Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vypadá to, jako by nějaký vesmírný obr ukousl z kosmu gigantické sousto, po kterém zbylo jen superprázdno.
Jakmile sonda COBE ukázala skvrnitou oblohu plnou CMB, daty se začali zabývat teoretičtí kosmologové. Jsou ty skvrny jen náhodné? Jsou větší skvrny nějak výraznější než ty menší, a pokud ano, lze tento rozdíl popsat konkrétní matematickou formulí? Nakolik je vlastní obraz CMB v souladu s teorií inflace? Bylo vypuštěno ještě více družic s ještě lepším vybavením, které přinesly záplavu dalších dat. Celkově se má za to, že je dnes už tahle skvrnologie na velmi dobré úrovni, stále jsou ale patrné jisté nepatřičné anomálie, což je dost frustrující.
Na mapě teploty reliktního záření je mezi všemi těmi skvrnami jedna obzvláště záhadná. Nachází se v souhvězdí Eridanu nad jižní polokoulí a má průměr asi pět úhlových stupňů, což odpovídá zhruba deseti úplňkům, a zaujímá tak ohromný prostorový objem. Zvláštní na ní je, že je mnohem chladnější, než by měla být, je téměř osmkrát chladnější než průměrná odchylka od střední teploty CMB. Její původ ale zůstává zahalen tajemstvím. Na první pohled to vypadá, jako by nějaký vesmírný obr ukousl z kosmu gigantické sousto, po kterém zbylo jen superprázdno. Fakt, že vesmír, který vidíme, tedy hvězdy, plyn a prach, je pomalu, ale neúprosně pohlcován obřími černými dírami, jež se často skrývají v centrech galaxií, astronomové akceptovali už dávno. Tato chladná oblast uprostřed jižní oblohy ale představuje něco daleko, daleko rozsáhlejšího, jakýsi strukturální defekt vesmíru samotného.
Žádné jednoduché vysvětlení nefunguje, a tak se zatím ve snaze fenomén vysvětlit objevilo jen několik divokých spekulací. Jedna z nich, jejíž zastánkyní je Laura Mersini-Houghtonová, předpokládá, že došlo ke kolosální srážce s jiným vesmírem, po které na obloze zůstala jakási fosilizovaná jizva. Takové setkání dvou kosmických titánů by vygenerovalo moře gravitačních vln a zapříčinilo tím charakteristické vzory polarizace mikrovlnného pozadí.
Ovšem pátrání po nich bylo zatím bezvýsledné. V bublinovém multiverzu je ale srážka vesmírných sousedů jen jednou z několika potenciálních kosmických katastrof, jež se víceméně omezují na to, co dovolí vlastní vynalézavost teoretiků. Nejenže by jiný vesmír mohl vrazit do toho našeho, větší a statnější vesmír by totiž ten druhý mohl také pozřít, zhltnout vcelku.
I když pomineme tyto hrozby zvenčí, stále tu jsou také hrozby zevnitř. Podle jedné myšlenky, která se poprvé objevila už v 70. letech minulého století, může vesmír požírat sám sebe zevnitř. To je obecná vlastnost kvantových systémů, takže by k tomu mohlo dojít kdykoli. Příběh sebepožírajícího se vesmíru by se odvíjel asi takto. Když je atom excitován, tedy ocitne se na vyšší hladině energie, dojde po chvíli k přechodu (k „rozpadu“, jak se tomu správně odborně říká) zpět na nižší hladinu za emise fotonu. Jenže co funguje pro atomy, funguje i pro kvantové vakuum. Pokud je temná energie kvantové povahy (tedy je to energie kvantového vakua), jak se většina vědců domnívá, pak by mohla energie vakua stejně jako u atomů nabývat mnoha různých hodnot, tedy mít mnoho různých hladin. Náš vesmír se na jedné z nich nachází, ale nemusí to být zrovna ta nejnižší.
Panuje proto obava, že takový excitovaný neboli vybuzený stav kvantového vakua nebude úplně stabilní. Existuje riziko, že přejde do stavu s nižší energií, tedy vakuum by se mohlo „rozpadnout“, čímž by se uvolnilo ohromné množství energie. Kdyby se to stalo kdekoli ve vesmíru, následky by byly doslova apokalyptické. Malá bublina nového vakua o nižší energii by se nafukovala téměř rychlostí světla, přičemž všechna uvolněná energie by se koncentrovala na jejím okraji. Jak by se membrána s bublinou rozpínala, ničila by vše, co stojí v cestě. Navíc by nemuselo přijít vůbec žádné varování, možná se o zkáze vesmíru dozvíme až v okamžiku, kdy postupující rozhraní zničí vše okolo i nás samotné, aniž bychom stihli zareagovat.
Celý scénář má ale ještě strašidelnější variantu. Nafukující se bublina nemusí obsahovat jen kvantové vakuum o nižší energii, nemusí totiž obsahovat vůbec nic. Byla by to díra v prostoru, nikoli černá díra, ale bublina ničeho, nekontrolovatelně se rozpínající, která by smetla všechno okolo sebe, až by nakonec zhltla celý vesmír a nezanechala po sobě zhola nic, někdejší prostor by byl pohlcen „bezprostorem“.
Myšlenku, jak prostor znepokojivě bez varování zmizí, na základě své analýzy teorie strun poprvé zformuloval v roce 1982 teoretický fyzik Edward Witten z Ústavu pokročilých studií na Princetonské univerzitě (kde dříve pracoval Einstein). Vyjádřil to takto: „V prostoru spontánně vznikne díra, která se rychle rozpíná a tlačí do nekonečna cokoli, s čím se setká.“ Představme si to tak, že prostor je jako sýr ementál a díry se v něm začnou zvětšovat a zvětšovat, až nezbude žádný sýr, jenom díry.
Tajemná chladná skvrna v souhvězdí Eridanu je jen jednou z mnoha CMB anomálií, s nimiž si kosmologové lámou hlavu. Je faktem, že celková intenzita CMB přicházející z jedné poloviny oblohy je větší než z druhé. Ještě podivnější je to, že se tato asymetrie zdá být vymezená přímo rovinou Sluneční soustavy, což je tak bizarní a kacířské zjištění, že se pro fenomén vžilo označení Osa zla. Skoro jako by celý vesmír svíral jakýsi svěrák. Co se asi děje? Že by na vesmír něco útočilo zvnějšku? Je snad chladná skvrna jakýmsi průzorem do „pre-kreační“ epochy, jež předcházela velkému třesku, a neodpovídá proto vesmíru, který dnes známe?
Nejsou někde ještě další průzory, kterými lze nahlédnout do jinak zastřeného „proto-světa“? Nějaká okna do širšího multiverza? Nebo se nakonec ukáže, že všechny anomálie nejsou ničím jiným než nahodilými experimentálně statistickými fluktuacemi? Tohle bude ještě zajímavé.
Jakkoli výše popsaná vesmírná kataklyzmata znějí spíše jako noční můry, mělo by nás uklidnit, že vesmír zatím několik miliard let vydržel bez větších nehod tohoto typu. Obava, že náš vesmír bude pohlcen jiným vesmírem, by na seznamu našich starostí měla být rozhodně až na posledním místě. Samotná možnost, že vesmír je nějak poškozený či narušený, že není zcela dokonalý, otevírá ovšem z vědeckého hlediska velice zajímavou a hlubokou problematiku. Nemá vesmír i nějaké další vady na kráse?
Tento tetx je úryvkem z knihy
Paul Davies: Co žere vesmír? a jiné kosmické otázky
Argo a Dokořán 2023
O knize na stránkách vydavatele
Je-li náš 3D prostor povrchem toroidu a my nejsme na nejvnitřnější ani na nejvnějšnější kružnici, tak potom na jednu stranu je vnitřek toroidu a na druhou stranu vnějšek.