Kontroverzní kosmologický model, podle něhož je vesmír starý 26,7 miliardy let a ke svému vysvětlení nepotřebuje temnou hmotu ani temnou energii, úspěšně prošel několika významnými testy. Tým University of Ottawa ověřil jeho předpovědi na řadě astronomických pozorování. Model rovněž nabízí možné vysvětlení existence překvapivě vyspělých galaxií v raném vesmíru.

Trvalo to, ale dočkali jste se, máme tu další díl otázek a odpovědí z kosmologie. Nebudeme se tedy zdržovat a pojďme rovnou na to.

Americká agentura DIA zveřejnila zatím nejlepší snímek utajovaného kosmoplánu Shenlong. Fotografie pořízená komerčním satelitem ze vzdálenosti 90 kilometrů ukazuje jeho konstrukci a doposud neznámý servisní modul se solárními panely. Odhaluje tak další podrobnosti o kosmoplánu, který je právě na orbitě na své čtvrté misi.

Není tajemstvím, že se černé díry mohou srazit a splynout do jediné větší díry. Dokonce jsme už zachytili gravitační vlny z takových událostí. Podle nového výzkumu by to ale překvapivě mohlo fungovat i obráceně, i když zatím není jasné, zda k tomu skutečně dochází, ani jak často by se to mohlo stávat. Množí se černé díry dělením?

Ne, nebojte se, neotevřeli jste si omylem politický magazín, ani stránku s recenzemi starých knih. I přesto, že název dnešního článku očividně odkazuje na knihu prezidenta Zemana „Jak jsem se mýlil v politice“, politice se dnes budeme snažit vyhýbat, byť úplně zcela to nepůjde, jak uvidíte za chvíli. Hlavní roli ale bude hrát něco jiného.

Na okraji Mléčné dráhy se nachází neobvyklý rádiový zdroj VT J1906+0849, ve vzdálenosti nejméně 49 000 světelných let od Země. Jak se zdá, mění svou jasnost i spektrum v rádiové oblasti na škále desítek let, čímž dostává odborníky do kolen. Šťastnou souhrou okolností by ale k vysvětlení této záhady mohl přispět další výjimečný objekt SS 433.

Možná jste si někdy kladli otázku, kolik vlastně známe planet mimo naši Sluneční soustavu. Po velkou většinu historie byla odpověď jednoduchá – nula. V 90. letech minulého století se ale začala situace měnit. První planety u jiné hvězdy byly objeveny v roce 1992, o tři roky později pak i první planety u hvězdy podobné Slunci. Stále jsme ale byli na jednotkách planet.

Nejprestižnější fyzikální cenou je samozřejmě ta Nobelova. Přestože to paradoxně není cena s nejvyšší finanční prémií pro držitele, tu získá laureát nejvyšší i Průlomové ceny, prestiž Nobelovy ceny lze dosáhnout jen velmi těžko. Nevýhodou Nobelovy ceny pro astronomy je však to, že se o ni dělí se všemi ostatními fyzikálními obory, a tak získají astronomové Nobelovu cenu jen jednou za pár let, a to jen za ty skutečně nejdůležitější objevy.

Planetě Venuši se zde na Oslu věnujeme pravidelně. Již dříve se tak naši čtenáři mohli seznámit s tím, že její atmosféra může být gigantickou laboratoří organické chemie, jak ukázaly experimenty doktora Jana Špačka a jeho týmu. Nyní přišli s dalším dílkem své detektivní skládačky. Ať už je v mracích Venuše cokoli, je to neobyčejně divné, a je toho hodně.

Máte zlé sny o zhroucení falešného vakua a vymazání vesmíru, jak ho známe, do nicoty? Nedávný výzkum s modelem model rozpínajícího se vesmíru a simulací energetických stavů nabízí určitou úlevu s tím, že kvantová pole vesmíru drží v dnešní podobě kvantová dekoherence, která nám dělá tolik starostí u kvantových počítačů.

Dvojice ruských vědců teoreticky srážela Ellisovy-Bronnikovovy červí díry, které by mělo držet otevřené fantomové skalární pole. Nakonec z toho byla pestrá směska možných scénářů a také tip pro gravitační astronomy, kteří by mohli takovou událost detekovat a vcelku snadno rozlišit od klasické srážky červích děr.

Tým astronomů si pohrál s Webbovým dalekohledem a popustil mu otěže. Výsledkem je pozoruhodný signál v oblasti blízkého infračerveného záření, s halloweenskou příchutí z pustého místa na Hubbleově snímku Ultra Deep Field. Zatím není moc jasné, co by to mohlo být. Snad více napoví další pozorování.

Náš planetární systém vypadá, že vydrží věčně. Ale zdání může klamat. Pokud bude Slunce ztrácet hmotu chaotickým způsobem, což je velmi pravděpodobné, je klidně možné, že dojde k naprostému rozvratu vnějších planet Sluneční soustavy. Saturn by mohl odletět pryč a došlo by i na horší katastrofy.

Jak vypadala Mléčná dráha v kosmickém úsvitu, během prvních miliard let existence našeho vesmíru? Podle pokročilých kosmologických simulací projektu MEGATRON se tehdy v oblasti dnešní Mléčné dráhy nacházelo hejno mnoha malých galaxií, z nichž některé přetékaly hvězdami a jiné zase tvořil jenom pustý a prázdný plyn.

Nejdříve v roce 2028 poletí k Měsíci modul Elytra společnosti Firefly, který poveze lunární lander Blue Ghost a také výpočetní systém s procesorem SC-1L společnosti Starcloud. Cílem mise je ověřit základní technologie pro lunární datová centra, a také pokročilé AI výpočty s daty palubního kamerového systému Solux.

Tým fyziků si postavil hračkový model, díky němuž vystopovali nový mechanismus zániku černých děr. Za jistých okolností se podle tohoto modelu černá díra zbaví svých „vlasů,“ které pak mohou existovat nezávisle na černé díře v podobě bosonové hvězdy. Věří si, že narazili na obecnější jev, který by mohl existovat i v astrofyzikální realitě.

Pokud funguje bránový model se skrytou temnou dimenzí a pokud vznikly primordiální černé díry, mohly by být všechny, co byly dostatečně malé, ve skutečnosti pětidimenzionální. To by zásadně ovlivnilo jejich vypařování, takže by mohly přežít od počátku vesmíru snad až do dnešní doby. Pokud ano, už možná máme stopu!

Vesmír by měl bzučet jako rušný úl plný civilizací. Tak proč je zticha? Nová simulace tisíce let od současnosti nabízí pozoruhodné vysvětlení. Kolaps technologické civilizace nemusí být navždy. Mohou se opakovaně hroutit, pak zase obnovovat a dlouhá období po nás zůstávají prakticky neviditelné.

Standardní kosmologický model předpovídá, že by vesmír měl obsahovat spoustu menších shluků temné hmoty, které by obsahovaly plyn ale nikoliv hvězdy. Jedním z nejvíce slibných kandidátů je Cloud-9 ve vzdálenosti 15 milionů světelných let. Ani nová pozorování tam neobjevila žádnou hvězdu.

Astronomové vystopovali černou díru v relativně blízké trpasličí nepravidelné galaxii UGCA 320, která se tam toulá mimo hlavní oblast tvorby hvězd. Je to zřejmě černá díra střední velikosti a pozorování potvrzují, že se krmí s využitím gravitační brázdy, kde se shromažďuje kosmický plyn, přitahovaný gravitací toulající se černé díry.

Nejjasnější gama záblesk BOAT, který dorazil k Zemi 9. října 2022, připlavil foton s energií 300 TeV, což odporuje standardní fyzice. Dvojice italských fyziků navrhuje vysvětlení s pomocí axionům podobných částic a porušení Lorentzovy invariance, základního kamene speciální teorie relativity.

Představte si, že temná hmota existuje v podobě částic ultratěžké asymetrické temné hmoty, které jsou třeba až bilionkrát těžší, než dejme tomu protony. Pak by kompaktní hvězdné objekty, jako jsou neutronové hvězdy či bílí trpaslíci, mohly chytat tyhle částice ve svém nitru a slepit z nich černoděrového parazita.

WIMPům, hypotetický částicím temné hmoty, které by byly masivní a současně netečné, se poslední dobou příliš nedařilo. Čínský výzkumným tým detekoval silný gama signál z několika kup galaxií, který by podle nich mohl být důkazem existence WIMPů. Zatím je to ale jenom nápad. Další výzkum by měl napovědět víc.

Společnost Rocket Lab přichází s dalším pozoruhodným počinem, mobilním kosmodromem GHOST, který obsahuje kompletní infrastrukturu pro start rakety. Je možné ho rozložit, transportovat ve standardních přepravních kontejnerech, rychle ho sestavit a připravit pro start rakety. Mohlo by to být zajímavé řešení pro země bez kosmodromů.

Astronomové vystopovali na snímcích Webbova dalekohledu extrémní malou červenou tečku, která rudě žhne ohromující energií ve velmi malém vesmíru. Nejlepším vysvětlením je, že MoM-BH*-1 představuje černou díru o hmotnosti asi 100 tisíc Sluncí, které obklopuje husté mračno vodíku, připomínající monstrózní hvězdu o velikosti Sluneční soustavy.

Galaxie J0148-4214, vzdálená od nás asi 12,5 miliard světelných let, obsahuje hned 3 supermasivní černé díry současně. Astronomové detekovali dvojici supermasivních černých děr o hmotnosti 80 milionů a 600 tisíc Slunci společně s třetí o hmotnosti 2 miliony Sluncí, s využitím detailní analýzy spektra záření galaxie.

Čínský výzkumný tým prověřil teorii slapového točivého momentu, která vysvětluje rotaci dnes pozorovaných galaxií prostřednictvím nejranějších struktur ve vesmíru, kdy na sebe gravitačně působily shluky plynu a temné hmoty. Gravitace tehdy mohla takové shluky plynu roztočit a tuto rotaci mohly zdědit galaxie, které z nich vznikly.

Slunce tu nebude věčně. Co bychom měli dělat, až spálí své hvězdné palivo, a my tady ještě budeme? Nebo nějaké podobné druhy? Gabriel Harry navrhuje zůstat na Zemi a snažit se ji co nejlépe ochránit před červeným obrem, do něhož se Slunce promění. Vyhořelé Slunce by podle něj nahradili plynní obři Sluneční soustavy, jejichž vodík a helium bychom spalovali ve fúzních reaktorech.

Vědci simulovali miliardy let vývoje Mléčné dráhy a odhadli, že se v naší Galaxii nachází asi 170 milionů černých děr hvězdných velikostí. V končinách odpovídající vzdálenosti Slunce od centra Mléčné dráhy by měla být průměrně jedna černá díra v prostoru, který odpovídá krychli o velikosti hrany 60 světelných let.

V kupě galaxií Abel 2029, vzdálené od nás zhruba 1 miliardu světelných let, sedí obrovská galaxie IC 1101. Patří ke galaxiím typu nejjasnější galaxie kup (BCG), což je výmluvný název. Vědci tohohle galaktického obra změřili, zvážili, a také zjistili, že tenhle otesánek ještě stále roste.

Téměř nezřetelné záření v atmosféře plynných obrů, ať už Sluneční soustavy nebo i v jiných planetárních systémech, by mohlo prozradit temnou hmotu – pokud se její částice navzájem anihilují a ovlivňují vodík v atmosféře těchto planet. Vědci zatím nic nenašli, ale prý je to teprve začátek.

Tým kosmologického mainstreamu ostře vystoupil proti zpochybnění věrohodnosti supernov typu Ia v roli standardních svíček. Když jsou ve hře nobelovky, jdou žerty stranou. Jak se zdá, tradiční pohled prozatím zvítězil, což ale také znamená, že jsme ohledně zrychlování rozpínání vesmíru nic nevyřešili.

Černé díry jsou sice ikonické objekty astrofyziky, ale se všemi svými absurdními nekonečny jsou v mnoha ohledech přítěží. Dvojice fyziků z Frankfurtu nabízí jako alternativu gravastary, které obsahují kromě běžné i temnou hmotu. Zhroucení do černé díry v nich zarazí jejich vlastní malý Velký třesk a vznik minivesmmíru, jehož rozpínání stabilizuje gravastar.

Pokud se vesmírem potulují primordiální černé díry planetkové až lunární velikosti, mohla by je občas pohltit hvězda, která se jim připlete do cesty. Jak taková nešťastná hvězda asi skončí? A co bychom mohli v takovém případě pozorovat? Odpověď nabízejí modely vývoje hvězd s magnetohydrodynamickými simulacemi.

Exploze SN 2023vbw, která se odehrála v říjnu 2023, zřejmě nebyla jen tak nějakou obyčejnou supernovou. Podle jejího průběhu a vlastností jde o jeden z dosud nejpřesvědčivějších příkladů supernovy párové nestability. Po těchto přízračných supernovách extrémně hmotných hvězd nezůstane ve vesmíru naprosto vůbec nic.

Na sklonku roku 2019 ulovili australští astronomové podivuhodnou událost gravitačního mikročočkování. Mezi Zemí a jistou hvězdou ve Velkém Magellanově oblaku prolétl objekt, jehož hmota odpovídala asi trojnásobku našeho Měsíce. Vyklubala se z toho jedna z nejzajímavějších hádanek současné astronomie.

Einsteinova obecná relativita připouští, že za určitých okolností se může časoprostor uspořádat do pravidelné struktury, časoprostorového krystalu. Ten se buď zase rozpadne na obyčejný časoprostor anebo se změní na černou minidíru. Vědcům se to mnohaletém úsilí konečně povedlo matematicky popsat.

Vysokohorská gamaobservatoř LHAASO detekovala vysokoenergetické záření gama dvojhvězdy LS I +61° 303, kterou tvoří masivní hvězda s neutronovou hvězdou nebo černou dírou. Tenhle systém vyrábí fotony gama záření o energiích, které přesahují 100 TeV. Kam se hrabe naše staré dobré pozemské LHC.

Analýza zvláštní skupiny hvězd v galaktické rovině Mléčné dráhy s velmi nízkou metalicitou ukázala, že sdílejí chemické zvláštnosti. Nejspíš jde o fosilii dávné trpasličí galaxie, kterou Mléčná dráha v minulosti pozřela. Galaxie nazvaná Loki měla jen krátký život, ale musel být velmi bouřlivý. Zkoumané hvězdy nesou stopy po supernovách, hypernovách a srážkách neutronových hvězd, které se kdysi odehrály v galaxii Loki.

O kosmologii a odpovědi na otázky z ní je velký zájem, proto v poměrně krátkém časovém sledu zařazuji další, v pořadí již pátý díl, našeho seriálu. I dnes se můžete těšit na pět otázek a odpovědí z oblasti kosmologie a fyziky.

Od té doby, co jsme se na otázky z kosmologie dívali naposledy, už je zase nějaký ten týden, proto je na čase se dnes podívat na dalších několik otázek, které mi přišly a pokusit se na ně co nejlépe zodpovědět. Nezdržujme se tedy, a pojďme rovnou na to.

S velkou pompou propagovaný miliardářský projekt Breakthrough Starshot vyšuměl do ztracena. Vědci ale na technologie optického pohonu kosmických lodí úplně nezanevřeli. Tým Texas A&M University vytvořil metajety, zařízení tvořená metapovrchy, která důmyslným způsobem reagují na dopadající světlo. Stane se z nich časem nový typ pohonu?

V oboru gravitačních vln a gravitační astronomie se stále něco děje, takže i když od posledního dílu našeho seriálu neuplynulo ještě tolik času, myslím, že má smysl se podívat na některé zajímavé novinky, které se v tomto oboru za tu dobu udály. A tyto novinky opravdu stojí za to, jak uvidíte sami. Zvláště některé jsou totiž opravdu vzrušující. Tak se nezdržujme a pojďme na to. A začněme tentokrát na povrchu Země u observatoře LIGO, na něco o kosmických misích se můžete těšit na konci článku.

Nebudu zde znovu opakovat základní fyzikální principy, pokud někoho zajímá fyzika za gravitačními vlnami, nebo si potřebuje některé skutečnosti zopakovat, doporučím se podívat na první díl našeho seriálu, popřípadě na dlouhý článek věnovaný jen gravitačním vlnám, který jsem vydal před několika lety.

Existenci gravitačních vln máme potvrzenou od 70. let. Přímo jsme je spatřili až roku 2015 díky detektorům LIGO, které viděly splynutí dvou černých děr asi 1,5 miliardy světelných let od nás. K detektorům v USA se později přidaly VIRGO v Itálii a KAGRA v Japonsku, které zaznamenaly dohromady do konce roku 2021 91 událostí. A protože v tuto chvíli probíhá již čtvrtý běh detektorů a výsledky opět nejsou nezajímavé, společně se na ně dnes podíváme v prvním dílu nepravidelného seriálu, který vám bude přinášet novinky právě z této nesmírně perspektivní oblasti výzkumu.

Čínský výzkumný tým vytvořil pěknou laboratorní simulaci zhroucení falešného vakua do stabilnějšího vakua. Použili k tomu masivní Rydbergovy atomy a laserové paprsky. Výsledky experimentů dopadly podle předpovědí kvantové teorie pole. Během výzkumu nebyl poškozen ani zničen žádný vesmír.

Co když temná hmota není z tohoto vesmíru? Astrofyzik Enrique Gaztañaga tvrdí, že by to mohly být černé díry z předešlého vesmíru, který se „odrazil“ do toho našeho. Je to hodně extravagantní možnost, ale méně ztřeštěné nápady už docházejí. Cyklický vesmír by nakonec nebyl tak špatnou alternativou.

Dnes se opět podíváme na pět dotazů z oblasti kosmologie a vesmíru. A myslím, že některé z nich budete považovat za docela zajímavé. Pojďme se tedy dále nezdržovat a vydat se přímo do kosmu

Čínští odborníci v tichosti přepracovali koncept orbitálního solárního systému Zhuri tak, aby kromě těžby orbitální energie a jejího přenosu na Zemi mikrovlnným paprskem mohl fungovat i jako vojenský systém. Stačilo by například namířit mikrovlnný paprsek nikoliv na přijímací stanici, ale třeba na komunikační základnu protivníka.

Experiment HETDEX za asi 20 let pozorování nasbíral spoustu dat o raném vesmíru. Vědci ruku v ruce se superpočítači z těchto dat vytáhli více než 33 tisíc Lyman-alfa mlhovin, vodíkových hal, která obklopovala galaxie v kosmickém poledni vesmíru. Právě z tohoto vodíku tehdy překotně vznikaly nové hvězdy.