Poselství doby, kdy se rozsvítily hvězdy

S ohledem na tragédii raketoplánu Columbia NASA posunula tiskovou konferenci prezentující nejmladší a nejpřesnější portrét raného vesmíru o týden, na 11. února. Netrpělivě očekávané výsledky měření družice WMAP vzápětí ukončily řadu vleklých kosmologických sporů. Vyjasnilo se množství dosud otevřených otázek. Teprve nyní však vědci začínají postupně pátrat po příčinách a důsledcích ohromujících zjištění.

Pohled na pestrobarevnou elipsu (viz foto), na níž horké oblasti svítí červeně a žlutě, zatímco studené zeleně a modře, je ve skutečnosti portrétem mladičkého vesmíru pouhých 380 tisíc let poté, co se zrodil Velkým třeskem. "Světlo, které dnes zachycujeme jako mikrovlnné pozadí, k nám putovalo přes 13 miliard let, uvedl ve svém prohlášení NASA (www.nasa.gov/). "V tomto světle lze zaznamenat nekonečně malé rozdíly předznamenávající zárodky toho, co později přerostlo ve shluky galaxií a vesmír, který teď vidíme."

Chod proti směru času

Pohyb do dlouhodobě celkem neměnných představ o vesmíru vnesl ve 20. letech minulého století Edwin Hubble, když odhalil, že se od nás galaxie vzdalují a vesmír se tudíž rozpíná. Z chodu proti toku času k bodu nula pak logicky vyplynulo, že se vesmír smršťuje, zhušťuje a stoupá v něm teplota - vznikla teorie Velkého třesku.
Expandující vesmír se musel postupně ochlazovat a řídnout do jistého okamžiku, kdy se v něm objevilo vysoce energetické prapůvodní záření, jež prvně zachytili vědci z Bellových laboratoří v roce 1965 a nazvali je kosmickým mikrovlnným pozadím. Nepatrné kolísání jeho teplot prozrazuje nehomogenní rozložení hmoty v mladém vesmíru a napovídá, jak se z původně jednolité masy začínaly formovat zárodky hvězd a galaxií (viz kresbu dole).
Nadšení mezi vědci vzbudila mikrovlnná mapa celého vesmíru z družice WMAP (viz info). Satelit pracoval od druhé poloviny roku 2001. "Jeho práce hodně připomíná snímání otisků prstů," prohlásil na serveru space.com David Spergel z Princeton University. Otisk dávného vesmíru lze pustit po časové ose kupředu a porovnávat jej s pozorováními moderního vesmíru. "Je úžasné, co jsme zjistili. Všechno to sedí."

Hranice nedosažitelnosti

Družice WMAP, která bude pracovat nejméně ještě tři roky, potvrdila, že historii vesmíru nejlépe popisuje právě teorie Velkého třesku. Co se ale dělo před ním?
"V kosmologii se postupuje tak, že se zabývá jen obdobím po Big Bangu. To lze dělit na ranou fázi, kdy byl vodík ve vesmíru ještě plazmatický, a na pozdější dobu," řekl Hospodářským novinám Attila Meszaros z Astronomického ústavu UK, odborník na reliktní záření (záření pozadí). "Družice WMAP určila tento časový předěl, jinak zvaný též 'doba rekombinace vodíku', na dobu 380 tisíc let po Velké třesku. Doba před rekombinací není přístupná přímým pozorováním, doba po ní již ano. Klíčový význam reliktního záření je v tom, že pozorujeme přímo období v době rekombinace."
Samotný vznik vesmíru však zůstává otevřenou otázkou, na kterou věda nedokáže najít odpověď. "Fyzikální teorii lze samozřejmě vytvořit, ale každá teorie musí umět předpovědět důsledky pro dnešek," vysvětluje A. Meszaros. "Navíc ta předpověď musí přinést něco originálního, opravdu nového. V rámci dnešní fyziky to zatím nejde."
[*]

Co prozrazuje mapa raného vesmíru (družice WMAP)
Stáří vesmíru činí 13,7 miliardy let s přesností na jedno procento.
První hvězdy se rozzářily 200 tisíc let po Velkém třesku.
Na složení vesmíru se normální hmota podílí jen čtyřmi procenty, 23 % připadá na záhadnou studenou tmavou hmotu a 73 % na tmavou energii urychlující rozpínání.
Vesmír, který v počátečním stadiu prošel rychlou expanzí (hyperinflací), se bude navždy rozpínat.
Geometrie vesmíru je plochá, dvě rovnoběžky se v něm nemohou protnout v libovolně velké vzdálenosti.

Základní informace o družici Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP)
Satelit vynesený 30. června 2001 raketou Delta II se původně jmenoval MAP. Název byl rozšířen na počest amerického kosmologa Davida Wilkinsona, který zemřel v září 2002.
Stanoviště: Druhý Lagrangeův bod L2 vzdálený 1,5 miliónu kilometrů od Země, ve kterém se vyrovnává přitažlivost Slunce a Země a nepůsobí tam rušivé vlivy.
Rozměry a hmotnost: Výška pět metrů, šířka 3,8 metru, hmotnost 840 kilogramů
Předpokládaná aktivní činnost: do roku 2006
Pramen: NASA

Související