5 faktů, které potřebujete vědět o temné energii
Temná energie vysvětluje zrychlování rozpínání vesmíru a za její popsání byla udělena Nobelova cena. Kdo ji získal a proč je tento objev hodnocen jako převratný? Zjistěte základní fakta o temné energie, která se hodí vědět.
Temná energie způsobuje zrychlování rozpínání vesmíru
Na konci 90. let vědci zjistili, že rozpínání vesmíru se zrychluje. Do té doby převládal názor, že expanzi vesmíru ovládá přitažlivá gravitační síla, která ji časem zpomalí. Když se však dva nezávislé týmy pokusily zpomalení změřit, zjistily, že konstanta vychází záporně, tedy že se rozpínání vesmíru naopak zrychluje. Tak byla objevena temná energie – neviditelná substance, energie, která je silnější než gravitace, vyplňuje vesmír a urychluje jeho rozpínání. Čím více vesmír expanduje, tím je tato síla silnější – to znamená, že se vesmír rozpíná stále rychleji.
Zrychlující se expanze vesmíru byla objevena, když astronomové prováděli výzkum na supernovy typu Ia. Hvězdné exploze hrají klíčovou roli při určování vzdálenosti mezi dvěma nebeskými objekty. Všechny výbuchy supernovy typu Ia jsou velmi podobné v intenzitě jasu. Porovnání této svítivosti se svítivostí jiné supernovy pomáhá spolehlivě určit, jak daleko se hvězda nachází. Pro lepší představu si to vysvětlíme na světlometech. Vezměte v úvahu, že světlomety všech aut mají stejnou svítivost. Pokud jsou tedy světlomety jednoho auta pouze ze čtvrtiny tak jasné než u jiného vozidla, pak je první auto dvakrát tak daleko než to druhé.
Za objevení temné energie byla udělena Nobelova cena v roce 2011
Ačkoliv byla temná energie popsána již v 90. letech, astrofyzici dostali za její objev Nobelovu cenu až v roce 2011. Nobelova cena za fyziku byla udělena Saulu Permutterovi, Brianu Schmidtovi a Adamu Riessovi. Nobelova cena byla udělena v poměru jedné poloviny pro Saula Permuttera, dva další vědci obdrželi každý po jedné čtvrtině. Konkrétní znění ocenění bylo „za objev zrychlující se expanze vesmíru pozorováním vzdálené supernovy“.
Laureáti Nobelovy ceny popsali temnou energii jako tajemnou sílu, která působí proti gravitaci a ve vědecké obci bylo pochopení temné energie rázem označeno jako jedna z největších výzev, které bude astrofyzika čelit. Další důkazy o zrychlování expanze vesmíru přinesla měření kosmického mikrovlnného pozadí (CBM) a pozorování galaxií. Zrychlené rozpínání se stalo základním kamenem nejznámější kosmologické teorie ΛCDM.
Temná energie tvoří 73 % vesmíru
Ačkoliv se lidstvo v minulosti domnívalo, že vesmír znamená planety a hvězdy, dnes již víme, že drtivá většina je ukryta v temnotě. Temná hmota a temná energie utvářejí 96 % vesmíru. Na základě družicových dat se podařilo určit, že temná energie tvoří 73 procent celkového obsahu látky a energie ve vesmíru. 23 procent představuje temná hmota a pouze zbylá procenta jsou viditelné útvary ve vesmíru. 0,4 % jsou hvězdy a další velká vesmírná tělesa, 3,6 % tvoří mezigalaktický plyn.
Tento poměr nebyl ale vždy stejný. Vědci přepodkládají, že temná energie byla naprosto bezvýznamná, když byl vesmír na počátku horký a hustý. S chladnutím a zvětšováním vesmíru se však snižovala účinnost gravitace a naopak rostla úloha temné energie. Vliv gravitace časem slábnul, ale působení temné energie se zesilovalo. K vyrovnání těchto protichůdných sil došlo asi před pěti miliardami let a od té doby se rychlost expanze vesmíru zrychluje.
Temná energie způsobí zamrznutí vesmíru
Možná se ptáte, k čemu je pochopení působení temné energie důležité a proč je její objev hodnocen jako naprosto přelomový. Temná energie nám dává tušit, jaký bude konečný osud vesmíru. Existují tři hlavní teorie zániku vesmíru.
První hovoří o tom, že se vesmír začne zmenšovat, až se do sebe zcela zhroutí – jednalo by se o opak velkého třesku, tzv. velký křach. Druhá teorie naopak počítá s neustálým rozpínáním a postupným chladnutím, i ty největší černé díry se vypaří, až dojde k tzv. velkému ochlazení – tato teorie je vzhledem k objevení temné energie hodnocena jako nejpravděpodobnější. Třetí teorie se nazývá velké rozervání a předpokládá, že v budoucnu se bude síla temné energie dále navyšovat, až získá úplnou nadvládu nad ostatními silami ve vesmíru. Poté budou roztrhány galaxie, hvězdy a planety, i samotné atomy a vesmír zanikne.
Existence temné energie je zpochybňována
Výzkum vesmíru představuje velmi náročnou disciplínu a to právě v oblastech temné hmoty a temné energie. O těchto substancích toho v podstatě moc nevíme, protože nejsou viditelné a jejich existence se předpokládá spíše na základě různých jevů ve vesmíru. Proto není divu, že ačkoliv byl objev temné energie vědeckou obcí přijat s nadšením, objevují se již teorie vyvracející tento fenomén.
Na počátku letošního roku vyšla v Astrophysical Journal studie vědců z Yonsei University, Lyon University a KASI. Její autoři tvrdí, že měření zrychlování rozpínání vesmíru na základě supernov typu Ia neplatí. Podle nových měření existuje silná korelace mezi svítivostí supernov a věkem populace hvězd. To by znamenalo, že rychlost rozpínání vesmíru se v čase nemění, ale tento dojem je pouze zdánlivý kvůli odlišnému stáří supernov. Tím by se teorie vrátila k tomu, že rychlost rozpínání vesmíru je konstantní, a tudíž temná energie neexistuje.
Zdroj fotografií: NASA
