Vyždímala gravitace v raném vesmíru záření z ničeho? Kredit: Gabriel Pollard (the photographer) / Wikimedia Commons.

Když gravitační vlny procházejí časoprostorem, přiměřeně s ním zavlní. V naprosto extrémní situaci na samotném počátku vesmíru se při tom mohly dít naprosto extrémní věci. Robert Brandenberger z kanadské McGill University a jeho tým jsou přesvědčeni, že za takových podmínek gravitační vlny „vyždímají“ z prázdného časoprostoru záření.

Robert Brandenberger. Kredit: R. Brandenberger / McGill University / Youtube.

Podle badatelů v tom hraje klíčovou roli důvěrně známý fenomén parametrické rezonance, který udržuje soustavu v kmitání pravidelnými změnami určitého parametru.

Zná to každý, jde o rozhoupávání houpačky, kdy se pohybem nohou mění moment setrvačnosti houpačky vůči ose rotace, jak praví Wikipedie.

Logo. Kredit: McGill University.

Brandenberger a spol. zaostřili pozornost na kosmologickou inflaci, snad nejvíce dramatickou událost ve vesmíru po samotném Velkém třesku. Pokud se odehrála, došlo k ní během titěrného zlomku sekundy po vzniku vesmíru. Inflace během nesmírně krátkého okamžiku vesmír ohromujícím způsobem nafoukla. Ačkoliv o inflaci téměř nic nevíme, její konec nejspíš mohl zanechat mladičký vesmír v rozbouřeném stavu. Gravitační vlny se v něm divoce vlnily sem a tam.

Gravitační vlny jsou za normálních okolností až směšně slabé. Potřebujete extrémně citlivé detektory, schopné měřit vzdálenosti menší než průměr atomového jádra, abyste gravitační vlny detekovali. Ve velice mladém vesmíru, napumpovaném inflací, to ale bylo jiné. Gravitační vlny tam mohly být nesmírně silné.

V takovém vesmíru mohly vznikat stojaté gravitační vlny, které se nehýbaly z místa, jako by byly zmrazené. Gravitační vlny jsou vlastně vlny stojaté, takže tam, kde se vlnily nejsilněji, působilo ohromné množství gravitační energie.

Brandenberger s kolegy spočítali, že to mohlo mít zásadní důsledky pro elektromagnetické pole mladičkého vesmíru. Extrémně intenzivní gravitace mohla „rozdovádět“ elektromagnetické pole natolik, že uvolňovalo energii ve formě elektromagnetického záření. Budiž světlo z ničeho.

Pokud mají Brandenberger a spol. pravdu, máme tu úplně nový fenomén. Tvorbu záření gravitací. V dnešním vesmíru nejsou podmínky, aby k něčemu takovému mohlo docházet. Čerstvě zrozený vesmír byl ale podle badatelů natolik exotickým místem, že si tam takový jev lze představit.

Video: Fine-Tuning Conversations: Robert Brandenberger and David Sloan 1, Evidence For Inflation

Literatura

Universe Today 7. 4. 2023.

arXiv:2205.08767.