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

aktualizováno 
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

Na Měsíci je život. Pochází ze Země, zanesla jej tam izraelská havárie

Na Měsíci je nyní tisíce želvušek (Milnesium tardigradum), které přežijí...

Člověk na Měsíc nevkročil od roku 1972. Přesto lze říci, že na něm je pozemský život. Izraelská sonda Berešit totiž na...

Co zabilo turisty v Tatrách? Výboj, který urazí miliony metrů za sekundu

Ilustrační snímek

Pět lidí zemřelo a tři desítky jsou zraněny. To vše dokázal způsobit „jen obyčejný“ blesk. Změny, které jsou potřeba...

Na prahu objevu. Hledali středověký příkop, narazili na neznámé podzemí

Nejen na svatého Jiří vylézají hadi a štíři. Na snímku odhalený průhled do...

Mohla to být jen zavezená díra nebo bezcenné zbytky pobořeného zdiva. Na místě georadarem nalezené anomálie se však...

„Opravdu všichni přežili?“ Pilot bez motorů zázračně přistál v kukuřici

Let SV R178 společnosti Ural Airlines po úspěšném nouzovém přistání v...

„Zázrak nad Ramenskoje“, tak ruský tisk překřtil leteckou nehodu z 15 srpna 2019, která se odehrála nedaleko Moskvy....

První test v ČR: Sennheiser Ambeo je soundbar z kategorie zázraků

Sennheiser Ambeo

Třináct reproduktorů, třináct zesilovačů, roky vývoje algoritmů a obvodů pro zpracování prostorového zvuku, reprodukce...

Další z rubriky

Zemřel letový ředitel NASA Christopher Kraft. Byl u Apolla i Mercury

Chris Kraft v původním řídícím středisku v Johnson Space Center v Houstonu,...

Ve věku 95 let v pondělí v Houstonu zemřel bývalý letový ředitel americké Národní agentury pro letectví a vesmír (NASA)...

Vozítko Curiosity našlo na Marsu „nohu“

Snímek okolí marsovského roveru Curiosity, který zhruba uprostřed ukazuje útvar...

Na začátku srpna dorazily na Zemi další snímky, které na Marsu pořídilo vozítko Curiosity. Ne jednom z nich je...

Indická loď míří k Měsíci. Udělá mu 3D snímek a vysadí na něm vozítko

Indická vesmírná loď Čandrájan-2 obsahuje přistávací modul Vikram a satelit,...

Indie je na dobré cestě k tomu, aby se stala čtvrtým státem, kterému se povede měkké přistání na Měsíci. V noci na...

Domácí násilí: Soud chce vyšší tresty, pokud k němu dochází před dětmi
Domácí násilí: Soud chce vyšší tresty, pokud k němu dochází před dětmi

Fyzické i psychické násilí v přítomnost dětí může mít ještě větší dopad, než tomu bylo doposud. Násilník se totiž nedopouští trestného činu pouze na partnerovi, ale také na nezletilých. Jaké následky může domácí násilí mezi partnery na dětech zanechat?

Najdete na iDNES.cz