Katedra fyziky FPV UKF v Nitre

Výbuch vzdialených supernov dokazuje zrýchľujúce sa rozpínanie vesmíru
Poďakovanie: Adam G. Riess (STScI) a kol., NASA

Ešte pred niekoľkými rokmi sa o tmavej energii nediskutovalo príliš vážne, ale výsledky bádania v tomto smere dávajú za posledné roky dosť jasné svedectvo o jej existencii (o výsledkoch projektu WMAP sme už čiastočne referoval nedávno).
Teraz sa dá byť jasným, že tmavá energia prevláda v našom vesmíre.

Viditeľný vesmír okolo nás, len zo 4 % sa skladá z hmoty, ktorú bezpečne poznáme (tj. z atómov, svetla a všetko, z čoho sa skladá aj ctený čitateľ). Poďakovaním: WMAP, NASA

Tmavá energia je pôvodom zrýchleného rozpínania vesmíru, tj. rýchlosť, ktorou sa galaxie od seba vzďaľujú, sa zvyšuje. Pred týmto zistením sa pripúšťali len tri možnosti.
1) Rozpínanie vesmíru sa jedného dňa zastaví a začne sa zmršťovať. Je to podobné tomu, keď vyhodíme do vzduchu kameň, ktorý po čase prestane stúpať a začne padať späť. V tomto prípade by náš vesmír, ktorý začal Veľkým treskom, skončil by tzv. Veľkým krachom. Hovoríme, že vesmír by bol uzavretý. Podobný jav je veľmi častá. Ak pri zrážke dvoch veľkých telies (dajme tomu rozmeru planét, alebo mesiacov) sa telesá rozpadnú a rozletia na všetky možné strany, tak sa pri zrážke premení toľko kinetickej energie na teplo, že rýchlosť úlomkov nestačí na to, aby sa vymanil z gravitačnej príťažlivosti ostatných zbytkov a nakoniec sa spoja vytvárajúc novú planétu (mesiac). Podobným spôsobom sa vytvoril pravdepodobne aj náš vlastný Mesiac - o tom ale pohovoríme niekedy inokedy.
2) Ak kameň hodíte dostatočnou rýchlosťou (asi tak rýchlosťou 11 kilometrov za sekundu), kameň odletí po parabolickej trajektórii, znižujúc stále svoju rýchlosť, ale v podstate by spomalil na nulovú rýchlosť v nekonečnu. V tomto prípade by vesmír zamrzol obrazne povedané v nehybnosti. Tomuto prípadu zodpovedá tzv. plochý vesmír (nie je zakrivený).
3) Ak kameň hodíte ešte väčšou rýchlosťou, tak nespomalí na nulovú rýchlosť nikdy a vesmír by sa neustále rozpínal, aj keď neustále pomalšie a pomalšie. Tomuto prípadu hovoríme, že by bol vesmír otvorený. Že vesmír je plochý sa zdá byť najpravdepodobnejším, ale predsa neskončí v nehybnosti a za to vďačí tmavej energii, ktorá predstavuje 73 % (!!!) celkovej energie vesmíru. Pokiaľ zostaneme pri našej analógii s hádzaním kameňov, tak kameň zahodený nie len že nepadne naspäť, ale začne po určitom čase zrýchľovať . Takto máme rozumieť tomu, že vesmír sa rozpína zrýchlene.

Vesmír sa nerozpínal zrýchleným spôsobom vždy! O tom svedčia práve merania na veľmi vzdialených - a preto aj veľmi starých - výbuchov supernov. Zrýchlené rozpínanie sa začal až pred štyrmi, či šiestimi miliardami rokov (vesmír je starý 12,6 miliárd rokov). Až vtedy dokázali odpudivé sily tmavej energie prekonať gravitačnú príťažlivosť na veľkých vzdialenostiach. Odpudivé sily tmavej energie sa prejavujú prekvapivým spôsobom až na veľmi veľkých vzdialenostiach.
Obrázky vyššie ukazujú zábery Hubblovho vesmírneho teleskopu (HST), na ktorých vidíme veľmi vzdialené a slabo viditeľné galaxie pred výbuchom supernov (horný riadok) a výbuch supernovy (dolný riadok).
Merania tiež ukazujú, že odpudivé sily tmavej energie sú konštantné (neklesajú so vzdialenosťou!) a preto môže zodpovedať pôvodnej Einsteinovej predstave o teórii gravitácie. Jedná sa o prejav slávnej kozmologickej konštanty, o ktorej sa Einstein domnieval, že predpoklad jeho existencie bol jeho najväčším omylom - zdá sa, že bol k pravde bližšie, než ktokoľvek iný.
Pokiaľ je veľké množstvo tmavej energie spojené aj s úmernou bohatosťou jej štruktúry, tak nás čaká ešte veľmi veľa práce, než ju pochopíme aspoň tak, než tie 4 %, ktoré aj vidíme.

-AT-

< Späť -- Úvodná stránka -- Ďalší >