Mysleli si, že je to holubí trus. Před 60 lety dva Američané náhodou objevili důkaz Velkého třesku

V horkém červnu roku 1963 se dva američtí fyzici potýkali s nepříjemným problémem. Něco jim rušilo signál. Nakonec se ukázalo, že to nebyli obtížní holubi, jak předpokládali, ale zbytky záření spojeného s Velkým třeskem.

Někdy jsou ty nejúžasnější vědecké objevy spojené spíše s náhodou než s promyšleným výzkumem. A přesně to je příklad dvojice fyziků z Bellových laboratoří Arna Penziase a Roberta Wilsona, kteří chtěli zmapovat rádiové signály z Mléčné dráhy a nakonec jako první změřili záření kosmického pozadí.

Jejich významný objev, který se odehrál před šedesáti roky, pomohl lidstvu získat informace o tom, co se odehrálo na samém počátku vesmíru. A současně změnil kosmologii, vědu o začátku kosmu, na respektovaný fyzikální obor.

V 50. letech 20. století existovaly dvě základní vědecké představy o tom, jak mohl vesmír vzniknout. Ta první tvrdila, že vesmír je všude stejný, byl takový vždy a navždy takový i zůstane. Ta druhá, kontroverznější teorie se snažila nějak zpracovat tehdy nedávný objev Edwina Hubbla z roku 1929, že se galaxie od sebe vzdalují, a to pozoruhodně velkou rychlostí.

Hrstka fyziků v čele s Georgem Gamowem pak upozorňovala, že vzdálenost mezi galaxiemi musela být v minulosti menší, což znamenalo, že v jednom okamžiku na samém počátku byl vesmír nekonečně hustý. Což naznačovalo, že úplně všechno v kosmu vzniklo z tohoto neuvěřitelně hustého a horkého stavu při kataklyzmatické explozi pojmenované Velký třesk. Teorie to byla zajímavá, ale vědcům chyběl jediný způsob, jak ji jakýmkoliv způsobem ověřit nebo podepřít důkazy.

Zastaralá anténa na stopě objevu

Bellovy laboratoře postavily v roce 1960 v Holmdelu ve státě New Jersey obří anténu ve tvaru rohu, která byla součástí velmi raného satelitního přenosového systému nazvaného Echo. Nicméně po vypuštění družice Teslar o několik let později se systém Echo stal pro původně plánované komerční využití zastaralým.

Penzias a Wilson se chopili příležitosti využít anténu jako radioteleskop k zesílení a měření rádiových signálů z prostoru mezi galaxiemi. Aby toho dosáhli, museli ze svého přijímače odstranit veškeré rozpoznatelné rušení, odstranit účinky radaru a rozhlasového vysílání a potlačit také rušení ze samotného srdce přijímače jeho chlazením kapalným heliem.

Penzias a Wilson u antény Echo
Zdroj: Wikimedia Commons

Když tohle všechno Penzias a Wilson udělali, výsledek se jim pořád nelíbil. Na pozadí totiž slyšeli divný a pro ně nepříjemný šum. Byl dost podobný statickému šumu v rádiu, který rušil jejich pozorování předtím. A fyzici si nedokázali vysvětlit, co jim kazí práci.

Šum byl rovnoměrným signálem v mikrovlnném pásmu (o vlnové délce 7,35 centimetru) a zdálo se, že přichází ze všech směrů. Penzias a Wilson prověřili všechno, co je napadlo, aby vyloučili případný zdroj nadměrného záření, který by je mohl rušit. Eliminovali tak vliv měst, jakýkoliv jiný zdroj v okolí i ve vesmíru. Záhada rostla a oba vědci začínali být zoufalí. Nakonec jim zbylo jediné vysvětlení. Trus.

Předpokládali, že za šum mohou holubi, kteří se usadili na anténě. Signál měl podle jejich úvahy rušit jejich trus usazující se na ní. A tak místo zkoumání galaxií trávili oba muži dlouhé hodiny čištěním ptačích exkrementů a vymýšlením kvalitnějších pastí na opeřené narušitele.

Ivan Kaminow, Penziasův kolega z dob jeho začátků v Bellových laboratořích, jednou zažertoval, že Penzias a Wilson „hledali trus, ale našli zlato, což je pravý opak zkušeností většiny z nás.“ Ale i když se anténa blýskala jako zrcadlo a v okolí nepoletoval jediný holub, šumění neustávalo.

Reliktní záření pozorované různými přístroji
Zdroj: Wikimedia Commons

Když se to nedalo svést na holuby a vysvětlení nepocházelo ze známých vlastností vesmíru, začali Penzias a Wilson hledat teoretická vysvětlení a také pomoc u jiných vědců. Přibližně ve stejné době fyzik z Princetonské univerzity Robert Dicke přišel s teorií, že pokud by vesmír vznikl podle teorie Velkého třesku, existovalo by v celém vesmíru záření o teplotě kolem tří stupňů Kelvina.

Když se Penzias a Wilson spojili s jeho laboratoří, tak už Dicke zkoušel hledat důkaz. Zatím ale marně. Když navštívil Bellovy laboratoře, najednou do sebe všechno zapadlo. Záhadný rádiový signál měl všechny jím předpovězené vlastnosti, a musel tedy být skutečně zářením kosmického pozadí. A tedy i důkazem Velkého třesku. 

Obě skupiny publikovaly své výsledky současně v časopise Astrophysical Journal Letters. Oceněna ale byla jen jedna: Penzias a Wilson dostali roku 1978 za svůj objev Nobelovu cenu za fyziku. O více než tři desetiletí později vyslala NASA na oběžnou dráhu družici COBE (Cosmic Microwave Background Explorer), která toto záření podrobně zkoumala a vytvořila první podrobnou mapu analyzující malé nepravidelnosti v mikrovlnném pozadí. I za to byla odměnou další Nobelova cena.

  • Ve stejné době jako COBE naměřila důkazy o reliktním záření také sovětská mise RELIKT-1, ale Američané byli rychlejší v oznámení objevu, proto dostali Nobelovu cenu oni.
  • Sovětští vědci chtěli ve zkoumání pokračovat, ale po rozpadu východního bloku už na tento projekt neměli dostatek financí.

V 21. století toto poznání ještě vylepšila mise WMAP, která ukázala rozložení tohoto záření v pozoruhodném detailu, a nakonec i experiment PLANCK. 

Pomníky reálné i symbolické

Obří rádiová anténa v Holmdelu byla v roce 1990 prohlášena za národní historickou památku. A dokonce i jedna z pastí na holuby si našla cestu do historie –⁠ je dodnes jedním z klíčových artefaktů, které jsou trvale vystaveny ve Washingtonu, D.C. jako součást výstavy v Národním muzeu letectví a kosmonautiky Smithsonova institutu.

Slavná past na holuby v muzeu
Zdroj: airandspace.si.edu/

Objev zcela změnil astrofyziku i možnosti vědy přemýšlet o tom, jak vznikl vesmír. Dříve byly tyto úvahy spíše tématem pro filosofy a teology, ale od té doby se stále intenzivněji řeší v kosmologii. Reliktní záření je hlavním zdrojem informací o tomto období krátce po vzniku kosmu, proto je dnes jedním z nejvíce zkoumaných fenoménů.

Pro fyziky představuje obdobu toho, co znamenají zkameněliny pro paleontology. Podobně jako v nich jsou otištěné stopy dinosaurů, v tomto záření jsou uložené informace o počátku našeho vesmíru. Díky analýzám reliktního záření dnes věda zná velmi přesně stáří kosmu, jeho zakřivení a také ví, jak vypadaly první struktury, jež v něm vznikaly. Z jeho měření se zase povedla odvodit spousta informací o prvních hvězdách a na základě jeho rozložení se v současné době odhaduje další vývoj vesmíru.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

AI vyřešila stovky matematických problémů, tvrdí OpenAI. Vědci protestují

Společnost OpenAI zaměřená na výzkum a vývoj umělé inteligence (AI) zveřejnila rozsáhlou sbírku matematických výpočtů, které vytvořil její nový interní model. Podle deníku The New York Times (NYT) výsledky na jednu stranu odhalují, čeho jsou nejpokročilejší modely AI schopny, ale vyvolávají i otázku, do jaké míry se výsledky opírají o práci skutečných matematiků. Překotný vývoj AI také vyvolává obavy, že firmy technologii vyvíjejí rychleji, než se změně dokáže přizpůsobit akademické prostředí.
před 11 hhodinami

Rakovina dutiny ústní zabije ročně stovky Čechů. Člověk ji může odhalit sám, radí stomatolog

Stovky lidí ročně zbytečně zemřou na rakovinu dutiny ústní, hlavně proto, že se s touto diagnózou dostanou k lékaři pozdě. Ve skutečnosti mohou ale hodně udělat sami, tento nádor se dá totiž odhalit i pomocí samovyšetření. Včasný záchyt je pro toto zhoubné onemocnění klíčový, říká v rozhovoru pro ČT24 přednosta Stomatologické kliniky FN Plzeň Lukáš Hauer.
před 12 hhodinami

Větrné elektrárny mohou ochlazovat mořskou hladinu, ukázal výzkum

Spočítat dopady větrných elektráren na okolí není úplně snadné – zejména na moři, kde existuje spousta nejrůznějších vlivů, jejichž dopady komplikují vyhodnocení. Teď přišli s kvalifikovanými odhady experti ze Skotska.
před 15 hhodinami

Zemřela Margaret Hamiltonová, která vyvíjela programy pro NASA

Ve věku devadesáti let zemřela americká softwarová inženýrka Margaret Hamiltonová, která vedla tým, jenž vyvíjel letový software pro program Apollo amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA). Informoval o tom její někdejší zaměstnavatel, Massachusettský technický institut (MIT).
před 16 hhodinami

Největší soukromá archeologická společnost na světě končí, stovky vědců jsou bez práce

„Archeologie jako byznys s růstovou strategií“ – takový byl záměr americké soukromé společnosti Chronicle Heritage, která zaměstnávala stovky archeologů, antropologů a paleontologů. Na začátku října přestala fungovat, možná i kvůli obavám z budoucího nedostatku financí.
před 17 hhodinami

WHO žádá informace o výskytu moru v Rusku. Podle Moskvy epidemie nehrozí

Světová zdravotnická organizace (WHO) požádala ruské úřady o informace ohledně zpráv médií, že se v sibiřském ústavu pro boj proti moru nakazil další zaměstnanec. Laborantka ústavu podle ruských médií nedávno zemřela na plicní mor, zatímco ruské úřady výskyt moru popírají a tvrdí, že mladá žena podlehla zápalu plic nezjištěného původu. Ruský úřad pro ochranu spotřebitelů Rospotrebnadzor ve středu uvedl, že obyvatelé Irkutské oblasti na Sibiři nečelí žádnému epidemickému nebezpečí.
7. 10. 2026Aktualizováno7. 10. 2026‌‌

Schopnost přírody „vzpamatovat se“ značně přeceňujeme, varuje studie

Rozsáhlá analýza britských výzkumníků popsala, jakými způsoby rozmanitost přírody chrání člověka. A ukázala, jak složité je pro poškozené ekosystémy, jež lidem pomáhají k přežití, vrátit se k plné funkčnosti poté, co jsou nějak poškozené.
7. 10. 2026‌‌

Snovačka a skákavka. Na jižní Moravě objevili dva v Česku dosud neznámé druhy pavouků

Přírodovědci z Masarykovy univerzity objevili skákavku Attulus inexpectus na slanisku Trkmane-Rybníčky u Rakvic a vzácnou snovačku Crustulina sticta na Kosteliskách u Dubňan.
7. 10. 2026‌‌

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.