předchozí kapitola "Vznik vesmíru" - něco o atomu, Velký třesk, vznik a počátky vývoje vesmíru

Velikost a tvar vesmíru

Tato kapitola původně neměla původně být obsahem této knihy. Ale kdo se jednou začne brouzdat hvězdičkami, ten se tomu tématu nevyhne. Však to znáte sami…

Vlahá letní noc…, hlavy otočené vzhůru, temná obloha poseta tisícemi jasných hvězdiček plujících tajemným nekonečnem…, romantika. Dřív nebo později ta otázka padne. Kam letí ty hvězdy? Jak velký je ten vesmír? A kde vlastně je to nekonečno?

Romantika přeje tajemnu, ale touto otázkou se zabývají filosofické kapacity již od pradávných dob existence oněch filosofických kapacit.

Dnešní kosmologové v tom mají jasno. Buď je nekonečný, nebo je konečný a dá se dokonce změřit, ale nejspíš je nekonečný a konečný zároveň. Záleží na úhlu pohledu.

Hm, vyberte si…

V prvé řadě bych měl připomenout, že ten náš vesmír se neustále rozpíná. To je to, jak o tom říkáme, že ty "hvězdy plují vstříc nekonečnu". Všechny ty hvězdy, souhvězdí a galaxie se od nás a od sebe navzájem vzdalují. Jenže ony se nevzdalují tím, že letí, on se zvětšuje prostor mezi nimi! Rozpíná se prostor! Vlastně by se dalo říct, že my a všechny ty galaxie okolo nás stojíme na místě, ale zvětšuje se prostor mezi námi, takže to vypadá, že letíme. A tím, jak se rozpíná ten prostor, tak se rozpíná a zvětšuje i celý vesmír. A to rozpínání probíhá ve všech prostorových dimenzích.

Při současném tempu rozpínání vesmíru ročně, nakyne" krychlový metr prostoru o pětinu krychlového milimetru nového prostoru. Není to mnoho, ale časem se to pozná. Za dobu existence Země prý vzdálenosti mezi galaxiemi vzrostly asi o čtvrtinu.

Plochý typ vesmíru

Ale tím, jak se ten vesmír rozpíná, tak se tím mění i jeho hustota. A právě ta hustota je prý klíčová věc pro to, abychom mohli říct, jak ten vesmír vypadá. 

Jestliže je ta hustota menší, tak to rozpínání probíhá víceméně pořád rovně. Sice na všechny strany, ale pořád rovně bez nějakých zatáček, oblouků a podobně. Zkuste si trochu nafouknout balónek. Na něm udělejte fixkou nějaké body a teď ten balónek zase dál nafukujte. Jednak se ten balónek zvětšuje a jednak se zvětšují i vzdálenosti mezi těmi našimi body. Tak tak nějak funguje tenhleten vesmír. A plus minus tak nějak i vypadá. Tedy není to tak ideálně hladká koule, ale snad má mít tvar trochu hrbolatého dvanáctistěnu, složeného z pravidelných pětiúhelníků. Někdo to přirovnává k fotbalovému míči. No a ten vesmír je jakoby takový tlustý plášť toho balónu. 

Tak tenhleten typ vesmíru se nazývá plochý. Zní to trochu divně - plochý balón. Však mi taky trvalo, než jsem si to v hlavě poskládal. Ona vlastně celá ta kosmologie je víc o hodně divoké abstrakci než o běžné představivosti.

Ten název plochý – si myslím – je spíš odvozen nikoliv od tvaru toho balónu, ale od směru toho rozpínání. A ten je rovný, tedy nezakřivený, tedy plochý… Navíc, ten průměr té vesmírné koule je tak obrovský, že to zakřivení povrchu není téměř znát. Pokud byste si stoupli někam na tu hranici takové koule a rozhlédli se okolo, viděli byste obrovskou rovnou pláň.

Taky je často diskutovaná otázka, kde je střed toho vesmíru. Odpověď je – jak jinak – nikde, nebo přesněji, všude. Vychází se tady z toho, že vesmír je plášť toho balónu neboli koule. Zdůrazňuji to slovíčko plášť, nebo také povrch. A povrch koule opravdu žádný střed nemá. Ať na té kouli uděláte značku kdekoliv, vždycky to bude na všechny strany stejně daleko… Já osobně bych ten střed umístil doprostřed toho balónu. Myslím jako uvnitř, ale prý ne. A teď cituji - "Velký třesk není počátkem expanze hmoty našeho vesmíru do okolního prázdného prostoru, ale začátkem rozpínání prostoru samotného". Nicméně je možno tento bod chápat něco jako, že tam byl vesmír v bodě nula, neboli v okamžiku Velkého třesku.

A s tím už také souvisí otázka o konečnosti či nekonečnosti vesmíru. Je to překvapivě celkem jednoduché - je konečný a nekonečný zároveň. Ono to s tou nekonečností je tomu totiž podobně jako třeba tady s tou naší zeměkoulí. Postavte se třeba v Brně na nám.Svobody a vyjděte nějakým směrem. A běžte pořád rovně, přes hory, přes oceány pořád rovně a obejdete celou zeměkouli a dostanete se zpátky na to nám.Svobody, akorát že z druhé strany. Ale nezastavujte se a běžte pořád dál a zase obejdete zeměkouli a tak pořád až donekonečna. Tak v tomto smyslu je i ta naše Země nekonečná a přitom má svoji velikost, průměr, obvod a všechno to jsou známé a konečné veličiny.

No a podobně je to i s tím vesmírem. Taky když si stoupnete na okraj toho vesmírného "balónu", tak taky můžete chodit pořád dokola a nemá to konce. Akorát že v tomto případě nebudete chodit po povrchu z venku jako u nás na Zemi, ale uvnitř toho balónu.

A i ten vesmír má svůj poloměr, průměr i obvod. A tady už je to trochu složitější. Nejen kvůli tomu, že se ten vesmír neustále rozpíná a tím stále mění i svoji velikost, ale i proto, že vlastně ani nikdo neví, jakou rychlostí se rozpíná. Samozřejmě jsou různé propočty a odhady, a víceméně se na nich alespoň pro představu dá stavět.

Kdybychom si stoupli doprostřed toho balónu – neboli tam, kde kdysi vznikl ten Velký třesk a měli možnost dohlédnout až úplně daleko na tu úplně nejvzdálenější hvězdičku, tak když víme, že od Velkého třesku uplynulo zhruba 13,7 miliard let, tak stejně tak daleko je od toho středu i ta hvězdička.

A taky tak dlouho k nám od té hvězdičky letí to její světlo. Takže to, co teoreticky můžeme vidět, tomu říkáme pozorovatelný vesmír a má poloměr těch 13,7 mld let.

A taky tak dlouho k nám od té hvězdičky letí to její světlo. Takže to, co teoreticky můžeme vidět, tomu říkáme pozorovatelný vesmír a má poloměr těch 13,7 mld let.

Jenomže, když k nám to světlo letí tak dlouho a vesmír se stále rozepíná, tak než k nám to světlo od té hvězdičky dorazilo, tak ta hvězdička už je zase mnohem dál. Ale kde, to už my nevidíme. To její současné světlo k nám ještě nedorazilo. Kdyby to rozpínání vesmíru probíhalo rychlostí světla, tak bychom řekli, že je teď v tuto chvíli ještě jednou tak daleko, tedy nějakých 27 a půl miliard, jenže jak to tak vypadá, to rozpínání – zejména v té počáteční fázi – probíhalo mnohem rychleji. A o kolik to už se také neví. Jsou zase různé propočty, od dvojnásobku rychlosti světla až po neskutečně velká čísla, nicméně většina vědců se shoduje na teoreticky velkém "pozorovatelném" poloměru asi46 mld světelných let. Průměr 92 mld. A jestli chcete, tak přidám ještě jednu citaci – "to, co vidíme jako "konec vesmíru", je vzdáleno 46 miliard světelných let, i když fotony, které nám informaci o těchto místech přinášejí, jsou staré teprve 13,7 miliardy let."

Jenže to ještě není konec. My tedymůžeme"vidět" vesmírtakdaleko, jakdlouho k nám doletíjeho světlo. Ale když ty hvězdy "letí" rychleji než to světlo, tak co s tím?

No, tak ty nikdy neuvidíme. Ony směrem k nám sice také vysílají světelné fotony, ale protože ta hvězda od nás letí ještě rychleji než ty fotony směrem k nám, tak k nám to její světlo nikdy nedorazí. No, a to je ta další, "nepozorovatelná", část vesmíru, o jehož velikosti už opravdu nevíme prakticky nic.

Osobně v tom mám zmatek. Možná, že i tato "nepozorovatelná" část vesmíru někde končí a pak už …, opět citace – pojem "vně vesmíru", pak představuje stav, ve kterém neexistuje prostor ani čas. Naše abstraktní myšlení není schopno ho ani pochopit ani vyjádřit - není na to uzpůsobeno. Z nedostatku představivosti ho neumíme definovat jinak, než dokonalé, opravdové "nic".

Za hranicemi vesmírného prostoru je tedy nic. Ale jak vypadá nikdo neví a nikdy ho nikdo neuvidí. I kdybych byl ten úplně poslední foton na oné vesmírné – prostorové – hranici, a směřoval do toho ničeho, tak tím, jak se za mnou ten náš prostor rozpíná, a žene mne do toho ničeho, tak ten nový prostor v tom ničem vytvářím. A tak to nic vlastně nikdy neuvidím, protože jak se tam dostanu, tak je to již prostor a není to nic.

Tož asi tak…

Zakřivený typ vesmíru

Ale pro pořádek se ještě zmíním o druhém možném tvaru vesmíru. Dosud jsme mluvili o plochém nebo též otevřeném vesmíru. Ale je i druhá možnost - vesmír zakřivený, uzavřený. 

Tato možnost je sice asi málo pravděpodobná, nicméně také může nastat. Nastane v případě, že by ten vesmír byl více hustý, než je nějaká určitá kritická mez. Jako kdyby se někde nahromadilo více galaxií než jinde. A tam se to pak začne zakřivovat. Nebo zaoblovat, kroutit či tak něco. Ten náš vesmírný balón se tím pádem bude nejdříve protahovat do takové šišky, jakoby do balónu na ragby, ty konce této šišky se pak dál budou ohýbat jako třeba do podkovy a ty se zase budou ohýbat dál, až se ty konce spojí a bude z toho takový uzavřený tunel, tubus, či duše od pneumatiky. A vesmír je v té pneumatice. V tom tunelu.

Tak toto je tedy vesmír uzavřený a paradoxně tomu říkají také vesmír konečný. Konečný snad proto, že až jednou za dlouhé miliardy let skončí etapa rozpínání, začnou převládat gravitační síly, kterými se budou jednotlivé hvězdy k sobě zase přitahovat. Vesmír se zase začne zmenšovat a smršťovat a pořád víc, až z něj bude zase jen malá kulička a pak nepatrný bod a ten pak může zase bouchnout a bude z toho další Velký třesk. No, a všechno začne nanovo…

Ale tento osud možná čeká i ten plochý vesmír. A odhadují se tři možné scénáře.

Ten co byl právě popsán se jmenuje Velký křach, ale moc šancí se mu nedává

Druhá verze je prý nejpravděpodobnější. Říká se jí Velké ochlazování. Podle této teorie se bude vesmír donekonečna rozpínat, a i když by se rychlost expanzesnižovala, nikdy by se nezastavila. V takovémto případě by alekonečný osudvesmíru trval nepředstavitelně dlouho. Za přibližně 1025 let budou většinu hmoty vesmíru tvořit černé díry, vyhaslí bílí trpaslíci a neutronové hvězdy padající do černých děr v centrech galaxií. Za 1032 let se začnou protony rozpadat na fotony, elektrony, pozitrony a neutrina. Veškerá hmota mimo černé díry se rozpadne. Za dalších 1067 let se začnou vypařovat i ty černé díry, začnou z nich unikat částice záření, a v čase 10100 let se vypaří i superhmotné černé díry. Ve vesmíru by zůstaly jen fotony a elementární částice.

A poslední je Velké rozervání. Tato až katastrofická teorie hovoří o tom, že nejprve by byly roztrhány galaxie, poté planetární soustavy, dále samotné hvězdy a planety, a nakonec i samotné atomy.

Tak toto byla taková malá vsuvka o nekonečnosti a konečnosti vesmíru a teď se zase vrátíme k našemu vývoji.

Dalibor Šrámek, únor 2026 

následuje kapitola "Země a vznik života" - vznik Sluneční soustavy, vývoj Země, vznik a význam Měsíce, první známky života