VELKÝ TŘESK: Pochopit vesmír není vždy triviální
Žijeme v obrovském vesmíru, který nás neustále překvapuje. Jsme vůči němu malí, jak bakterie vůči zoologické zahradě, ale snažíme se ho zkoumat a pochopit. Přesto se nám to často nedaří a máme o něm mnohdy zkreslené představy. Pohled do něj není jen pohledem do dálky, ale též do minulosti. Nikdy ho neuvidíme v současnosti, ale jen v minulosti. Čím vzdálenější v tím hlubší minulosti. Může za to konečná rychlost světla. Vesmír nemá nějaký pevný střed, Velký třesk nevypukl v nějakém bodě, ale všude najednou. Asi jako plošné bytosti na nafouklém balónku by marně hledaly střed svého světa. Tím, že vznikl asi před 13,8 miliardami let, neuvidíme libovolně daleko, ale jen tam, odkud k nám stačilo přiletět světlo. A tudíž každý pozorovatel je ve středu „svého“ pozorovatelného vesmíru. Pozorovatel vzdálený od nás třeba 2,5 miliardy světelných let, uvidí v jednom směru o 2,5 miliardy světelných let dále, to znamená že uvidí něco, co my nejsme schopni vidět, naopak v opačném směru uvidí o 2,5 miliardy světelných let méně, takže neuvidí to, co my ještě vidíme.
Průměr pozorovatelného vesmíru je přibližně 93 miliard světelných let. To je mnohem víc než 13,8 světelných let (či 27,6 ly v průměru), které by odpovídaly prostému stáří vesmíru × rychlosti světla. Důvodem je expanze prostoru. Kdyby se vesmír nerozpínal, nejvzdálenější objekty, jejichž světlo k nám právě dorazilo, by byly vzdálené maximálně 13,8 miliardy ly. Jenže vesmír se po celou dobu rozpíná, světlo vyrazilo z místa, které bylo kdysi mnohem blíž, ale zatímco letělo, prostor mezi námi a tím místem se roztahoval, proto je dnes ta oblast 46,5 miliardy ly daleko (poloměr), tedy ~93 miliard ly v průměru.
Velký třesk měl vytvořit stejné množství hmoty a antihmoty, vesmír je ale téměř celý z hmoty. Mechanismus narušení symetrie (CP porušení) stále není dostatečný, takže stále nevíme, proč tomu tak je. Netušíme, co to je temná hmota a energie, tedy téměř 95% vesmíru.
Člověk by čekal, že se galaxie ve vesmíru budou otáčet oběma možnými směry zhruba v poměru 50:50, nebo alespoň, že stav bude velmi blízký tomuto poměru. Ve skutečnosti ale vědci zjistili, že zhruba dvě třetiny galaxií rotují ve směru hodinových ručiček, zatímco jen jedna třetina se otáčí proti směru hodinových ručiček. A to je už dost daleko od očekávaného poměru půl na půl. Vysvětlení tohoto fenoménu není jasné a existují v podstatě dvě hlavní možnosti. První z nich je, že vesmír se jako celek otáčí. Pokud tomu tak je, muselo tomu tak být i dříve, dokonce tomu tak muselo být už na začátku jeho existence. Není totiž znám mechanismus, který by mohl vesmír uvést do rotace později. To znamená, že vesmír se už zrodil jako otáčející se. Existuje ale i jiné vysvětlení. Celá Sluneční soustava obíhá kolem středu naší galaxie Mléčné dráhy a jeden tento oběh trvá zhruba 225-250 milionů let. Této periodě se říká také galaktický rok. A vědci si myslí, že kvůli tomu je světlo, které přichází z galaxií rotujících opačným směrem, než jakým obíhá Země Mléčnou dráhu obecně jasnější. A to kvůli známému Dopplerovu jevu, který lze snadno pozorovat třeba u projíždějících sanitních vozů. Kvůli tomuto efektu by právě galaxie rotující ve směru hodinových ručiček mohly být ve vzorku nadměrně zastoupeny.
Světlo se začalo volně šířit vesmírem až zhruba 380 000 let po Velkém třesku, když se vesmír ochladil natolik, že vznikly první neutrální atomy a fotony už nebyly neustále rozptylovány. Teplota klesla natolik, že se protony a elektrony spojily do neutrálních atomů vodíku a fotony už neměly na čem se rozptylovat.
Jak hmota chladne stává se zajímavější. Plasma je poměrně jednoduchá. Dalším chladnutím vzniká plyn, pak kapalina, která má už stálý objem a dále pevná fáze, která může krystalizovat do zajímavých a složitých forem. Jak teplota klesá a blížíme se absolutní nule vznikají další zajímavé jevy jako supravodivost a supratekutost. Ani vakuum není „prázdné“, ale probíhají v něm náhodné kvantové fluktuace. Vznikají a následně zanikají částice.
Vesmír je naším širším domovem, ale ve srovnání s naší Zemí je to velmi nehostinné a nebezpečné místo. Řádí tam obrovské energie, teploty i mráz, smrtící záření. Zkoumáme ho a pomalu odhalujeme jeho tajemství stále sofistikovanějšími metodami. Kdo by si pomyslel, že budeme někdy odhalovat a zkoumat planety u hvězd vzdálených od nás mnoho světelných let? Vzhledem k obrovským vzdálenostem a nehostinnosti prostředí nám asi nebude moc dáno po něm cestovat osobně. Měsíc a Mars asi budou naše maxima. Naše technologie a přístrojové sondy nás však budou schopny čím dál tím lépe nahrazovat.