KAPITOLY
?

KAPITOLA VI.

Kde budeme svědky nevyhnutelné smrti kosmu...

ÚVOD

Dříve si lidé mysleli, že je vesmír statickým a neměnným. Jinak řečeno, že existoval vždy a vždy také existovat bude. Tato hypotéza ale byla vyvrácena, když bylo zjištěno, že měl vesmír počátek. Celý vesmír byl stvořen při velkém třesku z jediného bodu o velikosti menší než jádro atomu. Dnes, miliardy let po svém vzniku, se vesmír opravdu zdá být statickým – planety klidně obíhají kolem svých mateřských hvězd, a ty konstantně krouží kolem středu svých galaxií. Mohlo by se zdát, že tomu tak bude navždy. Skutečnost je však mnohem smutnější. S každou uběhlou sekundou se blížíme k nevyhnutelnému konci našeho kosmu. Až k tomuto konci dojde, všichni lidé už budou dávno mrtví a všechno, co jsme kdy vytvořili, dávno zničené. Abychom ale mohli rozkladu vesmíru porozumět, musíme se nejprve zaměřit na temnou energii.

Když vědci zkoumali rozpínání kosmu, odhalili jeden neočekávaný fakt – vesmírná expanze se zrychluje. Tohle zjištění je velmi podivné. Podle předchozích předpokladů by se totiž rozpínání mělo vlivem gravitace zpomalovat. Skutečnost, že je tomu přesně naopak, může vést k jedinému závěru – expanze vesmíru musí být poháněna nějakou dosud neznámou formou energie. Formou energie, kterou na rozdíl od ostatních nelze detekovat klasickými způsoby a kterou zatím nikdo nikdy nepozoroval. Vědci tuto energii nazvali temnou energií.

O temné energii toho nikdo mnoho neví. Nachází se však všude kolem nás – každý centimetr krychlový časoprostoru obsahuje svou dávku této záhadné entity, která působí proti gravitaci a neustále vytváří nový časoprostor mezi galaxiemi. Podle dnešních teorií tvoří temná energie až 70 % veškeré energie vesmíru. 1

Temná energie se stala o to více fascinující, když si vědci uvědomili jeden stěžejní fakt – na jejím množství závisí celý osud vesmíru.

DALŠÍ

VELKÝ KŘACH

Od první sekundy své existence se vesmír rozpíná. Už po miliardy let se bez přestání zvyšuje vzdálenost mezi galaxiemi – existují galaxie, od kterých jste se při čtení této věty vzdálili třeba i o milion kilometrů. Co by se ale stalo, kdyby tato expanze nepokračovala donekonečna? Kdyby se zničehonic zastavila?

Ve vesmíru, kde není dostatek temné energie, je tento scénář nejen možný, ale přímo nevyhnutelný. Bez odporu temné energie nemá gravitace žádný protipól a nakonec bude mít poslední slovo. V takovém vesmíru by gravitační působení jednotlivých galaxií postupně zpomalovalo rozpínání vesmíru, až by jej nakonec úplně zastavilo. Následně by se chod událostí obrátil vzhůru nohama a vesmír by se dostal do smršťovací fáze. Smršťování by se neustále zrychlovalo a vzdálenost mezi galaxiemi zmenšovala. Teplota kosmu by stejně jako na samotném počátku času nabyla obrovských hodnot a galaxie by se spojily v jednu. Nakonec by vesmír skončil přesně tak, jak se kdysi zrodil – jakožto miniaturní bod o nekonečné hustotě a nekonečné teplotě, bez jakékoliv známky své slavné historie. Existence všeho by byla smazána a zapomenuta.

Odvážnější hypotézy dokonce tvrdí, že by se v onen osudný okamžik, kdy vesmír přejde z rozpínací do smršťovací fáze, obrátila šipka času. Všichni ti, co už jsou dávno mrtví, by postupně ožívali ve svých rakvích a každým dnem by omládli, spadené objekty by vzlétaly ze země zpět na stoly, rozbité předměty by se spontánně spravily. Celý život každého organismu by proběhnul pozpátku a světlo světa by opět spatřili mamuti a pradávní ještěři. Život by ustoupil zpět do oceánu a eukaryotní buňky by se rozpojily v prokaryotní. První živý organismus by se svévolně rozložil na jednodušší molekuly, Země by se roztříštila na titěrné úlomky kosmického prachu a protony s neutrony by se rozpadly na kvarky. Vše by skončilo vměstnáním kdysi monumentálního kosmu do jediné osamělé singularity.

A co by se dělo po tomto velkém křachu? Možná nic. Singularita by mohla existovat celou věčnost – naprosto statická a neměnná. Ale možná by došlo k něčemu úplně jinému a mnohem zajímavějšímu – dalšímu velkému třesku. Mohl by být vytvořen zcela nový vesmír. Možná úplně stejný jako tento, možná naprosto odlišný.

A co víc, ani náš vlastní kosmos nemusí být tím prvním. Mohl vzniknout smrtí předchozího kosmu. Třeba je náš vesmír pouhým článkem nekonečné řady vesmírů minulých a budoucích, každý z nich dávajíc svou smrtí příležitost svému nástupci. V takovém případě by celý současný vesmír byl pouze bezvýznamnou tečkou v nekonečné sérii opakujících se velkých třesků a velkých křachů.

PŘEDCHOZÍ
DALŠÍ

VELKÉ ROZERVÁNÍ

Zdá se však, že velký křach náš vesmír nikdy nezažije. Vše nasvědčuje tomu, že temné energie kosmos obsahuje příliš mnoho na to, aby jí mohla gravitace konkurovat. Vesmír s velkým množstvím temné energie dosáhne poněkud méně poetického konce.

Jak už jsem zmínil několikrát, časoprostor neustále expanduje. Každou sekundou vznikají ve vesmíru miliony metrů krychlových nového prostoru, které se vplétají mezi časoprostor původní. Představte si, že stojíte na povrchu obřího nafukujícího se balónku. Zatímco balónek expanduje, všechny ostatní objekty na jeho povrchu se od vás nepopiratelně vzdalují, avšak jejich vlastní velikosti se nemění. Podobný jev zažívá i náš vlastní vesmír.

Možná se ptáte, jak je tedy možné, že expanzi kosmu nevnímáme. Neměly by se od nás všechny okolní objekty neúprosně vzdalovat? Neměly by se i atomy našeho vlastního těla rozutéct všemi směry, zatímco mezi nimi vzniká nový časoprostor? Měly, ale zamezují jim v tom tři mocné síly – gravitace, silná interakce a elektromagnetismus.

Vraťme se k naší balónkové analogii. Jak můžeme zabránit tomu, aby se od nás ostatní objekty na povrchu balónku nevzdalovaly? Uchopíme je. Například pokud by s námi na balónku byl ještě někdo jiný, úplně by stačilo, kdybychom jej chytili za ruku, a měli bychom vystaráno. Dokud by síla našeho úchopu byla větší než třecí síla mezi podrážkami našich bot a povrchem balónku, nepochybně bychom zůstali pospolu.

A elektromagnetismus společně s gravitací vzdorují temné energii na podobném principu. Naše galaxie není roztroušena po celém vesmíru, jelikož gravitační síla mezi jednotlivými hvězdami je větší než síla, kterou se je temná energie snaží oddělit. Naše těla se neroztrhají na kusy, protože elektromagnetická síla mezi atomy a molekulami je mnohonásobně silnější než protichůdná temná energie.

Ve vesmíru, jehož osudem je velké rozervání, tomu tak však nebude vždy. V takovém kosmu totiž síla temné energie neustále vzrůstá. Zprvu zůstane vše při starém, ale následně se začnou dít pozoruhodné věci.

Nejprve rostoucí sílu temné energie pocítí všechny galaxie. Temná energie převýší gravitační přitažlivost mezi hvězdami Mléčné dráhy, a ta bude nemilosrdně rozdělena z jednoho stálého celku na miliardy zářivých teček miliony světelných let od sebe. Poté přijde na řadu sluneční soustava. Země bude vytrhnuta z gravitačního pole naší hvězdy a navždy se rozloučí se všemi ostatními objekty sluneční soustavy.

Poté se temné energii poddá i elektromagnetismus a všechny objekty kolem nás budou do jednoho změněny k nepoznání. Naše těla budou krutě roztrhána na jednotlivé protony a neutrony, které se rozprchnou všemi směry a vydají se na věčnou a osamělou pouť časoprostorem.

No a nakonec se podvolí i silná interakce. Složené částice budou roztrhány na elementární bodové částice. Vesmír se stane ohromnou pustinou. Jeho jedinými obyvateli budou nesmírně osamělé částice, každá z nich miliardy světelných let od další nejbližší částice. Expanze vesmíru bude neodvratitelně pokračovat navždy.

PŘEDCHOZÍ
DALŠÍ

TEPELNÁ SMRT

Co by se však s vesmírem stalo, kdyby v něm bylo temné energie tak akorát? Kdyby balance mezi gravitací a temnou energií zůstala zachována, takže by nemohl skončit ani kolapsem do singularity, ani roztrháním všech jeho obyvatel na miliardy kousků? Expanze takového vesmíru by pokračovala donekonečna, avšak postupně by zpomalovala a nakonec by se stala naprosto neznatelnou. Velikost vesmíru by se tak blížila předurčené hodnotě, ale nikdy by jí nedosáhla. Gravitace by nikdy nepřekonala temnou energii a temná energie by nikdy neporazila gravitaci. Obě síly by zůstaly v nekonečné rovnováze.

Zprvu by se mohlo zdát, že vesmír se správným množstvím temné energie bude zkázy ušetřen a že bude existovat navždy. Tak tomu však bohužel není a odpočet ke smrti takového vesmíru nakonec dospěje ke svému konci. A kdo je strůjcem tohoto odpočtu? My všichni.

Dalo by se říci, že dnešní vesmír je poměrně uspořádaným místem. Hmota se díky gravitaci shlukuje do úhledných formací, jakými jsou galaxie, hvězdy a planety. Vše má svůj daný řád. Hvězdy poslušně obíhají středy galaxií a planety bez námitek krouží kolem svých hvězd. Takhle tomu ale nebude navždy, jelikož existuje veličina zvaná entropie.

Mohli bychom prohlásit, že entropie je něco jako neuspořádanost nebo chaos. Představte si sůl v nádobě. Její entropie je malá – krystalky soli v klidu spočívají jeden vedle druhého. Kdybychom však sůl z nádoby vysypali, entropie by rapidně vzrostla – krystalky soli by se roztrousily všude kolem a společně by zformovaly chaotické, nepředvídatelné obrazce.

Tento pokus se solí nám říká o kosmu důležitou věc, totiž že všechno ve vesmíru má tendenci směřovat ze stavu uspořádaného do stavu chaotického. Když upustíte křehký předmět na zem, roztříští se na malé kousky. Když do šálku kávy nalejete mléko, nespočine na povrchu, ale začne se v nevyzpytatelných obrazcích rozprostírat po celém objemu šálku. Není sice fyzikálně nemožné, že se mléko v kávě spontánně shlukne do úhledné kuličky nebo že se rozsypaná sůl uspořádá do nádherného obrazce, ale je to nesmírně nepravděpodobné.

Jinak řečeno, existuje mnohem více stavů, ve kterých je systém neuspořádaný, než stavů, ve kterých je uspořádaný. Proto chaos nakonec vždy převládne nad uspořádaností. Tento chod událostí je neodvratitelný, jelikož je neodmyslitelně vetkán do celého vesmíru.

Všechna energie kosmu se horlivě snaží dostat do stavu s co největší entropií. Hvězdy neustále konvertují svou hmotnost do podoby fotonů světla a následně jimi chaoticky bombardují celý vesmír. Naše vlastní těla vyzařují elektromagnetické záření v infračerveném spektru všemi směry. Veškerá energie vesmíru má tendenci rovnoměrně se rozprostřít po celém prostoru kosmu.

Možná byste mohli namítnout, že chaos přece snížit můžeme – rozsypanou sůl můžeme jednoduše vrátit zpět do nádoby. Mimo to, roztavené horniny uvnitř naší planety se neustále formují do nesmírně uspořádaných struktur s minimální entropií – minerálů. Vždyť i naše vlastní těla vykazují stálou a nízkou entropii tím, že se sama od sebe nerozpadají!

Problém v takovém uvažování však vězí v tom, že nebere v úvahu celý vesmír. Ano, můžeme krátkodobě snížit chaos jednoho zanedbatelného místa kosmu, ale musíme za to zaplatit zvýšením chaosu v části jiné, takže ve výsledku celková neuspořádanost vesmíru vždy poroste.

Chladnoucí magma v nitru Země sice tvoří nebývale pravidelné struktury o jedinečně vysoké uspořádanosti, ale při tomto procesu je do okolí uvolňováno velké množství tepla, které entropii vesmíru naopak zvyšuje. Naše těla sice představují systémy se stálou, nerostoucí entropií, ale na úkor toho zvyšují neuspořádanost všeho kolem sebe. Každičkým svým pohybem neúmyslně rozprostíráme energii do okolního prostoru v podobě zvuku nebo tepla. Tepla, které se chaoticky rozuteče všemi směry. Svou existencí nevyhnutelně zvyšujeme entropii kosmu.

A nejsme v tom sami. Všechno, co se ve vesmíru děje, bez výjimky přidává na jeho neuspořádanosti. Každý spálený kus dřeva, každý atom vodíku, který se v jedné z miliard hvězd spojí s jiným. Události, které by chaos kosmu snížily, se jednoduše nestanou. Nikdy.

A nyní už se dostáváme k problému s entropií a tepelné smrti vesmíru. Je to vlastně docela prosté – entropie nemůže růst donekonečna. Jednou se energie kosmu rozprostře natolik, že už to více nepůjde a chaos tak dosáhne své maximální hodnoty. Tahle událost bude pro vesmír skutečnou katastrofou. Formace nových hvězd ustane, ty staré přestanou svítit z nedostatku paliva. Dokonce i všechny protony uvnitř atomů nakonec neodolají neodbytné touze zvýšit entropii kosmu a rozpadnou se na lehčí částice. Lidská civilizace už bude v této době dávno pryč. Ve vesmíru, který nenabízí žádnou využitelnou energii, nemáme sebemenší šanci přežít. Po mnoho let ještě ve vesmíru zůstanou poslední obyvatelé, připomínající jeho minulou slávu – černé díry. Ale i ty se nakonec vypaří v miliony fotonů.

Zůstane pouze vesmír, který dosáhl maximální možné entropie. Vesmír, ve kterém už se nic nikdy nestane. Vesmír zaplavený zástupy jednoduchých částic, které jím budou osaměle křižovat až do samotného konce času.

PŘEDCHOZÍ
DALŠÍ

ZÁVĚR

Zatím nikdo neví, který ze scénářů bude pro náš vesmír osudným. Momentálně je nejsilnějším kandidátem tepelná smrt, ale máme až žalostně málo informací na to, abychom osud vesmíru předpověděli s naprostou jistotou. Jedno je však jasné – určitě přijde den, který pro vesmír bude tím posledním.

Možná je náš kosmos jediný a jeho smrtí zanikne všechno, co kdy existovalo. Vše opět ovládne nekonečná nicota. Možná je však vesmír jedním z mnoha, pouhým střípkem mohutného multiversu, ve kterém se každou sekundou rodí nekonečné množství nových vesmíru, možná úplně stejných, jako je ten náš. Kdo ví? Třeba se správnou odpověď nikdy nedozvíme.

Pokud se nám podaří správně zužitkovat náš nezanedbatelný intelekt a jakožto lidstvo učiníme rozumná rozhodnutí pro zachování našeho druhu, věřím, že někteří z našich potomků zažijí smrt vesmíru na vlastní oči. Bylo by nesmírným úspěchem vydržet až do úplného konce, spoluprací odolat všem zkouškám, které na nás vesmír neustále ukládá. Na konci nás už však intelekt nezachrání. Smrt vesmíru znamená i smrt lidstva. Není možné existovat mimo vlákna časoprostoru, mimo pevné fyzikální zákony. Vesmír nám dal život, ale také nám ho nakonec vezme.

Bude trvat ještě mnoho miliard let, než vesmír dospěje ke svému konci. Do té doby máme jedinečnou příležitost prozkoumávat jeho divy. Protože čím více se o kosmu naučíme, tím více dokážeme jeho zákonitostí využívat. Co jiného nám také zbývá?

PŘEDCHOZÍ
KONEC
  • Klasická hmota, která se nachází všude kolem nás, tvoří pouhých 5 % vesmírné energie. Zbylých 25 % je tvořeno temnou hmotou – další záhadnou entitou, o které toho opět víme žalostně málo. Když k temné hmotě přičteme naši neznalost temné energie, dojdeme k šokujícímu zjištění – 95 % veškeré energie vesmíru je pro nás stále velkou neznámou.