Měřítka ve vesmíru
Přihlásit se
Měřítka ve vesmíru (15/17) · 11:36

Reliktní záření Co je to reliktní záření a jak vzniklo?

Pojďme se zamyslet nad tím, co říká teorie velkého třesku. Pak na základě teorie odhadneme, co bychom měli dnes pozorovat. Velký třesk nastal se vší hmotou a prostorem v nekonečně husté singularitě. Singularita je něco, co pro hmotu ani neplatí. Dokonce ani nevíme, jak ji máme porozumět. Ale bezprostředně po velkém třesku, který nastal před 13,7 miliardami lety, bezprostředně poté, co tato nekonečně malá singularita začala expandovat. Během prvních 100 000 let byl vesmír stálé velmi hustý. Ukážu to. Takže tohle začalo expandovat a možná se to dostane do této úrovně zde a já sám nevím, jestli je vesmír nekonečný nebo konečný, jestli je to 4D koule nebo jestli se pohybuje nekonečně všemi směry nebo jestli je jen trochu zahnutý tady a tady a možná plochý kdekoliv jinde. Ale to všechno se tedy začalo dál šířit od singularity, ale pořád to je velmi husté. Tak husté, že se dokonce ani nemohou tvořit atomy. Takže máte základní stavební bloky atomů, které jen lítají okolo. Elektrony, protony jen lítají okolo a jsou velmi horké. Možná dokonce rozžhavená plazma. Budu tomu říkat doběla rozžhavená plazma. A když se teď přesuneme dopředu, a tohle je bod, o kterém si myslíme, že mu dobře rozumíme, ale tohle číslo… Podíval jsem se do starých učebnic fyziky a tohle číslo se změnilo za posledních 15 nebo 20 let, takže se možná ještě změní. Ale po 380 000 lety od začátku velkého třesku, budu mu říkat VT, 380 000 let od začátku velkého třesku. A samozřejmě, že to je přibližně. Vesmír začíná expandovat; je už teď dostatečně velký. A zjevně to nekreslím ve správném měřítku. Vesmír je teď už dostatečně velký a dostatečně řídký k ochlazení. Už se okolo neděje tolik kolizí. Je stále velmi horký, ale teď se už ochlazuje dost na to, aby elektrony mohly být zachyceny protony a můžou už vznikat první atomy vodíku. Odhaduje se, že teplota byla asi okolo 3 000 kelvinů. Takže se už ochladilo na 3 000 kelvinů, ale to je stále teplota, ve které byste asi žít nechtěli. Je to pořádné vedro. A proč je tento moment tak důležitý? První atomy se začínají formovat. Zamysleme nad tím, co se tady děje. Máte všechny ty kolize a interakce a kvůli nějaké srážce nebo uvolnění energie nebo kvůli horké teplotě, když je vypuštěn foton, bude okamžitě pohlcen něčím jiným. Jestli je nějaká energie uvolněna, tak bude okamžitě něčím jiným pohlcena, protože vesmír je tak hustý, hlavně obsahuje nabité částice. Avšak tady není zas tak hustý. Takže věci, které jsou vysílány, nemohou urazit dlouhou vzdálenost. Okamžitě by narazily do něčeho jiného. Jakmile přejdete sem, vesmír už začíná vypadat jako vesmír, který jsme schopni poznat. Jakmile jedna z těch velmi horkých… A stále není zdaleka takové horko jako v tomhle vesmíru. Ale jakmile jeden z těchto horkých atomů uvolní foton, což udělá, jelikož jsou rozžhaveny na teplotu 3 000 kelvinů, když vypustí foton, najednou je tu místo, ve kterém se fotony mohou pohybovat. Takže poprvé za celou historii vesmíru, 380 000 let po Velkém třesku, máme fotony. Máme taky elektromagnetické záření. Máme informace, které mohou urazit velké vzdálenosti. Takže když už víme, že k tomu došlo zhruba před 13,7 miliardami lety, 380 000 let není tak dlouhá doba, když se bavíme o 13,7 miliardy lety. To by na věcech ani nic nezměnilo, protože se tady bavíme o stovkách tisíců let nebo 700 milionu letech. Takže jde o opravdu malé číslo. A je to stále asi 13,7 miliardy let. Ve skutečnosti je to 13,7 miliard let minus 380 000 let. Vzhledem k tomu, že tohle bylo poprvé, co informace mohly cestovat, že fotony mohly cestovat napříč prostorem, aniž by většina z nich narazila do něčeho jiného, speciálně do něčeho nabitého, další zajímavá věc je, že tyto atomy, které se tvoří, jsou neutrální. Co bychom mohli očekávat, že uvidíme dnes? Pojďme se nad tím zapřemýšlet. Tyhle fotony byly vypuštěny před 13,7 miliardami lety. A byly vypuštěny z každého bodu ve vesmíru. Takže tohle je každý bod ve vesmíru. V té době byl vesmír celkem jednolité místo. Velmi málo pravidelností. Ale to je vidět, protože to byla tahle bílá horká věc, která začala houstnout. Nevytvořila žádnou strukturu, kterou si teď spojujeme s vesmírem. Byl to jen jednolitý prostor s docela poměrně horkými atomy vodíku. Tak tohle je každý bod ve vesmíru. Zamysleme se nad tím, co se tady děje. Nakreslím další diagram. Řekněme, že se bavíme o tomto bodu ve vesmíru, 380 000 let po velkém třesku, stále je o dost menší než dnešní vesmír. Ale řekněme, že tohle je bod ve vesmíru, ve kterém se právě nacházíme. V tomto bodě v čase nebyla Země, neexistovala ani sluneční soustava, nebyla žádná Mléčná dráha, jen houf horkých atomů vodíku. Kdybychom byli v tomto bodě ve vesmíru, musely by existovat jiné body ve vesmíru, které by v tom samém čase vysílaly toto záření. Ve skutečnosti každý bod ve vesmíru vysílal tento druh záření. Bod ve vesmíru, kde jsme my, také vysílá toto záření. Takže bod, který nám byl nejblíže, také vysílal toto záření. Ale došlo k nám mnohem dříve. Šlo k nám před miliardami let, ale jsou body, které jsou tak daleko, že se jejich záření k nám dostává právě teď. Můžeme se na to kouknout tak, že záření trvalo 13,7 miliard let k nám doletět. Nakreslím to. Nakreslím dnešní pozorovatelný vesmír, to znáte z videí o velikostech vesmíru. Samozřejmě to nebude dokonale v měřítku, to by to muselo být mnohem větší. Ale předpokládejme, že toto je pozorovatelný vesmír. Měli bychom přijímat… A jsme v jeho centru, protože můžeme vždy pozorovat stejnou vzdálenost ve všech směrech. Nejsme samozřejmě ve středu celého vesmíru. Jsme v centru pozorovatelného vesmíru, protože můžeme pozorovat stejné vzdálenosti ve všech směrech. Teď přijímáme světlo z místa 100 000 světelných let daleko. A tak se koukáme 100 000 let do minulosti. Také přijímáme světlo, které bylo poprvé vyzářeno před milionem světelných let. A to je jako se koukat milion let do minulosti, protože to světlo bylo vyzářeno před milionem let. Můžeme vidět světlo, které se k nám dostává po miliardách let cestování. Takže vlastně pozorujeme objekty ve stavu, v jakém byly před miliardami let, protože tehdy světlo vyzářily. Stejným způsobem můžeme pozorovat objekty, které vyzářily světlo před 13,7 miliardami let, na počátku. Přímo tady, 380 000 let po velkém třesku. Od té doby světlo pouze cestuje k nám, uvidíme to jako před 13,7 miliardami let. Takže bychom měli vidět tento typ záření. Další věc k zapamatování je, že vesmír se neustále rozpíná. Když to světlo bylo vyzářeno, tak se vesmír také rozpínal. Vesmír se rozpínal velmi… Je relativní, co je rychle a to všechno, ale prostě se rozpínal. A ve videu o rudém posuvu jsme se naučili, že když se zdroj světla vzdaluje, neboli zdroj elektromagnetického záření, tak se frekvence záření posouvá k červenému konci spektra. Takže přestože je toto relativně vysoká frekvence… Můžete si skoro představit, že to je stále ještě horký plyn. Mělo to 3 000 kelvinů, a protože se to od nás vzdalovalo… A ve videu o skutečném rozměru pozorovatelného vesmíru jsme se naučili, že přestože tyto elektromagnetické vlny k nám cestují 13,7 miliard let, tak v tom čase je tento bod ve vesmíru, odkud byly ty vlny vyzářené, přibližně 46 miliard světelných let daleko. To je náš nejlepší odhad. Takže toto je pořád strašně daleko. Pokud tomuto všemu věříte, že toto má okolo 3 000 kelvinů a dochází k rudému posuvu, tak z teorie bychom neměli vidět něco podobného elektromagnetickým vlnám, které jsou vyzáření z atomů zahřátého na 3 000 Kelvinů. Měli bychom zachytit radiové vlny. A důvodem, proč zachytíme radiové vlny a ne něco s vyšší frekvencí, je to, že došlo k rudému posuvu. Došlo k rudému posuvu do nižších frekvencí. A pamatujte si, měli bychom to vidět z každého bodu ve vesmíru, odkud fotony cestovaly 13,7 miliard let. Mělo by to být všude kolem nás. Je pro nás skoro nutnost věřit v současnou teorii velkého třesku. A ukázalo se, že to skutečně pozorujeme. A je to velmi intuitivní, protože když se podíváte na jakýkoli bod ve vesmíru, tak je nejednolitý. Každý bod ve vesmíru je jiný, máte hvězdy a galaxie… Toto už nejsou atomy. Jsou to hvězdy, galaxie a cokoli dalšího. A jsou různé body ve vesmíru, kde pozorujeme hodně záření. Ale také jsou body ve vesmíru, kde nepozorujeme nic. Je tam pouze tma. Ale pokud je toto správně, pokud se toto opravdu děje, tak bychom měli být schopni pozorovat stejné radiové vlny z každého směru okolo. Ať už se otáčíme o 360 stupňů, nebo více, už jsme ve třech rozměrech. V jakémkoli směru nastavíte anténu, měli byste přijímat radiové vlny, které měly mnohem vyšší frekvenci, když byly vyzářeny. Pak došlo k rudému posuvu, ale byly vyzářeny před 13,7 miliardami let. A v 60. letech minulého století se ukázalo, že se skutečně našly tyto radiové vlny v každém směru okolo nás. A nazývají se… Napíšu to. Je to mikrovlnné reliktní záření. A je to kombinace… Toto jsou ta data, které získáváme, toto pozorování v kombinaci s faktem, že čím dále se koukáme na galaxie a kupy, tak tím víc to vypadá, že se od nás vzdalují. A čím dál jsou, tím zřetelnější je rudý posuv. Takže toto a to, že u všeho dochází k rudému posuvu pohybem od nás, jsou dva nejlepší důkazy teorie velkého třesku. Doufám, že už chápete, proč to je tak zajímavé.
video