Co vzešlo z velkého třesku? Co následovalo po velkém třesku a jaké pro to máme důkazy?

(elektronická hudba) David: Edwin Hubble, na základě po generace trvající práce v oboru astronomie a množství nových důkazů, přišel s velmi jednoduchým poznatkem o vesmíru - vesmír se rozpíná. Když o tom začnete uvažovat, je to vskutku ohromující. Znamená to například, že vše ve vesmíru - každá galaxie, hvězda a planeta, každý atom ve vašem těle - bylo namačkáno do malinkatého prostoru, pravděpodobně menšího než atom, a určitě menšího než ta nejmenší tečka, kterou můžete udělat na papíře. To byla představa tak zvláštní, že s ní i mnoho Hubbleových současníků bylo na štíru. Avšak pro některé vědce byly ty důkazy tak přesvědčivé, že se tím začali zabývat velmi důkladně. A pomalu, s použitím logiky a důkazů dostupných a někdy i nových, začali přicházet na to, co se mohlo odehrát v takovém vesmíru. Hubble již přišel na to, že kdybyste mohli vypočítat rychlost jakou se vesmír rozpínal, mohli byste vypočítat, kdy vznikl. Zamyslete se nad tím. Je to skutečně úžasné. On tvrdil, že můžete vypočítat narozeniny vesmíru. To je ohromující. Někteří vědci si poté začali klást otázku: "Můžeme přijít na to, jak to vypadalo při Velkém třesku?" Velmi rychle přišli na to, že kdyby byla všechna energie a všechna hmota vesmíru v jednom mrňavém prostoru, musela by být neuvěřitelně horká, miliardy stupňů horká. Musela by být také velmi hustá a musela by se rozpínat tak rychle, že by to vypadalo trochu jako exploze. Byla to právě tato představa, která vedla anglického astronoma Freda Hoyla, jenž byl vždy k této teorii skeptický, k nazvání této teorie, v legraci, teorie velkého třesku. Byla to satira, ale ten název se ve skutečnosti ujal. Někteří vědci se poté pokoušeli zjistit, co by hmota a energie dělala za těchto extrémních podmínek. Dostalo se jim velké pomoci, protože během 2. světové války pracovalo hodně lidí na jaderných zbraních a jaderné zbraně jsou celé o extrémních podmínkách. Einstein již ukázal, že při extrémním horku a teplotě jsou hmota a energie zaměnitelné - mění se jedna v druhou. A to byla první věc, kterou objevili. Na samotném počátku musel být vesmír mlha tvořená energií a hmotou. Také si uvědomili, že jak se vesmír rozpínal, tak chladl. A oni věděli, že hmota a energie se chovají různě při různých teplotách a tlacích. Pomalu žačali přicházet na to, jaké byly přesné teploty a tlaky v prvních pár momentech Velkého třesku. A touto cestou byli schopni vytvořit dobrý, logický, na důkazech postavený příběh o tom co se stalo během Velkého třesku. Nejsme schopni určit přesný čas Velkého třesku, ani co se stalo před ním nebo proč k němu došlo. Kosmologové mají řadu teorií, ale upřímně, žádný opravdový důkaz. Takže kosmologie Velkého třesku není lepší než jakýkoliv tradiční příběh ve vysvětlení proč k Velkému třesku došlo, nebo co se stalo v momentě stvoření vesmíru. Ale od zlomku sekundy poté, mohou vyprávět velmi dobrý, na důkazech postavený, logický příběh. [ Co vzešlo z Velkého třesku? ] Domníváme se, že vše se objevilo při Velkém třesku, i čas a prostor. A ze všeho nejdříve, vše se dělo neuvěřitelně rychle. Náš příběh začíná miliardtinu miliardtiny miliardtiny miliardtiny sekundy poté, co se vesmír poprvé objevil. Vše se vymyká obvyklým hodnotám. Vesmír je nepředstavitelně horký, je neuvěřitelně hustý a rozpíná se tak rychle jak si jen dokážete představit. Ale jak se rozpíná, tak chladne. A jak chladne, tak se objevují různé formy energie - 4 hlavní formy energie. Říkáme jim 4 základní síly. První je gravitace. To je ta síla, kterou identifikoval Newton. Objevuje se miliardtinu miliardtiny miliardtiny sekundy po vzniku vesmíru. Poté se objevuje elektromagnetismus. Přináší pozitivní a negativní náboj a jde o sílu, kterou všichni známe - je to v podstatě elektřina. Poté se dostáváme ke třetí a čtvrté síle, silné a slabé jaderné síle. Ty fungují v rámci velmi malých vzdáleností, ale spojují dohromady střed jader v atomech. Část této energie ztuhla a vytvořila první hmotu. Pamatujte si, energie je to, co dává věci do pohybu. Hmota je náplní vesmíru, je to základní stavební materiál. Prvními formami hmoty byly pravděpodobně kvarky. Ty se okamžitě spojily, do trojic, a vytvořily protony, které mají kladný náboj, elektrický náboj, a neutrony, které nemají vůbec žádný náboj. Protony a neutrony vytvoří jádra všech atomů. Velmi rychle se objevili také elektrony. Jsou mnohem lehčí než protony a neutrony a mají záporný náboj. Ale i přesto, že protony a elektrony mají opačné náboje, nemohou se ještě sloučit, protože se toho děje příliš mnoho. Je přítomno příliš mnoho energie. Takže se dostáváme do něčeho, co vědci nazývají plazmový vesmír. Tohle všechno se událo jen v jedné či dvou sekundách. Vesmír je teď jen 10 miliard stupňů horký. Je stále velmi hustý. Je pravděpodobně asi stotisíckrát hustší než kus kamene. Takže kdybych popadl kus vesmíru velkého jako tento kámen, vážil by pravděpodobně stejně jako 25 slonů. Vesmír, který jsme viděli je také plazma. Všechna hmota je ve formě plazmy. Jinými slovy je plný nabitých částic, protonů a elektronů. A protože jsou nabité, je to jako by byl vesmír plný suchého zipu. A ony se nalepí na fotony, fotony elektromgnetické energie, při snaze projít skrz. Tento vesmír je velmi odlišný od dnešního vesmíru. Světlo se jím nemůže pohybovat volně. A nemůžou se tvořit atomy, jenž jsou základními stavebními bloky našeho vesmíru. Poté, okolo 380 000 let po Velkém třesku, plazma končí. A to je velmi důležitý mezník v našem příběhu. Ze dvou důvodů: za prvé, když plazma skončila, mohly se tvořit atomy, a za druhé, konec plazmy poskytl nový důkaz pro kosmologii Velkého třesku. Podívejme se na první důvod, proč je konec plazmy tak důležitý pro náš příběh - vytvoření atomů. Okolo 380 000 let po Velkém třesku spadla teplota vesmíru na nějakých 3000 stupňů. To je přibližná teplota povrchu chladnějších hvězd. Při takové teplotě jsou náboje protonů a elektronů dost silné, aby se připoutali k sobě. Takže náhle, místo plazmy, se vesmír naplňuje elektricky neutrálními atomy, protože ty dva náboje se uvnitř každého atomu vzájemně vyruší. Nyní se na chvíli zastavme u atomů. První dva typy atomů jsou atomy vodíku a atomy helia. Atomy vodíku mají v jádru 1 kladně nabitý proton a někdy neutron. Atomy helia mají v jádru 2 kladně nabité protony a obvykle 2 neutrony. A v obou těchto typech atomů okolo jader sviští elektrony, ve stejném počtu jako je protonů, což je důvod proč se náboje vyruší. Rád bych Vám přečetl nádherný popis atomu od Natalie Angierové, který Vám přiblíží jeho strukturu. "Kdyby bylo jádro atomu basketbalový míč umístěný ve středu Země, elektrony by byly pecky třešní svištící v nejvzdálenější vrstvě zemské atmosféry." Takhle byste si atomy měli představovat, když o nich přemýšlíte. Nyní, protože atomy jsou neutrální, fotony se náhle mohou pohybovat volně napříč vesmírem. Suchý zip je pryč. Nezaplétají se s nabitými částicemi, a to vede k druhému důvodu, proč je konec plazmy tak důležitý pro náš příběh. Poskytl významný důkaz podporující kosmologii Velkého třesku. (elektronická hudba) Ve 40. letech 20. století již někteří vědci přišli na to, že jak vesmír zchladl, tak musí přijít chvíle, kdy se všechna hmota stane náhle elektricky neutrální. A v tu chvíli se fotony budou moci pohybovat volně napříč vesmírem. Také přišli na to, že přijde záblesk energie. A někteří říkali: "Proč nehledat takový záblesk? Byl by to silný důkaz pro kosmologii Velkého třesku." Ale kupodivu ho nikdo nehledal. A to je asi znak toho, že většina vědců se k této myšlence stavěla skepticky. V 60. letech dva astronomové, Arno Penzias a Robert Wilson, kteří se snažili sestrojit velmi citlivý rádiový přijímač, na ten záblesk energie náhle narazili. Kamkoli nasměrují svůj přijímač, přijmou náhle zaprskání energie. Přichází to z jakéhokoli místa ve vesmíru a je to neobyčejně identické. Zamyslete se nad tím. Je to velice zvláštní. Když zamíříte na vesmír, zamíříte směrem ke galaxii, tak očekáváte, že zaznamenáte energii. Ale že i prázdný prostor? To bylo opravdu divné. A zpočátku tomu nerozuměli. Mluvili o tom s několika astronomy až konečně někdo řekl: "Myslím, že jste objevili ten záblesk energie, který byl předpovězen ve 40. letech." Pro vědu je to velmi vzrušující chvíle. Jednalo se o nesmírně silný důkaz podporující kosmologii Velkého třesku, protože to co podporoval, byla velice zvláštní předpověď ze 40. let. A žádná jiná teorie nemohla vysvětlit proč tam ta energie je nebo odkud se vzala. A to je ta chvíle, kdy většina astronomů konečně uznala: "Ano, kosmologie Velkého třesku je opravdová. Je to opravdový příběh o opravdovém vesmíru." Od té doby se objevilo mnoho jiných důkazů podporujících kosmologii Velkého třesku. Ale ještě dnes jsou Hubbleův důkaz a důkaz kosmického záření těmi nejsilnějšími důkazy podporující kosmologii Velkého třesku. Příběh, který jsme teď viděli budeme vídat znovu a znovu v rámci historie vědy. Někdo přijde s novým tvrzením o realitě, založeným na logice a na důkazech, ale důkazů není dostatek. Takže to lidé okolo považují za zajímavé, ale neberou to přehnaně vážně. A pak se postupně objevují nové důkazy a v jisté chvíli si všichni začnou myslet: "Ó ano. Myslím, že takhle se to opravdu stalo." A potom se to tvrzení stane novou ortodoxií. V tomto kurzu toho budeme svědky znovu a znovu. Nyní bych rád, abyste se zamysleli nad příběhem, který jsme si vyprávěli. Je to vskutku úžasné. My lidé jsme předáváním informací mezi mnoha generacemi vytvořili dobrý, silný, na důkazech postavený příběh, o tom co se stalo ne před 10 lety, ani před 100 či dokonce 10 000 lety, ale před 13,7 miliardami let, v momentě, kdy vznikl vesmír. Nevím jak vy, ale já si myslím, že je to ohromující. Dobrá, tak si to shrňme. Velký třesk vytvořil vše kolem nás, všechnu hmotu a energii, a tak položil základy pro následné vytvoření další spletitosti, a proto se bere jako první významný mezník v našem kurzu. Nakonec, posun od ničeho před Velkým třeskem k něčemu po Velkém třesku se musí brát jako nárůst spletitosti.