Problém teorie velkého třesku: Co když vesmír vůbec nevznikl?

Podle teorie velkého třesku vesmír vznikl před zhruba 13,8 miliardami let z miniaturního bodu o nesmírně vysoké teplotě a hustotě až do podoby, ve které ho můžeme pozorovat dnes. Rozpínání vesmíru přitom neustále pokračuje a v roce 1998 bylo dokonce vědecky prokázáno, že rychlost tohoto rozpínání se postupem času zrychluje. Dnes je tato teorie nadále propagována mainstreamovou kosmologií jako více méně jediná možná, a to i přesto, že více a více astronomů k ní začíná mít vážné výhrady.

Není bez zajímavosti, že autorem této teorie byl belgický katolický kněz Georges Lemaître. Ten již v roce 1927 přišel s tezí, že náš vesmír není stacionární a že vniknul z určitého bodu v určitém čase. Tuto teorii o 2 roky později potvrdily poznatky amerického astronoma Edwina Hubblea, který pozorováním vzdálených galaxií zjistil, že tyto galaxie se od nás vzdalují přímo úměrně jejich vzdálenosti od Země. Jinými slovy: čím vzdálenější galaxie, tím rychleji se vzdalují. Nutno ovšem dodat, že to nejsou galaxie samy o sobě, které by se vzdalovaly. Ve skutečnosti se zvětšuje prostor mezi nimi, což vedlo k závěru, že náš vesmír se rozpíná.

Myšlenka, že náš vesmír neexistoval odjakživa, ale že vzniknul takříkajíc z ničeho, byla pochopitelně vřele přijata katolickou církví, konkrétně samotným papežem, kterým byl tehdy Pius XII. Papež byl tehdy tak nadšený z toho, že nová teorie evidentně potvrzuje slova první strany knihy Genesis, že Lemaîtrovi údajně dokonce nabídl, že z jeho teorie udělá nové církevní dogma. K Belgičanově cti budiž řečeno, že tuto lákavou nabídku zdvořile odmítl.

Zatímco církev novou teorii okamžitě přijala, pro fyziky a astronomy tato nová fakta znamenala popření toho, k čemu se dosud přikláněli. Nejen Einstein, ale i většina jeho kolegů totiž do té doby zastávala názor, že vesmír je stacionární. Einstein novou teorii nejdříve odmítl, později ale uznal chybu a pod tíhou důkazů ji přijal. Ne všichni jeho kolegové byli ovšem podobně vstřícní. Ostatně samotný název „Teorie velkého třesku“ (angl. „Big Bang theory") nepochází od Lemaîtra ani nikoho z jeho přívrženců, ale od astronoma Freda Hoylea, který naopak až do konce života zůstal jejím odpůrcem. Dnes se teorie velkého třesku stále těší velké podpoře astronomické obce, a to i přes spoustu problémů, které ji provází.

První (byť ne hlavní) problém teorie velkého třesku spočívá v tom, že popisuje pouze vývoj vesmíru, ne příčiny jeho vzniku. Teorie nám totiž říká, že samotný čas vznikl až v momentě velkého třesku, takže ptát se na to, co velký třesk způsobilo, nedává smysl. I Stephen Hawking ve své knize A Brief History of Time píše, že i kdyby velký třesk nebyl prvopočátkem všeho, tak stejně neexistuje způsob, jakým bychom mohli zjistit, co se stalo před vznikem vesmíru, protože by to vyžadovalo získat přístup k informaci, která se prokazatelně nachází mimo tento vesmír.

Jedním ze zásadních problémů celé teorie velkého třesku je fakt, že stojí na několika čistě hypotetických konceptech, jejichž pozadí či samotnou existenci se dosud nepodařilo spolehlivě vysvětlit či prokázat. Nejpalčivějšími z nich jsou kosmická inflace a tzv. temná hmota a temná energie.

Podle inflační teorie, která je důležitou součástí teorie velkého třesku, se vesmír (z neznámých důvodů) v čase kolem 10-36 sekund po velkém třesku extrémně zvětšil, a to nejméně 1078 krát. Pro lepší představu by to znamenalo, že objekt velký 1 nanometr, tzn. 0,000000001 m, se během necelé sekundy zvětšil o 100000000000000 km. Paul Steinhardt, jeden z předních teoretických fyziků současnosti, který inflaci původně podporoval, se nedávno stal jejím hlavním kritikem. Dokonce řekl, že inflace se jako teorie nedá vyvrátit, a proto by vůbec neměla být vědeckou hypotézou. Atributem dobré vědecké hypotézy je totiž fakt, že musí být vyvratitelná.

Podobně je tomu i s tzv. temnou hmotou a temnou energií. Podle teorie velkého třesku je přibližně jen 4,8 % všech pozorovatelných objektů ve vesmíru tvořeno běžnou baryonovou hmotou, kdežto 23 % je tvořeno neznámou a tajemnou temnou hmotou. Tato hmota je neviditelná, nedetekovatelná a na její existenci lze usuzovat pouze nepřímo díky gravitačnímu vlivu, který má na okolní objekty, jež jsou tvořeny hmotou „normální“.

Jestliže tajemná temná hmota tvoří 23 % všeho vesmíru, pak celých 72 % vesmíru tvoří (podle teorie velkého třesku) tzv. temná energie, jejíž podstata je stejně neznámá jako podstata temné hmoty. Temná energie byla do teorie velkého třesku zakomponována jako hypotetický koncept poměrně nedávno. V roce 1998 bylo totiž zjištěno, že rychlost rozpínání vesmíru se ve skutečnosti neustále zvětšuje. Nikdo ovšem neví, co je příčinou tohoto zrychlování, a proto tu tedy máme temnou energii.

Výčet problematických konceptů, na kterých je teorie velkého třesku založena zdaleka nekončí temnou hmotou a temnou energií. Kromě nich je tu (jen namátkou) i tzv. problém horizontu, problém magnetických monopólů, problém baryonové asymetrie nebo i třeba i problém se stářím některých objektů ve vesmíru. Díky stále lepším technologiím jsme dnes schopni detekovat objekty v obrovských vzdálenostech. U některých velmi vzdálených galaxií ovšem vyvstává pozoruhodný problém. Uvážíme-li vzdálenost, ve které se nacházejí, pak se zdá, že některé z těchto galaxií nemohly mít dostatek času na to, aby se vůbec za tak krátkou dobu zformovaly. Jinými slovy se zdá, že se ve vesmíru nacházejí objekty starší než sám vesmír, což je mírně řečeno problém.

Ani všechna výše uvedená fakta ještě nemusí nutně znamenat, že teorie velkého třesku je jako celek chybná. Jisté ale je, že některé její základní parametry budou muset být přehodnoceny a zřejmě i opuštěny. Zejména v anglicky mluvících zemích se v této souvislosti mluví o „krizi v kosmologii“. Teprve následující léta (a možná spíše desetiletí) nám přinesou odpovědi na některé zásadní otázky vzniku a vývoje vesmíru a stejně tak se nedá vyloučit, že některé z těchto otázek zůstanou ještě dlouho nezodpovězeny.