1. VZNIK VESMÍRU
Anotace
Text pojednává o vzniku vesmíru a popisuje procesy, které se děly bezprostředně po jeho
zrodu, dále jaké fyzikální veličiny a částice se vytvořily. Zmiňuje možný Higgsův boson a
dvě verze vzniku hmoty a částic a to inflaci a teorii strun. Popisuje, jaké síly působily při
velkém třesku a následně po něm. Objasňuje důležité pojmy související se začátkem vesmíru.
Klíčová slova
Vesmír, vznik, velký třesk, inflace, teorie strun, fyzikální síly
Důvod výběru
Vesmír mě odjakživa fascinoval a myslím si, že je důležité vědět, jak vzniknul.
Důvodem výběru je jeho tajuplnost, krása a dočasná nepoznatelnost. Vesmír je něco naprosto
úžasného, bohužel se nám zřejmě nikdy nepodaří prozkoumat všechny jeho zákoutí.
Protože studuji pedagogické občanství zeměpisu, tak to bylo jedno z prvních témat,
které mě napadly. A zaměřením se jen na určitou část vesmíru, v tomto případě na jeho vznik,
už název tématu lehce vyplynul.
2. Vesmír vznikl asi před deseti až třinácti miliardami roků explozí nazývanou Velký
třesk. ,,Při velmi prudkém počátečním rozepnutí – tzv. inflaci, která trvala mezi 10-35 a 10-32
sekundy, vznikla energie ve formě fotonů gama a hmotných částic – kvarků, elektronů,
protonů a jejich antičástic. Inflace je slovo latinského původu a znamená ,,nafouknutí“.
Rychlost rozepnutí byla mnohem větší než rychlost světla. Šlo o rozepnutí prostoru mezi
částicemi, nikoliv o pohyb hmotných částic. Energii potřebnou k inflaci dodávala odpudivá
antigravitace. Díky inflaci můžeme předpokládat, že vesmír byl původně mnohem menší, a
proto mohl dosáhnout jednotné teploty předtím, než rozpínání začalo. Další rozpínání vesmíru
pokračuje setrvačností až dodnes a gravitační přitažlivost mezi galaxiemi ho jen poněkud
zbrzdila.“ (Kleczek 2005, s. 201)
(Zdroj: http://akademon.cz/article.asp?source=hist)
,,Vědci jsou přesvědčeni, že v první bilióntině sekundy po velkém třesku byl vesmír
obrovskou směsicí částic bez hmotnosti, které létaly rychlostí světla. Až interakcí s
Higgsovým polem získaly hmotnost, a nakonec utvořily vesmír, jak ho známe. Higgsovo pole
je zatím teoretické a neviditelné energetické pole, které proniká celým vesmírem. Některé
částice, jako třeba fotony, které vytvářejí světlo, pole neovlivňuje, a proto nemají žádnou
hmotnost. Další částice ale pole přitahuje a hmotnost jim dodává.
Higgsův boson je posledním chybějícím článkem v takzvaném základním modelu
částicové fyziky, který popisuje základní stavební kameny vesmíru. Ostatních 11 částic, které
3. model předpokládá, již bylo nalezeno. Objev Higgsova bosonu by tak potvrdil platnost celého
modelu. Pokud by nebyl nalezen, museli by vědci přehodnotit současné teorie o vzniku
vesmíru.“ (Redakce/ČTK 2012)
Během inflace bylo vytvořeno všechno záření, všechna hmota a energie. Někteří vědci
však s touto teorií nesouhlasí. Například jako Martin Schnabl, který se zabývá takzvanou
teorií strun. ,,Podle ní nejsou základními stavebními kameny přírody částice, ale
jednorozměrné struny, které vibrují. Z nich se podle pětatřicetiletého vědce skládá vesmír.
Jejich různé chvění pak určuje, jaká hmota vznikne.“ (Benešová 2009)
,,Žhavý, rozpínající se vesmír trval první desítitisícinu sekundy po inflaci. Nebyly v
něm ještě ani protony a neutrony, neboť nemohly vzniknout pro nesmírně vysokou teplotu.
Moderní věda nedokáže popsat nebo vysvětlit všechno, co se stalo v prvních 10-43 sekundy po
velkém třesku. Tento interval, 10-43 sekundy, je znám jako tzv. Planckův čas, který je
pojmenován po německém vědci Maxi Karlu Ernstu Planckovi. Je to období, v němž se
události odehrávaly v rozměru menším než tzv. Planckova délka (10-33 cm). Při této délce
přestávají platit fyzikální zákony prostoročasu. Tak malý prostoročas přestává být hladký a je
podroben divokým změnám. Říká se tomu Planckova pěna. Podle odborníků, vznikl vesmír z
rozměru 10-33 cm. Odborníci této velikosti říkají singularita. Je to velmi malé místo, kde
neplatí fyzikální zákony. Singularitou je např. střed černé díry. Planckova délka je sto
trilionkrát menší než proton. Lze ji vypočítat ze tří základních přírodních konstant, tj. z
rychlosti světla, gravitační konstanty a Planckovy konstanty.
Jako obrázek velkého třesku si člověk může představit jeden výbuch, při němž vznikl
prostor, čas i hmota.“ (Kleczek 2005, 216-217)
,,Až na samý časový okraj vzniku vesmíru nahlédla americká sonda WMAP. Podle
jejího měření se vesmír rozepnul do obrovských rozměrů v triliontině sekundy a nesl v sobě
tepelné rozdíly, které daly zárodek jeho budoucí struktuře v podobě planet, hvězd a galaxií.
Důkaz o rychlém počátečním rozpínání vesmíru získala sonda z měření takzvaného reliktního
záření, které vzniklo asi 300.000 let po velkém třesku jako doznívající záblesk exploze.“
(vesmir.info 2006)
,,V prvém okamžiku po vzniku vesmíru byla jen jediná síla: supergravitace. V ní se
spojovaly všechny dnes známé interakce. Tato síla už dávno neexistuje, rozložila se hned na
počátku inflace na tři síly (interakce): jadernou, elektrickou a gravitační. Elementární částice
jsou ve věcech vázány a uspořádány právě těmito třemi silami. Částice dostaly základní síly
při svém vzniku. Proton má všechny tři síly, neutron má sílu jadernou a gravitační, a elektron
má sílu elektrickou a gravitační.
4. Gravitační síla působí mezi všemi elementárními částicemi. Je velice slabá. Působí však
na obrovské vzdálenosti a dává planetám a hvězdám kulový tvar. Nelze ji odstínit jako sílu
elektrickou.
Jaderná síla je ze všech nejmohutnější. Působí jen na velmi malou vzdálenost. Spojuje
kvarky do nukleonů (protonů a elektronů) a nukleony v atomové jádro. Jaderná síla v nitru
hvězd vytvářela atomy všech prvků.
Elektrická síla působí mezi nabitými částicemi - kladnými protony a zápornými
elektrony. Je důležitá pro stavbu atomů, molekul, krystalů, minerálů, živých organismů a
menších těles – komet, planetek a měsíců. Elektrická síla spojovala atomy do molekul a
molekuly do pevných zrn. Tak vznikla uspořádaná společenství elementárních částic, kterým
říkáme systémy (soustavy), neboli věci. Elektrická síla je nepostradatelná pro vznik a vývoj
hvězd. Bez ní by hvězdy v jediném okamžiku explodovaly. Tato síla tvoří malá tělesa – např.
kámen, strom, člověka.
Vědci se dokonce domnívají, že na samotném počátku vesmíru byla jen jediná síla
(supergravitace), která se o něco později v chladnoucím vesmíru rozlišila do tří druhů.“
(Kleczek 2006, s. 206-210)
5. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY
BENEŠOVÁ, Petra. Vesmír je rozpínavý balon, říká fyzik. Hospodářské noviny [online].
2009 [cit. 2013-01-06]. Dostupné z: http://hn.ihned.cz/c1-37674420-vesmir-je-rozpinavy-
balon-rika-fyzik
zajímavý článek
podle mého názoru relevantní internetová stránka, jíž jsou Hospodářské noviny
fyzik, který je zmíněn v článku, je velmi talentovaný
článek zmiňuje různorodost názorů na základní stavební kameny přírody
článek podává obraz o výzkumu fyzika Martina Schnabla
KLECZEK, Josip. Náš vesmír. 1. vyd. Praha: Albatros, 2005. ISBN 80-00-01425-4.
je to moje vlastní kniha
popisuje problematiku ohledně vesmíru obsáhle, jasně a výstižně
už jsem s ní dříve pracovala
autor je odborníkem v této oblasti
podle mě je to vhodná knížka, z níž jsem mohla čerpat
REDAKCE/ČTK. Vědci zřejmě našli chybějící článek v teorii o vzniku vesmíru. Božskou
částici neboli Higgsův boson. National Geographic Česko [online]. 2012 [cit. 2013-01-06].
Dostupné z: http://www.national-geographic.cz/detail/vedci-zrejme-nasli-chybejici-clanek-v-
teorii-o-vzniku-vesmiru-bozskou-castici-neboli-higgsuv-boson-23925/
článek pochází z důvěryhodného zdroje, jímž je National Geographic Česko
váže se k mému textu o vzniku vesmíru
snaha o nalezení Higgsova bosonu je v dnešní době jedním z cílů fyziky
Higgsův boson by mohl vysvětlit, jak získaly částice hmotnost a mohl by tak potvrdit
teorie, které jsou v mém textu zmíněny
autor článku se opírá o zprávy z CERNu
6. Vesmír se prý zrodil ve velmi krátkém okamžiku. Vesmir.info [online]. 2006 [cit. 2013-01-
06]. Dostupné z: http://www.vesmir.info/vznik-vesmiru/vesmir-se-pry-zrodil-ve-velmi-
kratkem-okamziku.htm
zajímavý článek zmiňující se o sondě, která nahlédla téměř až do doby vzniku vesmíru
autor stránek vypadá, že je určitým způsobem znalý v tomto tématu
článek obsahuje kvalitní doplňující grafické prvky
informace o projektu sondy citovala agentura Reuters americkou NASU
přestože na stránce několik let nepřibývají nové články, obsahuje spoustu zajímavých
článků