VESMÍR V SOUČASNÉ PERSPEKTIVĚ

Na prahu třetího tisíciletí víme o vesmíru a fungování našeho světa mnoho, a stejně tak platí, že mnoho nevíme:

Nevíme, jak veliký je vesmír, avšak můžeme bez obav říci, že je v pravém slova smyslu „nepředstavitelně“ veliký.

Stáří vesmíru odhadujeme na cca 14 miliard let, nicméně tento odhad vznikl za pomoci několika předpokladů a v naději, že základní fyzikální konstanty jsou opravdu konstantami (v čase neměnnými).

V pozorovaném vesmíru existuje více než 100 miliard galaxií (10¹¹, spodní odhad), netušíme však (vzhledem k výšeuvedenému), kolik galaxií je v celém vesmíru! Stejně tak o topologii (tvaru) vesmíru můžeme vést pouze velmi opatrné diskuse.

Některé poznatky nicméně máme celkem spolehlivé:

Naše galaxie (Mléčná dráha) má průměr zhruba 120 000 světelných let, galaxie v Andromedě (náš soused) se nachází zhruba ve vzdálenosti 2 milionů světelných let od Země. Velikosti galaxií se pohybují od trpasličích galaxií s méně než deseti miliony (10⁷) hvězd až po obří galaxie s více než 10¹⁴ hvězd.

Snahy o odhad počtu hvězd ve viditelné části vesmíru uvádějí jednotky až stovky triliard (1021) hvězd!

Velmi hrubé odhady udávají hmotnost viditelného vesmíru v řádu 10⁵³ kg a celkový počet atomů v řádu 10⁸² (z tohoto počtu patří cca 10²⁸ atomů každému čtenáři této knihy).

Hmota ve viditelné části vesmíru je rozložena homogenně (rovnoměrně) a izotropně (ve všech směrech shodně), pozorujeme-li jej s dostatečným „odstupem“.

Lokálně se však hmota gravitačně shlukuje – atomy plynných mlhovin se spojují do hvězd a planet, hvězdy se shlukují do galaxií, galaxie do kup galaxií, kupy do nadkup galaxií (klastry). Ze všech směrů přichází z vesmíru izotropní mikrovlnné reliktní záření o teplotě cca 3 Kelvinů, též označované jako CMB.

Současný vesmír má velmi nízkou celkovou hustotu – je téměř prázdný.

Zatímco zemská atmosféra obsahuje cca 10²⁵ molekul/m³, vesmírný průměr činí méně nežli 0,25 protonu/m³. V důsledku toho se mohou fotony (světlo) šířit vesmírem de facto nerušeně – pravděpodobnost, že foton narazí na hmotnou částici, je v rozměrech vesmíru téměř nulová!

Běžná hmota (to, co vidíme optickými či radiovými teleskopy) činí méně než 5 % celkového složení vesmíru. Zbytek připadá na Temnou hmotu (23 %) a Temnou energii (72 %)! V tomto ohledu je třeba znovu zdůraznit, že vlastnosti Temné energie a Temné hmoty jsou z de facto neznámé.

Pozorování dávají tušit, že vesmír tvoří spojitý 4D časoprostor, který se skládá ze tří prostorových a jedné časové dimenze. Časoprostor se zdá být plochý (nulové zakřivení), což znamená, že pro většinu viditelného vesmíru platí Eukleidovská geometrie – fotony se vesmírem pohybují rovnoběžně (vyjma onoho občasného kontaktu se „vzácnou“ hmotou).

O našem blízkém vesmíru toho víme mnohem více – i tak si ale musíme upravit zažité představy o Sluneční soustavě a jejím „významu“ v porovnání s velikostí nám známého vesmíru:

I v naší Sluneční soustavě je hmota přítomna v tak „mizivém“ množství, že všechna „názorná“ vyobrazení se musí nutně uchylovat k proporčnímu zkreslování – zveličování rozměrů nebeských těles v porovnání s reálnými vzdálenostmi.

Stejně tak je nemožné vyobrazit, jak nicotná je velikost „našeho“ vesmíru v porovnání s rozměry celkového (námi viditelného!) vesmíru. Přesto se pokusme alespoň naznačit: