Článek
„Vlastně můžeme konstatovat: nyní už známe velikost vesmíru,“ troufá si astrofyzik Thomas Buchert z výzkumného centra pro astrofyziku při lyonské univerzitě Claudea Bernarda.
Hypotéza „vesmíru ve tvaru donutu“ (přesněji ve tvaru jménem torus) sice ještě nebyla jasně prokázána, ale poskytla by nová a pozoruhodná vodítka o chování, struktuře a konečném osudu vesmíru, píše dále web Interesting Engineering.
| Torus je rotační plocha, která vznikne otáčením kružnice kolem osy, která leží ve stejné rovině a nemá s ní společné body. Tento tvar má např. vzdušnice pneumatiky či nafukovací kruh. |
Mnohem menší vesmír, než jsme si mysleli?
Pokud žijeme ve vesmíru ve tvaru donutu či plaveckého kruhu, první dvě věci, které bychom díky tomu věděli, jsou následující: kosmos je konečný a mnohem menší, než jsme si mysleli – pouze třikrát až čtyřikrát větší, než v současné době známe. To by také znamenalo, že vesmír se nakonec zhroutí sám do sebe místo toho, aby se navždy dále rozpínal.
Otázek vyvstává velké množství, avšak podle vědců opravdu existuje množství důkazů podporujících danou hypotézu „velkého toru“.
Opavští fyzici „zvážili” superhmotnou černou díru
„Odpovědí našeho článku je to, že konečný vesmír odpovídá výsledkům našich pozorování lépe než nekonečný model,“ prohlásil Buchert.
Co ale toto zjištění znamená a jak na to přišli? Lze teorii považovat za seriózní? A o jak moc zásadní obrat v našem chápání vesmíru by šlo, kdyby skutečně nebyl nekonečný, nýbrž konečný?
Nutně nevyvrací plochost vesmíru
„Současné kosmologické modely pracují se třemi základními geometrickými modely vesmíru: uzavřeným, plochým a otevřeným. Ačkoli tyto tři modely mají stejný ‚horký‘ počátek v podobě tzv. velkého třesku, následný vývoj se zásadně liší – rozpínání uzavřeného vesmíru se postupně zastavuje a vesmír se hroutí sám do sebe. Na druhou stranu plochý a otevřený vesmír se vyznačuje zrychlujícím se rozpínáním,“ přiblížil pro Novinky astrofyzik Michal Zajaček, vědecký pracovník Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně.
Upozornil, že výše zmíněná nová studie nevyvrací plochost samotného vesmíru z geometrického hlediska – zaměřuje se totiž na topologii.
Nově objevený rudý obr může být jednou z nejstarších hvězd ve vesmíru
„Lépe řečeno, pokud jsou na plochý papír nakresleny rovnoběžné čáry a konce papíru jsou spojeny do tvaru válce, čáry zůstávají rovnoběžné, a proto je válec geometricky plochý. Dále můžeme spojit konce válce a vytvořit uzavřený torus, který je stále geometricky plochý, ale topologicky uzavřený. Kdyby byl vesmír prostorově nehybný 3D torus, raketa pohybující se po přímce by se teoreticky vrátila na místo startu,“ uvedl Zajaček.
Chybějící fluktuace naznačují uzavřený prostor
Autoři studie dospěli k podobnému závěru na základě analýzy teplotních fluktuací v tzv. kosmickém mikrovlnném pozadí (CMB), tedy záření, které pochází z raných fází vývoje vesmíru, přibližně 380 tisíc let po velkém třesku, kdy došlo k rekombinaci protonů a elektronů a vesmír se stal opticky průhledným.
V těchto raných fázích byl vesmír podle Zajačka menší a jakékoli spojení jednoho nebo více rozměrů mezi sebou (jako v případě papírového toru) by bylo výraznější než ve velkých měřítkách.
Odborníci z Francie zjistili, že v datech mikrovlnného pozadí chybí fluktuace, které by odpovídaly dostatečně velkým škálám, tedy pokud by vesmír nebyl prostorově propojený.
„V nekonečném prostoru existují poruchy teploty záření CMB na všech stupnicích. Pokud je však prostor konečný, pak chybí ty vlnové délky, které jsou větší než velikost prostoru,“ poznamenal Buchert pro Live Science.
Hawking měl pravdu. Černé díry se po srážce nezmenšují
Topologicky uzavřený vesmír, jak připomněl Zajaček ve své reakci pro Novinky, by se vyznačoval maximální škálou fluktuací, což autoři pozorují v datech družic WMAP (NASA) a PLANCK (ESA).
Vědci tak provedli několik simulací, aby zjistili, který topologický model vesmíru nejlépe odpovídá pozorování kosmického mikrovlnného pozadí, a zjistili, že se jedná právě o 3D torus, v němž jsou tři prostorové rozměry vzájemně propojeny.
„Je tedy možné teoreticky určit rozměry vesmíru, které by podle těchto výsledků měly být třikrát až čtyřikrát větší než pozorovaný vesmír,“ shrnul Zajaček.
Do Bajkalu spustili teleskop, aby pomohl odkrýt záhady vesmíru
Kosmická loď se ale nikdy nevrátí na místo startu
Ani v tomto uzavřeném vesmíru by se však raketa podle Buchertova týmu nevrátila na místo startu, jelikož v dostatečně velkých měřítkách je rozpínání vesmíru rychlejší než světlo, tudíž by se raketa letící maximální rychlostí světla nemohla vrátit na místo startu v konečném čase.
„Přestože studie a její výsledky jsou průlomové, je třeba je brát s rezervou, protože absence určitých fluktuací může být čistě důsledkem přístrojů, které mikrovlnné pozadí pozorovaly. K potvrzení závěrů je třeba přesnějších pozorování v této oblasti spektra,“ uzavřel astrofyzik z brněnské školy.
