Saul Perlmutter americký astrofyzik. Nobelovu cenu za fyziku  získal v roce 2011 za objev zrychlujícího se rozpínání vesmíru pozorováním vzdálených supernov. (Kredit: Holger Motzkau, Wikipedia cc-by-sa-3.0)

Za poznání, že se rozpínání vesmíru urychluje, vděčíme supernovám typu Ia. Jinak řečeno, kolosálním termojaderným explozím umírajících hvězd. Data k tomu dodaly kosmický dalekohled Hubble a velké pozemní dalekohledy. Urychlené „nafukování“ vesmíru je součást našich představ, kterým říkáme standardní kosmologické pojetí vesmíru. Neobejde se bez tajemné síly, která expanzi pohání. Dostalo se jí názvu "temná energie".

Supernovy a trpaslíci

Většina supernov typu Ia vděčí za svůj zrod kolizi bílých trpaslíků. Pokud při takovém setkání výsledná hmotnost objektu překročí laťku, které se říká Chandrasekharova mez (1,4 násobek hmotnosti Slunce), objekt exploduje a to jej rozsvítí. Předpokládá se, že  absolutní svítivost, čemu pak říkáme supernovy Ia,  je u všech stejná. To, co naměříme, se dá vyjádřit funkcí vzdálenosti a tak se supernovám Ia dostalo přezdívky „standardní svíčky“. V podstatě se dá říci, že na tom stojí  představy o osudu našeho vesmíru.

Standardní model vesmíru

Nejuznávanější teorií je dnes takzvaný standardní kosmologický model (s nenulovou kosmologickou konstantou a chladnou temnou hmotou). Podle něj se vesmír rozepnul ve velmi krátkém čase do ohromného objemu. Poté se jeho rozpínání zpomalilo na rychlost podobnou dnešní expanzi a po několik miliard let se zpomalovalo. V současnosti však opět převládá vliv nenulové kosmologické konstanty, což způsobuje zrychlování vesmírné expanze.

Brian Paul Schmidt americko-australský fyzik. Nositel Nobelovy ceny za rozpínání vesmíru  (Kredit:  Tim Wetherell, CC BY-SA 3.0)

Zrychlování rozpínání vesmíru, základ našich představ o vesmíru, většina z nás považuje za fakt. Kdo by si také dovolil pochyboval o něčem, za co nejchytřejší hlavy planety, kromě již zmíněného ocenění jistého Nobela, obdržely neméně významnou Gruberovu cenu za kosmologii (spojenou s odměnou 500 000 amerických dolarů), udílenou nadací se sídlem na Yaleově univerzitě. A aby toho nebylo málo, také „Průlomovou cenu za základní fyziku“ (Breakthrough Prize in Fundamental Physics) obnášející tři miliony dolarů. Pochopitelně, že kromě zmíněných cen podpořených finančně, se objevitelům urychleného rozpínání dostal bezpočet dalších prestižních cen, vyznamenání a čestných doktorátů.

Adam Guy Riess americký astrofyzik, nositel Nobelovy cenu za fyziku za objev zrychlujícího se rozpínání vesmíru.

Subir Sarkar, nejen, že pochybuje o závěrech ke kterým kdysi došly hned dva konkurenční týmy, za což jejich představitelé nobelovky dostali,  ale s partou kolegů jejich závěr o zrychlujícím se rozpínání vesmíru, zpochybňuje. Podobných mudrlantů ale už v minulosti bylo hodně.

Kdo je Subir Sarkar?

Původem Ind, který studoval doktorát získal na Tata institutu základního výzkumu v Bombaji. Nyní je profesorem  v Oxfordu a zároveň pracuje na univerzitě v Kodani. Těžko říci, zda je víc astrofyzik nebo kosmolog, či základní fyzik, protože publikuje ve všech těchto oblastech. S  partou kolegů, kterým také není nic dost svaté, dal dohromady data z pozorování 740 supernov typu Ia.  A to je více než desetinásobek dat, ze kterých vzešel „důkaz“ akcelerace vesmíru. Sarkar v článku uveřejněném v Scientific Reports tvrdí, že důkazy, z nichž se vycházelo, jsou chatrné a že se opírají nanejvýš o to, co fyzikové nazývají "3 sigma". Tedy o něco, co standardu, který je k opodstatněnému tvrzení potřebný, zdaleka nedosahuje. Pro uplatnění nároku na objev zásadního významu, je potřebných "5 sigma".

Subir Sarkar, vedoucí kverulantů zpochybňujících urychlování expanze vesmíru. Jejich výpočty zviklaly pilíř na němž stojí klasický model kosmologie. (Kredit: Oxford Univ.)

Pravdou je, že představě zrychlujícího vesmíru jde na ruku i mikrovlnné záření, jako pozůstatek velkého třesku, konkrétně data naměřená Planck satelitem. Nicméně Sarkar říká, že ve všech případech šlo o testy nepřímé, navíc prováděné v rámci předpokládaného modelu. A ještě k tomu, že kosmické mikrovlnné pozadí temnou energií přímo ovlivněno není. Proto prý to, co se označuje jako tzv Sachs-Wolfův účinek podporující klasický model vývoje vesmíru, podle nynější party kverulantů rovněž má k přesvědčivosti daleko.

… jeden z jejich argumentů...

Sarkara nám laikům své výhrady k momentálně uznávanému tvrzení o akceleraci vysvětluje i polopaticky. Připodobňuje ho k jinému nedávnému fyzikálnímu objevu -  nové částice, která byla předpovězena z dat naměřených v CERNu na urychlovači LHC. Mělo jít o objekt s energií 750 GeV.  U té se sigma pohybovala v rozmezí 3,9 až 3,4. Sepsáno o tom bylo více než 500 teoretických prací. Takže na konci loňského roku už pochybovačů byla jen hrstka a bralo se to jako fakt. Po dalších měřeních (letos v srpnu) už ale významnost výpočtů dokládajících její existenci klesla na méně než 1 sigma. Fyzikové přiznali, že se stali obětí blamáže statistických fluktuací. Proč Sarkar tuto historku zmiňuje? Dnes už neexistující, částice na tom s průkazností byla totiž ještě lépe než to, na čem je postaven nynější klasický model vesmíru s jeho zrychlovanou expanzí.

Nynější představa vývoje vesmíru počítá s akcelerací. Podle Sarkara astronomové představu nafukujícího se vesmíru, poněkud přefoukli. Rozšířená data jsou podle jeho výpočtů naopak v souladu s konstantním tempem zvětšování vesmíru. (Kredit: NASA, upravil Ryan Kaldari)

Sarkarova slova jsou hodně kacířská. Neříkají nám totiž nic menšího, než že bychom také v případě závěrů z dat „několika svíček“, na nichž dedukce vývoje vesmíru stojí, mohli být uvedeni v omyl. Podle něj zdánlivý projev temné energie je jen „výplod analýzy dat na ne zrovna nejlépe postavené modelu z roku 1930". Tedy modelu, který vznikal dávno před tím, než jsme měli k dispozici reálně naměřená data.

To, co Sarkar nejvíc kritizuje je, že vesmír není zcela homogenní a že se tedy nemusí chovat jako ideální plyn – a to jsou dva klíčové předpoklady z nichž standardní kosmologie vychází. Podle Sarkara to je důvod, proč bychom zatím temnou energii do vesmíru tahat neměli. Nejen, že si „energii vakua“ zatím nikdo představit nedovedeme ale k porozumění této energie dosud žádná teorie ani zpracována nebyla.

Jak to tedy s tím rozpínáním vesmíru vlastně je?

Podle Sarkara by nám pravdu měl vyjevit Evropský extrémně velký dalekohled. A to  nejspíš až za deset až patnáct let jeho provozu. Tehdy bychom již měli mít dostatek dat k závěrečnému verdiktu.

Evropský extrémně velký dalekohled E-ELT) bude největším dalekohledem na světě. Staví ho Evropská jižní observatoř v Chile. Dalekohled má mít průměr hlavního zrcadla 39,3 metrů. Dosud největší dalekohled na světě Gran Telescopio Canarias má zrcadlo 10,4 metrů. Na obrázku je porovnáván se čtyřmi dalekohledy VLT v Observatoři Paranal a s římským Koloseem. (Kredit ESO)	Uvedení E-ELT do provozu se plánuje po roce 2024. Zatím jsou hotové jen hrubé zemní práce. (Kredit:ESO)

Literatura

J. T. Nielsen et al, Marginal evidence for cosmic acceleration from Type Ia supernovae, Scientific Reports (2016). DOI: 10.1038/srep35596