Co když žádný Velký třesk nebyl?  
Nová teorie o fungování vesmíru staví proti nepochopitelné singularitě Velkého třesku, nepolapitelné temné hmotě a přízračné temné energii kvantovou mystiku.
Žijeme ve vesmíru bez počátku a bez konce? Kredit: NASA, Goddard Space Flight.
Žijeme ve vesmíru bez počátku a bez konce? Kredit: NASA, Goddard Space Flight.
Jak čtenáři OSLA jistě dobře vědí, vládnoucí model vesmíru, tedy Lambda-CDM, se potýká s různými nepříjemnostmi. Je jich vícero, ale divácky nejvíc atraktivní jsou tři: trable s temnou hmotou, svízel s temnou energií a pak ještě průšvih se singularitou v srdci Velkého třesku. Čím usilovněji se tyhle věci snažíme řešit, tím jako by byly trýznivější a zalézaly hlouběji pod nehty všech, které zajímají velká tajemství vesmíru.


Ahmed Farag Ali z egyptského Centra fundamentální fyziky v  Gíze a také z Univerzity v Benze a Saurya Das z kanadské Univerzity v Lethbridgi se rozhodli, že všechny tři uvedené problémy modelu vesmíru vyřeší naráz. Chopili se nástrojů kvantové mechaniky a s jejich pomocí vytesali teorii, se kterou odmítají celý Velký třesk. Vesmír podle nich nevznikl šílenou explozí nekonečně hustého bodu před 13,8 miliardami let, ale trvá vlastně věčně. Egyptsko-indické duo tvrdí, že už není nutné trpět singularitou Velkého třesku, ve které nevládne obecná relativita a neplatí známá fyzika. Vesmír podle nich nemá počátek, ani konec.

Ahmed Farag Ali. Kredit: ICTP.Ahmed Farag Ali. Kredit: ICTP.
Ahmed Farag Ali. Kredit: ICTP.Ahmed Farag Ali. Kredit: ICTP.

Ali s Dasem nevaří úplně z vody, ale navazují na myšlenky teoretické fyzika Davida Bohma, který se podílel na projektu Manhattan, na Princetonu spolupracoval s Einsteinem a posléze musel v mccarthyovské éře, kvůli dřívějším nerozvážným sympatiím ke komunismu, opustit USA. Bohm byl kvantový mystik, zabýval se filosofií mysli a mimo jiné si teoreticky hrál s geometrií časoprostoru, kde zaváděl kvantové trajektorie. Stručně řečeno, Ali a Das naroubovali Bohmovy kvantové trajektorie na Friedmanovo řešení rovnic obecné teorie relativity, které aplikuje obecnou relativitu na celý vesmír. Není to prý sice ještě plnokrevná teorie kvantové gravitace, ale Aliho a Dasův model obsahuje prvky obou znesvářených fyzikálních výkladů podstaty světa – tedy obecné relativity a kvantové mechaniky.
David Bohm. Kredit: Karol Langner, Wikimedia Commons.
David Bohm. Kredit: Karol Langner, Wikimedia Commons.

Jak už to v životě bývá, s novou teorií nejenom získáváme, ale také o něco přicházíme. V případě věčného kvantového vesmíru Aliho a Dase je to bohužel obzvláště bolestné. V jejich rovnicích se díky kvantovým trajektoriím nevyskytují singularity, takže nepočítají s Velkým třeskem (Big Bang), ale ani s Velkým křachem (Big Crunch), tedy neméně dramatickým opakem Velkého třesku na konci vesmíru, pokud by se vesmír smršťoval. Stejně tak se obešli bez temné hmoty a temné energie. Jejich vesmír má konečnou velikost a trvá věčně, což, přiznejme si, nezní příliš napínavě.


Vesmír podle Aliho a Dase vyplňuje kvantová kapalina, která by podle nich mohla být tvořená gravitony, teoreticky předpovězenými nehmotnými částicemi, které by měly zprostředkovávat gravitaci. Gravitony by měly mít nulovou hmotnost a také nulový elektrický náboj, díky čemuž by se ve vakuu měly pohybovat rychlostí světla. S hmotou by se střetávaly tak strašně málo, že jednotlivé gravitony není možné zachytit žádným, podle soudobých znalostí představitelným detektorem. Fyzikální zákony sice v zásadě nejsou proti, potřebovali bychom ale detektor velikosti planety Jupiter na oběžné dráze těsně u neutronové hvězdy, který by musel být vybavený tak velkým štítem pro odstínění neutrin, že by se vlastní vahou zhroutil do černé díry. A i s takovým zařízením, které podle všeho nemůže existovat, bychom za nemožně ideálních podmínek pozorovali tak jeden graviton za 10 let.
Nicméně, pokud gravitony existují, tak nejspíš budou hrát klíčovou roli v teorii kvantové gravitace, až ji někdo konečně dá dohromady. Ali s Dasem zatím hodlají svůj model důkladně prověřovat ze všech možný stran. Časem se ukáže, nakolik je jejich model s věčným kvantovým vesmírem životaschopný.


Plyšový graviton, k mání v Particle ZOO. Kredit: The Particle ZOO.
Plyšový graviton, k mání v Particle ZOO. Kredit: The Particle ZOO.
K teorii věčného vesmíru, která vzbudila rozruch po celém světě, jsme získali vyjádření Pavla Bakaly, odborníka na obecnou teorii relativity a chování hmoty a záření v blízkosti černých děr a neutronových hvězd, z Ústavu fyziky Filozoficko-přírodovědecké fakulty Slezské univerzity v Opavě:
Klíčovým prvkem hypotézy egyptských fyziků je nahrazení klasických obecně relativistických rovnic pro trajektorie částic analogickými rovnicemi odvozenými Einsteinovým spolupracovníkem Davidem Bohmem, které ovšem navíc obsahují kvantové korekce. Pokud sledujeme evoluci trajektorií s kvantovými korekcemi zpětně v čase, trajektorie se nikdy neprotnou v počáteční singularitě, neuralgickém bodě relativistického popisu universa. Dalším neočekávaným benefitem takového přístupu je i docela elegantní popis prozatím stále záhadné temné energie.
Pavel Bakala, člen týmu LOFT „Strong gravity“. Kredit: SU Opava.
Pavel Bakala, člen týmu LOFT „Strong gravity“. Kredit: SU Opava.

Zajímavé je, že samotný A. Einstein nevěřil v existenci prostoročasových singularit na základě spíše intuitivních, ovšem velmi obdobných představ o chování trajektorií částic při konečném stádiu gravitačního kolapsu. Bylo by tedy velmi zajímavé uplatnit uvažovaný druh kvantových korekcí i při popisu kolapsu extrémně hmotných hvězd, jehož výsledkem jsou dle současných představ černé díry s centrálními singularitami. Je možné, že právě bohmovské trajektorie jsou tím kouzelným proutkem, jehož mávnutí singularity z černých děr odstraní.
Na druhé straně, je třeba říci, že celá věc je ve stádiu velmi rané hypotézy. Rozhodně nemáme v ruce nový alternativní detailní kosmologický model popisující časovou evoluci vzdáleností galaxií unášených kosmologickou expanzí (škálového faktoru ve Friedmanových rovnicích) a konzistentně interpretující pozorované nehomogenity reliktního mikrovlnného záření (CMB), primordiální nukleosyntézu, tvorbu hvězd a galaxií a další ingredience standardní kosmologie. S tím vším se bude muset hypotéza věčného vesmíru při svém dalším rozvoji vypořádat.


Literatura
PhysOrg 9. 2. 2015, Physics Letters B 741: 276-279, Wikipedia (Lamda-CDM model, David Bohm, Graviton).

Datum: 14.03.2015 23:08
Tisk článku

Související články:

Simulace superpočítače ATERUI přetočily zpátky kosmické hodiny     Autor: Stanislav Mihulka (21.02.2021)
Vyplňovaly sekundu starý vesmír nesmírně energetické oscilony?     Autor: Stanislav Mihulka (09.02.2021)
Raný vesmír byl homogenní. Může za to gravitace?     Autor: Stanislav Mihulka (25.09.2020)
Je mikrovlnné záření způsobeno tepelným zářením mezigalaktického prachu?     Autor: Vladimír Wagner (26.01.2020)
Temnota na druhou: Jsou černé díry z temné energie?     Autor: Stanislav Mihulka (12.09.2019)



Diskuze:

nekonecno

Ivo Villim,2015-03-19 16:56:54

sa mi paradoxne zda prirodzene. Aj ked sa ho mozog brani chapat.
Konecny vesmir si naopak predstavit neviem uz z jeho podstaty. Takisto cely vesmir schovany v pociatocnej singularite (tentokrat s neonecnou hustotou a teplotou) a okolo NIC, pretoze nic ine neexistuje. Neviem si pomoct, ale zda sa mi to nepravdepodobne.

Odpovědět


Konečný vs Nekonečný

Ondřej Zablokovanýdvořák,2015-03-20 10:10:01

Vysocký zpívá o Vesmíru za Vesmírem. Proč by náš vesmír nemohl být uzavřený, konečný systém, v systému větším, pokračujícím?

Vesmír může být konečný v tom smyslu, že za jeho hranicemi přestávají platit jeho zákony, a začínají platit zákony odlišné, vůči našemu vesmíru rozšířené.

Odpovědět


Vesmír jako předmět

Ondřej Zablokovanýdvořák,2015-03-20 10:14:08

Náš vesmír může být z vnějšího pohledu, je-li konečný, vnímán tak jako my vnímáme předměty uvnitř vesmíru. Může být těžítkem na stole, nebo exponátem ve sbírce na dlouhé polici, v řadě mezi mnoha dalšími.

Odpovědět

2 Vojtech Kocian

Miroslav Novak,2015-03-17 18:08:01

Vas predpoklad plati iba v pripade, ak voda vodopadu pada v priestore valca, co je pravdepodobnostnostne bliziace sa nule, lebo tvar kuzela je prirodzenejsi. Potom aj v rovine, resp. v urovni samotnej kapky moze dochadzat k vzajomnemu pohybu.

Odpovědět

laicky vzato...

Jan Kment,2015-03-17 10:16:24

Jak si to nějak naivně představuju, potřebujeme buď singularitu nebo nekonečno. Má li vesmír opravdu počátek, nemůže být žádné předtím, a naopak, když singularitu sebeméně zprůhledníme a začneme se toho 'předtím' dobírat, vracíme se zpátky k nekonečnu, ať už to před BB nazveme vesmírem, nebo jiným slovem...

Odpovědět


František Luft,2015-03-17 11:58:29

Buď vesmír existuje nekonečně dlouho bez singularity, nebo měl nekonečnou hustotu hmoty a energie, teplotu, tlak... v okamžiku singularity. Nekonečen se nezbavíme.

Odpovědět

Nekonecny vesmir

Petr Vrána,2015-03-17 04:22:05

Podle Big Bangu vesmír vznikl i s časem a prostorově mohl být i tak nekonečný.

Rozdíl v tom, že vesmír vznikl i s nekonečným časem mi nepřijde zas tak velký. Zvlášť, když teorie relativity bere čas jen jako další rozměr prostoru.

(Soukromý názor matematika - ordinální číslo nekonečno+1, pohoda)

Odpovědět

A čo entropia?

Tomáš Habala,2015-03-16 22:16:45

Pri Big Bangu sa predpokladá, že vesmír vznikol s fantasticky nízkou entropiou. Odvtedy sa entropia len zvyšuje. Ale preto, že vesmír vznikol v tak neuveriteľne usporiadanom stave, môžu hviezdy aj po 13,7 mld rokov stále premieňať energiu s nižšou entropiou na energiu s vyššou entropiou. Pri nekonečne dlho existujúcom vesmíre by už všetko palivo malo byť dávno spálené a vesmír vychladnutý na absolútnu nulu.

Odpovědět

Nekonecny vesmir

Richard Malaschitz,2015-03-16 18:37:19

Nezmyselna predstava.

Sucasna podoba vesmiru zavisi na tom, ako vyzeral vesmir pred jednou hodinou.

Podobne ako v McDonalde robia hamburger a robia to podla predchadzajuceho hamburgru. Mozeme si predstavit miliony predchadzajucich hamburgerov ale je nam jasne, ze ich pocet nie je nekonecny. Ze niekde na zaciatku niekto vytvoril ten prvy hamburger.

Predstava nekonecneho vesmiru je daleko daleko sialenejsia ako predstava Bing Bangu.

Odpovědět

Nebol by fádny :)

Sepp Winkler,2015-03-16 15:47:38

Na rozdiel od autora si nemyslím, že nekonečný vesmír by bol fádny a na rozdiel od Zdeňka Černého si ani nemyslím, že by bol depresívny. Naopak, poskytoval by omnoho lepšie možnosti a príležitosti. Skôr sa mi depresívnou zdá predstava horúceho, alebo studeného konca vesmíru podľa súčasnej teórie veľkého tresku.

Treba ale uznať, že teória veľkého tresku je podľa v súčasnosti dostupných dôkazov najpravdepodobnejšia a zatiaľ najlepšie vystihuje realitu.

Odpovědět

Já ty gravitony stejně nechápu

Drahomír Strouhal,2015-03-16 12:32:51

Ono se totiž blbě hledá srovnání.
Když si třeba představím elektromagnetické záření, tam je to jednoduché. Například elektron je v nějakém stavu, dojde ke změně stavu na nižší hladinu => musí se zbavit energie. Ta energie je nějaký druh hybnosti, a protože ji nemůže převzít jiný elektron poblíž, tak ji vyzáří ve fotonu a voilá, máme částici (vlnu), jež je reprezentací hybnosti s nulovou hmotností. Stejně naopak - tu si takhle foton letí prostorem, když v tom narazí na elektron, jež může skočit o stejnou energetickou hladinu, jakou má foton sám, tak ho vyšťouchne, nebo se v opačném případě odrazí, mine...
OK
Ale co je graviton? Říkají nám, že má nést gravitační interakci stejně, jako elektromagnetcké záření nese interakci elektromagnetickou. Bezva. To znamená, že když narazí na opačný stav, měl by jít detekovat. Pokud se zamyslím nad tím, jak by vlastně měl graviton vzniknout, tak je to tuším při změně hybnosti tělesa? OK, ale ta energie při změně hybnosti se přece projevuje jinak - změnou kinetické a polohové energie, ne?
Zatímco eletronu stačí, aby možnost klesnout na nižší orbital prostě byla a on už si s tím nějak pomocí záření poradí, těleso jako takové to přece nemá tak jednoduché. Proč by mělo vyzařovat graviton? Jaký by k tomu mělo důvod? Ještě jsem neviděl družici, která sama od sebe klesne z ničehonic o pár kilometrů níž. Kdyby se to stalo, tak řeknu OK, družice přišla o energii a ta hybnost se musela někam ztratit, ale ono se to neděje.
Nedá se tím pádem graviton považovat za špatnou interpretaci matematického modelu? Vždyť v opačném případě bychom museli měřit neustálé úbytky hybnosti těles, která mají klidovou hmotnost.

Odpovědět


graviton

Jakub Rint,2015-03-16 19:20:21

http://cs.wikipedia.org/wiki/Graviton

:)

Odpovědět


Mírné zmatení

Milan V,2015-03-16 22:50:32

Představa, že elektromagnetická interakce souvisí s přeskakováním elektronů na vyšší energetické hladiny, je, jaksi, chybná. Odpuzují se i dva volné protony.

Elektromagnetickou interakci zprostředkovávají virtuální fotony. Je to celkem zábavná myšlenka:
Foton se objeví odnikud, ale protože se nikdo nedívá, tak to nevadí. Přeběhne např. od protonu k jinému a tam zmizí. A přitom přenese sílu.
Virtuální je foton proto, že ho nikdy nechytíte při činu. Když mezi protony dáte stínítko, pole odstíníte, ale nenachytáte si fotony zdarma.
V celém procesu ovšem proton neztrácí náboj, maximálně se o kousek pohne (to je ono odpuzování).

No a s gravitony je to asi taky tak... nejspíš.

Odpovědět

Napad vs. teorie

Fingolfin Thevaliant,2015-03-16 11:43:36

Napad je to hezky. Jenomze hezkych napadu je spousta. Krome toho ze se popis obejde bez temne energie a hmoty a bez singularit neni videt co by tenhle novy model umel vysvetlit. Vedecke teorie se od SCI-FI lisi tim, ze vysvetluji a popisuji zname fyzikalni jevy a take tim, ze prepovidaji co by se melo stat. Kdyz se predpovedi vyplni, napad preziva jinak se zahodi...

Odpovědět


František Luft,2015-03-16 14:52:11

Od kvantové teorie gravitace se čeká právě to vyhnutí se singularitě. Hledá se taková teorie, která umožní že na počátku byla jen "skoro" singularita a ostatní scénář velkého třesku zůstává v platnosti a to je případ i této teorie. Je nekonečně způsobů jak se dá taková kvantová teorie gravitace budovat a pokud není správnost postupu ověřitelná, nic vás nesvazuje a můžete si s klidem zvolit postup který vede na požadovaný výsledek. Vůbec bych to ani nenazýval vědou. Jediné pozitivní je, že to není nákladné.

Odpovědět

velký třesk velká pitomost

Petros Pd,2015-03-15 19:45:05

nikdy nebyl vědecky dokázaný a vždy bylo více argumentů proti než pro něj, protože se ale většině vědců líbil byl po desetiletí vydáván za "vědecký fakt". Podobná hloupost je i vysvětlení původu života a evolučních změn náhodnými mutacemi a přirozeným výběrem, i životnost tohoto nesmyslu se blíží ke konci.

Odpovědět


To jste vedle

Milan V,2015-03-16 03:06:15

Velký třesk je dokázán celkem přesvědčivě až někam k hustotě neutronové hvězdy. Co bylo ještě předtím, to je jiná otázka.
Pokud ovšem pochybujete o evoluci, tak jste asi spadnul z Marsu. Nepochybujete náhodou taky o tom, že věci padají dolů?

Odpovědět


František Luft,2015-03-16 13:31:04

Velký třesk vyplývá přímo z teorie relativity, která prokázaná byla a byla provedena ředa pozorování, která velký třesk potvrzují (reliktové záření, chemické složení mezihvězdné hmoty, rudý posuv galaxií...). Zatím je to nejvíce vyhovující hypotéza, ta pitomost bude spíš ve vaší hlavě

Odpovědět


Roman Gramblička,2015-03-17 09:16:57

Od bigotního věřícího, který není schopen pochopit ani newtonovy zákony, to fakt sedí. Takový vznik všehomíra za sedm dní je jistě skvěle empiricky prokázaný a ty předpovědi, které poskytuje, no lahůdka. A to nemluvě, jak krásně plyne rozmanitost lidstva ze stvoření adama a evy. :-P

Odpovědět

Co sem přitáhlo Tebe.

Zdenek Černý,2015-03-15 19:29:11

Patříš rovněž do téže skupiny?

Odpovědět

David Bohm

Stanislav Kaštánek,2015-03-15 18:53:37

Odkazy nacházejí David Bohm bez přehlásky Böhm
http://en.wikipedia.org/wiki/David_Bohm
http://cs.wikipedia.org/wiki/David_Bohm

Odpovědět

Je úžasné kolik mašíblů kosmologické články

Jenda Krynický,2015-03-15 17:04:17

vždycky přitáhnou.

Odpovědět

Pane Kocian

Karel Rabl,2015-03-15 14:31:33

ten vodopád je strašné zjednodušení aby to šlo k něčemu přirovnat a tuším to napsal už Archimedes "dejte mi pevný bod a pohnu zeměkoulí.Stejné je to s těmi "kapkami" vždy se něco vůči něčemu pohybuje a to i při absolutní nule navíc se pohybujeme už velmi dlouho a kdoví jestli směrem k nekonečně malému bodu nebo k vrcholu vlny.Těmi "kapkami" jsem myslel viditelný vesmír.

Odpovědět

Co když žádný Velký třesk nebyl ?

Vlastislav Výprachtický,2015-03-15 13:45:23

Nelze zapomenout, že když existuje antihmota bude nejspíše existovat i anti-vesmír. To by mohlo být rozhodující pro vznik Velkého třesku.

Odpovědět


Proč

Martin Martinek,2015-03-15 22:42:33

Jak to myslíte s tím anti-vesmírem? Respektive v jakém vztahu by měl být k "našemu" vesmíru.

Odpovědět

Velmi depresivní představa.

Zdenek Černý,2015-03-15 10:31:57

Plně souhlasím s touto teorií /představou/ o nekonečnosti vesmíru a Velký třesk /pokud proběhl/ chápu spíše něco jako lokální výbuch, něco jako kámen vržený do oceánu.
Což ovšem znamená, že vesmír je věčný a nemá smysl se ptát co bylo předtím, kde je začátek a konec apod. Potom ovšem nemá smysl vesmír /vzdálený/ zkoumat, protože výrazy blízké nebo vzdálené nemají ve vztahu k nekonečnosti žádný význam. Vesmír je v tomto případě, ze své podstaty nepoznatelný.
Myslím, že lidský mozek není vůbec schopen představit si nekonečno. Nemluvím o tom si ho dosadit do matematického příkladu, myslím skutečně představit.
Vyvolává to řadu filosofických otázek, pro mě například otázku úlohy inteligence ve vesmíru apod.
Autor uvádí, že tato teorie není příliš napínavá. Já si myslím, že je velmi depresivní.

Odpovědět

...

Milan Baran,2015-03-15 09:35:50

Úžasná teória. Som zvedavý ako sa bude vyvíjať a overovať.

Odpovědět

Ano přesně jste vystihl myšlenku,

Karel Rabl,2015-03-15 07:32:21

kterou sdílím i já a již před několika lety jsem to na oslovi napsal.A zdánlivé zrychlování galaxií je toho důkazem kdy nepotřebujete temnou energii protože je to jak na vodopádu kdy se hvězdy letící blízko Vás pohybují vlastně s Vámi jako okolní kapky a co je dále od Vás se pohybuje zdánlivě rychleji a hrana vodopádu, která vlasně skoro stojí se jeví jako nejrychleji se pohybující.

Odpovědět


Vojtěch Kocián,2015-03-15 09:08:21

Psal jsem Vám už minimálně jednou, že ve vodopádu se vůči konkrétní kapce pohybují jiné kapky jen pokud jsou níže nebo výše. Kapky na stejné úrovni jsou v klidu, ať jsou jakkoliv daleko. Ve vesmíru takový "rovník klidu" ani "rychlostí póly" nepozorujeme.

Odpovědět


Drahomír Strouhal,2015-03-16 11:52:21

pokud ovšem ten pád není ve vícerozměrném prostoru :-)

Odpovědět


I v to případě by ovšem ke zrychlování

Jenda Krynický,2015-03-16 13:26:55

docházelo pouze ve směru toho pádu.

Odpovědět


Re: I v to případě by ovšem ke zrychlování

Karel Rabl,2015-07-23 17:40:13

No konečně jste to pochopil padáme totiž do čtvrtého rozměru.

Odpovědět

Dogmatismus ve vnímání

Ondřej ,2015-03-14 23:59:39

Kdyby se Velký Třesk vnímal jako imploze, nebylo by bylo došlo k těmto pochybnostem o relativním počátku vesmíru.

Odpovědět



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace