Astrofyzika se samozřejmě možností existence cyklického či také oscilačního vesmíru nezabývá zcela poprvé. Idea, že by kosmos mohl žít v sérii opakujících se vzestupů a pádů, vlastně napadla fyziky již skoro před sto lety, kdy Georges Lemaître postuloval cosi, co dnes nazýváme Velkým třeskem.

Na první pohled totiž idea částečně řeší otázku, co bylo před Velkým třeskem? Odpověď dle ní zní: jiný vesmír! S myšlenkou tohoto ražení si proto krátce pohrával i Albert Einstein - nebylo to však poprvé, co se nakonec mýlil.

Problém cyklického modelu totiž spočívá v termodynamice - vlivem nevyhnutelně bující entropie by každý navazující vesmír musel být větší a chladnější než ten předešlý, což znamená, že i v cyklickém univerzu bychom museli jít na původní počátek k prvnímu Velkému třesku, a celý systém by nejspíše musel mít i svůj konec. Tehdejší model tak žádné neznámé Velkého třesku vlastně neřešil, ale vlastně jenom vše komplikoval.

O vzniku a zániku

Cyklický vesmír je však příliš působivá idea, než aby zůstala u ledu navždy. Jako bumerang se v 21. století vloudil do nejrůznějších modelů uvažujících o temné energii a spojení kvantové fyziky s kosmologií.

Všechny jsou samozřejmě čistě teoretické, alespoň prozatím. Jak už to v případě podobné teoretické fyziky chodí, prakticky žádný z podobných modelů nelze prokázat. Je to teprve elegance (či alespoň neoblomnost) matematického důkazu, co se u nich počítá. Pokud by však někdo přesto našel nějaký náznak cykličnosti, možná by to pomohlo v teoretických studiích oddělit zrno od plev?

Právě takový náznak hledá fyzik Roger Penrose, autor jednoho z posledních cyklických modelů, uvnitř reliktního záření na vesmírném pozadí. Dle jeho poslední práce se mu podařilo uvnitř jeho struktury odhalit náznaky možných minulých vesmírů. Bohužel, zatím to na základě svých dat tvrdí jenom on sám. Penrose analyzoval záhyby reliktního záření | zdroj: BICEP 2 - B mode

Nekonečná série vesmírů?

Reliktní záření je obecně považováno za jakýsi otisk Velkého třesku. Jde o záření, které k nám přilétá ze všech směrů bez ohledu na možné další zdroje - vlastně se tak jedná o jakousi elektromagnetickou podobu kosmického pozadí, jakousi podobu oblohy. Reliktní záření je proto studováno jako možný posel informací o vzhledu a mechanismech velmi mladého vesmíru. Penrose má však za to, že by zrovna tak mohlo nést zkazky o vesmírech minulých.

Penroseův model konformní cyklické kosmologie totiž nepočítá s Velkým třeskem jako okamžikem expanze absurdně malé singularity, ale relativně postupným přerodem, při němž by ze starého vesmíru do nového mohlo chvíli proudit Hawkingovo záření z posledních černých děl umírajícího kosmu.

Analýzou "záhybů" uvnitř reliktního záření (objevených experimentem BICEP-2 jen pár let nazpět) Penrose dle svých slov demonstruje možnou přítomnost takových posledních výtrysků záření z vypařujících se černých děr minulého univerza. Záhyby však jsou něčím, pro co nemá ani konvenční vysvětlení.

Běžná fyzika záhyby polarizace původně vysvětlovala jako možné prapůvodní gravitační vlny, dnes se předpokládá, že jde snad o důsledek prvotního rozpínání. Nejde tedy říct, že by Penroseovo vysvětlení dávalo odpověď na něco, co jinak zůstává neznámé.

Kontroverzní vědec spolupracující s Hawkingem

Je také třeba zmínit, že studie byla publikována pouze na serveru arXiv, kde práce neprocházejí kontrolou. Prozatím je tak její závěry třeba brát s rezervou. Penrose sám je rovněž poměrně kontroverzí figurka, která si "kreativně interpretovala" data své starší analýzy reliktního záření, již se nepodařilo později replikovat.

Jeho model konformní cyklické kosmologie například zavrhuje (dnes už měřitelné) rozpínání vesmíru, což z něj činí notně okrajovou hypotézu. Ničemu napomáhá ani skutečnost, že Penroseovy teorie zabírají i do uvažování o věcech, které se ve fyzice běžně nesluší diskutovat - třeba propojení lidského vědomí a vesmíru…

Na druhou stranu, Penrose není ani žádný průměrný konspirační teoretik a v minulosti spolupracoval třeba se Stephenem Hawkingem. Samozřejmě, jeho někdejší práce nemusí nutně znamenat platnost moderních teorií. Konec konců, i Einstein měl pravdu o teorii relativity, ale mýlil se později co do mechanismů kvantové fyziky.

Prozatím si tak možnost, že má Penrose pravdu a odhalil otisk minulého vesmíru, nechejme ještě v záloze. Platnost konformní cyklické kosmologie je, vzdor polarizaci uvnitř reliktního záření, velmi diskutabilní. Spíše lze tedy očekávat, že Penrose pravdu nemá.

V této fázi však ještě zcela vyloučit nelze nic. A když nic jiného, Penroseův model opakujících se vesmírů působí jako pozoruhodný fyzikální nápad.

Studie byla otištěna na arXiv.