Braneworld, Multivesmír a další teorie vzniku vesmíru

Nejprve něco k teorii, kterou považuje za nejpravděpodobnější většina současných astrofyziků. Tradiční teorie Velkého třesku předpokládá, že vesmír začal singularitou - bodem s nekonečnou hustotou a teplotou, jehož podstatu je pro náš rozum obtížné pochopit.

Myšlenka singularity vychází z Einsteinovy obecné teorie relativity. Vesmír měl na začátku extrémně vysokou teplotu a hustotu. Od Velkého třesku (Big Bang) dochází k neustálému rozpínání našeho vesmíru. Aby se za těch 13,8 miliard let mohl rozepnout do dnešní velikosti, používá se Inflační teorie. Tato teorie nám říká, že v raném vesmíru nastala fáze, kdy se prostor exponenciálně rozpínal. Toto rozpínání probíhalo rychlostí větší, než je rychlost světla. Teorie se ověřuje měřením reliktního záření, kosmickým mikrovlnným pozadím.

Tato teorie ale nefunguje v kvantovém světě, nemusí tedy být pravdivá.

Geniální britský vědec Stephen Hawking před pár lety řekl: „Podle Einsteinovy obecné teorie relativity se prostor a čas spojují v časoprostorovém kontinuu, které není ploché, ale zakřivené obsaženou hmotou a energií.“ A našemu vesmíru přiřadil další dva rozměry. Tím vysvětlil, že náš vesmír nemá žádné hranice. Hawking říká: „Jinak řečeno, ono euklidovské časoprostorové kontinuum je uzavřený povrch bez konce, podobně jako povrch naší planety.“

Dobře. Současná věda se k tomuto přiklání. Ale existuje ještě mnoho teorií vzniku vesmíru, které nelze zpochybňovat jen proto, že většina věří Velkému třesku.

Tak například McCullen Sandora, vědecká pracovnice Blue Marble Space Institute of Science, tvrdí: „Největším důkazem multivesmíru je, že existuje inteligentní život, schopný provádět kosmologická pozorování. Některé aspekty našeho vesmíru se zdají být zvláštní a důležité pro podporu života, jako je dlouhověkost hvězd, hojnost uhlíku, dostupnost světla pro fotosyntézu a stabilita složitých jader. Ale všechny tyto vlastnosti obvykle neplatí, pokud vám bude předložen náhodný vesmír. Multivesmír nabízí jedno vysvětlení, proč jsou všechny tyto rysy v našem vesmíru příznivé, a to, že existují i jiné vesmíry, ale my pozorujeme ten náš, protože je schopen podporovat složitý život.“

Jinými slovy, v našem vesmíru se muselo seřadit tolik věcí, že pokud by existoval jen jeden vesmír, pravděpodobně by v něm nebyl život. Ale v multivesmíru je dost „šancí“ na to, aby se život objevil alespoň v některém z mnoha vesmírů.

Tato teorie však není nijak zvlášť přesvědčivá, takže většina vědců zůstává k myšlence multivesmíru skeptická.

Teorie předpokládá jinou prostorovou dimenzi, kterou nemůžeme přímo vnímat, v jiném kolmém směru. Tento prostor vyšší dimenze je označován jako „hmota“, zatímco náš vesmír je trojrozměrná membrána - neboli „brána“, vznášející se uvnitř hmoty.

Zdá se to složité? Tato teorie ale vysvětluje asymetrii subatomárních sil tím, že naznačuje existenci jiných bran, paralelních s těmi našimi. Ověření této teorie ovšem chybí.

V daleké budoucnosti se galaxie od sebe nakonec vzdálí natolik, že světlo z jedné nikdy nedosáhne druhé. Ve skutečnosti, jak hvězdy stárnou a umírají, přijde čas, kdy už nezůstane žádné světlo nebo teplo. Vesmír bude temná, chladná, prázdná prázdnota. Zní to jako konec všeho, ale podle této teorie je to ve skutečnosti začátek dalšího vesmíru v nekonečně se opakujícím cyklu.

Jedna studená, prázdná brána se srazí s druhou, což, pokud má dostatek času, se nakonec musí stát. Kosmologové Neil Turok a Paul Steinhardt věří, že taková kolize by generovala dostatek energie k vytvoření zcela nového vesmíru. Fyzik Michio Kaku ji nazval Velká plácačka.

Představte si hologram zabezpečení. Jedná se v podstatě o dvourozměrný objekt kódující plný trojrozměrný obraz. Podle této teorie může být celý trojrozměrný vesmír „zakódován“ na své dvourozměrné hranici. Možná to není tak vzrušující jako život uvnitř simulace, ale má to tu výhodu, že je to vědecky ověřitelná teorie – výzkum z University of Southampton ve Velké Británii v roce 2017 ukázal, že je v souladu s pozorovanou fluktuací.

Vracíme se k multivesmíru na začátku článku.

Někteří vědci se domnívají, že když náš vesmír vypadl z inflační fáze, byla to jen jedna malá bublina v obrovském moři nafukujícího se vesmíru. V této teorii, nazvané „věčná inflace“, kterou navrhl Paul Steinhardt, se v jiných částech inflačního moře neustále objevují další bublinové vesmíry, přičemž celý soubor tvoří „multivesmír“.

Tato teorie ale vyvrací teorii McCullen Sandory, protože neexistuje žádný důvod, proč by jiné vesmíry měly mít stejné fyzikální zákony, jako ten náš. Jiné mohou mít třeba jinou rychlost světla, nebo třeba silnější gravitaci apod.

I když nemůžeme pozorovat ostatní vesmíry přímo, jeden z nich by se mohl srazit s naším vlastním. Vědci dokonce předpokládají, že „chladná skvrna“ v CMB (reliktní záření) je otiskem takové kolize.

Možné to je. Veškeré teorie o vesmíru závisejí na pochopení gravitace. To je jediná fyzikální síla, ovlivňující hmotu ve velkých měřítcích. Má to ale několik háčků. Samotná gravitace nemůže vysvětlit astronomická pozorování. Změříme-li rychlost hvězd na okraji galaxie, pohybují se příliš na to, aby zůstaly vázány na galaxii; prostě je divné, že neodletí pryč. Stejně jako kupy galaxií jsou drženy větší silou, než jakou by držely pouhou gravitací.

Zatím existují dvě řešení: Vesmír obsahuje temnou hmotu, která doplňuje chybějící gravitaci z viditelných objektů. Nebo existuje poněkud divoká teorie, že naše teorie gravitace je špatná a musí být nahrazena modifikovanou newtonovskou dynamikou. To navrhli vědci v roce 2002 v časopise Annual Review of Astronomy and Astrophysics. Obě možnosti jsou sice v souladu s pozorováními, ale důkazy zatím chybí.

Něco poněkud fantastického nakonec, tentokrát ne od vědců, ale filozofů.

Pokud všechny informace o vesmíru přicházejí do našich mozků prostřednictvím našich smyslů a vědeckých přístrojů, kdo může říci, že to všechno není chytře vytvořená iluze?

Celý vesmír nemusí být ničím jiným než ultra sofistikovanou počítačovou simulací. Je to myšlenka, kterou zpopularizoval film Matrix, ale jakkoli bizarně tato myšlenka zní, někteří filozofové ji berou vážně. Není to ale ani omylem vědecká teorie, protože neexistuje způsob, jak by bylo možné dokázat, zda je pravdivá nebo nepravdivá.

Fyzikální zákony zahrnují několik základních konstant, které určují sílu gravitace, elektromagnetismu a subatomárních sil. Tato čísla sice mohou mít libovolnou hodnotu, ale to by znamenalo, že život, jak ho známe, v našem vesmíru nemůže existovat. Někteří lidé to považují za důkaz, že vesmír musel být navržen tímto způsobem někým, nebo něčím. Tomu se říká sebestředná antropická teorie (ne entropická, podobnost názvu s druhým zákonem termodynamiky svádí), kterou navrhl Nick Bostrom ve své knize „Antropická předpojatost“.