Je náš vesmír na pokraji zhroucení?  
Rozpínání vesmíru teď sice zrychluje, přesto je ale možná osudem vesmíru brzký zánik v drtivém Velkém křachu. Alespoň podle konceptu sekvestrace energie vakua Standardního modelu.



Čeká vesmír Velký křach? Kredit: smilingbounder / deviantart.
Čeká vesmír Velký křach? Kredit: smilingbounder / deviantart.
Podle mainstreamových představ astrofyziků je náš vesmír plný temné energie, díky níž se tento vesmír nejen rozpíná, ale navíc, oproti veškerému očekávání, jeho rozpínání zrychluje. A to je pro lidi, kteří se zajímají o osud vesmíru, pořádná jízda. Jak to tohle všechno jednou skončí?


Nemanja Kaloper. Kredit: UC Davis.
Nemanja Kaloper. Kredit: UC Davis.
Možná je konec blíž, než by se zdálo. Možná je náš vesmír na samotném pokraji zhroucení. Přichází s tím pozoruhodná studie, jejímiž autory jsou Nemanja Kaloper z Kalifornské univerzity v Davisu a Antonio Padilla z Nottinghamské univerzity, a která se nedávno objevila v online vědeckém časopisu Physical Review Letters. Podle jejich výpočtů hrozí kolaps vesmíru bezprostředně, tedy bezprostředně v kosmologickém měřítku pár desítek miliard let. Nebude to zrovna přes noc, ale pro astrofyziky je to podle všeho hodně brzy.


Tony Padilla. Kredit: T. Padilla.
Tony Padilla. Kredit: T. Padilla.
Studie Kalopera a Padilly se ani tak nesnaží odhadnout konec našeho vesmíru, ale nabízí mechanismus, s nímž by bylo možné vyřešit některé trpké záhady astrofyziky. Soustředí se hlavně na ono nešťastné zrychlování rozpínání vesmíru a na to, co by vlastně měla být temná energie zač. Tyto otázky souvisejí s problémem kosmologické konstanty, s níž se pral už Albert Einstein a kterou ze světa mrtvých fyzikálních hypotéz vyvolaly právě dohady kolem povahy temné energie.


Jsme ve fázi zrychlování rozpínání vesmíru. Co bude ale dál? Kredit: Coldcreation / Wikimedia Commons.
Jsme ve fázi zrychlování rozpínání vesmíru. Co bude ale dál? Kredit: Coldcreation / Wikimedia Commons.
Kaloper s Padillou jsou přesvědčeni, že se vydali zcela novou cestou k řešení tohoto legendárního problému dnešní fyziky. Jejich hypotézu prověří čas, ale prozatím jsou optimističtí. Pomocí relativně jednoduchého přeformulování obecné relativity se jim povedlo sekvestrovat, izolovat energii vakua Standardního modelu od hmoty (sequestration of vacuum energy). Po tomto zásahu není energie vakua, ať ž klasická anebo kvantová, zdrojem zakřivení vesmíru.



Podle Kaloperova a Padillova mechanismu náš vesmír vznikl, prošel fází kosmologické inflace, vyvinul do dnešního stavu zrychlujícího rozpínání a za nějaký čas se jeho rozpínání překlopí do smršťování, které skončí Velkým křachem (Big Crunch). Jejich rovnice prý krásně sedí na pozorovanou historii vesmíru: Navíc je to jeden z prvních modelů, které obsahují zrychlování rozpínání vesmíru, aniž by zároveň pečlivě ladily počáteční podmínky při vzniku vesmíru.


Temná energie stále straší ve vesmíru. Kredit: Szczureq / Wikimedia Commons.
Temná energie stále straší ve vesmíru. Kredit: Szczureq / Wikimedia Commons.
Jak se nedávno vyjádřil Pavel Bakala z Ústavu fyziky Filozoficko-přírodovědecké fakulty Slezské univerzity v Opavě o věčném kvantovém vesmíru, celé je to ve stadiu velmi ranné hypotézy. Oba vědci hodlají na svém nápadu intenzivně pracovat. Budou ho testovat v prostředí teorie strun, naroubují ho na kvantovou gravitaci a časem se ukáže, za co jejich sekvestrace energie vakua stojí. Pokud uspějí, tak to bude znamenat, že zrychlování rozpínání vesmíru, které svého času vědce tolik šokovalo, v sobě vlastně ukrývá důkaz brzké zkázy. Šok na druhou, dalo by se říct. Celou záležitost budeme i nadále sledovat.






Video: Tony Padilla: Sequestering the Standard Model Vacuum Energy


Video: Padilla: Will the LHC destroy the world?



Literatura

PhysOrg 23. 3. 2015, Physical Review Letters 114: 101302 (online 10. 3. 2015), Wikipedia (Cosmological constant).

Autor: Stanislav Mihulka
Datum: 26.03.2015 05:58
Tisk článku

Přízraky - Bálková Barbora
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 90 Kč
cena: 80 Kč
Přízraky
Bálková Barbora

Diskuze:

Poznámka k Ivanovi

Anton Matejov,2015-04-01 11:39:48

Áno sú aj teórie zrazených vesmírov. Tam by sedeli vaše úvahy. Predstavte si vriacu vodu a bubliny v nej ako energiu vesmírov.
Bubliny sa môžu aj zraziť. Čiže môžeme žiť v zrazených vesmírov. Alebo aj inak v bubline vzniká ďalšia bublina. Toby tiež mohlo znamenať, že žijeme v dvoch svetoch.
Pozrite aj teórie holografického vesmíru, tam sa najviac približujú vaše úvahy.Tie riešia aj informačný paradox.
Nedaju sa zatiaľ vylúčiť tieto teórie. Takýmto úvaham naznačujú aj fakty ako dualita. Nepochopili sme dobre ešte viac dimenzii. Teórie strún pripúšťajú až 11 dimenzii.
V časopise Kozmos som čítal aj teóriu, že náš vesmír vznikol kolapsom štvordimenzionálnej hviezdy. A tento model je v súlade s výsledkami satelitu Plank na 95%.
Roger Penrose (súčasný brilantný matematik a fyzik, spolupracoval aj s Hawkingom na teóriach čiernych dier, prišiel s teóriou, že naše informácie sa ani po smrti nestrácajú vo vesmíre. Teda tiež asi predpokladá viac svetov.

Odpovědět

Myslím si že "vědci" se mýlí,

Karel Rabl,2015-03-30 06:17:58

ne velký třesk ale téměř "věčně" padající energie (hmota) tedy opak velkého třesku, i když to vypadá jako velký třesk vezmeme li "zrdcadlový" pohyb může tro být přesně obráceně a odpadly by problémy s temnou energií i hmotou protože by to byly zbytkové energie při pádu hmoty do prostoru i zdánlivé zrychlování galaxií, kdy my se pohybujeme a galaxie stojí jako hrana ve vodopádu, ale nám se zdá že zrychlují protože čím dále od "hrany" je pohyb této "hrany" zdánlivě rychlejší samozřejmě se pohybujeme s celým vesmírem jen ty vzdálené a vzdálenější galaxie "vidíme do 12,5 miliard let" se zdánlivě pohybují.

Odpovědět


Tento model

Ivan Čech,2015-03-30 22:09:43

by mohl navozovat úvahou o dvou světech. Náš vesmír, který můžeme pozorovat a zkoumat se nalézá v prostředí jiného světa, pro nás nedostupného. I když náš vesmír je ucelený systém, tak se nevylučuje, že je ovlivňován působením z jiného, vyšího systému, jehož prostředí ho obklopuje a prostupuje. Můžeme pouze pozorovat neuchopitelné projevy světa, který je jiný než náš vesmír a platí tam jiné zákonitosti. Takže energie jako vodopád by mohla přepadat přes hranu nad kterou nevidíme. Mohl by to být takový obrácený horizont událostí.

Odpovědět


Vy s tím vodopádem koukám nedáte pokoj

Jenda Krynický,2015-03-31 22:23:48

.

Odpovědět

RE:Teorie

Jiří Gutman,2015-03-30 01:00:02

Zrychlené množení teorií může být způsobeno dvěma způsoby:
- pozitivní pohled, mění se paradigma vědy, jak tomu bývalo i v minulosti v souvislosti s novými objevy
- pesimistický pohled, ještě jsme nedocenili "úžasnou lehkost", kterou nám přináší internet

Odpovědět

Vidíme

Ivan Čech,2015-03-29 23:42:44

Odpovědět

Anton Matejov,2015-03-29 12:52:00

Odpovědět

Skúšam ísť na to trochu inák

Anton Matejov,2015-03-28 06:49:32

Koľko máme zatiaľ definovaných základných síl v kvantovej fyzike? 1.elektromagnetickú, 2. silnú 3. slabú 4. gravitačnú
V podstate sa vo vesmíre vznikajú pri termonukleárnych reakciách vo hviezdach, alebo aj naopak pri rozpade slabo interagujúce častice, ako neutrína. Neutrína už takmer neinteragujú s ostatnou hmotou a nepodieľajú sa výrazne na 1. elektromagnetických interakciách a silných interakciách.
Čo sa deje celkovo?
Celkovo strácajú na podielu energie vo vesmíre najmä elektromagnetické polia a silné polia v prospech slabých interakcii,polí. Elektromagnetické interakcie a silné interakcie sú ale väzobné sily. Rôzne väzby určujú celkovú energiu a teda aj gravitačný potencionál lokálnej sústavy na určitej úrovni. Tie sa strácajú, oslabujú napríklad v prospech neutrín a podobne.
( dám teleso vyššie od povrchu Zeme stráca na váhe. Ak zmeriam váhu zohriatej napríklad tekutiny, tak objem zohriatej kvapaliny toho istého objemu je ľahší. Ale celková energia sa nemení. )
Vesmír sa zrýchlene rozpína teda niekde musí transformovať energiu ktorá sa prejavuje rozpínaním.
V neprospech čoho stráca rozpínajúci sa vesmír energiu? Ide si to predstaviť zatiaľ len ak pripustíme v neprospech celkovej energie elektromagnetických a silných síl a polí. Silne a elektromagnetické sily, polia sa podieľajú najmä na interakciách hmoty na úrovní atómoch a jadrových síl. Teda je jasne že jadrové sily a hmota na úrovni atómoch stráca na energii a gravitácii a počte zastúpenia v našom vesmíre v neprospech slabých sil.Čo sa prejavuje expanziou nášho vesmíru čo aj pozorujeme.
Ako ale zatiaľ definujeme tmavú hmotu a energiu. Jedine čo zatiaľ vieme, že sa neskladá s atómoch. Ale tak môžno vysvetliť aj častice a polia slabej interakcie, alebo aj neutrína.

Z ďalšieho hľadiska kvantovej fyziky a teórii, niekde existuje namenší účinok sily, časť nejakej hmoty v našom vesmíre sa teda musí zákonite dostávať na najmenšie možné hodnoty a zamŕza v čase. Je celkom možné že aj plankové konštanty najmenších účinkoch, sa rozpínamim a v čase menia, ich hodnoty stúpajú. Potom sa ale čoraz viac hmoty a energie dostáva na hranicu zamrznutia. Teda sa už pramálo podieľajú na premene energie a gravitácii vesmíru. Celkové to zapríčiňuje, že celkove je vesmír čoraz ľahší. Ak je vesmír čoraz ľahší zapríčiňuje zrýchlenie rozpínania vesmíru a teda aj tmavú energiu (alebo sa na nej s časti podieľa.)

Odpovědět


Čoraz ľahší?

Rene Mikolas,2015-03-28 13:27:45

Tak to ma nenapadlo.
Ale ak sa zrýchľuje, aj čoraz ľahší jeho hmotnosť rýchlosťou narastá.
Jedine že by účinok "čoraz ľahkosti" bol prevažujúci nad prírastkom hmoty od "čoraz rýchlosti".

Odpovědět

jasně

Tomáš Matějka,2015-03-27 13:47:28

mě by třeba zajímalo jak létaly Vimāny nebo o čemže to vlastně pojednává Vaimānika Shāstra atd...

Odpovědět


Celkem o ničem.

Jiří Novák,2015-03-27 14:29:12

Je to fantazie nějakého Inda někdy z období 1. světové války nebo o něco málo později. A je to ilustrované obrázkama, víceméně převzatýma z verneovek. A postmoderní ezoterické ovce si z toho vyrobily další modlu.

Co má váš dotaz společného s rozpínámin vesmíru, toď větší záhadou.

Odpovědět

Newton dodá odvahu aj laikovi

Rene Mikolas,2015-03-27 08:01:35

Keď oponenti vytýkali Newtonovi, že jeho integrály a diferenciálny počet nemôžu byť dobré, lebo sa tam vyskytuje delenie nulou, odpovedal Newton, ešte neznalý ako sa počíta s limitami, takto:
"Ale funguje to!"
V tomto zmysle teda aj ja napadám obrázok "Temná energie straší ve vesmíru" a to preto, lebo mi tam chýba Ordinary Energy. Prečo tam chýba???
A ďalšia otázka. Ako interaguje energia s hmotou? Podľa mňa nijako. Viem, že môžete namietnuť: "A čo slnečný vietor?" Podľa mňa je to interakcia hmoty s hmotou, teda ich hybností. Mýlim sa až tak veľmi?

Odpovědět

... hrozí kolaps vesmíru bezprostředně...

Petr Zubrický,2015-03-27 00:17:40

Rád čtu články pana Mihulky pro jejich odbornost a serióznost. Toto ale trochu uteklo:"Podle jejich výpočtů hrozí kolaps vesmíru bezprostředně, tedy bezprostředně v kosmologickém měřítku pár desítek miliard let. Nebude to zrovna přes noc, ale pro astrofyziky je to podle všeho hodně brzy."
No nevím, Big Bang se obecně "datuje" do doby před cca 1,5 desítkou miliardy let. Tedy, ani ne před pár (doslovně) desítkou miliard let. Jestli tedy zkončí po asi pár desítkách miliard let, tak jsme dnes někde kolem, řekněme, 30%. A ten konec není tak docela "hodně brzy" s ohledem na to kdy "začal".
Jasně, vše je relativní, vzhledem k předpovídané době "vypaření" černých děr Hawkingovým zářením je to opravdu brzy.

Odpovědět


1,5 miliardy?

Marcel Koníček,2015-03-27 08:00:10

kde jste na to číslo přišel??? Pokud se já nepletu tak velký třesk (či aspoň kosmická inflace) se datuje do cca 13,8 miliardy let. A když si vezmete že podle některých modelů má vesmír skončit tepelnou smrtí cca za 10 na stou let tak pár desítek miliard let je opravdu nic.

Odpovědět


1.5 desítky miliard :-)

Jenda Krynický,2015-03-27 16:51:42

.

Odpovědět

AKO SKONČÍ VESMIR? A ČO BUDE POTOM?

Rene Mikolas,2015-03-26 22:54:26

Náš vesmír skončí maximálnou entropiou. Homogénnym chaosom. Všetko hmotné a tiež svetlo, budú “vcucnuté” v supermasívnych Čiernych dierach (Black Holes), ktoré zároveň zatvoria priestor a čas. Čierne diery ako objekty - komplexy Hmoty a Tmavej hmoty. Pozorovateľ vo svete Hmoty nevidí pozorovateľa vo svete Tmavej hmoty - sú to dva rozdielne priestory, ale gravitačne na seba pôsobia. Zo štyroch známych síl, hmote vlastných, zostane len gravitácia. Čierne diery sa teda gravitáciou k sebe priblížia, stuhnú buď do jednej, alebo za súčasného vyparovania Hawkingovým žiarením do sveta neinteragujúcich energií (transformáciou hmoty na energiu), a zmizne posledná ako hmotný objekt. Svet bude znova v stave ako pred singularitou.
Potom prvý a v zápätí druhý Veľký tresk, už opakovane, ztransformujú energiu na hmotu a roztvoria znova priestor a čas.
Pred singularitou existuje len svet energie, bez hmoty, priestoru a času. Všetko funguje podľa Zákona zachovania energie (alebo hmoty) a rovnice o alternácii energie a hmoty
E = m×c^2.
TEDA ešte raz inak - HYPOTÉZA DVOJITÉHO TRESKU
Hypotéza Dvojitého tresku predpokladá dve takéto inflácie (Hmoty a Tmavej hmoty), ktoré už interagujú (spolupôsobia pomocou gravitácie), ale vytvárajú dva nezávislé priestory. Svetlo z jedného nepreniká do druhého. Sú navzájom neviditeľné. Dvojitý tresk môže vytvoriť to očakávané eldorádo gravitačných vĺn a dá sa ním vysvetliť aj dočasné(?) zrýchľovanie rozpínania vesmíru. Ako vieme dve exponenciálne funkcie vytvoria rázovú vlnu a po nekonečnom (dostatočne dlhom) čase je ich rozdiel nulový. Nastáva maximálna entropia a čierne diery nasávajú chaos a rozbitú hmotu a samy sa rozkladajú na energiu prostredníctvom Hawkingovho žiarenia. Zánikom poslednej masívnej super Čiernej diery sa objavuje nový svet - svet energie bez hmoty, priestoru a času.
A tak sa Veľké tresky a Veľké krachy donekonečna opakujú.
Energia a hmota boli vždy.

Odpovědět


A potom idealisti versus materialisti

Rene Mikolas,2015-03-26 22:57:58

Idealisti tvrdia, že: Každý dôsledok má svoju príčinu! Tou prvou príčinou je boh.
*
Materialisti tvrdia: Každá príčina má svoju príčinu! Svet existuje bez boha. Ide o nekonečnú množinu na seba naväzujúcich udalostí, do seba sa reťaziaci, do seba uzatvorený svet príčin - nikdy nekončiaceho pohybu bez prvej príčiny.
Je to svet ABSURDITY - bez účelnosti a bez zmyslu.
Potvrdzuje to Zákon zachovania a zaklincováva to rovnica o alternácii energie a hmoty E = m×c2 . Zákon i rovnica hovoria v podstate to isté.

Odpovědět

asi by bylo

Mojmir Kosco,2015-03-26 21:16:30

možné říct nejprve kolik pohybů vesmír vůbec má zda jenom jeden rozpínání(vzdalují se objekty i mezi sebou nebo jenom zdánlivě od země. Nebo se točí dokola ( zaznamenal jsem návrhy že vesmír má podobu čočky)nebo skáče jako jojo v rámci multivesmíru? A kolik má vůbec rozměrů a je spojitý ( teorie strun ¨)

Odpovědět


Pozorujeme

Ivan Čech,2015-03-29 23:51:32

Odpovědět


V určitém

Ivan Čech,2015-03-30 00:23:26

rozměru jsou obsaženy nižší rozměry. Pozorujeme a používáme to co je obsaženo v rozměru ve kterém se nacházíme. Variabilita je v této činnosti nedohledná.

Odpovědět


Nevim co s druhou stranou

Mojmir Kosco,2015-04-01 09:44:38

Newtonova vědra -A ke všemu se domnívám se že dokud nebudeme vědět kolik energie je skryto v částici ,neboli kolik pohybů hmota v rámci našeho vesmíru vykonává bude nám chybět něco k uchopeni materie

Odpovědět

Teorie

Ivan Čech,2015-03-26 13:30:31

Zdá se, že v poslední době se zrychluje množení astrofyzikálních teorií. Co je za tím? Co o světě viditelném a neviditelném říkají starodávné texty? Sbližují se, nebo se rozcházejí se současnými teoriemi?

Odpovědět


Daniel Konečný,2015-03-26 14:16:34

Starodávné texty jsou natolik "metaforické", že říkájí to, co chcete aby říkali.

Odpovědět

Jaké jsou vlastně důkazy pro zrychlené rozpínaní

Petr Vana,2015-03-26 09:46:19

Jaké jsou vlastně důkazy pro zrychlené rozpínaní vesmíru? Když se podívám na wiki, tak nějčastějším důkazem je větší rudý posuv vzdálenějších galaxií. Ale to je přeci důkaz úplně opačný. Neboť světlo, ze vzdálenějších galaxií k nám putuje delší dobu, tak se vlastně díváme dále do historie...Takže nám tento rudý posuv spíše říká, že v minulosti bylo rozpínání rychlejší než nyní. Jak to tedy je?

Odpovědět


Milan Baran,2015-03-26 09:58:50

Myslím, že ani údaj policajného radaru nezávisí na tom, ako je auto ďaleko. Len rozozná, že vzdialenejšie auto ide rýchlejšie/pomalšie ako bližšie auto.

Odpovědět

Co zabrzdí rozpínání a vrátí do singularity?

Jaroslav Mrázek,2015-03-26 08:16:57

Nebo "KDO" ????? :-)

Odpovědět


Radka Sladká,2015-03-26 14:58:05

Tak logicky, asi dojde šťáva, ne?

Odpovědět

jistě

May Sider,2015-03-26 06:53:10

jistě, vesmír se rozpíná kvůli temné energii
a hozená kulička z kopce taky zrychluje kvůli temné energii
rádoby fyzikové melou a melou a melou

Odpovědět


Marcel Koníček,2015-03-27 08:04:59

Nikoli, hozená kulička z kopce se zrychluje kvůli gravitační interakci, která táhne věci k sobě. Vysvětlit, proč se věci od sebe vzdalují (a jak se zdá tak stále rychleji a rychleji) je trošku těžší na vysvětlení (hlavně protože kalkulovat vůbec kolik této "odpudivé" energie je je docela problém).

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni