Neviditelný čert

Vesmírný dalekohled Jamese Webba (zkratka JWST z anglického James Webb Space Telescope) vznikl v mezinárodní spolupráci NASA, Evropské kosmické agentury a Kanadské kosmické agentury. Dalekohled je pojmenován po Jamesi E. Webbovi, který byl v letech 1961–1968 administrátorem NASA a hrál důležitou roli v programu Apollo. Je navržen tak, aby poskytoval lepší rozlišení a citlivost v infračerveném spektru než Hubbleův dalekohled a zobrazoval objekty až 100krát slabší než nejslabší objekty detekovatelné Hubbleovým dalekohledem. Díky výsledkům z pozorování JWST se objevují názory, že současná kosmologie má trhliny. Tímto se zabývá článek na Live Science, z něhož dávám několik výňatků.

Lucifer

Zatímco novinové titulky po celém světě tvrdily, že starověké galaxie objevené vesmírným teleskopem Jamese Webba „rozbíjejí“ naše chápání velkého třesku, pravda je mnohem složitější – a mnohem zajímavější.

Nedlouho poté, co vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST) zahájil svou vědeckou činnost, astronomové oznámili, že v raném vesmíru objevili galaxie, které jsou na svůj věk příliš velké, jasné a plné hvězd. Teorie velkého třesku je náš obecný obraz historie vesmíru, který začíná v jeho hluboké minulosti, kdy byl vesmír mnohem menší, horký a hustší než dnes. Tento model, původně vyvinutý na počátku 20. století, obstál v řadě pozorovacích testů a mimořádně dobře vysvětluje celou řadu kosmologických pozorování, včetně červeného posuvu světla vzdálených galaxií, výskytu zbytkového záření v podobě kosmického mikrovlnného pozadí, množství lehkých prvků a vývoje galaxií a větších struktur.

Teorie velkého třesku sice nemůže s jistotou říci, které galaxie se kde objeví, ale může hovořit o pravděpodobnosti. Kosmologové mohou například přibližně říci, kolik malých, kolik středních a kolik velkých galaxií by se mělo objevit v daném objemu při určitém stáří vesmíru. Ale až do JWST jsme neměli přímý pozorovací přístup k nejranějším stádiím galaktického vývoje – což je něco, k čemu byl dalekohled výslovně určen.

V roce 2022 astronomové oznámili, že objevili extrémně vzdálené galaxie, které jsou překvapivě podivně velké. Naměřili červený posuv galaxií přes 16, což naznačuje, že tyto galaxie existovaly pouhých 200 až 250 milionů let po velkém třesku. Přesto byly obrovské a vypadaly jako plně zformované, se spirálními rameny a vším ostatním. Zdály se být daleko za očekáváním teorie velkého třesku; bylo to jako najít teenagery ve třídě mateřské školy. Co se tedy dělo?

A tak se objevily drzé titulky hlásající smrt teorie velkého třesku. Tyto články však opomíjely jeden zásadní detail: Astronomové odhadli červený posuv těchto galaxií pomocí techniky známé jako fotometrie, která je neuvěřitelně nejistá. Plné vyhodnocení schopnosti těchto galaxií „rozbít“ kosmologii by muselo počkat na přesnější měření jejich červeného posuvu, a tedy i jejich stáří.

Když o několik měsíců později konečně přišla přesnější měření, změnily se tyto galaxie z rekordních na obyčejné galaxie. Například červený posuv jedné galaxie byl změněn z více než 16 na pouhých 4,9 a její stáří se posunulo z 240 milionů let po velkém třesku na více než miliardu let. To je více než dost času na to, aby normální teorie velkého třesku vysvětlila jejich velikost a tvar. Spolu s těmito méně vzrušujícími revizemi však přišlo i několik nových potvrzených červených posuvů dalších galaxií.

Astronomové plně očekávali, že galaxie budou existovat i 290 milionů let po velkém třesku; proto postavili JWST. Například galaxie JADES-GS-z14-0, která vznikla, když byl vesmír starý pouhých 290 milionů let, má průměr pouhých 1 600 světelných let, zatímco Mléčná dráha 100 000 světelných let. Zajímavé však je, že galaxie je poměrně jasná a plná hvězd – ne natolik, aby to vyloženě zlomilo kosmologii, ale dost na to, aby to otevřelo některé otázky o vzniku a vývoji prvních galaxií, které se ve vesmíru objevily.

Je docela dobře možné, že kosmologové budou schopni vysvětlit vznik galaxií, jako je JADES-GS-z14-0, v rámci Velkého třesku, aniž by museli provádět nějaké zásadní revize. Například velké černé díry se mohly objevit dříve než tyto galaxie a jejich supermocná gravitační přitažlivost mohla vyvolat jasné výbuchy tvorby hvězd. Nebo možná zpětná vazba od supernov a další mechanismy způsobily, že první galaxie byly bohatší na hvězdy než dnešní galaxie, takže se tyto rané galaxie navzdory své malé velikosti jevily jako mohutné.

Zdroj: Live Science, Is the James Webb Space Telescope really 'breaking' cosmology?

Moje poznámka

O vesmíru toho víme stále ještě málo. Fyzika značně pokročila a kosmologie se obrovským způsobem obohatila. Dodnes však neznáme podstatu gravitace. Albert Einstein sice poněkud poupravil klasické zákony Isaaca Newtona, včetně toho gravitačního, ale s pomocí obecné teorie relativity to dokázal pouze zakřivením prostoročasu. Současná fyzika uznává čtyři základní síly (interakce). Silnou a slabou, které se týkají atomového či jaderného světa, a elektromagnetickou a gravitační, které mají teoreticky nekonečný dosah.

Kvantová fyzika skloubila první tři síly do standardního modelu, jehož princip spočívá v tom, že každá z těch interakcí je zprostředkována tzv. polní částicí (například elektromagnetická interakce fotonem). Tyto polní částice byly experimentálně dokázány. U gravitace, jejíž polní částicí je hypotetický graviton, se to zatím nepodařilo.

Gravitace přitom působí na všechny částice a tělesa. Tedy i na foton, kterému se v rovnicích přisuzuje nulová klidová hmotnost. Foton, stejně jako vše ostatní, nikdy nemůže být v absolutním klidu. Vše má nějakou hmotnost, v jejímž důsledku vzniká gravitace.

Domnívám se, že ve vesmíru existují mnohonásobně vyspělejší civilizace, než je naše. I přes obrovské vědeckotechnické výdobytky za posledních řekněme 150 let je člověk stále ještě primitivní tvor, jehož jediným možným habitatem je Země. Osídlovat okolní vesmír není schopen. Nemá na to dostatečné technické prostředky, ani tělesnou schránku.

23.07.2024, 12:46:12   Publikoval Luciferkomentářů: 0