Hranice vesmíru

Existuje hranice, kterou nikdy nepřekročíme? Jsou místa,

Kterých nikdy nedosáhneme, ať se budeme snažit sebevíc? ukazuje se, že ano.

I se sci-fi technologií jsme vězni v

Omezené části vesmíru a jeho konečné části.

Jak velká část vesmíruje pro nás dostupná a jak daleko se můžeme dostat? Podíváme-li se na noční oblohu, můžeme si myslet, že tu bude navždy. Hvězdy se rodí a umírají znovu dokola ve zdánlivě nekonečném cyklu. Jenže není nekonečný. Vezměte si Mléčnou dráhu: v průměru má až 200 tisíc světelných let a obsahuje mezi 100 a 400 miliardami hvězd. Kolik hvězd si myslíte, že zde ročně vznikne? Tisíce? Miliony? Odpověď je zhruba tři. Tři nové hvězdy ročně. 95% všech hvězd, které budou kdy ve vesmíru existovat, se již zrodilo a žijeme na samém konci doby tvorby hvězd. Jsme na začátku konce vesmíru takového, jak jej známe. Tvorba nových hvězd bude nadále zpomalovat.

Ale je toho víc. Ukazuje se, že se nám vesmír vzdaluje. Mléčná drahá není sama - spolu s galaxií Andromeda a dalšími více než padesáti trpasličími galaxiemi tvoří Místní skupinu, oblast vesmíru mající napříč zhruba deset milionů světelných let. Naše galaktické sousedství. Stovky skupin galaxií stejných, jako je ta místní, tvoří nadkupu Laniakea, která je sama jen jednou z mnoha dalších nadkup. Celkem existuje zhruba dva biliony galaxií, které tvoří současný pozorovatelný vesmír. Bohužel, i kdybychom mohli cestovat rychlostí světla, zhruba 94% pozorovatelných galaxií jsou už nyní pro nás navždy nedosažitelné. Zamysleme se na chvilku nad tímto číslem. Prostý fakt, že pro nás existuje limit, a že je tak velká část vesmíru, které se lidé nikdy nedotknou, je celkem děsivý. Proč jsou všechny tyto galaxie mimo náš dosah? Inu, má to co do činění s tím, proč tu galaxie vůbec jsou: s Velkým třeskem.

Budeme tu zjednodušovat, ale v kostce - zhruba 10^-36 sekund po Velkém třesku byl mladý vesmír velmi malou bublinou energie. Nebyl však úplně jednotvárný, některé jeho části byly o něco hustší než jiné, což mělo velké následky. Během procesu tzv. kosmické inflace se pozorovatelný vesmír velmi rychle rozpínal z velikosti kuličky do bilionů kilometrů v biliontině sekundy. Proběhlo to tak rychle, že se všechny ty nepatrné rozdíly v hustotě proměnily ze subatomárních vzdáleností v galaktické vzdálenosti. Proto se celý vesmír skládá z více či méně hustých oblastí. Oblasti vesmíru, které jsou naplněny o trochu víc než prostor okolo nich. Poté, co tato krátká, ale silná inflace skončila, gravitace začala vše opět stlačovat dohromady. Uvnitř hustších oblastí byla gravitace úspěšná a postupem času se tyto oblasti srostly do skupin galaxií, jako je ta, v níž žijeme my. Místní skupina je naše oblast vesmíru.

Ovšem ve větším měřítku, mimo tyto hustší oblasti, rozpínání prostoru nikdy nepřestalo. To znamená, že naše Místní skupina je obklopena mnohým, ale žádná z těchto struktur a galaxií k nám není přitahována gravitací. Čím více se vesmír rozpíná, tím větší je vzdálenost mezi námi a dalšími oblastmi. Co je pro nás ještě horší - rozpínání vesmíru se zrychluje. Nevíme, proč se tak děje, takže jsme přišli s konceptem temné energie.

Můžete si jí představit jako neviditelný efekt

Zrychlující rozpínání vesmíru.

Tyto koncepty vysvětlíme detailněji v jiném videu. Prozatím stačí, když budete vědět, že se vesmír rozpíná čím dál rychleji! Toto rozpínání znamená, že okolo nás existuje kosmologický horizont. Vše za ním cestuje rychleji (alespoň z našeho pohledu) než rychlost světla. Takže vše, co projde horizontem, je pro nás nadobro mimo dosah a s ničím z toho nebudeme moci interagovat.

Svým způsobem je to jako horizont událostí černé díry, kterým jsme všichni obklopeni. 94% galaxií, které dnes můžeme pozorovat, jím již prošlo a jsou pro nás navždy ztraceny. Moment, pokud s nimi nemůžeme interagovat, jak to že je můžeme pozorovat? Pozorovat věci můžeme díky světlu. A i když je rychlost světla nejrychlejším způsobem cestování skrze vesmír, potřebuje čas dostat se od jednoho místa k druhému. Každou sekundu k nám přichází světlo z bilionů galaxií, které prošly horizontem, protože když vydaly ono světlo, byly k nám mnohem blíže. Díváme se na jejich vzdálenou minulost a vidíme jejich dávné umístění. Pozorovatelný vesmír je tak mnohem větší než ten, se kterým můžeme přímo interagovat. Svým způsobem vesmír předvádí parádní show, když nám ukazuje věci, které jsou navždy mimo dosah. Nevíme, jak tyto galaxie dnes vypadají, a nikdy to ani nebudeme vědět. Ale budeme schopni je pozorovat tak dlouho, dokud jejich světlo bude dosahovat k našim teleskopům.

Zajímavé je, že to znamená, že se momentálně pozorovatelný vesmír zvětšuje, když čím dál víc světla pocházejícího ze super vzdálených galaxií starých miliardy let k nám teprve přilétá na práh. I tak jednoho dne všechny oblasti vesmíru mimo Místní skupinu galaxií projdou naším kosmickým horizontem. Až se tak stane, jejich světlo se k nám už nikdy nedostane a z naší perspektivy zmizí do temnoty. Každou sekundu vašeho života projde horizontem 60 tisíc hvězd. 22 milionů hvězd. Dobře. Ale i když je 94% pozorovatelného vesmíru za kosmickým horizontem a je navždy pryč, přece nám tu zůstává 6%, které jsou technicky vzato v dosahu, což je pořád mnoho. Všechny kupy galaxií, které jsou méně než 18 miliard světelných let vzdáleny. Pořád se pohybují směrem pryč, ale jsou dost pomalé na to, abychom jich mohli dosáhnout, i když se šance snižuje s každou uplynulou sekundou. Vše, co je vzdáleno víc jak 5 milionů světelných let, se od nás vzdaluje.

Ale nejbližší skupiny galaxií se vzdalují nejpomaleji, takže je tu časově okno pro přeskok do skupin galaxií. Taková výzva je ovšem extrémní i pro civilizaci typu 3. I při rychlosti světla by cesta do skupiny galaxií Maffei, která je nám nejblíže Místní skupině, trvala 11 milionů let. Kdyby se nějaká velmi namotivovaná a velmi vyvinutá civilizace rozhodla podstoupit tuto výzvu, její potenciální sféra vlivu by se rozprostřela do stovek až tisíců galaxií. Ovšem až uplyne čas a vesmír vzroste, budou od sebe skupiny odděleny navždy. Lze předpokládat, že lidé takovou cestu neuskuteční. Alespoň ne s technologiemi, které jsou alespoň vzdáleně na dohled. Pro nás je Místní skupina pravděpodobně tou největší strukturou, jíž budeme součástí. Už pouhé cestování mezi hvězdami by byl úspěch obrovských rozměrů.

Úspěšní bychom byli, i kdybychom pouze kolonizovali

Náš vesmírný dvorek.

Ten tvoří 0,00000000001% pozorovatelného vesmíru.

Zatímco temná energie odstrčí zbytek vesmíru dále od nás, Místní skupina bude čím dál víc semknutá. Všechny její galaxie, velké i malé, se za pár miliard let spojí dohromady, aby vytvořily jednu obří eliptickou galaxii s neoriginálním názvem Milkdromeda. Během tohoto procesu se možná sráží velká oblaka plynů a na nějakou dobu znovu zažehnou tvorbu nových hvězd! A takové nové světlo by bylo vítáno, protože jednou budou galaxie mimo Milkdromedu tak daleko, že budou moc chabé na to, abychom je detekovali. Až se tak stane, žádná informace mimo naší Místní skupinu se k nám nikdy nedostane. Vesmír zmizí z dohledu. Bytost, která se ve vzdálené budoucnosti narodí v Milkdromedě, si bude myslet, že se vesmír nezakládá z ničeho jiného než jeho vlastní galaxie. Když se podívá do prázdného prostoru, uvidí jen další prázdnotu a temnotu. Neuvidí kosmické mikrovlnné záření a nebude se moci dozvědět o Velkém třesku. Možná nebudou mít možnost vědět to, co víme my dnes: původ rozpínání vesmíru, kdy to začalo a jak to skončí.

Bude si myslet, že vesmír je neměnný a věčný. Milkdromeda bude ostrovem v temnotě, který bude postupně tmavnout a tmavnout. I tak se Místní skupina se svým bilionem hvězd dost velkým hřištěm na to, aby se na něm lidstvo nějakou dobu bavilo. Koneckonců jsme ještě nepřišli na to, jak opustit sluneční soustavu a máme minimálně desítky miliard let na to, abychom prozkoumali naší galaxii. A máme neuvěřitelné štěstí, že žijeme v dokonalém momentě, kdy nevidíme jen naší budoucnost, ale i nejvzdálenější minulost. Stačí, když se podíváme na noční oblohu Ačkoli je Místní skupina izolovaným místem, je to náš domov. A je to úžasné místo. Nyní je čas podívat se do zákulisí.