Rozpínání paradoxů

čtvrtek 3. listopad 2011 11:58

Už tři Nobelovy ceny za fyziku byly uděleny za práci na studiu stejného jevu a pořád ještě neznáme jeho příčinu. Sládek by panu Vaňkovi jistě řekl „To jsou paradoxy!“ a vojín Kefalín by to možná považoval za absurdní.

 

Letošní Nobelovu cenu za fyziku získali (přesně před měsícem) Saul Perlmutter, Brian Schmidt a Adam Riess za objev zrychlování rozpínání vesmíru. Zdá se, že tento obor je z hlediska naděje na ocenění docela perspektivní. Kdo chce získat Nobelovu cenu rychle a téměř s jistotou, měl by se věnovat rozpínání vesmíru. Objev, který přinesl letošní cenu vedoucím osobnostem dvou nezávislých týmů, byl učiněn v roce 1998, tedy před pouhými třinácti lety. To je na nobelovské poměry velmi krátká doba.
Podobné to bylo v roce 1978. Tehdy dostali polovinu Nobelovy ceny Arno Penzias a Robert Wilson za objevení reliktního záření v roce 1964. I jejich objev souvisel s rozpínáním vesmíru, který podle teorie velkého třesku měl být zpočátku velmi žhavý a postupnou expanzí se měl ochladit až na teplotu řádu jednotek kelvinů, tedy několika stupňů nad absolutní nulou. Tato teplota vesmírného pozadí se projevuje jako šum na hranici infračerveného a mikrovlnného oboru – reliktní záření. Paradoxem je, že ještě v době publikování objevu budoucí nobelisté nevěděli, že ten šum, kterého se původně usilovně a marně snažili zbavit, je vzdálenou ozvěnou velkého třesku.
Před pěti lety, v roce 2006, byla Nobelova cena udělena opět za výzkum reliktního záření. Získali ji George Smoot a John Mather za mapu reliktního záření, kterou pořídili pomocí družice COBE. Objevili nehomogenity, jež poukazují na hustší místa v necelých 400 tisíciletí mladém vesmíru. Tato místa s nepatrně větším nahromaděním látky dala šanci gravitační síle, aby zformovala temnou i viditelnou hmotu do hvězd, galaxií, tedy do struktury rozpínající se trojrozměrné pavučiny, již pozorujeme dnes. Od publikování mapy v roce 1992 do udělení Nobelovy ceny uběhlo opět, stejně jako v předchozím případě, krátkých 14 let.
Těžko říci, zda je větším paradoxem skutečnost, že Edwin Hubble, který v roce 1929 rozpínání vesmíru objevil, nikdy Nobelovu cenu nedostal, nebo to, že ačkoli už byla udělena třikrát, pořád ještě neznáme příčinu rozpínání. Pracovně se mluví o temné energii, ale nikdo neví co to je a odkud to pochází. Víme jen, že v současnosti výrazně převažuje nad gravitací a očekáváme, že bude převažovat čím dál víc. Se zrychlující se expanzí časoprostoru se tedy zvětšuje i prostor pro další Nobelovy ceny.
Paradoxem je i to, že teorie velkého třesku (Big Bang), která stojí v pozadí, dnes nese posměšně míněné jméno, které jí v polovině 20. století přidělil její nejhlasitější odpůrce Fred Hoyle. Ten ovšem později, když se název vžil, začal popírat, že to myslel pejorativně. Paradoxem je, že decelerační parametr z učebnic astrofyziky je záporný, měl se tedy jmenovat akcelerační. Prvních několik miliard roků ovšem rozpínání zřejmě zpomalovalo, takže akcelerační parametr nějakou  dobu přece jen deceleračním byl. Paradoxů spojených s výzkumem rozpínání vesmíru je prostě spousta.
A teď ještě vysvětlení, proč na mě psaní o rozpínání vesmíru přišlo zrovna dnes, když měsíc od udělení není zrovna nejkulatější výročí: Kdybyste se chtěli dozvědět pikantní podrobnosti z historie minulých objevů (třeba co to bylo za bílý dielektrický materiál, od kterého se snažili Penzias s Wilsonem očistit anténu, aby se zbavili toho proklatého šumu), zvu Vás na hvězdárnu v Hradci Králové tuto sobotu (5. 11. v 17 hodin). Na přednášce Paradoxy rozpínání kromě slíbených pikantností probereme i podstatu a podrobnosti objevu, za který byli oceněni letošní nobelisté. A pokusíme se pochopit, jaký osud čeká vesmír podle teorie vybudované na základě jejich objevu.

Letošní Nobelovu cenu za fyziku získali (přesně před měsícem) Saul Perlmutter, Brian Schmidt a Adam Riess za objev zrychlování rozpínání vesmíru. Zdá se, že tento obor je z hlediska naděje na ocenění docela perspektivní. Kdo chce získat Nobelovu cenu rychle a téměř s jistotou, měl by se věnovat rozpínání vesmíru. Objev, který přinesl letošní cenu vedoucím osobnostem dvou nezávislých týmů, byl učiněn v roce 1998, tedy před pouhými třinácti lety. To je na nobelovské poměry velmi krátká doba.

Podobné to bylo v roce 1978. Tehdy dostali polovinu Nobelovy ceny Arno Penzias a Robert Wilson za objevení reliktního záření v roce 1964. I jejich objev souvisel s rozpínáním vesmíru, který podle teorie velkého třesku měl být zpočátku velmi žhavý a postupnou expanzí se měl ochladit až na teplotu řádu jednotek kelvinů, tedy několika stupňů nad absolutní nulou. Tato teplota vesmírného pozadí se projevuje jako šum na hranici infračerveného a mikrovlnného oboru – reliktní záření. Paradoxem je, že ještě v době publikování objevu budoucí nobelisté nevěděli, že ten šum, kterého se původně usilovně a marně snažili zbavit, je vzdálenou ozvěnou velkého třesku.

Před pěti lety, v roce 2006, byla Nobelova cena udělena opět za výzkum reliktního záření. Získali ji George Smoot a John Mather za mapu reliktního záření, kterou pořídili pomocí družice COBE. Objevili nehomogenity, jež poukazují na hustší místa v necelých 400 tisíciletí mladém vesmíru. Tato místa s nepatrně větším nahromaděním látky dala šanci gravitační síle, aby zformovala temnou i viditelnou hmotu do hvězd, galaxií, tedy do struktury rozpínající se trojrozměrné pavučiny, již pozorujeme dnes. Od publikování mapy v roce 1992 do udělení Nobelovy ceny uběhlo opět, stejně jako v předchozím případě, krátkých 14 let.

Těžko říci, zda je větším paradoxem skutečnost, že Edwin Hubble, který v roce 1929 rozpínání vesmíru objevil, nikdy Nobelovu cenu nedostal, nebo to, že ačkoli už byla udělena třikrát, pořád ještě neznáme příčinu rozpínání. Pracovně se mluví o temné energii, ale nikdo neví co to je a odkud to pochází. Víme jen, že v současnosti výrazně převažuje nad gravitací a očekáváme, že bude převažovat čím dál víc. Se zrychlující se expanzí časoprostoru se tedy zvětšuje i prostor pro další Nobelovy ceny.

expand_universe_capsule_history.jpg

Paradoxem je i to, že teorie velkého třesku (Big Bang), která stojí v pozadí, dnes nese posměšně míněné jméno, které jí v polovině 20. století přidělil její nejhlasitější odpůrce Fred Hoyle. Ten ovšem později, když se název vžil, začal popírat, že to myslel pejorativně. Paradoxem je, že decelerační parametr z učebnic astrofyziky je záporný, měl se tedy jmenovat akcelerační. Prvních několik miliard roků ovšem rozpínání zřejmě zpomalovalo, takže akcelerační parametr nějakou  dobu přece jen deceleračním byl. Paradoxů spojených s výzkumem rozpínání vesmíru je prostě spousta.

A teď ještě vysvětlení, proč na mě psaní o rozpínání vesmíru přišlo zrovna dnes, když měsíc od udělení Nobelovy ceny není zrovna nejkulatější výročí: 90% informací, které se na nás denně valí jsou více či méně skrytá reklama. Výjimkou nebyl ani tento článek :-). Kdybyste se chtěli dozvědět pikantní podrobnosti z historie minulých objevů (třeba co to bylo za bílý dielektrický materiál, od kterého se snažili Penzias s Wilsonem očistit anténu, aby se zbavili toho proklatého šumu), zvu Vás na hvězdárnu v Hradci Králové tuto sobotu (5. 11. v 17 hodin). Na přednášce Paradoxy rozpínání kromě slíbených pikantností probereme i podstatu a podrobnosti objevu, za který byli oceněni letošní nobelisté. A pokusíme se pochopit, jaký osud čeká vesmír podle teorie vybudované na základě jejich objevu.

 

 

Jan Veselý

Jan Veselý

Jan Veselý

Jako správný bloger píšu o čemkoli, čemu nerozumím. Nerozumím ničemu (to mělo být něco jako „Vím, že nic nevím“, ale nečekám, že mi to spolknete). Z grafomana, který strašně nerad píše, se ze mě díky blogu stal grafoman, který by hrozně rád psal pořád, jen na to nemá čas.

Zabývám se popularizací astronomie a příbuzných věd v instituci zvané Hvězdárna a planetárium v Hradci Králové, takže jsem vlastně učitel bez povinnosti zkoušet, známkovat a udržovat kázeň. Kromě fyzikálního pohledu na svět mě zajímá hlasitá hudba (od pankáčů po Šostakoviče), divadlo, opera, výtvarné umění a čím dál víc i historie.

REPUTACE AUTORA:
8,90