Nezodpovedané otázky vesmíru

Nezodpovedané otázky vesmíru
 
Úvod
Čím lepšie vesmír poznáme, tým jasnejšie je i naše postavenie v ňom. Zatiaľ sme len ako deti, ktoré sa iba začínajú pýtať: „Čo to je?“ a „Prečo je to tak, ako to je?“ Keď už ale konečne začneme zisťovať tiež, kto sme my čaká nás ešte dlhý rad záhad, ktoré musíme rozlúštiť. Súčastná veda a poznatky o vesmíre sa nachádzajú vo veľmi zaujímavej etape. Vedci zisťujú, že 99% všetkého, čo vesmír obsahuje, vlastne donedávna úplne ignorovali. Viditeľná hmota, ktorú dosiaľ skúmali, vraj zaberá iba jedno percento celého vesmíru. A to vraj ešte 99% z toho jedného percenta viditeľnej hmoty nemá ani pevnú, ani tekutú, ani plynnú podobu, ale nachádza sa v stave štvrtého a stáledosť tajomného skupenstva – plazmy. Pátrame v hlbinách vesmíru, temnej hmote, tmavej energii, čiernych dierach a najnovšie i v temnom prúde a objavujeme pojmy, ktoré doteraz nikto nepoznal. Všetko akoby sa náhle obrátilo naruby. Podarí sa niekedy objasniť pravú podstatu záhad, ktoré dnes vedcom nedávajú spávať. Podarí sa vedcom niekedy objasniť otázky života, vesmíru a vôbec všetkého?

Môj projekt má skôr všeobecný charakter. Skúsila som doňho zahrnúť mnoho informácií, prevažne zaujímavostí. Mladí ľudia totiž majú mnohokrát pocit, že fyzika je len chladná a nezaujímavá. A práve preto je hlavný cieľ môjho projektu zaujať … vzbudiť záujem o tento úchvátny vedecký odbor akým fyzika bezpodmienečne je. Snáď mi odpustíte, že v ňom nenájdete vzorce, ani zložité výpočty. Snažila som sa ho spracovať tak, aby ho pochopil každý, aj bez znalostí fyziky na profesionálnej úrovni. Pracovala som s rôznymi publikáciami a periodikami s aktuálnymi informáciami a keď tieto zaujímavé fakty, či skôr záhady, zaujmú čo i len jedného človeka, ktorý pred tým možno nemal o fyziku záujem, úloha a cieľ môjho projektu je splnený.

 
1.  Slnečná sústava
1.1 Záhadná žiara na Saturne
Kde: severný pól planéty Saturn
Čo: abnormálny šesťuholníkový útvar neznámeho pôvodu so záhadnou žiarou
Kedy: nové snímky pochádzajú zo začiatku roku 2007
 
Je tomu sotva rok, čo vedci objavili na šiestej planéte našej slnečnej sústavy obrovskú záhadu – tajomný rotujúci šesťuholníkový útvar na Saturnovom severnom póle. Útvar sa nachádza asi 100 kilometrov hlboko v atmosfére, má priemer asi 25 000 kilometrov a vošli by sa doňho takmer štyri planéty veľké ako naša Zem. „Ešte nikdy sme nevideli niečo také na žiadnej planéte,“ tvrdí o úkaze súčastný americký vedec Kevin Baines z NASA. Je útvar umelý, alebo ide len o neobvyklú oblačnosť? Na svete je ďalšia záhada. Nad spomenutým šesťuholníkom vedci najnovšie pozorujú mohutnú žiaru podobnú polárnej žiare na Zemi. „Nejde len o prstenec polárnej žiary, aký vídame na Jupiteri alebo na Zemi.Táto žiara pokrýva enormné územie naprieč pólom. Naše súčastné odhady ohľadne príčiny žiarenia na Saturne vravia, že táto oblasť by mala byť prázdna, takže nájsť takéto svetlo je fantastické prekvapenie,“ hovorí Tom Stallard z Leicesterskej univerzity vo Veľkej Británii. Vedcom sa s týmto objavom vynorili aj ďaľšie otázky: Prečo práve šesťuholník? Prečo je taký stabilný? Prečo nie je šesťuholník aj na južnom póle? Prečo oblaky vo vnútri hexagonálu krúžia okolo pólu väčšou rýchlosťou?
 
1.2 Anomálie v pohyboch vesmírnych sond
Kde: obežná dráha Zeme i celá slnečná sústava
Čo: výchylky v pohybe vesmírnych sond
Kedy: od roku 1990 až po súčastnosť
 
Už najmenej päť kozmických sond (prvá bola sonda Galileo v roku 1990), ktoré opustili Zem, prejavili nečakané anomálie vo svojom pohybe. Pôsobia na kozmické stroje nejaké dosiaľ nevysvetlené sily? Postihnuté sondy nečakane zrýchľujú každú sekundu cca o 4 mm smerom ku Slnku. To isté pred rokmi postihlo i sondy Pioneer 10 a Pioneer 11, ktoré sa však potom, čo slnečnú sústavu opustili, začali naopak nevysvetliteľne spomaľovať. Pre vysvetlenie „Anomálie Pioneer“ bolo zhromaždené množstvo teórii. Niektoré vychádzajú z bežnej fyziky a naznačujú, že dráhy kozmických sond by mohli byť ovplyvnené únikom ich obsahu. Iné vychádzajú zo špekulatívnejšej fyziky a navrhujú, že by isté úpravy potreboval aj samotný zákon gravitácie. Čosi vraj totiž ovplyvňuje i bežné satelity, ktoré obiehajú okolo Zeme. Záhadológovia prichádzajú s revolučnou teóriou. Nemôže ísť o gravitačný vplyv očakávanej planéty X, ktorá údajne brázdi vesmír a k Zemi sa má približovať vždy po niekoľko tisíc rokoch? John Anderson z Laboratória pre raketový pohon (NASA) naopak dúfa, že príčinu nájde vo vplyve rotácie a naklonenia Zeme.
 
1.3 Plazma na obežnej dráhe Zeme
 
Kde: Zem
Čo: plazmatický plášť okolo našej planéty
Kedy: objav potvrdený v apríli 2008
 
Objav dosiaľ neznámeho javu sa podaril Charlesovi Chappellovi z Dyerovho observatória pri Vanderbiliovej univerzite v USA a jeho ďaľším kolegom z USA A Európy. Detailná analýza merania z piatich rôznych vesmírnych satelitov potvrdila existenciu akéhosi plášťa pozostávajúceho  z plazmy (elektricky nabitý plyn alebo tiež štvrté skupenstvo hmoty), ktorý ma pokrývať Zem. Táto dosiaľ nepopísaná vrstva je časťou ochranného magnetického obalu Zeme. „Aj keď ho nevidíme, má magnetický obal Zeme významný vplyv na náš každodenný život,“ pripomína Chappell s tým, že zmeny v ňom môžu narušiť dodávky elektrického prúdu alebo rádiové signály. Novo potrvrdený plazmatický plášť je tenká vrstva, ktorá začína na nočnej strane planéty, stáča sa po územie, kde predpoludnie a na popoludňajšej časti sa postupne vytráca, takže pokrýva len tri štvrtiny zemského povrchu. Podľa posledných výskumov sa vraj živí slabo nabitými časticami, ktoré su vyvrhované zo Zeme na póloch a na okraji zemskej magnetosféry (časť magnetosféry, v ktorej zemské magnetické pole reauje so slnečným vetrom vzdialeným niekoľko tisíc kilometrov od povrchu Zeme) sa odrazia naspäť k Zemi.
 
1.4 Podarí sa ľudstvu ovládnuť antihmotu?
Kde: európska organizácia pre jadrový výskum CERN
Čo: výroba antihmoty a simulovanie vzniku Veľkého Tresku (vznik vesmíru)
Kedy: od roku 2008 až doteraz
 
1.  4. 1. Čo je to antihmota?
Pre začiatok, čo je to vlastne antihmota? Antihmota je časť hmoty, ktorá je zložená z antičastíc (napríklad antiprotónov a pozitrónov), namiesto častíc (protónov a elektrónov). Každá častica obyčajnej hmoty má totiž svoju antičasticu. Preto hovoríme, že antihmota je zrkadlovým obrazom tzv. koinohmoty, čo je hmota, z ktorej sme tvorení my a veci okolo nás. Antičastice vznikajú v prírode bežne materializáciou z kozmického žiarenia. Majú však spravidla krátku životnosť, lebo rýchle anihilujú s okolitou hmotou vesmíru. Hviezdy, galaxie, ani iné objekty tvorené antihmotou neboli pozorované. Anihilácia hmoty s antihmotou sa považuje za jednu z možných príčin vzniku zábleskov gama žiarenia (GRB). V počiatočných štádiách vzniku vesmíru vznikali veľké množstvá hmoty a antihmoty. Všetka vzniknutá antihmota však anihilovala s väčšou časťou hmoty. Vedci dodnes nevedia presne vysvetliť, prečo nastala nesymetria vo vzniknutých množstvách hmoty a antihmoty a prečo prevážila hmota. Vďaka tejto vo vesmíre trochu netypickej nesymetrii sa vo vesmíre nachádza hmota.
 
1.  4. 2 Výskum a využitie
Skúmanie antihmoty pomocou časticového urýchľovača v CERN nám môže napomôcť pri presnejšom objasnení vzniku vesmíru. Prípadné izolovanie antihmoty by pomohlo celému svetu z energetického a aj z ekologického hľadiska. Nakoľko je antihmota najsilnejším známym zdrojom energie, uvoľňuje energiu so stopercentnou účinnosťou (jadrové štiepenie je účinné iba na 1,5 %). Antihmota nespôsobuje znečistenie ani radiáciu a jedna jej kvapka by mohla zásobovať New York energiou celý deň.
 
1.  4. 3 Komplikácie
Problém však nastáva už pri ich výrobe. V súčasnosti sú možnosti využitia antihmoty veľmi malé. Jej umelá produkcia je energeticky veľmi náročná a neefektívna. Využíva sa pri nej zrážka častíc s vysokou energiou. Pri produkcii antiprotónov sa využívajú urýchľovače protónov, ktoré urýchlia protóny na rýchlosti blízke rýchlosti svetla a tieto urýchlené protóny dopadajú na terče z ťažkých jadier, pričom okrem množstva iných častíc vznikajú páry hmoty a antihmoty. Na vznik jedného antiprotónu takouto metódou je však potrebných 105 protónov. Na produkciu jedného gramu antihmoty je potrebné dodať energiu 1,16x1021 J/g, preto sa v súčasnosti touto metódou ročne produkuje iba približne 10 nanogramov antihmoty.
 
1.  4. 4 Problémy skladovania
Ďaľším problémom je skladovanie. Keďže všetka antihmota na Zemi okamžite reaguje s hmotou, je potrebné držať tieto záporne nabité častice vo vákuu, aby nedošlo k žiadnemu kontaktu s iným materiálom, či so vzduchom. Ak dôjde ku kontaktu, nastáva anihilácia. Keďže na antihmotu tiež pôsobí gravitácia a prirodzene klesá ku dnu akejkoľvek nádoby, ani úplne uzavretá vákuovaná nádoba nie je riešenie na jej uskladnenie. V súčasnosti sa elektricky nabité častice antihmoty udržujú mimo dosah hmoty v tzv. magnetickej pasci. Antihmota v magnetickej pasci však môže mať hustotu len po určité hraničné hodnoty, preto je to neefektívne využitie priestoru.Na uskladnenie antihmoty sa môže využiť aj Penningova pasca, vákuová nádoba, ktorá drží častice v kmitavom pohybe radiálne pomocou magnetického poľa a axiálne pomocou elektrického poľa a tým zabraňujú kontaktom s nádobou. Na umiestnenie do tohto zariadenia je však potrebné antiprotóny ochladiť na veľmi nízku teplotu. Prítomnosť a vlastnosti antihmoty v nej je možné zisťovať pomocou lasera.
 
CERN sa už niekoľkokrát pokúšal spustiť obrí urýchľovač častíc, ale pre rôzne technické problémy sme sa tejto veľmi aktuálnej témy nemohli dotknúť bližšie.
Podarí sa ľudstvu niekedy prekonať všetky tieto problémy a nazrieť tak, kdesi na počiatok ...tak ďaleko, že spoznáme celý vesmír a možno..možno aj samotného Boha. Prvotnú Božskú časticu.
 
1. 5 Planéta X v našej slnečnej sústave
Kde: voľný priestor medzi Marsom a Jupiterom
Čo: hľadanie stratenej planéty
Kedy: od 18. storočia
 
1.  5. 1. Fibonacchiho postupnosť
1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89... V tomto rade je každé číslo súčtom dvoch predchádzajúcich hodnôt a hovorí sa jej Fibonacchiho postupnosť, podľa tlaianskeho matematika Leonarda Fibonacchiho. Čo je ale na tomto čísolnom rade také záhadné? Medzi okvetnými lístkami kvitnúcich rastlín sú semienka. Tie sú napríklad pri slnečniciach usporiadané do špirál, kde sa niektorá vinú v smere hodinových ručičiek a niektoré opačne. Počet pravotočivých a ľavotočivých skutkovíc sa popritom vždy rovná susedným Fibonacchiho číslám. Podľa francúzského matematika Adriena Douadye sa tak na plochu vmestí maximálny počet teliesok. Rovnaký tvar ako tieto „semienkové špirály“ majú údajne aj galaxie. Je to teda dôkaz dokonalého prírodného a tak aj vesmírneho poriadku?
 
1. 5. 2 Medera v číselnom rade
Na príklade Fibonacchiho postupnosti sme sa mohli presvedčiť o dokonalosti a vyváženosti prírody okolo nás. Čo sa však týka našej slnečnej sústavy, nie sem si tým celkom takí istí. Planéty podľa Titia sú údajne od Slnka vzdialené o 4, 7, 10, 16, 52 a 100 jednotiek, pričom medzi týmito ciframi sú pravidelné intervaly. Údaj pre Merkúr je 4 + 0, pre Venušu 4 + 3, pre Zem 4 + 6, pre Mars 4 + 12, nasleduje pásmo asteoridov 4 + 24, pre Jupiter 4 + 48, pre Saturn 4 + 96. Štvorka ostáva stále rovnaká, k nej sa pripočítava trojka a potom sa spraví dvojnásobok. Všetko sa zdá perfektné. V roku 1781 je navyše objavený Urán, ktorý do tejto postupnosti rovnako zapadá (od Slnka je vzdialený 4 + 192 jednotiek). Medzi Marsom a Jupiterom je však stále príliš veľká medzera, pásmo asteoridov, kde hodnota 28 zostáva neobsadená. Sú snáď asteoridy pozostatkami po planéte, ktorá sa roztrieštila na mnoho kúskov?
 
1. 5. 3 Teórie stratenej planéty
Nemecký fyzik Heinrich Olbers sa prikláňa k teórií o zničenej planéte a nazýva ju Phaeton. Niektoré úlomky vraj dopadli aj na odvrátenú stranu Mesiaca, kde vraj po tejto udalosti ostáva mnoho kráterov. Skeptici však namietajú. Vravia, že aj keď je meteoritov medzi Marsom a Jupiterom skutočne mnoho, ich súhrná hmotnosť je aj tak príliš malá, aby sa mohlo jednať o trosky planéty. Odkrývajú nám ďaľšiu teóriu, podľa ktorej jednoducho obor, akým je Jupiter, nedovoľuje svojou veľkou gravitáciou, aby sa vedľa neho vytvorilo podobné teleso. Podľa amerického astronóma Marca Davisa však cez slnečnú sústavu brázdi tleso po neobvyklej dráhe. Vracia sa raz za 26 miliónov rokov a prináša so sebou katastrofu. Kvôli nemu sa totiž údajne zo svojej pôvodnej trasy odkláňajú kométy, ktoré sa potom môžu stretnúť s našou planétou.
 
1.  5. 4 Nahradí Pluto Planéta X?
Už pred objavením Pluta atronómovia diskutovali o tom, že nejaká vzdialená planéta musí ovplyvňovať dráhy Uránu a Neptúnu. Tomuto hypotetickému telesu sa začína hovoriť Planéta X. Práve objav Pluta všetci považovali za objav tejto planéty, ale je príliš malé na to, aby ovplyvňovalo dráhy iných planét. Vesmírne sondy zatiaľ existenciu novej neznámej plnanéty nepotvrdili, ale všetko môže byť čoskoro inak. Štvorica prepojených nových teleskopov na Havajských ostrovoch má v nasledujúcich rokoch hľadať malé planétky a kométy. Niektorí astronómovia sa domnievajú, že by tak prípadne mohli objaviť aj deviatu planétu . Je však vôbec možné, aby také vesmírne teleso tak dlho unikalo pozornosti?
 
2.  Vesmír
2.1 Temný prúd
Kde: súhvezdie Centaurus a Vela
Čo: neuveriteľne rýchly temný pohyb
Kedy: 2008
 
  Po čiernych dierach, temnej hmote a temnej energii tu máme ďaľšiu záhadnú novinku: temný prúd.  Nový termín označuje záhadné pohyby časti vesmíru, aké vedci v poslednej dobe pozorujú. Tajomné „čosi“ sunie galaxie tak rýchlo, že ani obrie ďalekohľady a rádioteleskopy nie sú schopné zdroj energie odhaliť.  Sprievodné znaky nového javu vesmírnej hmoty sú veľká rýchlosť a rovnaký smer. Je to rýchlosť takmer 3,2 milionov kilometrov za hodinu, čo je desaťtisíckrát rýchlejšie ako guľká pri výstrele. „...hmota v pozorovateľnom vesmíre jednoducho nemôže produkovať taký prúd, aký meriame,“ tvrdí astrofyzik Alexander Kashlinsky z Goddardovdovho centra vesmírnych letov americkej NASA. Pohyb je odlišný i od rozpínania vesmíru, ktorý urýchľuje sila nazývaná temná energia. Temný prúd má údajne ťahať celé galaxie kamsi medzi medzi súhvezdie Centaura a Vely. Čo ju spôsobuje a čo nám prinesie ostáva záhadou.
 
2. 2 Kvapky vody ako čierne diery
Kde: objav z Veľkej Británie
Čo:  podobnosť čiernych dier s kvapkami vody
Kedy: 2008
 
  Čo má spoločné čierna diera, osamotený atóm a prostá kvapka vody? Podľa čerstvých objavov vedcov Richarda Hilla a Laurenca Eavesa z Nottinghamskej univerzity vo Veľkej Británii sa vraj všetky tri dokážu chovať úplne rovnako. Ako je to možné? Vedci sa domnievajú, že je to okrem iného vďaka povrchovému napätiu, ktoré kvapku vody drží pohromade. „Kozmológovia veria, že horizont čiernej diery sa chová, akoby mal povrchové napätie, ako kvapka vody,“ vysvetľuje Hill. „Keď máme kvapku vody vznášajúcu sa v stave beztiaže a roztáčame ju za pomoci elektrického prúdu pretvárame ju vlastne na elektrický motor.“  Levitujúca kvapka vody vznášajúca sa v stave beztiaže vraj môže simulovať dynamiku obrích kozmologických i miniatúrnych subatomárnych predmetov (predmety menšie ako atóm). Čím to ale je, že sa tak nesúrodé objekty môžu chovať rovnako? Čím to vlastne je, že kvapka vody dokáže napodobňovať chovanie vesmíru? Alebo vesmír napodobňuje kvapku vody?
 
2. 3 Aký tvar má vesmír?
 
Kde: celý vesmír
Čo: popísanie tvaru vesmíru vo všetkých jeho dimenziách
Kedy: od roku 1995 až po súčastnosť
 
2.  3. 1 Plochý vesmír
Odvtedy, ako ľudia skúmajú oblohu, kladú si otázku, kde končí a premýšľajú, aký má vesmír vlastne tvar. Informácie z družice Wilkinson Microwave Anisotrphy Probe, ktorá doteraz najpresnejšie zmapovala mikrovlny brázdiace vesmír už 380 000 rokov po zrodení univerza, naznačujú, že vesmír je takmer plochý. Do úplnej plochosti mu chýbajú 2%. Vonkajší vesmír, na pohľad nezmerateľný priestor, obsahujúci miliardy galaxií, však nie je jedinou časťou univerza. Fyzici preto hovoria aj o „vnútornom vesmíre“, uzavretom, mikroskopickom svete. Ten je taký nepatrný, že ho nemôžeme skúmať priamo.
 
2. 3. 2. Stratené dimenzie
Teória strún, ktorá vraví, že základnými stavebnými kameňmi prírody nie sú častice s nulovými rozmermi, ale jednorozmerné struny, ktoré vybrujú rôznymi spôsobmi, odpovedajúcim rôznym druhom častíc a ktorú väčšina vedcov považuje za predbežne najlepšie vysvetlenie prírody, predpokladá existenciu 10-dimenzionálneho vesmíru. Prvé tri dimenzie, plus čas, dôverne poznáme. O ďaľších šiestich veľa nevieme. Kde máme teda hľadať tých zvyšných 6 dimenzií? Podĺa vedcov sú zvinuté do nepatrných geometrických kontajnerov, takzvaných Calabi-Yau variet (varieta = tvar priestoru), ktoré však naše zmysly nikdy neobjavia. „Ak majú teoretici strún pravdu,“ vraví fyzička Lisa Randllová z Harvardsej Univerzity, „kdekoľvek vo viditeľnom priestore, na špičke vášho nosa, na severnom póle Venuše, na stope, ktorú tenisová loptička zanechala na antuke, všade by sa mal nachádzať aj 6-dimenzionálny Calabi-Yau varieta. Taký nepatrný, že ho ľudské oko nedokáže rozlíšiť.“ Táto viac-dimenzionálna geometria existuje v každom bode vesmíru. Fyzici sa dokonca nazdávajú, že práve tvar týchto variet diktuje zákony fyziky častíc, ovplyvňuje gravitáciu, kozmickú infláciu i tmavú energiu. Všetky tieto dominantné fenomény nášho vesmíru by sa v tomto prípade mohli vynoriť priamo zo skrytých dimenzií, alebo sú nimi významne ovplyvňované. Fyzici dokonca tvrdia, že počet možných tvarov, ktoré by mohol mať spomínaný Calabi-Yau je totožný s počtom vesmírov v takzvanom multiverze. Vyzerá to tak, že mnohé z najväčších fyzikálnych a kozmologických problémov dneška sa z tohto hľadiska redukuje na jeden problém: určenie presného tvaru týchto extradimenzií (6 nepreskúmaných dimenzií). Calabi-Yau dokážu pokrčiť extradimenzie do najrozličnejších tvarov. Zatiaľ netušíme, ktorá geometria náš vesmír najlepšie popisuje, ale kozmológovia už počet možností výrazne znížili. Cieľ je však ešte stále zahmlený, ale cestu k nemu sme už našli. Je najvyšší čas pokľaknúť na štartovaciu dráhu.
 
2. 4 Je možné cestovať v čase?
Kde: celý časopriestor
Čo: nájdenie spôsobu alebo vedeckej teórie, ktorá by potvrdila možnosť cestovania v čase
Kedy: výskum na serióznejšej báze od roku 1997 až po súčastnosť
 
2.  4. 1 Červie diery?
Základom všetkých súčastných diskusií o cestovaní v čase je Einsteinova teória relativity, ktorá hovorí približne aj o tom, že hmota dokáže kriviť časopriestor, čo sa následne prejavuje ako gravitácia a tým pádom dáva do súvislosti všetky tieto veličiny. Jeden spôsob, akoby sme mohli cestovať v čase, je, žeby existovali červie diery, trubice v časorpiestore, ktoré spájajú rôzne oblasti priestoru a času. Keby existovali vyriešili by problém veľkých vesmírnych vzdialeností.
 
2.  4. 2 Záporná energia
Druhý spôsob by sme mohli nájsť kdesi na horizonte čiernej diery. Častice so zápornou energiou (energia všeobecne považovaná za nevyhnutne potrebnú na vyhotovenie stroja času), ktoré spadli do čiernej diery, spôsobia, že diera stráca hmotnosť a pomaly sa odparuje, pričom sa jej horizont zmenšuje. Bežná hmota s kladnou energiou má príťažlivý gravitačný účinok a deformuje časopriestor tak, že sa svetelné lúče ohýbajú smerom k sebe. Preto sa horizont čiernej diery s časom zväčšuje. Aby sa veľkosť horizontu čiernej diery zmenšovala, musí byť hustota energie záporná a formovať časopriestor tak, aby sa lúče svetla navzájom od seba rozbiehali. Toto vyparovanie čiernych dier dokazuje, že hustota energie môže byť aj záporná a môže zdeformovať časopriestor takým smerom, ako je potrebné na vytvorenie stroja času. A však z horizontu čiernej diery lúče vystupujú dopredu a horizon v stroji času by musel obsahovať lúče putujúce stále dookola, čo by znamenalo, že na hranici stroja času, teda oblasti, v ktorej by sa dalo cestovať do minulosti, bude hustota energie nekonečná. V praxi to znamená, že osobu alebo kozmickú sondu by s veľkou pravdepodobnosťou zahubil záblesk žiarenia pri prekročení horizontu času. Takže budúcnosť cestovania v čase vyzerá čierno...alebo skôr oslepujúco žiarivo?Je možné, že nejaká vyspelá civilizácia bude schopná urobiť z hustoty energie na hranici strja času konečnú vleičinu „zmrazením“ alebo odstranením častíc, ktoré neustálen krúžia okolo po uzavretej slučke. Nie je však jasné, či by bol takýto stroj času stabilný. Najmenšia porucha, len pohyb človeka cez horizont smerom k stroju času, môže vybudiť krúžiace častice a spustiť údery blesku. Aj keby sa ukázalo, že cestovanie v čase je nemožné, bolo by dôležité pochopiť, prečo je to tak.
 
2.  4. 3 Častice cestujúce v čase
A však cestovanie v čase na mikroskopickej škále naozaj prebieha, len my to nevnímame. Podľa Feynmanovej sumácie cez histórie existujú histórie, v ktorých sa častice pohybujú dozadu v čase alebo, v ktorých sú uzavretými slučkami v čase a priestore. Takéto častice sa nedajú zachytiť nijakým detektorom, avšak ich nepriame účinky sa pozorovali v mnohých experimentoch. Jedným z takých účinkov je malý posun vo svetle, ktoré vysielajú atómy vodíka, spôsobený elektrónmi pohybujúcimi sa po spomínaných uzavretých slučkách. Iným efektom je malá sila vznikajúca medzi rovnobežnými kovovými platňami, spôsobená tým, že existuje o niečo menej histórií s uzavretými slučkami, ktoré sa môžu vtesnať medzi platne, v porovnaní s oblasťou mimo nich (čo je iná, rovnocenná interpretácia Casimirovho efektu*). Teda, existencia histórií bola potvrdená aj experimentálne. Preto sa zdá, že podľa všeobecne uznávaných teórií cestovanie v čase na mikroskopickej úrovni skutočne existuje. Cestovanie na makroskopickej úrovni nám však veda zatiaľ neumožňuje a je veľmi otázne, alebo skôr veľmi nepravdepodobné, že sa nám to niekedy podarí.
* Príťažlivá sila medzi dvomi rovinými, rovnobežnými kovovými platňami umiestnenými vo vákuu veľmi blízko seba. Sila vzniká v dôsledku toho, že počet virtuálnych častíc je v priestore medzi platňami menší ako mimo neho.
 
2. 5 Cukor vo vesmíre
Kde: blízko stredu a taktiež na okraji našej galaxie
Čo: nájdenie molekúl jednoduchého cukru
Kedy: december 2008
 
2.  5. 1 Nezvyčajný nález
Po tom, čo astronómovia zistili pri niektorých planétach atmosféru, obsahujúcu dokonca stopy vodných pár, ohlásili ďaľši objav: vo vesmíre je cukor! Presnejšie molekuly jednoduchého cukru -  glykolaldehydu, ktorý býva často spájaný so vznikom života. Najskôr boli molekuly nájdené pomocou rádioteleskopu GBT blízko stredu galaxie. Tento objav naznačil, že molekuly cukru by mohli vznikať i v studených častiach vesmíru. Takéto podmienky môžu existovať vo vonkajších oblastiach mladých planetárnych sústav, kde okrem iného vznikajú tiež kométy. Kométy by potom teoreticky mohli preniesť základné kamene života aj na nové vznikajúce planéty. Vznikol tak život aj na našej zemi?
 
2.  5. 2 Cukor aj na okraji galaxie
Tento cukor bol doteraz nájdený len v strede Galaxie, kde sa to v konečnom dôsledku dalo aj predpokladať. Zaujímavý je však aktuálny nález vzdialený 26 tisíc svetelných rokov od Zeme, na okraji našej galaxii. V tejto oblasti pri tom dochádza k vzniku viacerých nových hviezd. Tento prelomový objav napovedá, že cukor by mohol byť vo vesmíre oveľa bežnejší ako vedci predpokladali. „Ide o veľmi dôležitý objav, pretože je to po prvýkrát, čo bol v hviezdotvornej oblasti, kde by mohli existovať planéty s možným výskytom života, detekovaný základný cukor, glykolaldehyd,“ tvrdí spoluatorka objavu Serena Vitiová z londýnskej University College. Stopy dokazujúce prítomnosť cukru na okraji Mliečnej dráhy našli astronómovia vďaka francúzskemu rádiotelskopu IRAM.
 
2.  5. 3 Význam objavu
Glykolaldehyd je jednoduchá organická molekula, podobná cukru, ktorým sladíme kávu. V kombinácii s ďalšímí molekulami môže vytvárať aj zložitejšie organické zlúčeniny, akými sú napríklad ribóza či glukóza, nosnú konštrukciu pre molekuly nukleokyselín DNA a RNA, ktoré sú nositeľmi genetického kódu živých organizmov. Biológovia sa domnievajú, že práve táto kyselina zohrala dôležitú úlohu pri vzniku života na Zemi. Cukor vo vesmíre dokazuje, že okrem ľudí by sa v našej Galaxii mali nachádzať aj iné civilizácie. K ich nájdeniu sme možno bližšie ako predpokladáme.
 
2. 6 Problematika vzniku vesmíru
Kde: niekde na počiatku času a priestoru
Čo: vznik nášho vesmíru s prvotnej singularity
Kedy: vo vedeckých kruhov otázka známa od roku 1960, hneď po odhalení kozmického mikrovlného žiarenia, ktoré definitívne potvrdilo Veľký tresk
 
- 6. 1 Teória veľkého tresku
Teória veľkého tresku je snaha objasniť, čo sa udialo na úplnom počiatku nášho vesmíru.Objavy v astronómii a fyzike ukázali, že aj napriek pochybnostiam náš vesmír má počiatok. Pred týmto momentom nebolo nič; počas a po tom momente bolo niečo: Náš vesmír. Teória Veľkého Tresku je snaha vysvetliť, čo sa stalo počas a po tom momente. Je to vedcami všeobecne uznávaná teória, i keď stále nie je celkom vysvetlená a naráža i na odpor rôznych fyzikov a vedcov súčastnosti. Podľa štandardnej teórie, náš vesmír skočil do existencie ako “singularita” asi pred 13.7 miliardami rokov. Čo je “singularita“ a odkiaľ sa vzala? V podstate to nevieme s istotou. Singularity sú oblasti, ktoré odporujú nášmu terajšiemu chápaniu fyziky. Predpokladá sa, že existujú v jadre čiernych dier. Čierne diery sú oblasti so silným gravitačným tlakom. Tlak je považovaný, za tak silný, že konečný materiál je vlastne stlačený do nekonečnej hustoty (matematický koncept nad, ktorým myseľ len žasne). Tieto oblasti nekonečnej hustoty sa nazývajú “singularity.”

Predpokladá sa, že náš vesmír začal ako infinitezimálne (nekonečne, neobmedzene) horúci, nekonečne hustý, niečo ako... – singularita. Odkiaľ sa vzal? Nevieme. Prečo sa objavil? Nevieme. Po jeho počiatočnom objavení sa očividne nadul (Veľký Tresk), expandoval a schladil. Od veľmi, veľmi malého a veľmi, veľmi horúceho na veľkosť a teplotu terajšieho vesmíru. Dodnes pokračuje vo zväčšovaní sa a ochladzovaní a my sme v jeho vnútri, vo vnútri expandujúceho vesmíru, ktorý začal ako infinitizemálna singularita, ktorá sa objavila odnikiaľ z neznámych dôvodov. Toto je teória veľkého tresku.
Je mnoho mylných predstáv obklopujúcich veľký tresk. Napríklad si ho zvykneme predstavovať ako obrovskú explóziu. Avšak experti tvrdia, že žiadna explózia nenastala, nastalo (a stále pokračuje) rozpínanie. Radšej ako predstaviť si prasknutie balónu a uvoľnenie jeho obsahu, si predstavte rozpínajúci sa balón: infinitezimálne malý balón rozpínajúci sa až do veľkosti terajšieho vesmíru.

Ďalšia zlá predstava je, že máme sklon predstaviť si singularitu ako malú horiacu loptu niekde vo vesmíre. Podľa mnohých expertov vesmír neexistoval pred veľkým treskom. Počas konca rokov šesťdesiatych a začiatkom sedemdesiatych, keď človek prvý krát kráčal po mesiaci traja britský astrofyzici, Steven Hawking, George Ellis a Roger Penrose obrátili pozornosť k teórii relativity a jej dopadom s ohľadom na naše znalosti času.
V rokoch 1968 a 1970 publikovali dokumenty, v ktorých rozšírili Einsteinovu všeobecnú teóriu relativity tak, aby obsahovala proporcie času a vesmíru. Podľa ich výpočtov, čas a priestor majú určitý počiatok , ktorý sa zhodoval so vznikom hmoty a energie. Singularita sa neobjavila v priestore, priestor sa objavil v singularite. Pred singularitou nič neexistovalo, nebol vesmír, čas, hmota alebo energia – absolútne nič. Takže kde sa objavila singularita ak nie v priestore? Nevieme. Nevieme odkiaľ prišla, prečo prišla ani len kde sa nachádza. Všetko čo vieme je, že my sme v jej vnútri, kedysi neexistovala a ani my nie.
 
2. 6. 2 Ktoré hlavné dôkazy podporujú Teóriu veľkého tresku?
*Predovšetkým my sme si opodstatnene istý, že vesmír mal počiatok.

*Po druhé, galaxie sa od nás vzďaľujú rýchlosťami úmernými k ich vzdialenosti. Toto je Hubbleov Zákon, pomenovaný podľa objaviteľa - Edwin Hubble, rok 1929. Toto pozorovanie podporuje rozpínanie vesmíru a naznačuje, že vesmír bol raz celistvý.

*Po tretie, ak vesmír bol na začiatku veľmi, veľmi horúci ako Veľký tresk vypovedá, mali by sme byť schopní nájsť nejaký zvyšok tohto tepla. V roku 1965 rádio astronómovia Arno Penzias a Robert Wilson objavili reliktové žiarenie (Cosmic Microwave Backround radiation) o teplote 2,725 stupňa Kelvinu (-454,765 stupňa Celzia), ktoré sa šíri pozorovateľným vesmírom. Predpokladá sa, že je to pozostatok, ktorý vedci hľadali. Penzias a Wilson v roku 1978 spoločne získali Nobelovu cenu v oblasti fyziky za ich objav.

* Nakoniec, bolo nájdené veľké množstvo "svetelných zložiek", vodíka a hélia v pozorovateľnom vesmíre čo sa považuje za podporu teórie veľkého tresku.
Je štandardná teória veľkého tresku jediný model vyhovujúci týmto dôkazom? Kdeže, je to len najpopulárnejšia teória. Medzinárodne známy astrofyzik George F. R. Ellis vysvetľuje:

„Ľudia by si mali byť vedomí, že existuje škála modelov, ktoré môžu vysvetliť pozorovania. Napríklad ja môžem zhotoviť guľovo symetrický vesmír s planétou Zem ako jej stredom a nikto to nemôže spochybniť na základe pozorovaní. Môžete to vylúčiť len z filozofického hľadiska. Z môjho pohľadu na tom nie je nič zlé. Ja chcem len zverejniť fakt, že používame filozofické kritéria pri vyberaní našich modelov. Veľa kozmológov sa to snaží skryť.“
 
2.  6. 3. Výskum
Vedci Európskej organizácie pre jadrový výskum (CERN) sa snažia pomocou obrovského urýchľovača častíc, simulovať podmienky Veľkého tresku a poskytnúť nám tak odpovede na otázky o vesmíre a jeho pôvode. Prvou úlohou je test urýchľovača - vyslanie prúdu protónov v jednom a následne druhom smere 27 kilometrov dlhého zariadenia inštalovaného v kruhovom obvode niekoľko desiatok metrov pod zemou. Ich vzájomné zrážky vytvoria nové častice, ktoré budú predmetom výskumu. Na údaje o zrážkach častíc nedočkavo čakajú vedci z celého sveta, ktorí sa podieľajú na projekte. Je možné, že v LHC dôjde v vytvoreniu hmoty, čo by dokázalo teóriu o existencii dosiaľ nepozorovaného Higgsovho bozónu, kľúčovej častice vo vysvetlení pôvodu hmotnosti.   Jedná sa o takzvanú božskú častic, ktorá by mala vysvetliť pôvod celého známeho vesmíru a vesmír v prvých okamžikoch po veľkom tresku. Táto častica je však zatiaľ celkom hypotetická, jej objasnenie a potvrdenie sa považuje za nosný pilier celého experimentu. Či vôbec existuje a či sme schopní niečo také zostrojiť je však len vo hviezdach...
 
2. 7 Nájdeme vo vesmíre inteligentný život?
Kde: observatórium Arecibo na ostrove Portoriko
Čo: zachytávanie rádiových signálov z vesmíru, ktoré by nám mohli existenciu mimozemských civilizácií
Kedy: od roku 1960
 
Prastará otázka, na ktorú ani cez rýchly pokrok moderných technológií v posledných pädesiatich rokov, nedokážeme dať uspokojivú odpoveď. Existujú vo vesmíre okrem ľudstva iné inteligentné bytosti?

2.  7. 1 Výskum sa začína
V roku 1974 sa v meste Arecibo na malom karibskom ostrve začína prvý rozsiahlejší pokus o nadviazanie rádiového kontaktu s možnou inteligentnou formou mimozemského života. Výkonný vysielač s priemerom 305 metrov odoslal sekvenciu rádiových signálov do ďalekého vesmíru. Tieto rádiové lúče nesú smerom ku hviezdám vzdialeným od Zeme 25 000 svetelných rokov rozsiahle informácie o ľudskej civilizácií. Ku hviezdám sa táto správa dostane približne až za 25 tisíc pozemských rokov. Ak všetko dobre dopadne a signál zachytí inteligentná forma života, ktorá ho bude vedieť rozlúštiť, môžeme sa tešiť na odpoveď za rovnako dlhú dobu. Budú ale za takú časovú dobu ešte existovať ľudia? Budú vedieť posolstvo prečítať? Nebude dovtedy celé ľudstvo zničené? Alebo ho nejaká katastrofa uvrhne do technologicky zaostalejšieho obdobia?
 
2.  7. 2 Rovnica na výpočet civilizácií
Signál bol vyslaný k hviezdokope Herkules, keďže práve tu sa predpokladá výskyt možných obývaných planét. Tento signál vyslaný v roku 1974 je však iba jeden z ďaľších rádiových signálov, vysielaných do kozmu v rámci projektu SETI (Seach for Extra-Terrestrial Intelligence – Pátranie po mimozemských civilizáciách). Pri zrode SETI stál americký astronóm Frank Donald Drake. Hlavným dôvodom pre zrod projektu je astronómové presvedčenie o možnosti inteligentného života. Drake je preslávený nie len pre svoj projekt, ale predovšetkým pre svoju Drakeovu rovnicu, podľa ktorej možno vypočítať počet obývaných planét vo vesmíre. Pre jej výsledok je kľúčový podiel hviezd, ktoré majú svoje planetárne systémy a taktiež priemerná hodnota počtu planét, na ktorých panujú podmienky vhodné pre život. A však vzhľadom k neistým premenným dosadeným do rovnice je výsledok veľmi neistý. Môže kolísať od nuly až po niekoľko sto miliónov. Je však pavdepodobné, že Zem nie je so svojím životom až taká výnimočná. Podmienky na Zemi v jej počiatočnom formovaní ničomu nenaznačovali, že by naša planéta bola ideálna pre vznik života. Veď v súčastnosti už poznáme niekoľko vzdialených planét, kde by mohol existovať život. V roku 1995 bola napríklad odhalená planéta obiehajúca okolo hviezdy veľmi podobnej Slnku, nazvanej 51 Pegas. V roku 1999 sa podarilo pri jednej vzdialenej hviezdy hviezde zaznamenať planétu s veľkosťou 1300-krát väčšou ako je objem Zeme. Môže snáď tu existovať život?
 
2.  7. 3 Tri scenáre pre život
Škótsky vedec Duncan Forgan prepočítal hneď tri scenáre počtu mimozemských foriem života v našej galaxii. Prvá varianta počíta s ťažkými podmienkami pre vznik života, ale potom vraj nasleduje ľahký vývoj. V takomto prípade by mohlo v jednej galaxii existovať 361 obývaných planét. Druhý scenár predpokladá jednoduchý vznik života a jeho zložitý vývoj. Z tohto modelu vychádza existencia 31 513 foriem života. Posledný výpočet naviac vychádza z toho, že by život medzi planétami šírili meteority. V takomto prípade by údajne mohlo byť v jedinej galaxii až 37 964 civilizácií.
 
2. 7. 4 Prvotný neúspech
Teleskop pri Arecibo pracuje sedem dní v týždni v takmer nepretržitom prevoze od začiatku 70. rokov 20. storočia a zachatené signály z vesmíru sú vyhodnocované pomocou najmodernejších počitačov. Aj tak doteraz neboli zaznamenané žiadne rádiové signály z vesmíru, ktoré by sme mohli jednoznačne identifikovať ako umelé – takže pochádzajúce od inteligentných bytostí. Je však dôležité podotknúť, že rádiové vlny produkujú aj mnohé vesmírne telesá prirodzeného pôvodu, napríklad pulsary – rotujúce neutrónové hviezdy. Doterajší neúspech SETI však nemusí nutne znamenať, že mimozemský život neexistuje. Mimozemská civilizácia môže byť na úplne inom stupni vývoja ako my alebo nutne nemusí ku svojej komunikácii používať rádiové signály. Dokázali by sme však rozšifrovať rádiové alebo aj iné signály vyslané mimozemskými bytosťami, ktoré premýšľajú možno úplne inak ako my? Veď vôbec netušíme, ako môžu vypadať, akým spôsobom spolu komunikujú. A aj keď existujú, nemusia vôbec mať potrebu kontaktovať nás. Chápali to aj predstavitelia NASA a práve preto v 90. rokoch minulého storočia prestávajú finančne podporovať projekt SETI.
 
2. 7. 5 Pomôcť vo výskume môžeme všetci
Preto sa zrodil nápad, ktorý umožňuje zapojiť sa do tohto ambiciózneho projektu každého z nás. Pomocou špeciálneho programu, ktorý je na stiahnutie na internetovej adrese: http://boinc.berkeley.edu/download.php, bude váš počítač pomáhať vo výskume vesmírnych rádiových signálov. Odoslané výsledky programu z vášho počítača potom vyhodnotia vedci na univerzite v Berkeley v Kalifornii. Takto sa možno raz dočkáme prekvapivého výsledku. Svedčí o tom údajne niekoľko záhadných rádiových signálov zrejme umelého pôvodu, zachytených koncom 20. storočia. A i keď teleskop pri Arecibo možno nikdy nezachytí žiadny rádiový signál od inej vesmírnej civilizácie, snáď nám analýza dát napomôže k novým vesmírnym objavom.
 
3.  Vyriešené otázky posledných rokov
3. 1 Aký je zdroj gama žiarenia?
Od 60. rokov 20. storočia boli veľkou záhadou gama záblesky, ktoré prichádzali z niekade z vesmíru. Po Veľkom tresku sú to energeticky najsilnejšie a najnebezpečnejšie chvíľkové žiarenia, ktoré poznáme. Po rokoch výskumu sa zistilo, že existujú dva druhy – dlhé, ktoré sú zrejme spôsobené kolapsami hviezd a ich premenou na čierne diery, a krátke záblesky, ktoré podľa všetkého vznikajú pri vzájomných kolíziách superťažkých hviezd alebo pri kolízií jednej takejto hviezdy s čiernou dierou. Gama žiarenie teda podľa všetkého vzniká pri vzniku čiernych dier.
 
3. 2 Prečo je oblak pri galaxii IC2497 zelený?
Tajuplný zelený oblak „Hanny´s Voorwelp“ žiariaci pri blízkej galaxii IC2497 v súhvezdí Malého leva plietol vedcovuž od svojho objavu v roku 2007. Obzvlášť keď sa ukázalo, že neobsahuje žiadne hviezdy. Iba na konci minulého roku sa podarilo zistiť, že neobvyklá žiara má pôvod v aktívnej čiernej diere vo vnútri galaxie. Viditeľné ultrafialové žiarenie vychádzajúce z tejto čiernej diery nabíja častice v oblaku a rozsvecuje ho. Kedže sa skladá hlavne z vodíku a kyslíku, svieti na zeleno.
 
3. 3 Ako presne vzniká polárna žiara?
Iba v minulom roku pätica vesmírnych sond THEMIS, objehajúca planétu Zem, konečne poslala dáta, ktoré objasňujú zrod polárnej žiary. Všetko začína v zemskej magnetosfére, ktorá siaha až do výšky dvanástich priemerov našej planéty (12 x 12 750 km). Keď sa magnetické prúdy spoja, uvoľnia sa  energeticky nabité častice a vzniká malá magnetická búrka, ktorá následne vyvolá magnetickú búrku v zemskej atmosfére a rozsvecuje polárnu žiaru. „Bol to projekt, ktorý mal nahradiť staré mýty vedeckým vysvetlením žiary ako dôkazu, že magnetosféra zeme nás ochraňuje pre smrtonosnými dôsledkami solárnych vetrov," uviedol manažér misie THEMIS Frank Snow z NASA. Vedci totiž dosiaľ nevedeli celkom vysvetliť, kde v magnetosfére sa energia solárneho vetra premení na veľkolepý úkaz polárnej žiary.
 
Záver
Čím viac spoznávame oblohu nad nami, tým viac spoznávame aj samých seba. Priznám sa, zo začiatku som váhala, či si vyberiem práve projekt z fyziky a aj po vybratí som si nebola celkom istá, či som spravila správne. Teraz to už viem. Zistila som mnoho nového. Videla som vzdialené svety, hviezdy, galaxie, nachvíľu som stála pri zrode samotného vesmíru a mala som tú česť dotknúť sa zázrakov nášho veľkolepého sveta. Tento projekt ma naučil mnoho nového a dokázal to, že pri zotmení dvíham hlavu k čierno-čiernej tme nad nami a hľadám hviezdokopy, galaxie, hľadám samotnú tvár Boha v tisícoch žiarivých teliesok nad nami. Som rada, že som vám mohla aspoň trochu priblížiť tento tajomný fenomén, zvaný vesmír a priblížiť našu ľudskú nevedomosť, dokázať to, že sme ešte stále kdesi na začiatku a pred nami je dlhá cesta...Veľmi dlhá cesta do neznáma. Čo nám prinesie je obrovská záhada. Základ je využiť naše vedomosti správnym spôsobom, uvedomiť si, čo je správne – čo je dobré pre nás a aj pre prírodu okolo. Využiť ich tak, aby naše budúce generácie boli lepšie ako tie predchádzajúce. A ľudstvo išlo dopredu nielen vedomosťami ale aj morálkou.