Deset let s temnou energií a pořád nevíme, jestli je to konstanta, nebo ne

Vědci z Harvard-Smithsonianského centra pro astrofyziku přicházejí s ambiciózním plánem, jak během příštích let rozlousknout desetiletou hádanku, zda je temná energie ve vesmíru konstantní, nebo zda se s časem mění. Řešení vidí ve studiu rádiové emise neutrálního vodíku.

Prstenec temné hmoty v kupě galaxií Cl 0024+17 | foto: Credit: NASA, ESA, M.J. Jee and H. Ford (Johns Hopkins University)

Ačkoli je tomu již 10 let, co byla temná energie objevena, pro současnou astrofyziku je stále záhadou. Co tvoří její skutečnou podstatu, nikdo netuší, někteří vědci o ní hovoří jako o hustotě energie vakua, jiní tvrdí, že jde o vlastnost samotného časoprostoru. Jisté je jen to, že díky ní se náš vesmír rozpíná zrychleným tempem. (Ovšem ani to nemusí být pravda, někteří vědci, jako např. Georgi Dvali, teoretik Newyorské univerzity, vysvětlují nárůst kosmické expanze únikem gravitace do vyšších dimenzí.)

Mlčky se předpokládá, že velikost temné energie se v průběhu vývoje vesmíru nemění, ale je tomu opravdu tak? Odpověď na tuto otázku hledá dvojice teoretických fyziků Stuart B. Wyithe a Avi Loeb. "V nejjednodušším případě bychom očekávali, že hustota energie vakua byla v čase stálá, ale je potřeba to prověřit. Možná budeme překvapeni," říká Loeb.

Začalo to už Einsteinem

Albert Einstein byl skálopevně přesvědčen o statičnosti vesmíru, a proto do svých rovnic obecné relativity zahrnul stálou, odpudivou sílu, která měla vyrovnat gravitační přitahování hmoty vesmíru. Světlo světa tak spatřila kosmologická konstanta, kterou Einstein, poté, co Edwin Hubble prokázal, že se vesmír rozpíná, zavrhl jako největší omyl svého života.

Na přelomu let 1997/1998 astronomickou obec vzrušil nečekaný objev. Dva výzkumné týmy si nezávisle na sobě všimly, že vzdálené supernovy jsou dále, než by podle výpočtů měly být. Z toho vyplývalo jediné – rozpínání vesmíru musí urychlovat nějaká tajemná síla. To bylo překvapivé, neboť do té doby se myslelo, že expanze vesmíru se vlivem všemocné gravitace zpomaluje. Vědci tedy vytáhli kostlivce ze skříně – na scéně se opět objevila kosmologická konstanta, tentokrát však ve formě temné energie.

Velké roztržení

I když je její množství v každém bodě prostoru nicotné, ono "nic" se na ohromných vzdálenostech nasčítá a ve výsledku tvoří temná energie až 70 % veškeré energie vesmíru. Pokud jí přibývá, mohla by jednou nabýt takové síly, že by od sebe roztrhala galaktické kupy, galaxie i hvězdy v nich. Mohlo by to dokonce dojít tak daleko, že by rozervala i atomy a strukturu samotného prostoru. Takovému scénáři vývoje vesmíru astronomové říkají "Velké roztržení" (Big Rip, analogicky k Velkému třesku - Big Bang). Kdyby jí ale naopak ubývalo, pak by v rozpínání kosmu hrála stále zanedbatelnější roli. Proto je nutné zjistit, jak se temná energie vyvíjí v čase, a tak aspoň trochu poodhalit roušku tajemství této záhadné substance. "Původ temné energie je největší nevyřešený astrofyzikální problém," říká Wyithe.

Neutrální vodík

Aby mohli astronomové zkoumat chování temné energie, musí se zahledět do vesmíru vzdáleného miliardy světelných let. Protože jsou ale obrazy galaxií a supernov nalézajících se v těchto vzdálenostech velmi slabé, nelze je pro tyto účely použít, a tak se vědci musí poohlédnout po něčem jiném.

Wyithe a Loeb navrhují zaměřit se na rádiovou emisi neutrálního vodíku. Malá část z prvotních vodíkových mračen totiž zůstala neutrální i poté, co vesmír prošel obdobím reionizace. Jen jeho vlnová délka se od té doby vlivem expanze vesmíru poněkud natáhla (z původní hodnoty 21 cm, jde o tzv. rudý posuv). Přestože je dnes tento signál velmi slabý, Wyithe a Loeb tvrdí, že budoucí observatoře (např. australský radioteleskop MWA - Murchison Wide-field Array) by ho mohly zachytit a sledovat zpět v čase až do doby, kdy byl vesmír pouze 200 milionů let starý.

Zkoumání temné energie

Fluktuace v hustotě energie a tlaku způsobily v raném vesmíru oscilace. Ač byly na počátku velmi malé, expanze vesmíru je zvětšila natolik, že se dnes táhnou až 500 milionů světelných let daleko. To samozřejmě mělo vliv na rozložení hmoty (galaxií) ve vesmíru a stejnou distribuci jako u galaxií lze očekávat i u mračen neutrálního vodíku. Z časových map rozložení neutrálního vodíku ve vesmíru by se pak dalo odhadnout, jakou roli v těchto procesech hrála temná energie, a tak vysledovat, zda se její množství během vývoje vesmíru měnilo, nebo bylo po celou dobu konstantní.

Temná budoucnost našeho chápání temné energie?

Desáté výročí objevení temné energie připomíná prosincové vydání časopisu Physics World, který na toto téma připravil pro své čtenáře hned několik článků. V jednom z nich se známý astrofyzik Lawrence M. Krauss (mimo jiné autor knihy Proměny vesmíru) zabývá otázkami budoucího zkoumání temné energie a je poněkud skeptický. Tvrdí: "I když je na příští desetiletí naplánováno mnoho výzkumů, existuje reálná možnost, že skutečné povaze temné energie nebudeme nikdy rozumět."

Naproti tomu Eric Linder a Saul Perlmutter (jeden z objevitelů zrychlené akcelerace vesmíru), oba z univerzity v kalifornském Berkeley, jsou o poznání optimističtější: "Věda zabývající se temnou energií je dosud velmi mladá, a než dozraje, čeká nás zřejmě ještě dlouhé a vzrušující období výzkumů."

Zdroj: www.cfa.harvard.edu, physicsworld.com

Autor:
  • Nejčtenější

Kam pro filmy bez Ulož.to? Přinášíme další várku streamovacích služeb do TV

v diskusi je 125 příspěvků

26. března 2024

S vhodnou aplikací na vás mohou v televizoru na stisk tlačítka čekat tisíce filmů, seriálů nebo...

Z jaderné triády zbyly Britům už jen ponorky. A ty musejí posílit

v diskusi je 76 příspěvků

27. března 2024

Jadernou triádu tvoří strategické bombardéry s jadernými zbraněmi, mezikontinentální balistické...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Hlučínsko patří nám. Před 100 lety byl podepsán definitivní protokol o hranici

v diskusi je 30 příspěvků

28. března 2024

Před 100 lety definitivně skončily tahanice o československo-německé hranice. 28. března 1924 byl...

Rusko zastavilo odlet na ISS s první Běloruskou, letět měla i Američanka

v diskusi je 50 příspěvků

21. března 2024  10:23,  aktualizováno  14:26

Ve čtvrtek 21. března se necelých deset minut před půl třetí odpoledne měla vydat na Mezinárodní...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Načapali jsme otesánka, který se velkého sousta nezalekne. Boeing 747-400F

v diskusi je 8 příspěvků

21. března 2024

Poté, co na Letiště Václava Havla Praha přestaly v barvách Qatar Airways létat nákladní Boeingy...

Dočasná raketa se po téměř 70 letech loučí. Nyní startuje naposledy

v diskusi jsou 3 příspěvky

28. března 2024  15:36

Přímý přenos Tento čtvrtek stojí na startovací rampě mysu Canaveral poslední potomek raket Thor, nosič Delta IV...

Američané odepsali modul, který je vrátil po půl století na Měsíc

v diskusi je 20 příspěvků

28. března 2024,  aktualizováno  11:41

Od začátku letošního roku je na Měsíci a kolem něj poměrně rušno. Vedle řady sond, které zamířily...

Hlučínsko patří nám. Před 100 lety byl podepsán definitivní protokol o hranici

v diskusi je 30 příspěvků

28. března 2024

Před 100 lety definitivně skončily tahanice o československo-německé hranice. 28. března 1924 byl...

Úspěšný let prototypu XB-1 vrací do hry cestování nadzvukovou rychlostí

v diskusi je 34 příspěvků

27. března 2024  17:17

Po více než dvaceti letech, od ukončení provozu letounu Concorde, se možná opět dočkáme nadzvukové...

Rána pro britskou monarchii. Princezna Kate má rakovinu, chodí na chemoterapii

Britská princezna z Walesu Kate (42) se léčí s rakovinou. Oznámila to sama ve videu na sociálních sítích poté, co se...

Smoljak nechtěl Sobotu v Jáchymovi. Zničil jsi nám film, řekl mu

Příběh naivního vesnického mladíka Františka, který získá v Praze díky kondiciogramu nejen pracovní místo, ale i...

Rejžo, jdu do naha! Balzerová vzpomínala na nahou scénu v Zlatých úhořích

Eliška Balzerová (74) v 7 pádech Honzy Dědka přiznala, že dodnes neví, ve který den se narodila. Kromě toho, že...

Pliveme vám do piva. Centrum Málagy zaplavily nenávistné vzkazy turistům

Mezi turisticky oblíbené destinace se dlouhá léta řadí i španělská Málaga. Přístavní město na jihu země láká na...

Kam pro filmy bez Ulož.to? Přinášíme další várku streamovacích služeb do TV

S vhodnou aplikací na vás mohou v televizoru na stisk tlačítka čekat tisíce filmů, seriálů nebo divadelních...