ (Stvoriteľa). Preto boli v minulosti moderné najmä teórie o tom, že vesmír nemal počiatok i napriek jeho súčasnej expanzii.

Ak sa ešte na chvíľu vrátime v čase, zistíme, že prvým, kto predložil návrh, že vesmír mal svoj počiatok, bol belgický kozmológ a rímskokatolícky kňaz Georges Edouard Lemaître. Neskôr Lemaître na základe pozorovaní Edwina Hubbla dokázal predpovedať vzťah medzi vzdialenosťou a rýchlosťou vzďaľovania galaxií. Z uvedeného si dokázal odvodiť, že vesmír sa rozpína a v roku 1931 dospel k hypotéze o vzniku vesmíru z „prvotného atómu“ (dovtedy prevládali teórie „statického vesmíru“).

Najkritickejší objav o minulosti vesmíru

Rukolapný dôkaz o tom, že vesmír mal svoj počiatok priniesol až rok 1965 a objav, respektíve detekcia slabého mikrovlnného pozadia (veľmi slabé elektromagnetické žiarenie, ktoré prichádza z vesmíru zo všetkých smerov a je pozostatkom obdobia krátko po Veľkom tresku).

Podľa Hawkinga je jedinou rozumnou interpretáciou mikrovlnného pozadia to, že ide o žiarenie predstavujúce pozostatok horúceho a hustého skorého stavu vesmíru.

Mapa nepatrných teplotných zmien v mikrovlnnom pozadí. NASA/ WMAP

Súčasne akceptované modely predpokladajú, že všetko žiarenie i hmota vo vesmíre postupne chladnú takým spôsobom, že akonáhle sa vesmír zdvojnásobí, teplota poklesne o polovicu. Teplota je v tomto prípade nesmierne podstatná, keďže má priamy vplyv na to, aké častice sa vo vesmíre pohybujú, aké rýchlosti dosahujú a ako správajú. Ako sme už spomínali, v gravitačnej singularite, kde bolo meranie času a veľkosti bezpredmetné, mal vesmír nulový objem a nekonečnú teplotu.

V čase 10^-36 až do 10^-32 sekúnd po singularite došlo ku kozmologickej inflácii, extrémne rýchlej a exponenciálnej expanzii objemu skorého vesmíru. Teplota dosahovala závratných 10²⁷ stupňov Celzia a vo vesmíre prevládali kvarky a antikvarky.

Po zastavení kozmickej inflácie vznikla prvá hmota, ktorá sa považuje  za jednu gigantickú zmes kvarkov interagujúcich v mori gluónov, pričom tento stav hmoty v súčasnosti poznáme pod názvom kvark-gluónová plazma.

O niečo neskôr v čase 10^-10 sekundy pri teplote 10¹⁵ stupňov Celzia začali vznikať protóny a neutróny, až napokon 1 sekundu po Veľkom tresku pri teplote 10¹⁰ stupňov Celzia bol vesmír tvorený protónmi, elektrónmi, antielektrónmi, fotónmi a neutrínami, upozorňuje portál Space.

Približne 100 sekúnd po Veľkom tresku poklesla teplota na príjemnú miliardu stupňov. Pri tejto teplote sa protóny a neutróny mohli začali spájať a vytvárať jadrá deutéria. Jadra ťažkého vodíka sa postupne začali zlučovať s ďalšími protónmi a neutrónmi, pričom vznikali jadrá hélia.

Zobraziť celú galériu (3)

Pixabay

Ako píše portál NationalGeographic, po prvých troch minúta už boli protóny a neutróny zlúčené do jadier vodíka a hélia, pričom podľa dostupných informácií tvoril vodík až 75 % hmoty.

V najbližších niekoľkých hodinách tvorba hélia a ostatných prvkov utíchla a nasledujúcich približne 380 000 rokov sa nič „zábavné“ neudialo. Odhaduje sa tiež, že prvých 380 000 rokov bol vesmír jednoducho príliš horúci na to, aby mohlo svietiť nejaké svetlo. Po uplynutí tejto doby a poklese teploty len na niekoľko tisíc stupňov sa látka a žiarenie začali od seba navzájom oddeľovať a elektróny a jadrá viazať, a vytvárať prvé atómy.

Na počiatku boli tieto atómy ionizované (neboli v nich elektróny). Vďaka chladnutiu vesmíru však ióny začali zachytávať elektróny a vznikali neutrálne atómy. Na konci tejto rekombinácie bola väčšina protónov viazaná už v neutrálnych atómoch, fotóny sa mohli konečne voľne pohybovať a vesmír sa stal priehľadným. Fotóny pochádzajúce z tohto obdobia dnes môžeme pozorovať v podobe spomínaného kozmického mikrovlnného pozadia

Pretože v tomto momente ešte neexistovali žiadne hviezdy ani iné astronomické objekty, vesmír upadol opäť do tmy. Vesmír sa naďalej samozrejme rozpínal a ochladzoval, až sa napokon o niekoľko miliónov rokov neskôr objavili miesta, kde expanziu zastavilo zvýšené gravitačné priťahovanie.

A bolo svetlo

Na týchto miestach vďaka gravitačnému kolapsu začali vznikať prvé hviezdy a kvazary, pričom ich žiarenie opäť ionizovali okolitý vesmír. Prvé hviezdy patria v súčasnosti do tzv. populácie III, čo vzhľadom na to, že sa nám takto starú hviezdu zatiaľ nepodaril objaviť, je len hypotetická skupina najstarších hviezd. Predpokladá sa, že boli extrémne veľké, horúce a neobsahovali žiadne ťažké prvky (ťažšie ako hélium) a mali len relatívne krátku životnosť.

Piliere zrodu hviezd, vzdialené medzihviezdne mračno. Zdroj: NASA, ESA

Prvky ťažšie ako hélium hviezdy nemohli obsahovať z veľmi jednoduchého dôvodu, tieto prvky zatiaľ neexistovali. Ťažšie prvky začali vznikať až kolapsom týchto staručkých hviezd a vziknuté ťažśie prvky poslúžili ako „surovina“ pre vznik ďalšej generácie hviezd.

V súčasnosti sú generácie hviezdy rozdelené do tzv. hviezdnych populácií, pričom prvá generácia hviezd, je označená ako populácia III a najmladšie hviezdy, ako naše Slnko, sú označené ako populácia I (najväčšia metalicita). Najstarší známy typ hviezdy patrí do hviezdnej populácie II, ktorá by mala byť priamym nasledovníkom populácie III, alebo prvej generácie hviezd.

Skrátka a jednoducho, prostredníctvom „smrti“ najstarších hviezd začali vznikať nové prvky, supernovy, čierne diery, neutrónové hviezdy. O 500 miliónov až 1 miliardu rokov neskôr začali v dôsledku kolapsu obrovského množstva hmoty vznikať prvé galaxie, pričom na začiatku tohto procesu vznikali hviezdy hviezdnej populácie  II.

Neskôr vzájomným priťahovaním galaxii začali vznikať skupiny, kopy a superkopy galaxií. Neskôr, približne o 9 miliárd rokov po Veľkom tresku začal kolabovať molekulárny mrak, z ktorého vzniklo Slnko a celá slnečná sústava.

Kde je miesto pre Stvoriteľa?

Aby sme sa však dostali k odpovedi. Keďže súčasné teórie predpokladajú, že vesmír mal svoj počiatok, z ktorého sa zrodila energia a priestor, náboženstvá si môžu nárokovať práve toto miesto pred začiatkom pre svojho Stvoriteľa. Práve Stvoriteľ mohol vytvoriť všetok priestor a energiu, a stáť za Veľkým treskom.

Čo ak Veľký tresk jednoducho nič nezapríčinilo?

Ako sa potom vesmír zhmotnil z ničoho? Odpoveď môže byť skrytá v existencii tzv. negatívnej energie. Okrem toho, že Veľký tresk vytvoril množstvo energie, vyprodukoval aj rovnako veľké množstvo negatívnej energie. Podľa prírodných zákonov to znamená, že súčet týchto energií je rovný nule, a teda ak vesmíre vo výsledku dáva nulu, kde je miesto pre Stvoriteľa?

Čítajte viac z kategórie: Novinky