KAPITOLY
?

KAPITOLA I.

Kde prozkoumáme fascinující historii našeho podivuhodného kosmu...

ÚVOD

Podle všeho žijeme ve vesmíru, jehož šipka času se ubírá pouze jedním směrem, a to do budoucnosti. Ať se nám to líbí nebo ne, dobrodružné cesty do dávné minulosti dost možná navždy zůstanou pouhým výplodem lidské fantazie. Co kdybychom však dostali příležitost cestovat zpět časem? Mohli bychom prožít včerejší den, ale třeba i rok 2000. Mohli bychom se zúčastnit druhé světové války, pozorovat vývoj prvních civilizací, ale i sledovat formaci naší planety. Jak daleko zpět v čase bychom ale mohli jít? Pokud by náš vesmír byl statický a věčný, mohli bychom cestovat tak dlouho, jak bychom jen chtěli. Z toho, co víme, však v takovém vesmíru nežijeme. To znamená, že bychom při našem cestovaní nakonec dorazili až na samotný počátek času.

Pokud však chceme přijmout teorii, že měl vesmír počátek, měli bychom se zaměřit na jednu podstatnou otázku – z čeho byl vlastně vesmír vytvořen? Odpověď na tuto otázku bohužel dnes zatím nikdo neví a je dost možné, že tomu tak zůstane navždy. Nabízí se však dvě možnosti.

První možnou odpovědí je, že vesmír jednoduše vzniknul z ničeho. Není velkým překvapením, že tato myšlenka, odporující jak fundamentálním zákonům fyziky, tak zdravému rozumu, se nikomu příliš nezamlouvá. Druhou, mnohem zajímavější možností je, že vesmír dostal ke svému vzniku určitý podnět. Jaký? To dnes nikdo neví. Možná v budoucnosti dospějeme na technickou úroveň natolik pokročilou, že budeme tento podnět moci zkoumat, avšak nyní můžeme pouze polemizovat a vymýšlet hypotézy. Možná byl vznik kosmu zapříčiněn kolapsem jiného (předchozího) kosmu, takže jsme součástí nekonečné řady vesmírů vznikajících znovuzrozením předešlého vesmíru. Možná byl vesmír vytvořen kolizí dvou jiných vesmírů. Možná.

I když odpověď na tuto velkou otázku neznáme, jsou zde jisté věci, které o vývoji kosmu víme. Tedy, abych byl vědecky přesný, tušíme. Podstatou vědy, ať už jakékoliv, je totiž snažit se porozumět světu kolem nás, jak jen nejlépe dokážeme. Toho docílíme vymýšlením hypotéz a jejich ověřováním vědeckou metodou.

Hypotézy může vymýšlet každý – jako příklad hypotézy si můžeme uvést jednoduchý myšlenkový pochod. Pravěký člověk vidí podivné tečky na noční obloze (dnes známé jako hvězdy) a řekne si, že je určitě musel někdo namalovat na nebeskou klenbu – právě stvořil hypotézu. Aby hypotézu ověřil, postaví si raketu (zanedbejme fakt, že technologická vyspělost pravěkého člověka, jejíž vrcholem je znalost ohně, ani zdaleka nedosahuje úrovně potřebné k sestavení něčeho tak nesmírně komplikovaného, jako je raketa) a vyšle tuto raketu vstříc fascinujícím tečkám – ověřuje svou hypotézu pomocí vědecké metody. K jeho zděšení však raketa v klidu pádí prostorem a žádná klenba není v dohledu – jeho hypotéza byla tímto zdiskreditována.

Pokud však hypotéza projde všemi zkouškami, které na ni uvalíme, je povýšena na teorii. A tady se již dostáváme k vědě, která je ve své největší podstatě prostým souborem takových teorií. Ať už se jedná o fyziku, psychologii, biologii, chemii nebo astronomii, tento prvek je společný pro všechny vědy. Veškeré lidské poznání je vlastně jen velká hromada teorií, které jsou kategorizovány do jednotlivých vědeckých odvětví.

Ve hře je však ještě jeden velmi podstatný faktor – někteří lidé považují teorie za jakousi absolutní, ničím neotřesitelnou pravdu. Tento postoj je však nesprávný. Věda vidí teorie jen jako jakýsi souhrn popisů střípků reality o různé přesnosti. Pokud je teorie shledána nepřesnou, vědci jsou okamžitě připraveni ji nahradit jinou, lepší. Jako příklad si můžeme uvést zástup teorií, které se snaží popsat jednu z nejběžnějších věcí ve vesmíru – gravitaci. Po mnoho let poskytovala zdaleka nejlepší popis této záhadné entity Newtonova gravitační teorie. Ta se však v některých extrémních případech ukázala býti nepřesnou a nakonec byla smetena z pomyslného vědeckého stolu Einsteinovou obecnou teorií relativity.

Není to tak dávno, co si vědci ale uvědomili, že ani obecná relativita není perfektní – nedokáže totiž popsat gravitační interakci na submikroskopické úrovni. Zatím však nebyla nalezena validní alternativa a obecná relativita tedy stále trpělivě čeká na svého nástupce.

Tento příklad demonstruje o vědě jednu krutou pravdu, a sice že si nikdy nemůžeme být ničím jisti. I když už se mnohdy můžeme domnívat, že jsme přišli na kloub nějaké titěrné části reality, vždy se naskýtá možnost, že jsme v jedné z teorií zanedbali určitý aspekt našeho kosmu a dojde k něčemu nám naprosto neočekávanému. Kdo ví? Třeba existuje nějaká vesmírná konstanta, o jejíž existenci nevíme, která způsobí, že tu již zítra nebudeme. Možná vesmír zanikne dnes.

Avšak není se čeho bát. O takových věcech nemá smysl uvažovat, jelikož se opět ocitáme ve zrádném světě hypotéz. Vraťme se radši zpět do vědeckého světa teorií, které i přes své potenciální nedostatky stále poskytují zdaleka nejlepší popis reality. Konkrétně věnujme svou pozornost jedné velké teorii, která dnes nejlépe shrnuje vše, co tušíme o vzniku samotného vesmíru – teorii velkého třesku.

DALŠÍ

POČÁTEK VŠEHO

Na počátku byl podivný objekt zvaný singularita vznášející se v nicotě. Jak se tam ocitl? To je dnes bohužel záhadou. Než si povíme, co to vlastně singularita je, měli bychom se zaměřit na zdánlivě triviální pojem nicota.

Někteří by jako nicotu mohli považovat prostor všude kolem nás. Takový prostor však můžeme těžko považovat za pravou nicotu vzhledem k tomu, že v každém centimetru krychlovém vzduchu se nachází miliardy atomů.

Jiní by pravou nicotou mohli nazvat vakuum, tedy prostor obklopující vesmírné objekty, ve kterém se nenachází žádná hmota. Překvapivě se však ani zde nejedná o stoprocentní nicotu. Vakuum je totiž součástí našeho vesmíru, který je skrz naskrz „protkán“ vlákny časoprostoru. A časoprostor je sám o sobě něco, tedy oblast, kde platí zákony našeho vesmíru.

Už z tohoto důvodu nemůžeme považovat vakuum za absolutní nicotu, nemluvě o obrovském množství částic, které každou sekundou vznikají a zanikají v každičkém milimetru krychlovém vakua v důsledku jevů kvantové mechaniky. 1

Nicota v okolí počáteční singularity byla však jiná a jedinečná. Taková, ve které neexistoval čas ani prostor a zákony fyziky neměly žádnou moc. Na takovou v našem kosmu nikdy nenarazíme.

Zpět k naší singularitě. Asi je na místě prohlásit, že singularita byla nadmíru podivný objekt. S podobnými se rozhodně nesetkáváme denně – vlastně nikdy, pokud se zrovna náhodou neocitneme v jádru černé díry, což s největší pravděpodobností není přespříliš příjemný zážitek, jak si ostatně ukážeme v jedné z dalších kapitol.

Už to, že byla dost možná nekonečně malá, je více než pozoruhodné. Navíc měla nekonečnou teplotunekonečnou hustotu, což dává docela smysl, přihlédneme-li k tomu, že se do jejího nitra musel vejít celý vesmír. Přesně tak, všechno, co vidíte kolem sebe, bylo jednou nahuštěno do této pradávné singularity, i když v poněkud jiné podobě.

Z ničeho nic ovšem došlo k něčemu, co by se snad dalo považovat za nejpodivnější a nejzáhadnější událost vůbec – singularita se začala rapidně rozpínat a vytvořila tak celý neuvěřitelně obrovský vesmír. Tuto událost dnes všichni znají pod majestátným názvem velký třesk. Je však poněkud ironické, že používáme tento název. Tak zaprvé, pojem velký třesk byl poprvé použit mužem jménem Fred Hoyle, který byl velkým odpůrcem teorie velkého třesku (uznával totiž konkurenční teorii ustáleného stavu) a toto slovní spojení použil s úmyslem vysmát se této dnes obecně přijímané teorii. A za druhé, pojem velký třesk se ukázal být neuvěřitelně nepřesným – ani zdaleka nereprezentuje událost, ke které ve skutečnosti došlo.

Nejprve obraťme svou pozornost na slovo třesk. Pod tímto slovem si asi většina lidí představí nějakou masivní velkolepou explozi doprovázenou úžasnými zvukovými efekty. Naneštěstí pro fanoušky akčních filmů, velký třesk byl něčím, co by se snad dalo označit přesným opakem takové exploze. Zaprvé, ve vakuu se nemůže šířit zvuk, takže rychle zapomeňme na nějaké zvukové efekty. Zadruhé, velký třesk vůbec nevypadal jako exploze, jednalo se spíš o jakési vesmírné nafukování (vskutku rychlé nafukování).

Dobrým přirovnáním je nafukování balónku vzduchem. Představme si, že povrch balónku je náš vesmír. Když balónek nafoukneme, každé dva body na jeho povrchu se od sebe vzdálí. Takhle vypadal velký třesk a následná expanze časoprostoru – započal jako nekonečně malý bod v podobě singularity a skončil jako povrch jakéhosi gigantického „kosmického balónku“. (Až na to, že povrch balónku je dvourozměrný prostor zakřivený ve třetí dimenzi, zatímco náš vesmír je s největší pravděpodobností trojrozměrný prostor zakřivený ve čtvrté prostorové dimenzi. Naše primitivní trojrozměrné mozky však nejsou schopny představit si čtyřrozměrný prostor, proto používáme jednoduchou analogii s balónkem.)

Nyní, když již rozumíme problémům se slovem třesk, zaměřme se na slovo velký. Zatímco slovo třesk je naprosto nepřesné, slovo velký je správné, avšak velmi zdrženlivé. Velký třesk nebyl pouze velký, velký třesk byl všude – každičký kousek dnešního obřího vesmíru byl kdysi součástí nekonečně malé singularity a prošel ohromnou expanzí. Abychom rozšířili naše balónkové přirovnání, představte si, že jste dvourozměrný mravenec obývající povrch nafukujícího se balónku. Pro takového mravence je povrch balónku jedinou věcí, která existuje – neexistuje způsob, kterým by vlastními silami z tohoto povrchu uniknul. Z jeho pohledu se tedy nafukuje všechno. V zájmu přesnosti by tedy bylo vhodné nahradit slovo velký slovem obrovský, nebo ještě lépe všudypřítomný.

Když však dáme tato dvě přesnější slova dohromady, dostaneme něco jako všudypřítomné nafukování, což však, přiznejme si, nezní ani zdaleka tak dobře jako velký třesk. U ustáleného slovního spojení velký třesk tedy zůstaneme i nadále, nyní však již s vědomím, že není úplně dokonalé.

Velkou otázkou je, kdy přesně k velkému třesku došlo. Tahle nanejvýš zajímavá otázka bylo po mnoho let předmětem dohad, dnes se však předpokládá, že se tak stalo před ohromnými 13,8 miliardami let. Vlastně se ani nemusíte snažit pochopit, jak dávno to bylo. Pro lidský mozek je to prakticky nemožné. Můžeme se o to ale pokusit – kdybyste například naskládali kuličky o průměru jeden centimetr do řady, přičemž každá kulička by znázorňovala jeden rok vesmíru, obkroužili byste celou Zemi. Třiapůlkrát. A kdybyste náhodou chtěli prožít celý věk vesmíru, museli byste žít neuvěřitelných 200 milionů průměrných lidských životů. Pro srovnání, Země je přibližně 4,6 miliard let stará – asi 67 milionů životů.

Vraťme se však zpět na samotný počátek. Jak už bylo řečeno, nikdo bohužel nemá tušení, proč k velkému třesku došlo, nicméně máme poměrně dobrou představu o tom, jak celý tento fascinující proces vývoje vesmír probíhal. Před 13,8 miliardami let se singularita, obsahující veškerou energii vesmíru, začala náhle rapidně rozpínat. Tento okamžik je považován za vznik časoprostoru i vesmíru samotného.

Ale co se vůbec dělo před velkým třeskem? Tato zdánlivě zajímavá otázka je ve skutečnosti nesmyslná. Čas je neoddělitelně protkán do struktury našeho vesmíru a před velkým třeskem jednoduše neexistoval. Dumat nad tím, co se stalo před velkým třeskem, je tedy asi stejně nesmyslné jako ptát se, co se nachází severněji od severního pólu.

Jak už jste zajisté pochopili, většina věcí spojená se singularitou je extrémní a nepředstavitelná. A superrapidní expanze raného kosmu bezprostředně po velkém třesku rozhodně není žádnou výjimkou. Snažit se představit si jakékoliv z čísel níže je jednoduše nemožné.

Asi miliardtinu miliardtiny miliardtiny sekundy po velkém třesku vesmír vstoupil do velkolepé rozpínací fáze známé jako kosmická inflace. Nutno podotknout, že v této době byla teplota vesmíru úctyhodných 100 milionů milionů milionů milionů stupňů Celsia! Během kosmické inflace se vesmír zvětšil nepředstavitelným způsobem. Z počáteční velikosti asi jedné miliardtiny velikosti protonu se nafoukl na kouli o průměru asi 1 centimetr, tedy asi milion milion milion milion milionkrát, což je jednoduše ohromující. Ještě pozoruhodnější je fakt, že vesmír takto změnil svoji velikost za pouhý zlomek sekundy – kosmická inflace začala 10-37 sekundy po velkém třesku a skončila někdy v rozmezí 10-35 sekundy a 10-32 sekundy po velkolepém zrodu kosmu.

No a mrknutím oka byla kosmická inflace tatam. Časoprostor sice i nadále pokračoval v rozpínání (ostatně, pokračuje v něm dodnes), avšak již mnohem pomaleji. Na konci kosmické inflace byla teplota vesmíru asi 100 tisíckrát menší než na jejím počátku. Je fascinující, že za okamžik mnohem kratší, než si kdokoliv dokáže vůbec představit, se vesmír natolik změnil. Co je však nejdůležitější, po kosmické inflaci už existovala jedna velmi podstatná složka vesmíru, která umožňuje naši existenci – hmota.

PŘEDCHOZÍ
DALŠÍ

EVOLUCE HMOTY

Všechny objekty, které vidíte kolem sebe, jsou složeny z rozličných druhů atomů – mrňavých zrnek hmoty. Například lidské tělo se skládá převážně z atomů kyslíku, uhlíku, vodíku a dusíku. Všechny atomy jsou však složeny ještě z menších zrnek – protonů, neutronů a elektronů. Počet protonů uvnitř atomu určuje, o jaký druh atomu (neboli chemický prvek) se vlastně jedná. Pozorujete atom s jedním protonem v jádře? Pak se jedná o vodík. Potkáte atom s dvěma protony? Můžete s jistotou říct, že je to atom helia. Šest protonů? Uhlík. Osm? Kyslík. Takhle bychom mohli pokračovat až k číslu 92 – počtu protonů atomu uranu, který je nejtěžším přirozeně se vyskytujícím prvkem kosmu. 2

Vaše vlastní atomy tvoří téměř veškerou vaši hmotnost. Pokaždé, když si stoupnete na váhu, měříte kolektivní hmotnost všech hmotných subatomárních částic, které se ve vašem těle nacházejí. Kde se však všechny tyto částice ve vesmíru vůbec vzaly?

Abychom mohli porozumět náhlému objevu hmoty v raném vesmíru, musíme se nejdříve zaměřit na nejznámější fyzikální rovnici na světě, jejíž autorem je světoznámý fyzik Albert Einstein. E = mc2. Energie je rovna hmotnosti vynásobené rychlostí světla umocněné na druhou. Pěkné, říkáte si možná, co přesně to ale znamená? Zjednodušeně řečeno, tato krátká rovnice odvážně říká, že energie a hmotnost jsou téměř jedno a to samé. Jediným „převodníkem“ mezi těmito dvěma veličinami je rychlost světla umocněná na druhou.

Vezměte jakýkoliv hmotný objekt a vynásobte jeho hmotnost přibližně 90 milion miliardkrát – hodnota rychlosti světla v metrech za sekundu umocněná na druhou. Tím zjistíte ohromné množství energie, která je ukryta uvnitř tohoto předmětu. A  opačně to platí taktéž – když vezmete jakékoliv množství energie a vydělíte jej 90 milion miliardkrát, dostanete její hmotnost.

Přesně tak, každá forma energie něco váží. To znamená, že zahřátý šálek čaje je těžší než studený, jelikož obsahuje více tepelné energie. Nemusíte však experimentovat a ověřovat si tento fakt pečlivým vážením šálků čaje o různé teplotě – pokud tedy nežijete ve vzdálené budoucnosti, ve které je lidstvo natolik technologicky vyspělé, že dokáže vyrobit váhu schopnou detekovat rozdíly v řádu biliontiny gramu. Tepelná energie totiž není ani zdaleka tak koncentrovaná jako energie uvnitř hmoty, proto byste váš šálek museli zahřát na miliony stupňů, aby se objevil znatelný hmotnostní rozdíl.

Předchozí odstavce by se daly shrnout do jedné věty – energie a hmota k sobě mají velmi blízko. Dokonce tak blízko, že je možno vyrobit jedno z druhého. Jak toho však dosáhneme? Když uvážíme fakt, že každý sebemenší kousek hmoty obsahuje ohromné množství koncentrované energie, logickým řešením by bylo soustředit nepředstavitelný objem energie na jedno místo a doufat, že se všechna tato energie nějakým zázrakem „spojí“ a stvoří tak kýženou hmotnou částici. Je však neuvěřitelně těžké tohoto docílit v dnešním vesmíru.

Avšak když vezmeme v úvahu, kolik nahuštěné energie obsahoval raný vesmír v době kosmické inflace (jeho teplota dosahovala uznáníhodných miliard miliard stupňů Celsia), dostaneme úžasné podmínky pro vznik hmoty. Energie raného vesmíru byla jednoduše natolik koncentrovaná, že započal spontánní vznik hmotných částic.

Tvorba hmoty však rozhodně netrvala dlouho. Všechna byla vytvořena během neuvěřitelně krátké kosmické inflace. Po jejím konci už ve vesmíru existovala téměř všechna hmota, kterou vidíte kolem sebe. Každá z miliard hvězd a galaxií kosmu se skládá ze stejné hmoty, která vznikla zlomek sekundy po velkém třesku, když byl ještě vesmír velký asi jako průměrný hrozen.

Tehdy však hmota ještě rozhodně netvořila atomy, na ty si musíme počkat několik stovek tisíc let. Všechnu hmotu tehdy zastupovaly pouze nejjednodušší částice zvané kvarkyleptony.

Aby to ale nebylo tak jednoduché, je zde jeden háček – hmota ve vesmíru nemůže vzniknout jen tak. Existuje pravidlo, že s každou částicí hmoty musí vždy vzniknout její protějšek v podobě částice antihmoty. Antihmota je stejná jako normální hmota, některé její vlastnosti jsou však opačné – například elektrický náboj, vůně a barva. (Poslední dvě vlastnosti samozřejmě nemají nic společného s naší „klasickou“ vůní a barvou – elementární částice nemohou mít žádnou barvu, jelikož jsou mnohem menší než vlnová délka světla, o vůni ani nemluvě. Jsou to pouze názvy, které fyzikové dali různým druhům nábojů.) 3

Co je však zajímavější, hmota a antihmota se vzájemně nemohou strpět – v případě kontaktu částice s antičásticí dojde k destrukci obou z nich (tento proces se nazývá anihilace) a jejich energie je přeměněna do podoby fotonů – částic světla.

Vraťme se teď zpět ke vzniku hmoty v raném kosmu. Z předchozích odstavců plyne, že hmota, která ve vesmíru vznikla okamžik po velkém třesku, musela být doprovázena identickým množstvím antihmoty – každá hmotná částice byla vytvořena společně se svým protějškem. A jelikož vesmír byl tehdy tak malý, asi není třeba dodávat, že ke kontaktu hmoty a antihmoty docházelo velmi často. Většina nově vytvořených hmotných částic se bleskově srazila s antičásticí a zanikla tak ihned po svém zrodu.

Nabízí se však jedna podstatná otázka. Jak je možné, že dnes stále existuje hmota? Podle zákonů fyziky mělo být v kosmu vytvořeno úplně stejné množství hmoty a antihmoty, teoreticky tedy mělo dojít ke vzájemné destrukci veškeré hmoty a antihmoty mladého vesmíru. To se však očividně nestalo, jinak bychom tu nebyli.

Nikdo neví proč, ale zdá se, že na každých několik milionů částic antihmoty vzniklo o jednu částici hmoty více. Každá z těchto přebytkových částic hmoty se vyhnula anihilaci a vytvořila veškerou hmotu dnešního vesmíru. Je až ohromující, když si uvědomíme, že vesmír ve svém úplném počátku nejenže obsahoval téměř veškerou hmotu, kterou obsahuje dnes, obsahoval jí mnohokrát více. A to vše bylo natěsnáno do objemu, který by se komukoli bez problému vešel do dlaně.

Energie, která byla uvolněna anihilací hmoty a antihmoty, však nikam nezmizela. Byla přetvořena na fotony vysokofrekvenčního záření. Tyto fotony poté cestovaly nově vzniklým vesmírem, který byl však hustě osídlen nabitými hmotnými částicemi, jež fotonům bránily ve volném pohybu. Trvalo celých 380 000 let, než se vesmír stal transparentním díky formaci atomů a světlo konečně mohlo volně cestovat. Mnoho těchto fotonů putuje vesmírem dodnes a tvoří reliktní záření, živoucí důkaz velkého třesku.

PŘEDCHOZÍ
DALŠÍ

ATOMY, HVĚZDY A VLÁDA GRAVITACE

Po prvním bouřlivém zlomku sekundy existence kosmu se další vývoj ukázal býti pomalejším. Mnohem pomalejším. Klíčovými výrazy pro následný rozvoj kosmu jsou ochlazování, rozpínání a tvorba složitějších struktur z jednodušších. Asi miliontinu sekundy po velkém třesku se teplota vesmíru snížila natolik, že se nejjednodušší částice začaly slučovat ve složitější – vznikly první protonyneutrony. Několik minut nato se začaly tyto složené částice shlukovat a světlo světa spatřila vůbec první atomová jádra. Tento proces se nazývá jaderná fúze.

Teplota vesmíru se tehdy pohybovala kolem jedné miliardy stupňů – stále závratná hodnota, avšak v porovnání s dřívějšími teplotami až směšně malá. Pouhých 20 minut po velkém třesku nedostačovala již teplota kosmu k udržení jaderné fúze. Tvorba nových prvků utichla na několik milionů let, dokud ji opět nezapočaly první vesmírné hvězdy.

V okamžiku zastavení jaderné fúze se hmota vesmíru skládala ze tří čtvrtin z jader vodíku (nejjednoduššího prvku) a z jedné čtvrtiny z jader helia (druhého nejjednoduššího prvku). Trvalo však dalších 380 000 let, než se na tato holá jádra navázaly elektrony a náš vesmír byl zaplaven prvními atomy.

380 000 let po velkém třesku započala nová epocha vesmíru. Fotony se v důsledku vzniku atomů konečně mohly volně pohybovat časoprostorem. Navíc se začala projevovat jedna zdánlivě nevinná síla, která byla ve vesmíru přítomna téměř od samého počátku – gravitace. Této podivuhodné interakci se věnuje jedna z příštích kapitol, nyní je však důležité pouze jedno – každý objekt ve vesmíru přitahuje každý jiný objekt, přičemž velikost síly, kterou se přitahují, je úměrná čtverci vzdálenosti těchto dvou objektů. Co to znamená? Jednoduše řečeno, pokud jsou od sebe dva objekty vzdáleny jeden metr, gravitační síla mezi nimi je čtyřikrát větší, než kdyby od sebe byly vzdáleny dva metry.

Gravitační síla, i když nejslabší ze všech základních interakcí (zde si budete muset počkat na příští kapitolu), se v této době ukázala být nezpochybnitelnou dominantou vesmíru. Po velkém třesku byly vlivem kvantových vakuových fluktuací vytvořeny malé nepoměry v rozložení energie v kosmu. Představte si, že se vám na papír rozsype cukr. Je nesmírně nepravděpodobné, že by se na každém místečku na papíru nacházelo identické množství zrnek cukru. Právě naopak – v některých místech by se nacházely velké shluky zrnek, v jiných byste nespatřily zrnko žádné. Něco podobného se stalo v raném kosmu – v určitých místech časoprostoru se jednoduše nacházelo více energie než v jiných.

V místech s větší koncentrací energie následně pochopitelně vzniklo více elementárních částic, poté více atomových jader a nakonec i více atomů. Tohle bylo pro další vývoj vesmíru nesmírně důležité. Nebýt raných fluktuací způsobující energetickou nerovnoměrnost, v každém kousku vesmíru by bylo identické množství hmoty a gravitace by se tedy nikdy nemohla projevit. Vesmír by byl jakousi pustou kolekcí osamocených atomů.

Je to podobné, jako kdybyste se snažili pohnout krychlí, avšak na všechny stěny krychle byste tlačili stejnou silou – krychle by zůstala na místě bez ohledu na to, jak velká by tato síla byla. Pokud byste však zatlačili na jednu ze stěn jen o trochu více, krychle by se rychle začala pohybovat směrem této síly. A tohle je do jisté míry to, co se stalo v 380 000 let starém vesmíru. Jednotlivě části kosmu s vyšší koncentrací hmoty na sebe více gravitačně působily a začaly se tak vesele přitahovat a tvořit jakési shluky – vesmír spatřily první mlhoviny.

Tyto mlhoviny se poté po miliony let stávaly stále více hustými díky působení gravitace a v jejich středech se pozvolna zvedal tlak a teplota. Po několika stovkách milionů let byla teplota v nitrech mlhovin natolik vysoká, že zde byla zažehnuta jaderná fúze – zrodila se vůbec první generace hvězd. Tyto hvězdy se následně začaly shlukovat do ohromných formací zvaných galaxie, které existují dodnes a mnohdy obsahují až miliardy hvězdných obyvatel.

Celou tu dobu však hvězdy konaly jednu velmi podstatnou činnost – přetvářely jednodušší prvky v podobě vodíku a helia na prvky složitější. Vesmír tedy poprvé spatřil prvky jako uhlík, kyslík a železo. Každá hvězda však nakonec musí zemřít. Rané hvězdy byly zpravidla obrovské a končily svůj život masivními explozemi, při kterých do vesmíru uvolnily ohromné množství materiálu.

Tento materiál opět začal tvořit mlhoviny a celý proces se opakoval znovu – mlhoviny formovaly další hvězdy, které stavěly čím dál složitější prvky. Ty byly nakonec opět vypuštěny do okolního vakua. Některé z těchto prvků začaly poté tvořit nové struktury, vesmíru dosud neznámé, zvané planety – menší vesmírné objekty zpravidla obíhající hvězdu, u kterých nebyla zažehnuta jaderná fúze. Mateřská hvězda je pro ně velmi důležitá, jelikož je zásobuje potřebnou energií. Energií, která dovoluje průběhu rozličných chemických reakcí, díky kterým na některých planetách mohly vzniknout první aminokyseliny. Následně, po mnoha letech úsilí, byla alespoň na jedné z nich stvořena i nejsložitější známá entita vesmíru – život.

PŘEDCHOZÍ
DALŠÍ
  • Kvantová mechanika je společně s teorií relativity nejvýznamnější fyzikální teorií současnosti. Popisuje podivné chování maličkatých objektů, jako jsou například fotony (částice světla) či elektrony.

  • Vědcům se podařilo vytvořit i těžší prvky za použití částicových urychlovačů. Když vezmete dvě atomová jádra a roztříštíte je o sebe ohromnou silou, s trochou štěstí se na chvíli spojí v jedno těžší jádro a vy můžete mít radost, že se vám tak podařilo vytvořit prvek, který se v kosmu běžně nenachází. Vaše nadšení však nebude trvat dlouho – všechny uměle vytvořené prvky jsou nestabilní a nakonec se rozpadnou zpět na lehčí atomová jádra.

  • Fyzikové vymýšlející názvy pro vlastnosti elementárních částic byli zřejmě v poněkud poetickém rozpoložení, například čtyři z šesti druhů vůní částic se nazývají podivná, půvabná, krásná a pravdivá. (Snad netřeba zdůrazňovat, že tyto názvy opět nemají nic společného s jejich protějšky z „našeho“ světa.)