Kolik váží vesmír a jakou hustotu má „vesmírné vakuum“

30.05.2021 - Stanislav Mihulka

Nesmírně rozlehlý kosmos nás zcela obklopuje. Navzdory usilovnému bádání o něm však spoustu základních věcí stále nevíme, nebo jsou naše poznatky navzájem v rozporu. Například není jasné, jaký je jeho tvar. Netušíme, jestli má někde hranice. A také přesně nevíme, jak je hustý…

<p>Hustota vesmíru v okolí Země se podobá průměrným hodnotám prostoru v Galaxii, tedy 1–10 atomů v centimetru krychlovém.</p>

Hustota vesmíru v okolí Země se podobá průměrným hodnotám prostoru v Galaxii, tedy 1–10 atomů v centimetru krychlovém.


Reklama

Na sociální síti Quora, která staví na sdílení znalostí pomocí systému otázek veřejnosti a odpovědí odborníků v dané oblasti, se před časem objevil zajímavý dotaz: Co kdyby někdo vzal do volného kosmického prostoru láhev s pevným uzávěrem, na chvíli ji tam otevřel a zase zavřel, načež by se s ní vrátil na Zemi? Co by v ní pak bylo?

Ve skutečnosti jde o hezký myšlenkový experiment, který nám ukazuje povahu vesmíru a jeho složení. Výsledky pokusu by se samozřejmě odlišovaly podle místa, kde bychom láhev otevřeli. Pokud by k tomu došlo na nízké oběžné dráze Země, pak by se její obsah podstatně lišil od toho, který bychom získali u Měsíce nebo třeba u hvězd, jiných planet, přirozených satelitů, komet či asteroidů. Láhev by vždy ve zvýšené míře obsahovala atomy nebo nepatrné částice charakteristické pro prostředí v blízkém okolí zmíněných těles. Jaká situace by ovšem nastala ve volném kosmickém prostoru?

Jak je hustý? 

Průměrná hustota vesmíru patří k číslům, jež kosmology velmi zajímají. Od její hodnoty se totiž odvíjí zejména budoucnost našeho kosmu: Pokud by byla větší než tzv. kritická hustota, začal by se vesmír v určitém okamžiku smršťovat, zatímco je-li naopak menší, bude se kosmos rozpínat navždy. Vědci ji přitom v poslední době odvozují z dat evropského teleskopu Planck, který nedávno důkladně zmapoval reliktní záření celého vesmíru.

V současnosti se kritická hustota odhaduje na pět atomů vodíku v 1 m³, roli však hraje také ne zcela pochopená skrytá látka, tedy temná hmota, a rovněž temná energie. Běžná látka totiž ve skutečnosti tvoří pouze 4,8 % z uvedené hodnoty, což odpovídá přibližně jednomu atomu vodíku na 4 m³ vesmírného prostoru. Ve zbytku jde o 26,8 % temné hmoty, 68,3 % temné energie a 0,1 % neutrin, která sice formálně představují hmotné částice, ale vzhledem ke své povaze se chovají spíš jako záření.

TIP: Tajemství Velkého třesku: Co se stalo během první sekundy?

Podle stávajících měření je průměrná hustota všech komponent vesmíru v rámci exaktnosti měření přesně kritická, kosmos je tedy v podstatě plochý. Jeho neustálé rozpínání zabezpečuje přebytek temné energie s odpudivým účinkem (viz Kde se vzala temná energie?). Hustota „vesmírného vakua“ se však od předchozí hodnoty místně odchyluje a větší je přirozeně v rámci galaxií. V okolí Země činí průměrná hustota 1–10 atomů v 1 cm³, což shodou okolností zhruba odpovídá průměrné hodnotě prostoru v Galaxii, jež se však místně odchyluje i tisíckrát na obě strany. Absolutní prázdno každopádně nikde v kosmu nenajdeme: I v naprosté „pustině“ neustále vznikají páry částice–antičástice a téměř okamžitě anihilují. Odborníci mluví o fluktuacích vakua nebo energii vakua. 

Kde se vzala temná energie?

Zrychlené rozpínání vesmíru se podařilo objevit v roce 1998. Vědci se původně domnívali, že by se expanze mohla zpomalovat a že by bylo možné odhadnout, kdy se změní na smršťování zakončené Velkým křachem – tedy jakýmsi opakem Velkého třesku. K jejich překvapení se však ukázalo, že se rozpínání nezpomaluje, nýbrž ještě víc zrychluje. Proto odborníci zavedli tzv. temnou energii, přízračnou sílu, jejíž podstatu zatím neznáme a která právě způsobuje pozorovanou zrychlenou expanzi.

Reklama

Další články v sekci

Reklama

Reklama

Aktuální články

Kráter v arizonské poušti, dnes označovaný jako Barringerův, se stal první strukturou vědecky identifikovanou coby důsledek dopadu kosmického tělesa.

Zajímavosti

S větrem o závod

autor: Graeme Obree | model: Beastie

Beastie – anglicky „bestijka“ – je tzv. prone bike, tedy kolo, na němž se za jízdy leží břichem k zemi. Tento konkrétní model patří závodníkovi Graememu Obreemu, který si ho sám navrhl i sestavil a dál si k němu nechal vyrobit speciální aerodynamickou slupku s průčelím. S futuristicky vyhlížejícím strojem se pak v roce 2013 zúčastnil závodu World Human Powered Speed Championships v nevadské poušti, kde se mu povedlo zdolat rychlostní rekord v kategorii prone bike: Svoji Beastie „vybičoval“ k rychlosti 91,12 km/h. (foto: Profimedia)

Revue
Historie

Meganosorožec Paraceratherium linxiaense v krajině svrchního oligocénu.

Věda

Není neobvyklé, že například rypouši a tučňáci obývají stejné prostory.

Příroda
Vesmír

Nové časopisy Extra Publishing

RSSInzerceO serveru (Redakce)Partnerské weby
© Extra Publishing, s. r. o. 2007–2011. ISSN 1804-9907