Náš vesmír umírá…

Jak je na tom náš vesmír se silami? Není to žádná sláva! Mezinárodnímu týmu astronomů zkoumajícímu více než 200 000 galaxií se podařilo dosud nejpřesněji změřit množství energie vytvořené v rozsáhlé oblasti vesmíru. Práce tak poskytuje nejúplnější odhad produkce energie v nedalekém vesmíru.

Vědci potvrdili, že množství energie uvolňované v dané oblasti vesmíru je dnes poloviční než před dvěma miliardami let, a objevili, že tento pokles nastává na vlnových délkách od ultrafialového až po daleké infračervené záření. A kde mizí energie, mizí i aktivita. Náš vesmír tedy pomalu umírá.

Důkladný průzkum oblohy

Studie byla provedena v rámci projektu GAMA (Galaxy And Mass Assembly), což je dosud nejrozsáhlejší přehlídka oblohy provedená paralelně na mnoha vlnových délkách. Na šetření se podílela i Evropská jižní observatoř, jejímž členem je i Česká republika.
„K měření produkce energie celkem asi 200 tisíc galaxií v co nejširším pásmu vlnových délek jsme použili tolik kosmických i pozemních přístrojů, kolik jsme jen mohli mít k dispozici,“ přiblížil vedoucí týmu Simon Driver, který působí na západoaustralské univerzitě.
Data z této přehlídky, která byla poskytnuta astronomům z celého světa, obsahují měření produkce energie pro každou ze sledovaných galaxií na 21 různých vlnových délkách od ultrafialové až po infračervenou oblast spektra. Informace pomohu vědcům lépe pochopit, jakým způsobem různé typy galaxií vznikají a vyvíjejí se.

Jak pravil Einstein…

Veškerá energie ve vesmíru vznikla při velkém třesku a část z ní se nachází ve formě hmoty. Hvězdy svítí díky transformaci hmoty zpět na energii, způsobem, který popisuje slavná formule Alberta Einsteina E=m.c². Cílem výzkumu v rámci projektu GAMA bylo zmapování a modelování veškeré energie, která se uvolňuje v rozsáhlém objemu kosmického prostoru dnes a také v různých obdobích v minulosti.
„Zatímco většina energie obsažené ve vesmíru vznikla jako následek velkého třesku, určité množství energie neustále vzniká ve hvězdách fúzí lehkých chemických prvků vodíku a hélia,“ popsal Simon Driver. Tato nově uvolněná energie je podle něj na své pouti mateřskou galaxií buď absorbována prachem, nebo uniká volně do mezigalaktického prostoru, kterým putuje, dokud se nesetká s nějakým objektem – hvězdou, planetou nebo velmi vzácně zrcadlem dalekohledu.

Vesmír na pohovce

Fakt, že vesmír samotný pomalu slábne, je znám již od konce devadesátých let 20. století. Nový výzkum však ukazuje, že se tak děje na všech vlnových délkách od ultrafialového až po infračervené záření. Představuje tak dosud nejúplnější odhad produkce energie v nedalekém vesmíru.
„Aktivita bude v tomto ohledu nadále již jen klesat a vesmír pomalu zestárne. Vesmír si obrazně lehl na pohovku, přikryl se a pomalu upadá do věčného spánku,“ dodává Simon Driver.
Členové týmu doufají, že se jim s pomocí nových přístrojů, včetně největšího radioteleskopu světa SKA (Square Kilometre Array), který by měl být postaven v Austrálii a Jižní Africe během příštího desetiletí, podaří dále rozšířit svou práci a zmapovat produkci energie v celé historii vesmíru.

Na jakou cestu se kosmos vydá?

Způsob, jakým se budou ubírat poslední dny vesmíru, vědce pochopitelně láká a zajímá. Podle jedné z teorií vesmír jednou dosáhne kritických mezí a začne se smršťovat. Nejdříve zvolna, ale pak se celý proces bude zrychlovat. Galaxie se sloučí v ohromnou hmotu mrtvých hvězd. Nebe, pokud ještě bude existovat, se projasní, ovšem nikoliv kvůli hvězdám. Světlá obloha bude vytvořena pomocí zvýšené intenzity kosmického záření.
Jak se k sobě hvězdy přiblíží, nutně do sebe začnou narážet. Tak se postupně promění v prach nebo ještě před tím se kvůli žáru vypaří. Opět se objeví kosmická polévka, plná černých děr. Ty se spojí do větších útvarů a vše skončí zhroucením do staronové singularity.

Chlad a pustota

Scénář, který není dvakrát příjemný. Ovšem ani v případě, že by hustota kosmu byla nižší než kritická hodnota, by naše potomky nečekalo nic hezkého. Vesmír by se rozpínal dál. Zhruba za bilion let obloha potemní, protože hvězdám dojdou zásoby paliva pro termonukleární reakce. Vzniknou tak galaxie duchů, kde budou poletovat hvězdné zbytky v podobě bílých trpaslíků, černých děr nebo neutronových hvězd. Prostor ovládne chlad a pustota.
Čas jako by se zastavil, protože tak bude vesmír vypadat velmi, velmi dlouho. Až po 10³¹ letech začne docházet k určitým změnám. Nukleony, které dosud tvořily hvězdné zbytky, se začnou měnit v lehčí částice, jakými jsou pozitrony nebo elektrony. Ale ani ony tu nebudou věčně…

Věčná muka inflace

Model, ke kterému se současná fyzika kloní nejvíce, má své pokračování. Měření totiž ukazují, že galaxie od sebe utíkají stále rychleji, takže na velký křach (Big Crunch) to nevypadá. Jak tedy bude pokračovat velká inflace?
Elektrony a pozitrony se začnou rozplývat a ten samý osud čeká mrtvé hvězdy. Ani černé díry si svou pozici neudrží. Byť je všeobecně známo, že jim neunikne téměř nic, tyto díry nejsou zas tak úplně černé. Stephen Hawking prokázal, že z nich uniká záření, takže se vlastně postupně vypařují. A to tak, až jednoho temného dne zmizí docela.
Uplyne googol let (10¹⁰⁰) a kosmos bude zcela bez hmoty. Tu a tam jím proletí zbytky záření a nějaké zatoulané neutrino. Vesmír bude pomalu a mrazivě umírat. A také trvale, protože rozpínání vesmíru, jeho inflace, bude věčná…