Naší matkou je prázdnota, říká americký fyzik Edward Kolb. Kdo je podle něj otec?

Vypadá to, že nicota je matkou nás všech – tak to vnímá profesor Edward Kolb, kosmolog a astrofyzik známý také pod přezdívkou Rocky. Přijal pozvání do pořadu Hyde Park Civilizace. Ve svém výzkumu se zaměřuje mimo jiné na úplný začátek vesmíru a také na temnou hmotu a energii.

Galaxie objektivem Hubbleova vesmírného teleskopu

Jak zjistíme, co tvoří a jaké vlastnosti má 95 % vesmíru? Co bylo před velkým třeskem? A jak si máme představit to nic, ze kterého všichni jsme? Edward Kolb odpovídal na otázky moderátora Daniela Stacha.

Co je vesmír?
Vesmír je všechno, úplně všechno.

A co je vesmír pro vás osobně?
Pro mě osobně je vesmírem moje práce, já studuji vesmír, takže úplně všechno. Původ věcí, velké struktury, složení a evoluce vesmíru. A vesmír pro moderní kosmology neznamená jen hvězdy a galaxie, ale samou podstatu času a prostoru. 

Co je nejlepší a nejhorší věc spojená s vesmírem?
Nejlepší věc je současně i ta nejhorší věc – záhady vesmíru. Nerozumíme vesmíru tolik, jak bychom chtěli, existují kosmické záhady, které se pokoušíme vyřešit každý den. A to je vlastně podstata mé práce. 

Vesmír je bezesporu obrovský, ať už použijeme jakékoli lidské měřítko, ale vy jste řekl, že svým způsobem je velmi jednoduchý. Cituji vás: Nevím, proč by se někdo zatěžoval s chemií, je to tak malá část vesmíru, protože 4 % vesmíru tvoří vodík a helium a jen 25 tisícin procenta tvoří ostatní chemické prvky.
Přesně. Většina vesmíru je pro nás temná, nerozumíme mu. Existuje složka vesmíru, která drží galaxie dohromady; většinu hmoty vesmíru nedokážeme spočítat. Dokážeme sice zjistit, kolik jí je, když například pozorujeme rotaci galaxií, ale galaxie se točí tak rychle, že tam musí být nějaká další hmota, víc než jen hvězdy.

Co si myslíte o chemicích?
No chemici… já si myslím, že chemie hraje důležitou roli v našem životě, ale jako fyzici si z chemiků trošku utahujeme. Rád říkám, že se zabývají jen malou částí vesmíru, takže by měli dostávat jen malou část financí na výzkum.

Jaký je poměr?
Inu, 95 procent vesmíru je temná hmota a temná energie, takže asi čtyři procenta vesmíru tvoří normální hmota, jako je vodík, helium a další prvky. Ale složitých prvků z nich je pak ještě méně.

Takže ze stovky dolarů by měli chemici dostat 4 procenta?
No, spíš tak 25 centů.

25 centů?
Ano, umím být štědrý.

V rozhovoru pro Chicagoreader.com jste v dubnu 2000 řekl, cituji: „Všechno, co známe – vy, já, hvězdy – vzniklo z vakua.“ Když to úplně zjednoduším, můžeme říct, že nic je něco a nicota je matkou nás všech. Můžete mi říct o naší matce víc?
Když fyzik mluví o vakuu, představuje si ideální situaci, kde není žádná hmota, žádná energie, žádná teplota, oblast vesmíru, kde není nic. Když učím, chci po studentech, aby zavřeli oči a přemýšleli o ničem. Někteří z nich jsou v tom velmi dobří, dělají to v podstatě celý kurz. Vidím, jak zavírají oči a přemýšlí o ničem. Jenže nic je ve skutečnosti něco – díky principu neurčitosti v kvantové mechanice. Je možné, aby se v jakémkoliv prostoru nebo čase z vakua vynořily částice nebo antičástice a existovaly třeba jen zlomek sekundy, než se vrátí zase zpět do vakua. To znamená, že naše představa ničeho není úplně klidná situace – je to situace, kdy z vakua neustále vznikají nějaké částice. A to není všechno, ve vakuu je také potenciální Higgsova energie. Před pár lety v CERNu objevili Higgsův boson, ale to je jen malá část Higgsovy teorie. Její další částí je, že na každém místě vesmíru je Higgsova energie vakua, potenciální enegie, obrovský potenciál energie v Higgsově poli na každém místě.

Takže v nicotě není nic, ale hmota?
Tak to přesně je.

Takže naší matkou je ve skutečnosti hmota.
Ano, ano, tak to je. 

Dobře, máme matku, kdo se stal otcem?
Kdo je otcem? Inu, otcem jsou základní zákony přírody, které určují, jak se energie ve vakuu mění v čase. Existuje teorie nazvaná inflace vesmíru, která říká, že velice brzy po vzniku vesmíru, během první sekundy jeho existence, dominovala vesmíru energie vakua. Bylo tam tolik energie, že to způsobilo extrémně rychlé rozpínání vesmíru a během té první sekundy se vesmír zvětšil víc než za dalších 14 miliard let jeho existence.

Takže za svou existenci bychom měli poděkovat hmotě, která je nicotou, a fyzikálním zákonům, které zajistily, že ta hmota, ta nicota přišla k nám?
Tak je to správně, to jsou naši rodiče. Složitější otázkou by ale bylo, kdo jsou naši prarodiče, ale…

Znáte odpověď?
Ne.

Chtěl byste ji znát?
Určitě ano, moc rád bych znal odpověď na otázku původu vesmíru. Rád bych znal odpověď na otázky o složení vesmíru, co je to temná hmota, jaká je podstata temné energie.

O začátcích vesmíru jsme mluvili s Lawrencem Kraussem, kosmologem a fyzikem, který byl také hostem Hyde Parku Civilizace a který řekl: Všichni jsme hvězdný prach, takže zapomeňte na Ježíše, byly to hvězdy, které umíraly, abyste tu mohli být.
Profesor Krauss má pravdu v tom, že jsme hvězdný materiál. Atomy, které tvoří naše těla, jsou důsledkem nukleárních procesů, které probíhaly ve hvězdách. Takže se o tom dá uvažovat dvěma způsoby: buď jsme všichni stvořeni z hvězd, anebo jsme jaderný odpad ze starší generace hvězd.

Cituji vaše slova: „Jsme přesvědčeni, že na začátku vesmíru, ten nepředstavitelně maličký zlomek sekundy po velkém třesku, bylo jen vakuum a potom se vakuum nějak změnilo.“ Co v tomhle případě znamená to „nějak“? Protože „nějak“ není „jak“ a já bych chtěl vědět „jak“?
Taky bychom chtěli vědět, jak se to stalo. Existují důkazy, že během té inflační fáze vesmír expandoval opravdu rychle, ale nevíme proč tak rychle. Inflace začala a my nevíme, jak to skončilo. Nevíme tedy, jak to začalo a jak skončilo – a právě to je podstatou mé vědecké práce i jádrem výzkumu mnoha vědců v České republice i jinde po světě.

Co tipujete?
Popsal jsem to ve své poslední práci. Myslím, že existuje pole, které inflaci pohání, nějaké nové kvantové pole, které je propojené s ostatními poli. Můžeme o něm psát rovnice, ale nemáme žádný důkaz, na který bychom se mohli podívat – zatím.

Celý rozhovor s fyzikem Edwardem Kolbem můžete vidět zde:

Video Hyde Park Civilizace - Edward "Rocky" Kolb
video

Edward Kolb v pořadu Hyde Park Civilizace