Náš vesmír začal Velkým třeskem, ale to neznamená, že jsme ho pro sebe správně nakreslili. Většina z nás si to představuje jako skutečnou explozi: když všechno začíná horkým a hustým, pak se ochladí a ochladí, zatímco jednotlivé fragmenty létají dále a dále. To ale vůbec není pravda. Vyvstává tedy otázka: má vesmír centrum? Je kosmické záření pozadí skutečně stejné vzdálenosti od nás, kamkoli se podíváte? Koneckonců, pokud se vesmír rozšiřuje, pak musela tato expanze někde začít?
Podívejme se na chvíli na fyziku exploze a na to, jaký by byl náš vesmír, kdyby to začalo.
První fáze výbuchu během jaderné zkoušky Trinity, 16 milisekund po výbuchu. Vrchol ohnivé koule je ve výšce 200 metrů. 16. července 1945
Výbuch začíná v bodě a rychle se rozšiřuje směrem ven. Nejrychleji se pohybující materiál vychází nejrychleji, a proto se šíří nejrychleji. Čím dále jste od středu výbuchu, tím méně materiálu vás dobytí. Hustota energie se s postupem času snižuje, ale dále od výbuchu klesá rychleji, protože energetický materiál je v okolí vzácnější. Bez ohledu na to, kde jste, budete vždy schopni - pokud nejste zničeni - rekonstruovat střed výbuchu.
Struktura vesmíru ve velkém měřítku se v průběhu času mění s tím, jak malé vady rostou a tvoří první hvězdy a galaxie, a poté se sloučí a vytvoří velké moderní galaxie, které dnes vidíme. Čím dále se díváte, tím mladší je vesmír.
Ale to není vesmír, který vidíme. Vesmír vypadá stejně na velké i malé vzdálenosti: stejné hustoty, stejné energie, stejné galaxie atd. Vzdálené objekty, které se od nás pohybují vysokou rychlostí, se ve věku neshodují s objekty, které jsou k nám blíže a pohybují se nižší rychlosti; vypadají mladší. A ve velké vzdálenosti se objekty stávají neméně, ale více. A když se podíváme na to, jak se vše ve vesmíru pohybuje, můžeme vidět, že i přes to, co vidíme desítky miliard světelných let daleko, jsme rekonstruovali centrum přímo tam, kde jsme.
Propagační video:
Laniakei Supercluster, označený červeně pro polohu Mléčné dráhy, představuje pouze jednu miliardinu objemu pozorovatelného vesmíru. Pokud by vesmír začal explozí, Mléčná dráha by byla přesně ve středu
Znamená to, že my, ze všech bilionů galaxií ve vesmíru, jsme ve středu Velkého třesku? A že původní „exploze“byla vyladěna tímto způsobem - s nepravidelnými nehomogenními hustotami energie, „referenčními body“a záhadnou záři 2,7 K - takže jsme byli v jejím středu? Jak velkorysé by bylo, kdyby se vesmír přizpůsobil tak, že jsme na začátku neuvěřitelně nereálného bodu.
Během exploze v prostoru bude vnější materiál odstraněn nejrychleji, což znamená, že bude nejrychlejší demonstrovat další vlastnosti, pohybující se od středu, protože ztratí energii a hustotu rychleji
Ale obecná relativita nám říká, že nejde o explozi, ale o expanzi. Vesmír začal v horkém a hustém stavu a jeho tkáň se rozšířila. Existuje mylná představa, že to muselo začít od jednoho bodu, ale ne. Celá oblast měla takové vlastnosti - naplněné hmotou, energií atd. - a poté začala jednoduše působit univerzální gravitace.
Tyto vlastnosti byly všude a všude stejné - hustota, teplota, počet galaxií atd. Ale kdybychom to mohli vidět, našli bychom důkaz o vyvíjejícím se vesmíru. Vzhledem k tomu, že Velký třesk se odehrál okamžitě a všude před určitou dobou v určité oblasti prostoru, a tento region je vše, co můžeme vidět, pokud se podíváme z našeho pohledu - vidíme oblast prostoru, která se příliš neliší od naší vlastní pozice v minulosti. Je těžké to pochopit, ale zkuste to.
Dívat se zpět na velké kosmické vzdálenosti je jako dívat se zpět v čase. Je to 13,8 miliard let od Velkého třesku, kde jsme nyní, ale Velký třesk se objevil i jinde. Světlo cestující v čase z těchto galaxií znamená, že vidíme vzdálené regiony, jako tomu bylo v minulosti.
Galaxie, jejichž světlo se k nám dostalo po miliardu let, jsou pro nás viditelné, jako tomu bylo před miliardou let; galaxie, které se nám objevují o deset miliard let později, vypadají, jako by byly právě teď. Před 13,8 miliardami let byl vesmír plný radiace, nezáleží na tom, a když se poprvé vytvořily neutrální atomy, toto záření nikam nešlo, ochladilo se a prošlo červeným posunem kvůli expanzi vesmíru. To, co vidíme jako vesmírné mikrovlnné pozadí, není jen dosvit Velkého třesku, ale je viditelné odkudkoli ve vesmíru.
Vesmír nemusí mít centrum. To, čemu říkáme „region“prostoru, ve kterém se Velký třesk odehrál, může být nekonečno. Pokud existuje centrum, může to být doslova kdekoli a my bychom o tom nevěděli, protože nedodržujeme dost vesmíru, abychom získali úplné informace. Potřebovali bychom vidět okraj, základní anizotropii (když různé směry vypadají jinak) v teplotách a počtech galaxií a náš vesmír na největších měřítcích se zdá všude a ve všech směrech stejný.
Neexistuje žádné místo, ze kterého se vesmír začal rozšiřovat, je čas, kdy se vesmír začal rozšiřovat. Přesně to byl Velký třesk: stav, do kterého v určitém okamžiku prošel celý pozorovatelný vesmír. To je důvod, proč se dívat ve všech směrech se ohlédne v čase. Proto je vesmír homogenní ve všech směrech. To je důvod, proč lze naši historii kosmického vývoje sledovat, pokud to naše observatoře vidí.
Možná má vesmír konečný tvar a velikost, ale pokud je tomu tak, tato informace pro nás není k dispozici. Část vesmíru, kterou pozorujeme, je omezená a tato informace v ní není obsažena. Pokud si myslíte, že vesmír je balon, bochník chleba nebo něco podobného analogicky, nezapomeňte, že můžeme přistupovat pouze k nepatrné části skutečného vesmíru. Vše, co vidíme, je jeho malá část. A ať už je konečný nebo nekonečný, nepřestává se rozšiřovat a rozkládat.
Vesmír se nijak nerozšiřuje; prostě se stává méně hustým.
ILYA KHEL