Teorie, podle které byla počátkem vesmíru událost zvaná Velký třesk, již stačila proniknout ve všeobecnou známost. Naproti tomu o budoucím osudu kosmu mezi vědci doposud panovala mnohem menší míra shody. Nejnovější vědecké výzkumy přinášejí důkazy pro zrychlující se expanzi vesmíru.
Tři scénáře
Starší populárně-vědecké knížky o astrofyzice či kosmologii uváděly, že náš vesmír mohou ve vzdálené budoucnosti potkat tři různé scénáře. Podle prvního z nich by se rozpínání mělo postupně obrátit ve svůj opak. Svět by se nakonec de facto smrštil opět do jediného bodu. Tento sourozenec velkého třesku byl v češtině označován nejčastěji jako velký krach (eventuálně křach), toto sousloví se však nestačilo příliš rozšířit.
Za druhou verzi bylo pokládáno rozpínání, které se bude naopak neustále zrychlovat, až se celý vesmír doslova rozprskne. A konečně třetí možnost byla něčím mezi. Rozpínání podle tohoto scénáře mělo pokračovat, ale jeho rychlost by stále klesala, jako by expanzi docházel dech. Vesmír by se tak ve vzdálené budoucnosti přiblížil jakémusi rovnovážnému stavu. Protože tohle třetí řešení vypadalo jako „střední cesta mezi dvěma krajnostmi“, většina popularizačních knih z 80. – 90. let minulého století lehce preferovala právě tento scénář.
Co poutá vesmír?
Jak se tedy mezi třemi výše nastíněnými scénáři rozhodnout? Moderní úvahy o rozpínání vesmíru začínají u Alberta Einsteina. Z jeho rovnic vyplývalo rozpínání vesmíru, Einsteinovi však byla tato představa proti srsti, a tak do svých rovnic zanesl jeden speciální „opravný“ člen, tzv. kosmologickou konstantu. V Einsteinově podání se mělo jednat o jakousi obdobu gravitace, která by poutala prostor k sobě.
Již ve 30. letech 20. století se ale začaly hromadit empirické důkazy, že náš vesmír se bez ohledu na Einsteinovy preference skutečně rozpíná. Pozorován byl takzvaný rudý posun, svědčící o tom, že jednotlivé objekty v kosmu se od sebe vzdalují. Později se zrodila koncepce velkého třesku a nakonec se podařilo objevit i záření pocházející z doby krátce po vzniku vesmíru (tzv. reliktní záření).
Největší Einsteinův omyl?
Einstein už tehdy viděl, že teorie stacionárního (stabilního) vesmíru je neudržitelná, na kosmologickou konstantu ve svých rovnicích rezignoval a její zavedení mrzutě označil za největší omyl svého života. Rozpínání vesmíru se postupně stalo všeobecně uznávaným faktem, shoda však nepanovala o jeho dalším osudu.
Dokáže gravitace sílu rozpínání nakonec zkrotit? Na tuto otázku šlo podle rovnic alespoň v principu odpovědět snadno. Odpověď závisela na tom, jaká je průměrná hustota hmoty ve vesmíru. Pokud by měla určitou kritickou hodnotu, rozpínání a gravitace by se postupně vyrovnaly. Menší průměrná hustota hmoty by znamenala slabší gravitační působení, a tedy stále se zrychlující expanzi. Větší hustota by naopak nakonec vedla k velkému krachu.
Ve volbě správné odpovědi ovšem po několik desetiletí bránil jeden „detail“, totiž změřit průměrnou hustotu hmoty ve vesmíru. Při těchto pokusech se mj. zjistilo, že značná část hmoty je tzv. temná, to znamená že nezáří a je problémem ji nějak rozpoznat. Začala pátrání po povaze temné hmoty, které se do dnešních dnů nepodařilo dovést do konce.
Návrat konstanty
V 90. letech minulého století však vědci dospěli k překvapivému obratu, k návratu kosmologické konstanty, někdy označované také jako síla lambda nebo též temná energie. Ukázalo se však, že kosmologická konstanta funguje, ale opačně než si představoval Einstein. Působí naopak v roli jakéhosi záporného tlaku, který žene prostor stále rychleji od sebe.
K tomuto výsledku vědci dospěli na základě měření svítivosti určitého typu supernov, které vybuchují obdobným způsobem. Zaznamenaná intenzita záření pak byla použita ke změření vzdálenosti velmi dalekých (a tedy velmi „dávných“) galaxií. Míra rudého posuvu zase odpovídá rychlosti vzdalování. Provedená měření vedla k závěru, že čím starší galaxie, tím se vzdalují pomaleji. Závěr byl nasnadě.
Media označila objev zrychlujícího se rozpínání za největší vědeckou událost a od té doby stále přibývá dalších důkazů pro to, že rychlost rozpínání vesmíru se opravdu zvyšuje. Významnou roli v tomto ohledu sehrály také přesnější údaje, nedávno zjištěné sondou WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), vypuštěné Američany 30. června, 2001.
Vesmír postupně vychladne!
Jaká je tedy současná odpověď na otázku budoucnosti vesmíru? Odborníci se dnes již shodují, že vesmír postupně vychladne. Zatímco dnes panikaříme kvůli globálnímu oteplování, koncem vesmíru bude globální chlad, někdy označovaný také jako tepelná smrt. Hvězdy vyhoří a zhasnou, i černé díry se postupně vypaří, hmota se zředí a v celém vesmíru převládne vakuum.
Jak dnes víme, vakuum sice není tak docela totožné s nicotou, jeho aktivita je však přece jen v porovnání s normální hmotou hodně skromná. Galaxie se rozprsknou tak rychle a tak daleko od sebe, že už je nebudeme schopni pozorovat. Poslední živí tvorové budou odříznutí od zdrojů jakýchkoliv „vnějších“ informací podobně, jakoby se propadli do černé díry. Svět to bude dokonale stejnorodý, bez kazů a nepravidelností – bude to však dokonalost nepřátelská životu.
Všechno nasvědčuje právě takovému scénáři. Mluvíme ovšem o dějích vzdálených řádově 100 miliard let, takže na místě je určitá opatrnost. Poměrně jistě ale víme, že v současnosti se rozpínání vesmíru zrychluje a neznáme žádný mechanismus, který by tuto expanzi mohl udržet na uzdě.
Konec času
Populárně-vědecká literatura má v češtině samozřejmě zpoždění oproti vydáním originálu. Rozpínání vesmíru bylo proto podrobněji představeno až v titulech, které se na našem trhu objevily v loňském roce. Jde především o Výstřední vesmír (vydala Paseka), který se zaměřuje právě na historii tohoto objevu. Tématem se dále zabývají např. knihy Nula: životopis jedné nebezpečné myšlenky (Dokořán) a Teorie ničeho (Mladá fronta).
„Odpovědí na otázku po dalším osudu vesmíru bude nikoliv oheň, ale led,“ píše Charles Seife v závěru knihy Nula. „Možná je dobře, že my už tady přitom nebudeme,“ uzavírá svoji knihu autor Teorie ničeho, britský matematik a popularizátor John D. Barrow.
