Zvětšit obrázek

International Conference on Particle Physics and Cosmology (COSMO 2014). Kredit: University of Chicago.

Na konci letošního srpna proběhla v prostorách Gleacher Center Univerzity v Chicagu Mezinárodní konference částicové fyziky a astrofyziky COSMO 2014, vlastně největší letošní setkání kosmologů na planetě. Intenzivně se tam debatovalo o dvou v zásadě mysteriózních silách, o nichž si myslíme, že mají schopnost nafukovat celý vesmír. Řeč byla o kosmologické inflaci, extrémním nafouknutí, kterým měl vesmír projít na samotném počátku, vzápětí po Velkém třesku, a pak o temné energii, tedy síle, kterou považujeme za původce v současnosti pozorovaného zrychlujícího rozpínání vesmíru.

Zvětšit obrázek

Gleacher Center. Kredit: SolarWind, Flickr.

V Chicagu se pochopitelně hodně mluvilo o převratných a na OSLU důkladně probraných datech projektu BICEP2 z Jižního pólu, nad nimiž se teď vznáší stín pochybností. Will Kinney z newyorské Univerzity v Buffalu prohlásil před nabitým sálem, že si snad úplně každý v hloubi duše přeje, aby to měl tým BICEP2 správně. Pokud by to tak bylo, tak bychom měli slušně potvrzený inflační model vesmíru a na tom by šlo velmi obstojně stavět. Zatím ale ještě nevíme. Čeká se na novou várku dat orbitálního teleskopu Planck, která by mohla celou záležitost s měřeními BICEP2 vyjasnit. Ta by neměla být zveřejněná dříve než v listopadu, i když se na konferenci COSMO 2014 šuškalo, že minimálně jedna publikace Planckových dat, souvisejících s měřením BICEP2, by se mohla zjevit jako blesk z čistého nebe, prakticky kdykoliv. V atmosféře čekání na zběsilou bouři, která se podle všeho dala krájet, si kosmologové užívali poměrně nespoutané projekty lovu temné energie. Přetřásali se temní chameleoni, hologramy časoprostoru a také velice strašidelná fantomová energie.

Zvětšit obrázek

Clare Burrage. Kredit: C. Burrage.

Temní chameleoni

Řada lidí si myslí, že temná energie pohání rozpínání vesmíru tím, že působí proti gravitaci. Je-li to tak, proč jsme ji ještě nikdy nepřistihli v našich důmyslných experimentech? Podle jedné hypotézy se temná energie adaptuje na okolní prostředí, jako temný chameleon. Aktivní by pak měla být jedině v prostředí velmi blízkém vakuu. Zní to velmi tajemně, ale možná bychom to zvládli ověřit v pozemských laboratořích.

Do průzkumu chameleoní povahy temné energie se pustila Clare Burrage z Univerzity v Nottinghamu se svými spolupracovníky. Pokud temná energie působí jenom ve vakuu, pak by se podle nich mohla projevit ve vakuové komoře. Burrageová a spol. se chystají ve vakuové komoře postrkovat laserem nepatrný oblak z pouhé tisícovky atomů. Na tento oblak bude působit gravitace Země a také kulička stabilního materiálu, pokud existuje temná energie. Badatelé nakonec prověří výsledné kvantové stavy atomů v pohybovaném oblaku. Teď čekají na speciální laser s kvantovým GPS systémem, který by měli dostat od britského ministerstva obrany. Podle nadšené Adrienny Erickcek z Univerzity Severní Karolíny v Chapel Hillu prý objevení chameleonských efektů nebude hned znamenat potvrzení existence temné energie, mohlo by to ale vysvětlit naše dosavadní neúspěchy při jejím hledání.

Zvětšit obrázek

Hutererův tým. Dan Shafer v červeném triku, Dragan Huterer v červeném křesle. Kredit: University of Michigan.

Hologramy časoprostoru

Na OSLU jsme nedávno představili nanejvýš pozoruhodný projekt Holometer, se kterým chce tým Craiga Hogana ve Fermilabu odhalit holografický šum kvant prostor. Holometer, momentálně nejcitlivější laserový interferometr na světě, by toho teoreticky měl být schopen. Jestli uspějí, tak by celý náš vesmír měl být kvantovým hologramem, podle modelu kvantové smyčkové gravitace. A celá kosmologie by se podle toho musela překopat.

Ve vesmíru povahy kvantového hologramu by pak celá slavná temná energie byla pouze vcelku pochopitelnou vlastností zrnitého časoprostoru, tak jako se z povahy molekul vody odvozuje dynamika proudění kapaliny. Hogan věří, že kdyby doopravdy uspěli, udělali by tím významný krok k tolik vytouženému smíření einsteinovské relativity a kvantové mechaniky, v náručí kvantové gravitace.

Fantomová energie

Podle většiny modelů je množství temné energie stálé. Před desetiletím se ale objevil poměrně strašidelný kosmologický scénář, podle něhož by mohla hustota temné energie narůstat, stále rychleji a rychleji, až by došlo k roztržení a rozfouknutí veškeré hmoty, od supergalaxií až po atomy. Kosmologové tomu přezdívají Big Rip (Velké roztrhání), vražedné energii říkají fantomová energie, a raději o tom všem nemluví moc nahlas, aby tyhle hrůzy náhodou nepřivolali.

Daniel Shafer a Dragan Huteter z Michiganské univerzity v Ann Arbor sebrali odvahu a snaží se vyčíst osud našeho vesmíru z dat o supernovách typu Ia. To jsou, jak známo, standardní svíčky, jevy natolik stejné, že je lze používat k měření v hlubokém vesmíru. Pokud by se ukázalo, že se tyto supernovy od sebe v minulosti vzdalovaly pomaleji než dnes, má náš vesmír problém. Jak bychom asi mohli čekat, podle prvních výsledků jsme přesně na hraně mezi poklidným rozpínáním a Velkým roztrháním. Prý záleží na tom, jaká data o supernovách použijeme k výpočtům. V některých souborech dat to vypadá, že se během posledních 2 miliard let hustota temné energie snad zvyšuje, a že se tedy chová jako fantomová energie, podle Shafera a Huterera to ale není statisticky průkazné. Rej přeludů temné energie rozhodně nepolevuje.

VIDEO:  Dark Energy - 60 Second Adventures in Astronomy (9/14). Kredit: Open University.

VIDEO: The End of the Universe: Big Crunch, Big Freeze or Big Rip?. Kredit: HD Universe Channel.

Literatura

NewScientist 3. 9. 2014, Wikipedia (Inflation/ cosmology, Dark Energy, BICEP and Keck Array, Holometer, Big Rip, Type Ia supernova)