Astronomická společnost Chomutov

                                                                               ^{další články               +}      

kosmologie

přidáno  04.04.2020

Kosmická inflace

Obrovská energie (energie = teplo) na počátku vesmíru (10 na 32druhou celsia) znamenala, že hmota, jak ji známe, se nemohla vytvořit a všechny základní síly splývaly v jedinou sjednocenou sílu. V prvním zlomku sekundy se vesmír rozpínal pomalu, ale tím přeci jen neustále řídnul a ochlazoval se. Pak následovalo něco hodně dramatického. Sjednocená síla se rozpadla a oddělily se základní síly jedna od druhé a při tom se uvolnil obrovský výtrysk energie. Tato dávka energie způsobila, že se vesmír začal exponenciálně rozpínat. Tomuto procesu se říká kosmická inflace. Během zlomečku sekundy (10 na mínus 44) se vesmír zvětšil 1'078x. Ze zrníčka menší než protonové smítko dosáhl velikosti grapefruitu. Ku představě - jestliže by se takhle zvětšil tenisový míček, dosáhl by velikosti dnes viditelného vesmíru. A když o chvíli později inflace dozněla, byl vesmír asi jen třikrát menší než je dnes.

Kosmická inflace pomohla vysvětlit velikost vesmíru a byla zprvu považována za náplast, která má zakrýt slabiny modelu velkého třesku. Ale objev specifického otisku polarizace skrytého v kosmickém mikrovlném záření posunuly tuto "náplast" ze šera pochybností na výsluní (téměř) jistoty. Je to jeden z předpovězených vedlejších výsledků kosmické inflace, že totiž krátká prudká expanze vesmíru způsobila ve struktuře prostoročasu vlny, které se šířily zvětšujícím se prostorem jako vlnky na rybníku, když do nich hodíte kámen.

Podle předpovědi měly tyto vlny, kterým říkáme gravitační, zanechat otisk na kosmickém mikrovlnném pozadí (CMB). Jak se totiž vlny šířily prostorem, ohýbaly a natahovaly strukturu vesmíru a s tím zároveň ohýbaly a natahovaly i všechny částice, které se v něm vyskytovaly.

Je vlastností některých částic, např. elektronů, že se zbavují přebytečné energie ve formě fotonů (např. světlo). Za běžných podmínek jsou tyto fotony vyzařovány náhodnými směry, ale pokud gravitační vlny zakřiví prostor, fotony se srovnají podle pohybu vlny a budou polarizované (usměrněné).

K polarizaci fotonů dochází poměrně běžně, ale polarizace gravitačními vlnami by měla vytvořit charakteristický vzorec (B-mód). Roku 2014 byl tento "otisk" v kosmickém záření (CMB) skutečně objeven skupinou vědců na jižním pólu. A nanovo se prokázala teorie velkého třesku tím (zatím) nejlepším nástrojem, který nám pomáhá v poznání vesmíru.

B-mód

Inflací poklesla teplota vesmíru natolik, až se vytvořily podmínky pro vznik prvních částic hmoty.