Chaotický vesmír

rubrika: Populárně naučný koutek


Naposledy zde byl jeden z nejzajímavějších pokusů nahradit hladké a izotropní modely vesmírů – Turbulentní vesmír. Dnes je na řadě další podobný model, jenž se do počátků vesmíru pokouší vetknout ne něco jako turbulenci, ale přímo totální chaos. Otázka zní, jak se z toho chaosu může v průběhu expanze a popřípadě i jiných efektů vyvinout něco tak téměř dokonale hladkého a izotropního, jako to, co dnes v našem vesmíru pozorujeme. Kdo tedy má pravdu: ti, co si myslí, že se to zkrátka už tak zrodilo, anebo ti, co si myslí, že se to do současného stavu vyvinulo z něčeho turbulentního, chaotického a podobně nepravidelného a nehomogenního stavu?

 

Lucifer


Pozorování reliktního záření přivedla v roce 1967 Charlese Misnera z Marylandské univerzity ke zcela novému přístupu k problému homogenity a izotropie vesmíru. Místo aby předpokládal, že vesmír byl od počátku hladký a izotropní, takže řád vyplývá z řádu předchozího. Snažil se ukázat, že řád se rodí z původního chaosu. Misnerův program „chaotické kosmologie“ vycházel z předpokladu, že vesmír popsaný Einsteinovými rovnicemi se v důsledku expanze stále vyhlazuje. A nezáleží na tom, jak chaotický byl na počátku – jestliže dostatečně dlouho čekáte (a máte na to téměř 14 miliard let), stáváse stále homogennějším a izotropnějším. Misner chtěl dokázat, že rozpíná-li se vesmír z chaotického počátečního stavu, existuje v něm vždy určité tření, které počáteční nepravidelnosti vyhladí, a vesmír vždy skončí ve stavu homogenní a izotropní expanze.

 

Nová chaotická kosmologie byla velmi ambiciózní. Před jejím nástupem se kosmologové snažili najít takový model einsteinovského vesmíru, jenž by popisoval co nejvýstižněji to, co pozorujeme, a ukazovalo se, že tomu požadavku dobře vyhovují ti nejjednodušší a nejsymetričtější kandidáti. Pozorování mikrovlnného reliktního záření navíc ještě prokázala, že nevyhovují jen dobře, nýbrž že vyhovují fantasticky dobře. Proč? To byla otázka, kterou si Misner položil. Někteří kosmologové se spokojili s odpovědí, že vesmír je dnes vysoce symetrický proto, že byl vysoce symetrický už od počátku. Jenže Misner se pokoušel dokázat, že dnešní symetrie se musela vyvinout z jakýchkoli počátečních podmínek, nebo alespoň z většiny z nich.

 

Misnerův program vypadal zpočátku velmi nadějně. Ty nejjednodušší dosud uvažované anizotropní vesmíry se opravdu chovaly s Misnerovým předpokladem – v průběhu expanze se izotropizovaly.  Tuto hezkou vlastnost bohužel neměly modely složitější, které přitom odpovídaly pravděpodobnějším počátečním podmínkám. Abyste se zbavili počátečních nepravidelností, nestačí se spolehnout jen na samotné rozpínání vesmíru. V některých vesmírech nehomogenity nezanikají, pokud nevstoupí do hry nějaký fyzikální proces, který je vymaže, a to rychleji, než jak probíhá expanze. Začalo se tedy pátrat po vhodném mechanismu. Hledání však k cíli nevedlo. Ukázalo se, že v rané historii vesmíru mohla zaniknout jen nepatrná část nepravidelností.

 

Misner zdůraznil podivnou vlastnost všech do té doby studovaných vesmírů, ať už měly vysokou symetrii nebo ne. Světlo se šíří konečnou rychlostí, která je i mezní rychlostí pro všechny signály či šíření jakéhokoli procesu, včetně procesů provázených třením, jež by mohly nepravidelnosti ve vesmíru vyhlazovat. Když byl vesmír starý t sekund, mohlo světlo do té doby urazit jen vzdálenost přibližně 105t kilometrů. Než se naposledy rozptýlilo reliktní záření, mohly tedy navzájem interagovat jen částice rozložené v konečné vzdálenosti od určitého bodu. Homogenitu vesmíru však pozorujeme na vzdálenostech 1015krát větších.

 

Z toho plyne jednoduchý závěr: buď musíme připustit nějakou „novou fyziku“, která dovoluje procesům, jež vyhlazují nepravidelnosti, překročit rychlost světla, nebo na počátku musí platit speciální výchozí podmínky, které vznik nepravidelností nedovolují.

 

Zdroj: John D. Barrow, Kniha vesmírů

 

Luciferovy poznámky:

 

Současné modely vesmíru, jak zde už bylo naznačeno mimo tuto sérii z Knihy vesmírů od J. D. Barrowa v dřívějších dobách, stojí na kvantové fyzice, jež v sobě absorbuje problém s počáteční singularitou, a inflací, která řeší problémy s následující expanzí. Počáteční chaos je svým způsobem obsažen v oné prvotní kvantové „polévce“, aniž by bylo třeba předpokládat, že po ukončení tohoto stavu je nutné něco vyhlazovat, a následující inflace něco takového venkoncem popírá.

 

Výsledný vesmír je z globálního hlediska bezpochyby téměř stoprocentně hladký a izotropní. Současně je ovšem „granulovaný“ až tak, že v něm existují nejen galaxie seskupené do zvláštních struktur, ale třeba i tak lokální nehomogenity jako černé díry.

 

Současné teorie našeho vesmíru započínají velkým třeskem, kdy se jakoby z ničeho, ze singularity, kterou však lze obhospodařit kvantovou fyzikou, vynořilo něco, co obsahuje tak ohromnou hmotu, jakou dnes ve svém vesmíru sledujeme, včetně snad ještě většího množství jakési temné hmoty. No a pak to zase má „křachnout“ do ničeho. Buď je to úplná pitomost, nebo se jedná o náhlý průnik (vstřik) té obrovské masy odněkud a následně pak zánik (výstřik) téhož zpět či někam úplně jinam.

 

Jistě, naše současné kvantově mechanické teorie si dokáží bez problému pohrát s všelikými kvantovými fluktuacemi. Jenže, nejsou ty rozkošné matematické konstrukce, včetně třeba strun ve vícerozměrném vesmíru, jen takovou alibistickou, i když z matematického hlediska nevyvratitelnou, hračkou, abychom měli pocit, že už vlastně skoro všechno víme?

 

Lokálně víme jistě hodně, ale měli bychom mít na paměti, že naše vědomost je globálně ještě velmi mrňavá.


komentářů: 5         



Komentáře (5)


Vložení nového příspěvku
Jméno
E-mail  (není povinné)
Název  (není povinné)
Příspěvek 
PlačícíÚžasnýKřičícíMrkajícíNerozhodnýS vyplazeným jazykemPřekvapenýUsmívající seMlčícíJe na prachySmějící seLíbajícíNevinnýZamračenýŠlápnul vedleRozpačitýOspalýAhojZamilovaný
Kontrolní kód_   

« strana 1 »

5
gabčín dočasně antivjedecký (neregistrovaný) 01.04.2014, 11:07:08
Stello, Stello, zlobíš!
Njn, nezbývá než použít opravných prostředků, bohužel, leda, že bys fkoutě na hráchu šópla 10x Karlosnáš požehnaný »
http://m.youtube.com/watch?v=3gwoSSxCdm4
Pic a bjež dosebe!

Stella
4
Stella 01.04.2014, 09:25:44
Dnes v rádiu vzpomínali na Gamowa(?) a jeho teorii - výročí. Včera jsem tady narazila na starší článek o potřebě symetrie.
Tak si jako ta uklizečka a kuchařka občas říkám, jestli ta nej - otázka není vůbec celá položena chybně, jako důsledek našeho zlozvyku nebo něčeho geneticky podmíněného.
Správná slova jsou o té "hračce". Protože, ač geniální a potřebné, ty teorie vystihují bezděky charakter práce některých oborů a jejich představitelů - rozcuchaných, dětinských až na půdu!
Tak raději zatím - lokálně!,
A dík, Lucifere, za podněty.

(P. S. Koukám, že Gabčín bude potřebovat pod kuratelu, pokud takto bude trávit noci... Ale báj H. Z. to dorazil dobře.)

3
gabčín-váš děda (neregistrovaný) 01.04.2014, 04:16:18
http://www.youtube.com/watch?v=HIS3t9kCeyI&feature=youtube_gdata_player

2
gabčín chaoticky sirénový z Ti (neregistrovaný) 01.04.2014, 04:01:09
Budíček, bando !
Vypuk chaos.
Aprílový.
Do toho.
http://www.youtube.com/watch?v=X28bDtORAcw&feature=youtube_gdata_player


1
gabčín hrubý usporádaný (neregistrovaný) 01.04.2014, 03:49:27
Ahóój.
Pik, pik, piruet.
Eolííz.
Tu-ááá.
Eště mi to funguje.
Brzlýk!
GN (GM) FAPGI

«     1     »