Fyzmatik | Jak dnes chápeme velký třesk?

Název "velký třesk" poprvé použil Fred Hoyle v roce 1949 během programu rozhlasové stanice BBC s názvem "Podstata věcí" (The Nature of Things). Nebyl však přímým zastáncem této teorie. Velkým třeskem (Big Bang) bývá označována vědecká kosmologická teorie, která popisuje raný vývoj vesmíru. Hlavní myšlenkou je, že obecná teorie relativity může být zkombinovaná s pozorováními galaxií vzdalujících se od sebe, z čehož se dá odvodit stav vesmíru v minulosti, ale i v budoucnosti. Přirozeným důsledkem velkého třesku je, že vesmír měl v minulosti vyšší teplotu a hustotu. Termín "velký třesk" se v užším smyslu ještě dnes nesmyslně používá pro označení časového bodu, kdy začalo pozorované rozpínání vesmíru. Jak dnes chápeme velký třesk?

Ještě před několika lety by každý odpověděl, že velký třesk je ten počátek, kde je singulární hodnota hustoty, teploty, Hubbleovy konstanty atd. Dnes je pojetí velkého třesku jiné. Tím, že do vývoje světa nastoupila kromě obecné relativity současné teorie gravitace také kvantová teorie, tak už nemáme nutně nekonečné hodnoty hustoty a teploty na počátku. A tím pádem se také posunulo chápání velkého třesku. Velkým třeskem se dnes už neoznačuje ten začátek, protože vlastně žádný začátek není.  V čase t = 0 , ke kterém nás nutily ty singulární hodnoty , ty už tam dnes nemáme, takže za velký třesk chápeme celé to počáteční období. Období té počáteční – žhavé plazmatické koule, ze které vznikal náš vesmír. A čím se vlastně ten počátek liší od toho zbytku?

Je to tím, že na tom počátku byla hmota ionizovaná a byly tady i nabité částice, které byly volné. Ta látka ve stavu plazmatu. V určité chvíli, když poklesla teplota vesmíru  na několik tisíc stupňů Celsia, tak mohlo dojít k vytvoření atomárních obalů. A to je drastická změna ve vývoji vesmíru. Jakmile se totiž vytvoří atomární obaly, v tu chvíli už tady nejsou ty nabité částice – není tady plazma a to prostředí se skládá z neutrálních  atomů. Je to vlastně jakýsi fázový přechod pro náš vesmír, kdy to, co bylo předtím už není poté.

Jestliže se podíváte na Slunce a jeho nitro, tak to je látka právě ve stavu plazmatu. Kde máme nabité částice, jsou tam volné elektrony, jsou tam ionty s částečně potrhanými atomovými obaly. A v takovémto prostředí se světlo šíří velmi komplikovaně. Fotony, jako jednotlivé částice světla jsou tím prostředím, ve kterém jsou nabité částice, zachytávány. Světlo je tedy zachytáváno a znovu vyzařováno v náhodném směru. A takový foton, který vznikl v takovém termojaderném kotli v nitru Slunce se pohybuje k povrchu několik miliónů let, ačkoliv by to po přímé dráze trvalo něco přes 2 sekundy. Je to právě proto, že to prostředí je nabité a je právě pro světlo neprůhledné. Stejně tak vypadala počáteční fáze vesmíru – ta počáteční žhavá koule, která byla neprůhledná, opalizující a fotony byly zachytávány a znovu vyzařovány. A když na té pomyslné cestě z nitra Slunce dojdeme  k povrchu, tak tam najednou nastane ta drastická změna – světlo je volné a může se volně pohybovat sluneční soustavou. Proč? Protože tam už ta látka není ve stavu plazmatu. Je tam látka neutrální a světlo tou neutrální látkou prochází. A to samé se stalo ve vesmíru zhruba 400 000 roků po jeho vzniku. V tu chvíli vznikly atomární obaly – to prostředí bylo neutrální a světlo se mohlo začít pohybovat volně, prostředí bylo tedy průhledné pro světlo. To je právě okamžik, který dnes chápeme jako konec velkého třesku.

Čili velký třesk je to počáteční období od vzniku světa po nějakých 400 000 roků, kdy vznikly atomární obaly a teplota poklesla natolik, že  v tu chvíli se světlo oddělilo od látky a fungovalo samostatně až do dnešní doby, kdy ho vnímáme jako reliktní záření a je největším kosmologickým zdrojem informací.

Jedním z důsledků velkého třesku je, že podmínky dnešního vesmíru jsou odlišné od podmínek v minulosti nebo v budoucnosti. Na základě tohoto modelu mohl George Gamow v roce 1948 předpovědět reliktní záření, které bylo roku 1960 nakonec i objeveno a posloužilo jako důkaz potvrzující správnost teorie velkého třesku, vyvracející tak teorii stacionárního vesmíru.

Podle Petra Kulhánka