Éter a teorie Velkého třesku

úterý 29. září 2009 01:22

V éterové teorii je nekonečno jediným (celým) číslem, které nevyžaduje žádné další vysvětlení. Éter je tedy nekonečně hustý, horký, rozsáhlý a starý. To ale neznamená, že pozorovatelná část vesmíru je nekonečně velká nebo stará, protože my sami jsme jen nekonečně malou částí vesmíru a tak můžeme pozorovat a přímo interagovat jen s nekonečně malou součástí nekonečného celku. V konečném výsledku je tak pozorovatelná část vesmíru konečná a ohraničená stejně jako my sami.

Výsledek se trochu podobá pozorování krajiny v mlze. Ostře z ní vidíme jen malou část, když ale popojdeme dál, vidíme z ní další omezený kousek. Vakuum totiž není zcela homogenní, prostor je narušen drobnými fluktuacemi hustoty: gravitačními vlnami, které se současně projevují jako mikrovlnné pozadí vesmíru. Ale model s mlhou není zcela přesný, protože částice mlhy nejsou součástí časoprostoru: jsou jen jeho překážky a neovlivňují vlnovou délku světla, které se přes ně šíří. Co přesně bychom měli ve vakuu vidět lépe znázorní starý dobrý model šíření vln na vodní hladině.

 

Ani vodní hladina není zcela homogenní. Je protkána neviditelnými jemnými fluktuacemi hustoty, ke kterým dochází v důsledku vzájemných srážek molekul vody a které se projevují Brownovým pohybem při pokrytí hladiny drobnými zrnky pylu nebo práškové síry, které se vzájemně neslepují. Ve vakuu k podobné demonstraci můžeme použít lehké atomy vzácných plynů, které se vzájemně chemicky nespojují, např. atomy helia. Helium je známé tím, že za pokojového tlaku nikdy neztuhne, zůstává stále kapalné, protože jeho atomy jsou neustále postrkovány drobnými nárazy částic vakua sem a tam podobně jako zrnka pylu na hladině vody.

V konečném výsledku se světlo při šíření fluktuacemi hustoty vakua rozptyluje podobně, jako povrchové vlny na vodní hladině. Jejich energie se postupně vytrácí a převádí se na vlny podélné, čili gravitační vlny, které se rozptylují do skrytých rozměrů časoprostoru. Zbývající povrchové vlny se šíří čím dál pomaleji, což se projevuje tím, že kruhy se postupně zhuštují, jakoby na hladině zamrzají. Tím éterová teorie vysvětluje jev, označovaný jako temná hmota. Z pohledu pozorovatele na vodní hladině se disperze projevuje tak, jako by prostor směrem od pozorovatele neustále expandoval, takže se jím světlo šíří čím dál pomaleji. A právě to pozorujeme při pohledu do hlubin vesmíru: všesměrovou expanzi časoprostoru. To se projevuje tím, že světlo vzdálených zdrojů má výrazně větší vlnovou délku, než těch, co leží blíže: vykazuje tzv. rudý Hubbleův posuv, podle kterého můžeme odhadnout jejich vzdálenost.

 

Z ukázky šíření vodních vln na hladině je zřejmé, že expanze časoprostoru je relativní jev, nezávislý na poloze pozorovatele. Směrem k pozorovateli se expanze časoprostoru zrychluje a současná fyzika to vysvětluje konceptem tzv. temné energie, která hmotné objekty rozhání od sebe. Od určité vzdálenosti od pozorovatele jsou na sebe kruhy vln nahuštěné natolik, že se šíření světla prakticky zastaví. Tomu se říká horizont událostí našeho vesmíru a dále v něm vidět nemůžeme. Vzdálený obvod vesmíru se jeví jako nesmírně husté a horké prostředí, ve kterém se šíření světla prakticky zastaví, čili jako počáteční singularita. Model povrchových vln na vodní hladině je tedy názornou ukázkou toho, jak si odvodit teorii Velkého třesku (tzv. Big Bangu), ale i pojmy temná hmota a energie z perspektivy pozorovatele jejich šíření disperzním prostředím.

Významným důsledkem éterové teorie je to, že počáteční singularita je pojem zcela relativní: pozorovatelný vesmír má nekonečně mnoho historií podle umístění pozorovatele. Kdybychom umístili pozorovatele na vzdálený okraj viditelné oblasti vesmíru, viděl by ze své perspektivy naši část vesmíru zrovna tak, jak my jeho: jako horký a hustý vesmír ve stavu zrodu. My sami bychom však nic podobného neprožívali. Tento model také znamená, že na okraji viditelné části vesmíru nepanují nutně žádné extrémní podmínky - vesmír je tam stále víceméně stejný: vznikají a zanikají zde galaxie, planety a hvězdy právě tak, jako u nás. A takový předpoklad už testovatelný je, protože současné teleskopy (jmenovitě Hubbleův teleskop umístěný na oběžné dráze) dohlédnou až na samý okraj viditelné oblasti vesmíru do míst, kdy byl vesmír podle teorie Velkého třesku jen asi 700-800 milionů let starý.

Astronomové jsou z výsledků těchto pozorování čím dál tím víc nervóznější, protože zde nalézají stále další galaxie, které nijak nejeví známky toho, že by byly kdovíjak mladé a čerstvě vzniklé - obsahují vesměs velmi staré hvězdy a malý podíl nových hvězd. Vzdálené galaxie jsou současně velmi rozptýlené a nejeví známky toho, že by vzájemně interagovaly. Nejbližší budoucnost tedy zřejmě ukáže, který z modelů vzniku vesmíru je pravděpodobně správný.  

Creative Commons License
Blog, jehož autorem je Milan Petřík, podléhá licenci Creative Commons Uveďte autora-Neužívejte dílo komerčně-Zachovejte licenci 3.0 Česko.

Milan Petřík

DgIEttYzWnFiDXCiOfODfuZMjokIoQUu05:1931.7.2011 5:19:13
mejIztVVtIrNIYmHjMdLAwsjmrb03:3523.7.2011 3:35:38
jeNsFutyyVWQjnWbopuYOEaW05:3018.7.2011 5:30:24

Počet příspěvků: 3, poslední 31.7.2011 5:19:13 Zobrazuji posledních 3 příspěvků.

Milan Petřík

Milan Petřík

Aktuality a postřehy ze světa vědy

Astronomie, fyzika

REPUTACE AUTORA:
0,00

Seznam rubrik