Článek
Gupta dospěl k závěru, že vesmír by měl být ve skutečnosti téměř dvojnásobně starý: 26,7 miliardy let. Jeho práce byla nedávno publikována v odborném časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Objekty „starší než celý vesmír“?
Jeho odlišná koncepce vychází z pozorování velmi vzdálených objektů, které se zdají být „starší než celý vesmír“, což samozřejmě nedává smysl a vyvolává to pochybnosti o platnosti dosavadních kosmologických modelů.
Kosmický dalekohled Jamese Webba objevil mj. velmi staré galaxie, které vypadají mnohem vyspělejší, než by bylo možno očekávat tak brzy – asi 300 milionů let – po velkém třesku.
Webbův dalekohled opakovaně objevuje rekordně vzdálené galaxie z velmi raného vesmíru
Problém je ovšem v tom, že aby Gupta vysvětlil některé pozorované nesrovnalosti kolem stáří vesmíru, nahrazuje zavedený standardní kosmologický model velmi alternativní koncepcí, která ke své platnosti vyžaduje splnění řady zvláštních podmínek.
„Hypotéza unaveného světla“
Předně se Gupta podle webu New Atlas obrátil ke staré kontroverzní hypotéze tzv. unaveného světla, kterou původně představil již v roce 1929 klasik astronomie Fritz Zwicky (ten je mj. i původcem konceptu temné hmoty ve vesmíru).
Podle této teorie ztrácejí fotony energii během miliardy let dlouhého letu vesmírem. Viditelným fotonům se pak prodlužuje vlnová délka a „rudnou“, mj. díky interakci s prachem, plynem nebo energetickými poli – čili část tzv. kosmologického rudého posuvu není třeba vysvětlovat expanzi vesmíru. Původní forma této teorie ale byla v rozporu s tím, jak se nám vesmír jeví.
"Our newly-devised model stretches the galaxy formation time by several billion years, making the universe 26.7 billion years old, and not 13.7 as previously estimated," says author Rajendra Gupta, adjunct professor of physics at the University of Ottawa.https://t.co/vw9docxm7N
— Fouz Siddiqui (@FouzSiddiqui_) July 16, 2023
Gupta proto navíc navrhuje, že celkový rudý posuv světla může mít kombinovanou čili hybridní povahu a být důsledkem jak rozpínání vesmíru, tak i procesu „únavy“ světla. Dále předpokládá, že tzv. vazební konstanty fundamentálních fyzikálních sil, které vystupují v mnoha základních rovnicích pro chování hmoty, se mohly během vývoje vesmíru měnit, o čemž kdysi teoreticky spekuloval i slavný kvantový fyzik Paul Dirac.
V praxi to znamená, že by se s rostoucím stářím kosmu měly měnit vlastnosti či velikosti základních sil působících mezi elementárními částicemi (elektromagnetická, silná, slabá a gravitační). Tyto změny by mohly vést k prodloužení časového rámce pro vývoj u nedávno pozorovaných raných galaxií, a to z několika set milionů let až na několik miliard let.
Astronomové pozorovali „neviditelnou“ galaxii z raného vesmíru
Také by měl být přehodnocen význam tzv. kosmologické konstanty lambda, která se dosud používala v Einsteinových rovnicích pro rozpínání vesmíru a vysvětlovala námi pozorovanou zrychlující se expanzi kosmického prostoru. Místo toho by mohla být zavedena nová konstanta, která by reflektovala právě uvedené změny vazebných konstant a pomohla by tak lépe vysvětlit pozorované jevy ve vesmíru. Guptova studie tedy přináší velmi odlišný pohled na naše porozumění vesmíru a sugeruje, že jeho stáří a vývoj jsou stále plné záhad a nečekaných objevů.
Problém je nicméně v tom, že se zdá, že v zájmu vysvětlení jistých momentálních nesrovnalostí Gupta zavádí účelově složitou hypotézu „na míru“, která může být těžko kombinovatelná s jinými poznatky o vesmíru – takže se snadno mohou jinde objevit nesrovnalosti jiné, možná i mnohem větší. V současné době proto není možné stoprocentně říci, která teorie je správná, navíc Gupta zatím zřejmě pro svou interpretaci pozorování vesmíru nezískal přesvědčivou důkazní váhu.
Einstein se opět nemýlil. Astronomové objevili vesmírnou ozvěnu gravitačních vln
Stáří vesmíru
Astronomové dosud určovali stáří našeho vesmíru (dobu, která uplynula od jeho prvotní události – velkého třesku) na základě kosmologického rudého posuvu světla přicházejícího ze vzdálených galaxií. Tento rudý posuv by měl být výrazem globálního rozpínání (expanze) vesmíru. V roce 2021 tak bylo stáří našeho vesmíru pomocí dnes obecně přijímaného modelu Lambda-CDM odhadnuto na 13,8 miliardy let. Jenže v oblasti velmi pokročilé základní fyziky o vesmíru není nic „vytesáno navěky do kamene“, existují zde stále mezery a mnoho zvláštností, které je třeba zohlednit, resp. objasnit.
Vše zkomplikovala např. existence „Metuzalémské hvězdy“ (HD 140283), která může být v rámci chyby měření starší, než je odhadované stáří našeho vesmíru, a také objev raných „nemožných“ galaxií v příliš pokročilém stavu evoluce, který nám přinesl Webbův teleskop, jak připomíná vědecký server Phys.org. Zdá se, že tyto galaxie, existující (podle současného modelu) asi 300 milionů let po velkém třesku, se nacházely už tehdy ve stavu, který je obvykle spojen s miliardami let kosmického vývoje. Jsou navíc překvapivě malé, což do rovnice přidává další vrstvu tajemství.
Stará Zwickyho teorie unaveného světla předpokládala, že rudý posuv světla přicházejícího ze vzdálených galaxií je způsoben postupnou ztrátou energie fotonů, které proletěly obrovské kosmické vzdálenosti a interagovaly se vším možným. Bylo však vidět, že tato teorie je v rozporu s mnoha pozorováními, zejména pokud jde o mikrovlnné záření kosmického pozadí (reliktní záření vzniklé po velkém třesku). Také bychom následkem tohoto jevu viděli rozmazané hvězdy a galaxie, což nepozorujeme. Gupta ale prohlásil, že kombinace této teorie s rozpínajícím se vesmírem umožňuje chápat tento pozorovaný rudý posuv jako složený (hybridní) jev a řadu rozporů se snažil odstranit.
Vědec navíc naznačuje, že tradiční výklad „kosmologické konstanty“, která představuje temnou energii zodpovědnou za zrychlující se expanzi vesmíru, potřebuje revizi. Místo toho navrhuje konstantu, která odpovídá za vývoj vazebných konstant určujících velikost základních sil mezi elementárními částicemi. Tato modifikace v jeho alternativním kosmologickém modelu pomáhá mj. řešit hádanku malých velikostí galaxií pozorovaných v raném vesmíru.
Obří zrcadlo vesmíru. Objevená planeta by podle fyzikálních zákonů vůbec neměla existovat
Standardní kosmologický model Lambda-CDM
Model Lambda-CDM (ΛCDM) je dnes nejběžnější kosmologický model, který popisuje strukturu a evoluci vesmíru na velkých škálách. Tento model je založen hlavně na kombinaci dvou klíčových složek vesmíru – chladné temné hmoty (CDM = Cold Dark Matter) a temné energie (vystupuje zde jako parametr Λ = kosmologická konstanta v rovnicích).
- Chladná temná hmota (CDM): Temná hmota je neviditelná hmota, která interaguje jen gravitačně a není viditelná prostřednictvím elektromagnetických vln, neinteraguje s fotony. Tvoří většinu hmoty ve vesmíru a je klíčová pro formování velkých struktur, jako jsou např. galaxie, kupy a superkupy galaxií. Bez temné hmoty by se vesmír nevyvinul tak, jak ho pozorujeme. Chladná temná hmota je složena z pomalu se pohybujících částic, které se podílejí na vytváření těchto hmotných struktur.
- Temná energie (Λ): Temná energie je záhadná forma energie, která se projevuje jako negativní tlak a je odpovědná za zrychlování rozpínání vesmíru. Působí proti gravitaci a způsobuje, že vesmír se rozpíná stále rychleji. Temná energie tvoří přibližně 70 procent celkové hmotnosti a energie vesmíru, což z ní činí hlavní složku kosmologického modelu Lambda-CDM.
Lambda (Λ) v názvu modelu představuje možnou kosmologickou konstantu, kterou zavedl Albert Einstein do svých rovnic obecné teorie relativity jako jistou protiváhu gravitace. Když bylo objeveno rozpínání vesmíru, byla kosmologická konstanta na nějakou dobu opuštěna. Nicméně později, díky novým a přesným pozorováním supernov a kosmického mikrovlnného pozadí, bylo zjištěno, že vesmír se v poslední době opravdu rozpíná stále rychleji, a to právě kvůli existenci temné energie. Kosmologická konstanta, znázorněná symbolem Λ, se tak do modelu vrátila a má význam „podivné“ temné energie.
Model Lambda-CDM je základním pilířem moderní kosmologie a vysvětluje řadu pozorovaných jevů, jako je kosmické mikrovlnné pozadí, velké struktury ve vesmíru, rozpínání vesmíru a mnoho dalších. I když je tento model velmi úspěšný, v astronomii existují stále nezodpovězené otázky a výzvy, které nás vedou k dalšímu výzkumu a prohlubování našeho porozumění vesmíru.
„Detektiv temného vesmíru“. Mise Euclid o víkendu odstartovala, sonda žije
