Země a celá galaxie Mléčná dráha se možná nacházejí uvnitř zvláštní obří oblasti kosmické pouště. Ta způsobuje, že se zde vesmír rozpíná rychleji než v sousedních oblastech, tvrdí astronomové.
Jednou z největších hádanek astronomie je takzvané Hubbleovo napětí. Vychází z rozporu mezi pozorováním a teorií. Když astronomové popsali počáteční podmínky vesmíru, vypočítali podle nich, jak rychle by se měl rozpínat. Problém je, že vesmír se tím neřídí a rozpíná se rychleji.
Záhadu se pokoušela vyřešit celá řada kosmologů a astrofyziků, ale žádné z vysvětlení zatím nebylo obecně akceptováno bez výhrad. To může potkat i nejnovější pokus o rozlousknutí tohoto astronomického oříšku, ale autoři nové hypotézy v ni mají velkou důvěru. Zatím ji nevydali v odborném žurnálu, ale přednesli ji na velké mezinárodní konferenci.
Hubbleova konstanta
Hubbleovu konstantu poprvé navrhl slavný astronom Edwin Hubble téměř před sto lety, konkrétně v roce 1929. Vyjadřuje rychlost rozpínání vesmíru, dá se ověřit pozorováním vzdálenosti nebeských objektů a rychlosti, jakou se od nás vzdalují. Potvrzuje mimo jiné i fakt, že se vesmír rozpíná a tedy, že vzešel z jednoho místa – podporuje tak teorii Velkého třesku.
Kámen úrazu je ale v tom, že extrapolace měření vzdáleného, raného vesmíru na současnost pomocí standardního kosmologického modelu předpovídá pomalejší rychlost rozpínání, než ukazuje měření blízkého, novějšího vesmíru.
Možných vysvětlení je spousta. To nové nehledá žádnou novou hmotu nebo energii ve vzdálených částech kosmu, což zkoušela většina těch dosavadních. „Možným řešením tohoto rozporu je, že se naše galaxie nachází blízko středu velké lokální prázdnoty,“ popsal astrofyzik Indranil Banik z University of Portsmouth.
To by podle něj způsobilo, že by hmota byla gravitací přitahována k vnější části této oblasti s vyšší hustotou, což by vedlo k tomu, že by se prázdnota postupem času ještě víc vyprazdňovala. „Protože se prázdnota vyprazdňuje, rychlost objektů dál od nás bude větší, než kdyby tam prázdnota nebyla. To tedy vyvolává zdání rychlejší lokální expanze,“ vysvětluje Banik.
Hubbleovo napětí by tedy bylo vlastně jen lokálním jevem platným pro velmi malou část vesmíru, konkrétně tu, v níž náhodou existuje lidstvo. „Existuje jen málo důkazů, že rychlost rozpínání se neshoduje s očekáváním standardní kosmologie ve vzdálenějším časovém horizontu. Takže lokální řešení, jako je lokální prázdnota, je slibnou cestou k řešení problému,“ doplnil.
Vesmír s prázdnotou kolem Země
Aby tato hypotéza fungovala, musela by se Země a celá Sluneční soustava nacházet poblíž středu jakési pouště o poloměru asi miliardy světelných let a s hustotou asi o 20 procent nižší, než je průměr pro celý vesmír. Spočítat hmotu v tak obřím prostoru není snadné, ale pokud se spočítá hmota v galaxiích, pak by teorie fungovala: hustota galaxií ve vesmíru poblíž Země je totiž opravdu nižší než v jiných, vzdálenějších oblastech.
Jenže to zase přináší další problém: kosmologie totiž předpokládá, že by vesmír měl být homogenní; standardní model říká, že je v něm hmota rozložená víceméně rovnoměrně. Co je tedy tím nejsilnějším argumentem? Jsou to vlny přezdívané BAO.
Zní to sice jako jméno pro pandu, ale ve skutečnosti jde o zkratku pro Baryon acoustic oscillations, což jsou jakési „zvukové vlny“ ve vesmíru, které vznikly krátce po Velkém třesku, když se hmota a záření střídavě stlačovaly a rozpínaly – podobně jako zvukové vlny ve vzduchu. Tyto vlny se šířily jen ve velmi mladém vesmíru, dokud se asi 380 tisíc let po Velkém třesku hmota a záření neoddělily. V místech, kde se vlna zastavila, zůstala hmota mírně nahuštěná, což dnes pozorujeme jako mírné „pravidelné“ rozložení galaxií ve vesmíru. Měření BAO pomáhá vědcům lépe porozumět struktuře vesmíru a jeho rozpínání.
„Tyto zvukové vlny se šířily jen krátkou dobu, než zamrzly na místě, jakmile se vesmír ochladil natolik, že se mohly vytvořit neutrální atomy,“ vysvětlil Banik. „Fungují jako standardní pravítko, které můžeme použít ke zmapování historie kosmického rozpínání.“
A právě lokální prázdnota podle astrofyzika narušuje některé detaily naměřené v BAO za posledních dvacet let.
Je to málo
Autoři přiznávají, že jejich důkazy jsou sice zajímavé, ale zatím stále slabé. Jejich vysvětlení jim ale připadá jako potenciálně natolik logické, že chtějí do výzkumu investovat další čas, finance i energii.
Chtěli by teď porovnat svůj model lokální prázdnoty s dalšími metodami a modely, které popisují rychlost rozpínání vesmíru jinak. Cestou by podle nich mohlo být prozkoumání umírajících galaxií, v nichž se už netvoří hvězdy.
