Kvantová mechanika a velký třesk
V dnešním pojetí vesmíru je univerzum rozpínající se jednotkou, kterou lze zpětně sledovat v čase až k jejímu vzniku do stavu, kterému říkáme "singularita". Její teoreticky nulový objem a zároveň nekonečná hustota jsou nepřestavitelné hodnoty, které se dají běžným lidským myšlením pouze akceptovat, nikoliv pochopit. Kdy a proč vlastně vznikl vesmír - jsou otázky, které si zvídaví lidé kladli odedávna bez možnosti, aby na ně mohli najít fundovanou odpověď. Zkusme do nich zakomponovat procesy, které předpokládá kvantová mechanika a provést malý myšlenkový experiment.
Prvním předpokladem v úvaze je postulát, že kvantová mechanika správně popisuje chování elementárních částic a také to, že správně popisuje procesy, probíhající v jejich mikrosvěte.
Teorie kvantové mechaniky, konkrétně Heisenbergova teorie, objasňuje pricip chování hmoty na úrovni mikrosvěta jako fluktuaci, neurčitost, neschopnost předvídat její chování.
Dnešní věda vychází z toho, že domněnka, že se vesmír před svým vznikem nacházel v jednom malém bodu, je správná. Pak by se na jeho chování dala aplikovat teorie, popisující chování elementárních částic, o kterých víme, že se účastní procesů mikrosvěta, chování, které jsme odpozorovali při fyzikálních experimentech s hmotou.
Pakliže se hmota na úrovni rozměrů elementárních částic chová nepředvídatelně, pakliže si ji představujeme jako ve svých vlastnostech "vibrující" jednotku, je možné, že právě tento jev (vibrace, případně fluktuace) odstartoval proces, který způsobil rozpínání toho, čemu dnes říkáme vesmír. Fluktuací se změnila nějaká její vlastnost natolik, že se samovolně nemohla vrátit do původního stavu, podobně jako vlna, která je neustále dotována další a další energií větru - a která se neustále zvětšuje až do té doby než kolabuje a která se dostala do stavu, ve kterém už nemůže sama od sebe zaniknout.
Za potvrzení teorie o počáteční fluktuaci (a tím správného použití kvantové mechaniky v myšlenkovém experimentu "vznik vesmíru") považujeme dnes měřené reliktní záření. To je pozůstatkem z doby, kdy byl vesmír starý zhruba 400 000 let a proběhl v něm jev, který vesmír pro záření zprůhlednil. Dnes má teplotu 2,7 Kelvinu a zaznamenáváme ho pomocí projektu WMAP. Téměř všude je homogenní, pozorujeme v něm ale zmíněné malé fluktuace.
Proč mění pozorování kvantových jevů jejich stav?Možným přiblížením je teoretická úvaha, přirovnávající neurčitost mikrosvěta k pozorování v makrosvětě: pokud chceme pozorovat nějaký objekt makrosvěta, musíme ho osvětlit. Pokud sledujeme menší a menší objekty, můžeme vycházet z toho, že budeme potřebovat více a více světla k jeho pozorování a musíme vynaložit více energie. Zároveň se ale jedná o objekty, které jsou v rámci tohoto myšlenkového experimentu menší a nepatrnější, takže si teoreticky můžeme představit moment, ve kterém vynaložená energie začíná být analogická s energií pozorovaného objektu, začíná ho ovlivňovat a další změnou rozměrů v neprospěch objektu dokonce určovat. |
Jak velký byl vesmír v momentě, kdy pro něj platily kvantové podmínky a zákony?
Díky Heisenbergově teorii neurčitosti dnes víme, že sledování jevů makrosvěta dává smysl jen potud, pokud tyto jevy nepřekročí určitou minimální velikost. Při překročení této hranice se jevy stávají neurčitými, samo pozorování je mění natolik, že se nedá určit jejich původní stav.
Tato hranice mezi makrosvětem a mikrosvětem je známa - rozměrové odpovídá 10-35 metru. Tuto velikost tedy musel mít původní vesmír, ve kterém působily zákony kvantové mechaniky. Pro srovnání - vesmír, pro který musely platit zákony kvantové mechaniky, byl 10+20 krát menší, než proton.
***
Vesmír se dále vyvíjel díky rozpínání a vzniku hmoty, která se oddělila od záření, původně vyplňujícího celý vesmír.
Ve vesmíru, který by byl absolutně homogenní, ve vesmíru, jehož vnik by nebyl iniciován kvantovou fluktuací, by toto rozpínání způsobilo neustálé ředění hmoty v prostoru.
Díky fluktuacím na kvantové úrovni v našem vznikajícím vesmíru ale došlo zároveň i k fluktuaci vznikající hmoty, která se díky působení gravitace následně manifestovala vznikem hvězd a galaxií. Do procesu, kterým vykrystalizovalo dnešní rozložení hmoty ve vesmíru, byla přitom zapojena spíše nebaryonická, se zářením nereagující hmota, tzv. "temná hmota", nikoliv baryonická, běžná hmota, ze které se skládají hvězdy samy. O existenci temné hmoty máme důkazy jen díky její gravitaci a její vlastnosti se vědci pokoušejí vysvětlit mimo jiné díky kvantově mechanickým jevům.
Fluktuaci hmoty dnes považujeme za druhý důkaz správnosti původní úvahy (vzniku vesmíru jako následku fluktuace původního stavu singularity). Žijeme ve vesmíru, který vznikl náhodnou fluktuací a my sami, stejně jako struktura dnešního vesmíru jsme produktem jejích následků.
Dana Tenzler
Hledání helia v exosférách exoplanet
Kolem hvězd v naší Galaxii krouží velké množství různých planet. Vědci se nyní věnují jejich atmosférám. Nová studie zaznamenala 17 planet s heliovou atmosférou a 40 planet bez ní. (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Biologické stopy na exoplanetách
Jak se pozná, že se na cizí a slibně vypadající exoplanetě skutečně nachází život? Exoplanety jsou příliš daleko. Zbývá jen pozorování teleskopy. (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Jakou barvu budou mít rostliny na exoplanetách?
Na exoplanetách může mít biosféra jinou barvu než je tomu na Zemi. Vědci našli argumenty pro existenci exoplanet s fialovými rostlinami. Jakou barvu mají rostliny na jiných planetách? (délka blogu 3 min.)
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů (4) - klamání tělem a přibarvování reality
Poslední část malého blogového seriálu o tom, proč jsou vlastně horniny barevné a proč je zbarvení minerálů podobné chování třídy plné dětí.
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů (3) - co nutí děti zlobit?
Když rozebereme případ dětí z úplně zlobivé třídy (idiochromatismus - název si můžete zapamatovat podle toho, že se z takových dětí člověk musí zbláznit), zjistíme, že mají ke zlobení (a minerály k zabarvení) jen několik důvodů.
Další články autora |
Královna fetiše rozdráždila Ameriku. Její fotografce se klaní i feministky
Seriál „Nejkrásnější fotografka“ či „nejlepší pin-up fotografka na světě“. Taková čestná přízviska si...
„Krok ke třetí světové.“ Ukrajinci zasáhli klíčovou ruskou radarovou stanici
Ukrajinská armáda zřejmě tento týden zasáhla významnou ruskou radarovou stanici, která je součástí...
Turek: Z Nerudové mi bývá špatně, o hlasy komoušů a progresivistů nestojím
Bývalý automobilový závodník a lídr Přísahy s Motoristy Filip Turek patří mezi černé koně...
Česko explodovalo zlatou hokejovou radostí, fanoušci v Praze kolabovali
Česko v neděli zažilo hokejový svátek. Fanoušci vyrazili sledovat finále mistrovství světa na...
Vrtulník íránského prezidenta havaroval v mlze, záchranáři po něm pátrají
Aktualizujeme Na severozápadě Íránu pokračuje rozsáhlá záchranná operace poté, co zde zmizel vrtulník s íránským...
Jak to Němcům vtlouct do hlavy. Macron rok trénoval, aby jim to řekl po jejich
Když v pondělí Emmanuel Macron střídal francouzštinu a němčinu při projevu k evropské mládeži v...
Pavel dorazil do Jordánska, přivezl humanitární pomoc pro civilisty v Gaze
Český prezident Petr Pavel v pondělí večer přistál v jordánském Ammánu, kde bude v dalších dnech...
VIDEO: Jak v akčním filmu. Po zuby ozbrojení Poláci chytili českého dealera
Polská policie zadržela muže z Česka, na kterého byl vydán mezinárodní zatykač kvůli podezření z...
Uznání Palestiny je i políček za Gazu. Tři státy moc nezmohou, říká Kalhousová
Podcast Zatímco se může brzy dostat před soudy případ války v Gaze a tři evropské státy uznají v úterý stát...
Rodinný dům u Přelouče - Mokošín
Mokošín, okres Pardubice
4 739 000 Kč
- Počet článků 979
- Celková karma 18,48
- Průměrná čtenost 1286x