Blog

Jak se bude vesmír dále vyvíjet a jak zanikne?

Vlnící se časoprostor, popsaný v článku o gravitaci, budeme nazývat vesmírem. Vesmír podle našich znalostí a pozorování má s největší pravděpodobností tvar koule, která se zvětšuje. Okraj vesmíru tvoří čelo neustále postupující vlny časoprostoru. Je to horizont, okraj a hranice vesmíru. Vně tohoto horizontu, před touto postupující vlnou, se časoprostor nevlní. Budeme jej nazývat pouze „prostor“, neboť tam neběží čas.

Hustota energie vlnění časoprostoru se snižuje úměrně s pokračujícím rozpínáním vesmíru, ve shodě se zákonem o zachování energie. Důsledkem tohoto poklesu je neustálé snižování amplitudy vlnění, což má zásadní dopad na další vývoj vesmíru. V první řadě v tom, že se v průběhu času snižuje gravitační konstanta. Tím dochází kupříkladu ke zmenšování Schwarzschildova poloměru u černých děr. V důsledku toho budou černé díry uvolňovat svoji hmotu a energii do svého okolí a nastává jejich postupný rozpad.

Z uvolňovaného materiálu a energie rozpadajících se černých děr znovu začnou vznikat nové hvězdy a galaxie. Pro vznik černé díry zhroucením neutronové hvězdy bude v budoucnu zapotřebí seskupit mnohem větší množství mezihvězdné hmoty. Postupně se černé díry přestanou tvořit, pouze se budou rozpadat staré. Tento proces postihne všechny hmotné soustavy v celém vesmíru, nejen černé díry. V první řadě se začnou rozpadat rychle rotující tělesa a galaxie, neboť odstředivá síla při poklesu gravitační konstanty převýší sílu gravitační, ale nakonec se takhle rozpustí veškerá hmota.

Podobné děje budou probíhat i na kvantové úrovni. Poklesem hustoty energie v časoprostoru dojde ke zmenšování jaderných sil. Jádra dosud stabilních prvků se začnou rozpadat. Nejprve ty nejtěžší, ale postupně se začnou samovolně rozpadávat i lehčí jádra. Dosud stabilní prvky začnou být radioaktivní. Proces postihne i samotné protony a neutrony, které se rozloží na elementárnější částice.

Ruku v ruce s poklesem amplitudy dojde i ke snižování frekvence vlnění, což bude mít zásadní dopad na běh času, který již od samého počátku vesmíru neustále zpomaluje.

Za hodně dlouhou dobu dojde k tomu, že energie vlnění prostoru bude již tak nepatrná, že nebude schopna nijak ovlivňovat nejmenší částice, které v tomto prostoru existují. Veškerá hmota ve vesmíru se bude nacházet pouze ve formě nejmenších částic. V tomto okamžiku můžeme říci, že nastává konec vesmíru. Z časoprostoru opět vzniká prostor, který se již nevlní. Čas se zastavil. Pouze nejmenší částice jsou v tomto prostoru nepravidelně rozptýleny…

Jak vznikne nový vesmír?

Nový vesmír vznikne ihned po zániku starého. K tomu nás vedou tyto dvě úvahy:

1. Vše, co se už jednou stalo, se stalo pravděpodobně již vícekrát a bude se zřejmě znovu opakovat.
2. S posledním zvlněním časoprostoru našeho současného vesmíru dojde k zastavení času, takže nový vesmír vznikne prakticky ihned po ukončení předcházejícího.

Výchozí stav před vznikem vesmíru je následující. Existuje prostor (nikoliv časoprostor), který se nevlní. V tomto prostoru jsou přítomny nejmenší částice. Jejich rozmístění je různé a možná i nerovnoměrné. Takový může být pozůstatek po předchozím vesmíru. V čase t = 0 nastane proces, který způsobí počáteční impuls rozvlnění prostoru. Počátek tohoto vlnění je v jednom místě prostoru a šíří se rychlostí světla na všechny (tři) strany.

Uvnitř této rozpínající se koule již existuje časoprostor. Hranici tohoto právě vznikajícího časoprostoru tvoří čelo mohutné, postupující vlny. Vně této hranice je prostor a v něm se nacházejí nejmenší částice. Co nastane v okamžiku, kdy hranice časoprostoru pohltí další část prostoru s těmito částicemi? Částice „propadnou“ čelem postupující vlny, přičemž čelo vlny jim udělí mohutný impuls. Důsledkem tohoto „úderu“ nastane pohyb částic ve směru pohybující se vlny. Rychlost tohoto pohybu je úměrná energii čela postupující vlny.

Frekvence a amplituda vlnění je na počátku maximální a od této chvíle již pouze klesá. Pokles frekvence je způsoben narůstajícím množstvím pohlcené hmoty ve formě NČ, snížení amplitudy souvisí se zvětšováním časoprostoru.

V tuto chvíli je vhodné znovu připomenout závislost rychlosti času na frekvenci vlnění. Jelikož v počátcích vesmíru je frekvence vlnění o mnoho řádů vyšší než dnes. V důsledku toho také čas v minulosti plynul mnohem rychleji. Za jednu dnešní vteřinu nastalo dříve mnohem více vteřin. Druhá připomínka se týká přímé souvislosti celkové energie vlnění (frekvence i amplitudy) s velikostí gravitační konstanty. Ta byla také na počátku mnohem vyšší, než je nyní a její hodnota neustále klesá.

Pravděpodobně již v tuto chvíli vědecky vzdělaný čtenář přestává tyto řádky číst, jelikož jsem zde zmínil tři myšlenky, které jsou v rozporu se současně přijímanými teoriemi. Pro přehlednost je tedy znovu zopakuji:

1. Množství hmoty ve vesmíru není konstantní, ale neustále roste.
2. Rychlost plynutí času není konstantní, ale neustále klesá.
3. Gravitační konstanta není konstantní, ale neustále klesá.

Lze očekávat, že pro mnohé vědce je velice těžké odmítnout víru v teorie, o jejichž platnosti se doposud vzájemně utvrzovali. Ale každý z těchto bodů alespoň nabízí cestu ze slepých uliček, do kterých nás v současnosti teorie hlavního vědeckého proudu přivádějí.

První bod nám nabízí jiný pohled na samotný počátek vesmíru. Dosud podporovaná teorie Velkého třesku vyžaduje představy o prvotním umístění veškeré hmoty a energie do velmi malého bodu o velmi velké hustotě. Často se při tom operuje s termíny „nekonečně malý bod“ o „nekonečně velké hustotě“. S nekonečny nemají problém matematici a dokáží pomocí nich vypočítat prakticky vše. Přírodní vědy nekonečna neznají. Něco může být velice velké, nebo velice malé. Ale nekonečně velké, nebo nekonečně malé skutečně neexistuje. Pokud akceptujeme bod 1., lze se těmto nepravděpodobným podmínkám vyhnout.

Druhý bod dělá nadbytečnou inflační teorii, která je momentálně pevně spjata s teorií Velkého třesku. Inflační teorie byla vytvořena poté, co bylo zjištěno, že se vesmír ve svých počátcích musel rozpínat mnohonásobně vyšší rychlostí, než je rychlost světla, neboť jeho stáří (vyjádřené v miliardách let) je mnohem menší, než jeho rozměry (vyjádřené v miliardách světelných let). A jelikož stále platí, že rychlost světla je nepřekročitelná, tak vznikla inflační teorie, aby bylo jednou pro vždy vysvětleno, proč je vesmír mnohem větší, než kdyby od svého vzniku, někdy před necelými čtrnácti miliardami let, rostl neustále rychlostí světla. Pokud však vezmeme v úvahu, že během trvání dnešní vteřiny uběhlo v počátcích vzniku vesmíru mnohem více vteřin, tak budou rozměry vesmíru v souladu s jeho stářím, a to i bez inflační teorie.

Také bychom se mohli obejít bez temné energie. Temnou energii vědci vymysleli poté, co zjistili, že se rychlost rozpínání vesmíru zvyšuje. Rozhodli se, že za to může jakási temná energie, která svojí vlastností toto zrychlování způsobuje. A hned bylo spočítáno, kolik že této temné energie ve vesmíru je. Amen.

K tomu, že se vesmír nyní rozpíná rychleji, se dospělo porovnáním červeného posunu blízkých objektů se vzdálenými. Správně by mělo platit, že čím je objekt vzdálenější, tím větší by měl být červený posun. Ale ono bylo prokázáno, že u bližších objektů je červený posun trochu větší, než odpovídá výpočtům. Dá se to také říci obráceně, a to tak, že u vzdálenějších objektů je červený posun menší, než by měl být. Nyní je potřeba si uvědomit, že od vzdálených objektů bylo světlo směrem k nám vypuštěno před několika miliardami let, kdežto od blízkých objektů mnohem později, před stovkami milionů let. Pokud připustíme, že dříve plynul čas rychleji, tak nám bude hned zřejmé, proč světlo přicházející z rychlejšího času má menší červený posun, než odpovídá výpočtům. Nemusí to být tím, že by se tenkrát rozpínal vesmír pomaleji.

Tento posun spektra Einstein předpověděl a vypočítal v obecné teorii relativity ještě v době, když jeho existence nebyla prokázána, neboť vědci nebyli vybaveni dostatečně citlivými přístroji, a nazval jej gravitačním posunem. Nyní jsme schopni jednoznačně změřit a také přesně vypočítat, že světlo přicházející z prostoru s rychlejším časem do prostoru s časem pomalejším má modrý posun a obráceně světlo z pomalejšího času do času rychlejšího má posun červený. Dalo by se tvrdit, že menší červený posun u vzdálenějších objektů není důkazem současného rychlejšího rozpínání vesmíru, ale naopak je důkazem toho, že dříve šel čas rychleji. A můžeme opustit temnou energii.

Bod tři poskytuje více námětů k přemýšlení. Jaký vliv může mít klesající gravitační konstanta na vývoj vesmíru? Jak vše vypadalo v počátečních dobách, kdy byla gravitační konstanta mnohem a mnohem větší? Nepochybně stačilo nahromadit menší množství hmoty k tomu, aby došlo k jejímu zhroucení do černé díry. S nadsázkou lze říci, že pokud byste si chtěli v tomto velmi mladém vesmíru uplácat sněhovou kouli, tak by se vám pod rukama zhroutila do černé díry.

V důsledku toho se nacházelo v raném vesmíru velké množství hmoty ve formě velkých, ale i velice malých, černých děr, které při současné hodnotě gravitační konstanty již vznikat nemohou. Mohla by zde také být odpověď na otázku, kde se vzaly v raném vesmíru superobří černé díry, jejichž vývoj trvá dle současných teorií miliardu let, a tudíž by tehdy neměly existovat. Mohlo by nám to vysvětlit, kde je ukryta temná hmota. Možná je ukryta do malých černých děr, které při současné velikosti gravitační konstanty již nemohou vznikat přirozeným kolapsem neutronových hvězd, ale kdysi dávno, za dob mnohem větší gravitační konstanty, vznikaly naprosto běžně. Nalezení malých černých děr je obtížnější, než těch velkých, neboť ovlivňují prostor kolem sebe mnohem a mnohem méně.

Zajímavým námětem k přemýšlení je chování černých děr při postupném poklesu gravitační konstanty. Jak již bylo dříve zmíněno, tak dojde ke zmenšování Schwarzschildova poloměru, takže se bude černá díra rozpouštět. Při tomto rozpadu bude uvolňovat svoji energii a hmotu do okolí. Současná věda vysvětluje superobří černé díry, které pozorujeme uvnitř galaxií, jako důsledek hromadění hvězd v centru a jejich gravitačním kolapsem. Ale nemohlo by to vše být právě obráceně? Co když jsou dnes pozorované galaxie s obří černou dírou ve svém středu právě důsledkem rozpadu této černé díry, která díky poklesu gravitační konstanty postupně uvolňuje hmotu a energii, ze které následně vznikají hvězdy a postupně celá galaxie?

Nedávno byla objevena galaxie, která má v jádru superobří černou díru o hmotnosti 15 % z celkové hmotnosti této galaxie, což je mnohem více než u dosud pozorovaných galaxií. To zajímavé na tomto objektu je ale to, že zbývající hmota této galaxie je složena převážně z vodíku a téměř neobsahuje těžší prvky, které vznikají při výbuchu nov a supernov. Nemůže být toto způsobeno právě tím, že hmota uvolňovaná rozpadem superobří černé díry, která je tvořena výhradně vodíkem, formuje právě vznikající galaxii?

Otázkou zůstává, čím bylo způsobeno počáteční „velké brnknutí“ na strunu našeho vesmíru. Tento prvotní impuls vložil do našeho vesmíru veškerou energii, která je v něm obsažena. I naprosté vakuum, ve kterém by se nevyskytovala ani jediná elementární částice, má díky vlnění časoprostoru ohromné množství energie. Možná přišel podnět zvenčí, ze čtvrtého rozměru. Možná je náš 3D prostor podobný hladině rybníka, na kterou dopadají kapky deště a způsobují chvilkové rozvlnění a rozšiřující se kruhy vln na jinak klidné hladině. A náš vesmír je momentálně rozvlněným kruhem kolem jedné z miliard dopadajích kapek. Ale to je již jiný příběh…