130 Dotaz:

Jako klasický nedouk jsem se pokoušel pochopit něco z přednášek, z nedělní přílohy Lidových novin „Věda pro blbce“ a z učebnic, ve kterých jsem půlce věcí nerozuměl, a dospěl jsem tak nakonec k názoru, že po Velkém třesku se musel vesmír rozpínat „srolovaný,“ tedy ve více rozměrech, které se postupně teprve „rozrolovaly/narovnaly,“ asi jako když se nafukuje zmuchlaný balonek.

Proč: ve 3D mi nedává smysl, že prostor se od středu rozpíná, ale i světlo teprve dobíhá do míst, kam hmota s tím prostorem dospěla už dávno. Když to pro ilustraci zredukujeme o rozměr dolů — housence bude dlouho trvat, než se prohryže salátem po listech až ven, ale kdyby to vzala skrz, je to hned. Dalším rozměrem. Ergo, pokud by se zavinutý prostor „rozroloval/expandoval“ od nulového bodu, pak světlo může lineárně letět prostorem, který už tam dávno čeká, jako když roztřepnu zmuchlaný kapesník a ta mince, která v něm byla zabalená, teprve sjede k jeho okrajům.
A do téhle představy zapadají i věci, jako zakřivení prostoru, kvantové plynutí času (že někde může být čas „pozadu“), že se mohou protnout/prolnout časoprostory jinak, než by to bylo v nezakřiveném 3D možné… a tak dále.
Jaký je vědecký pohled na „první vteřinu,“ co se rozměrů prostoru týče?

Zdroj obrázku: Canva

Prostor se nerozpíná od středu, prostor se rozpíná rovnoměrně z každého bodu (aspoň podle současných teorií).

Vědecký pohled na první vteřinu je problematický, protože nemáme teorii schopnou smysluplně popsat tak extrémní podmínky ani přístroje schopné nějak tento okamžik experimentálně měřit. Elektromagnetcké vlny, náš nejpoužívanější nástroj na výzkum vesmíru, vznikly nejdříve 300 000 let po velkém třesku, kdy se vesmír ochladil natolik, že se volné ionty vázaly v neutrálních atomech a elektromagnetické vlny mohly začít (víceméně) nerušeně procházet prostorem. Gravitační vlny už umíme měřit taky, ale zatím pokud vím žádné dostupné přístroje nejsou dostatečně citlivé, aby dokázali změřit vlny hypoteticky vzniklé při velkém třesku.

Existuje mnoho hypotéz, které vysvětlují velký třesk alespoň do určité míry, nebo podávají alternativní vysvětlení – superstruny, inflace atd. Nicméně tyto hypotézy, ač hezky znějící, jsou obtížně až nemožně experimentálně testovatelné.

Odpověď by nám měla poskytnout tzv. teorie kvantové gravitace – teorie schopná popsat extrémní podmínky na extrémně malých vzdálenostech. Pokusů o tuto teorii je hned několik, žádná ale není kompletní.
Při psaní odpovědi jsem vycházel z knih prof. Greenea, které pro laické pochopení složitých kosmologických otázek naprosto doporučuji.

The Elegant Universe: Superstrings, Hidden Dimensions, and the Quest for the Ultimate Theory – 1999 by W. W. Norton & Company
The Fabric of the Cosmos: Space, Time and the Texture of Reality – 2003 by W. W. Norton & Company
The Hidden Reality: Parallel Universes and the Search for the Deep Laws of the Cosmos – 2011 by Knopf

Pro Zeptej se vědce odpovídal Vojtěch

Odpovídal

Dr. Rer. Nat. Vojtěch Dolejš, Ph.D.

Ústav molekulární biologie (ZMBH), Univerzita v Heidelbergu & Zoologický ústav, Technologický institut v Karlsruhe (KIT)