A nejde o okrajového teoretika nebo internetového vizionáře. Penrose patří mezi nejvýznamnější fyziky moderní doby. Spolupracoval se Stephenem Hawkingem na teorii černých děr a v roce 2020 získal Nobelovu cenu za fyziku za práci související právě s těmito extrémními objekty.
Když tedy tvrdí, že Big Bang možná nebyl skutečný začátek všeho, fyzikální svět to neignoruje. I když s ním zároveň zdaleka nesouhlasí každý.
Penroseova teorie začíná zvláštní otázkou
Co se vlastně stane s vesmírem úplně na konci času?
Ne za miliardy let. Ale za nepředstavitelně dlouhé období, kdy už zaniknou hvězdy, galaxie i většina známých struktur vesmíru.
Standardní kosmologie předpokládá, že vesmír bude dál expandovat. Hvězdy postupně vyhoří, nové už téměř nevzniknou a kosmos se bude pomalu měnit v temné, chladné a extrémně prázdné místo. Nakonec zůstanou hlavně černé díry, které se samy začnou po gigantických časových intervalech vypařovat prostřednictvím Hawkingova záření.
A právě tady Penrose přichází s myšlenkou, která zní téměř absurdně.
Co když se extrémně starý umírající vesmír začne matematicky podobat okamžiku těsně po Big Bangu?
Když přestane existovat měřítko
Penroseova hypotéza nese název Conformal Cyclic Cosmology — konformní cyklická kosmologie.
Na první pohled může působit jako další verze „cyklického vesmíru“, tedy představy, že se kosmos neustále rodí a zaniká v nekonečných cyklech. Jenže Penroseova teorie funguje jinak.
Nejde o vesmír, který se zhroutí a znovu vybuchne.
Klíčová je jiná myšlenka: v extrémně vzdálené budoucnosti může přestat dávat smysl samotné měřítko prostoru a času.
To zní zvláštně, ale Penrose argumentuje poměrně elegantně. Pokud ve vesmíru zanikne veškerá hmota a zůstanou jen částice bez klidové hmotnosti — například fotony — pak přestává být důležité, co je „velké“ a co „malé“. Svět bez pevných měřítek se totiž geometricky chová jinak než vesmír, který známe dnes.
A právě v takové situaci může podle Penrose vzniknout překvapivá matematická podobnost mezi:
– nekonečně starým vesmírem a
– extrémně mladým vesmírem po Big Bangu.
Jinými slovy:
konec jednoho kosmu by se mohl stát začátkem dalšího.
MOHLO BY SE VÁM LÍBIT
Big Bang by pak nebyl absolutním počátkem
To je možná nejradikálnější důsledek celé teorie.
Pokud má Penrose pravdu, pak náš vesmír možná nevznikl „z ničeho“. Mohl vzniknout z pozůstatků předchozí kosmické epochy, kterou Penrose označuje jako aeon.
Každý aeon by představoval samostatný vesmír:
– začínající Big Bangem
– expandující miliardy let
– končící extrémně rozptýleným stavem
– a následně přecházející do dalšího aeonu
Čas by tak neměl jediný absolutní začátek.
Existoval by nekonečný řetězec vesmírů navazujících jeden na druhý.
Reliktní záření: nejstarší fotografie vesmíru
Penroseova teorie by pravděpodobně zůstala jen fascinující filozofickou spekulací, kdyby se nepokusil hledat fyzické stopy předchozího aeonu.
A právě tady vstupuje do hry reliktní záření.
Krátce po Big Bangu byl vesmír extrémně horký a hustý. Prostor připomínal neprůhlednou žhavou směs částic a energie, kterou světlo nemohlo volně procházet. Teprve asi 380 tisíc let po vzniku vesmíru se kosmos ochladil natolik, že začaly vznikat první stabilní atomy a fotony mohly poprvé cestovat prostorem bez neustálých srážek.
Toto pradávné světlo dnes astronomové pozorují jako kosmické mikrovlnné pozadí — reliktní záření.
Je doslova všude kolem nás.
Představuje nejstarší „fotografii“ vesmíru, jakou lidstvo dokáže zachytit. Slabou ozvěnu okamžiku, kdy se kosmos stal průhledným.
A právě v této mapě raného vesmíru hledá Penrose možné stopy něčeho ještě staršího.
Kruhům v reliktním záření fyzici stále nevěří úplně stejně
Penrose spolu s arménským fyzikem Vahe Gurzadyanem tvrdí, že v reliktním záření našli zvláštní soustředné kruhové struktury s neobvyklými teplotními variacemi.
Podle jejich interpretace by mohlo jít o „otisky“ gigantických srážek černých děr z předchozího aeonu. Jinak řečeno: o slabé ozvěny událostí, které se odehrály ještě před naším Big Bangem.
To je mimořádně odvážné tvrzení.
A zároveň velmi kontroverzní.
Mnoho kosmologů totiž namítá, že podobné kruhové vzory lze vysvětlit běžnými statistickými fluktuacemi v reliktním záření. Jiní upozorňují, že data nejsou dostatečně přesvědčivá a že podobné anomálie mohou vznikat přirozeně i v rámci standardního modelu kosmologie.
Debata tak zůstává otevřená.
Penroseova hypotéza není obecně přijímanou teorií vesmíru. Je ale brána dostatečně vážně na to, aby o ní fyzici dál diskutovali.
A to samo o sobě není málo.
Nejzajímavější otázka možná není fyzikální, ale filozofická
Conformal Cyclic Cosmology je fascinující nejen kvůli matematice nebo kosmologii. Útočí totiž na jednu z nejhlubších lidských představ: že všechno musí mít jediný absolutní začátek.
Moderní fyzika už dlouho naznačuje, že čas nemusí fungovat tak intuitivně, jak si ho představujeme v běžném životě. Penrose ale posouvá tuto myšlenku ještě dál.
Co když Big Bang nebyl první okamžik reality? Co když je jen přechodem mezi dvěma kosmickými epochami? A co když vesmír neumírá — jen mění podobu?
Možná nežijeme v prvním vesmíru
Tohle samozřejmě zatím nevíme.
Je možné, že Penroseova teorie bude jednou vyvrácena nebo nahrazena přesnějším modelem. Je také možné, že kruhy v reliktním záření opravdu nepředstavují nic víc než statistický šum.
Jenže i kdyby se ukázalo, že konkrétní důkazy neobstojí, samotná otázka zůstává mimořádně silná.
Proč by měl vesmír existovat jen jednou? Proč by měl mít čas absolutní začátek? A proč by fyzikální zákony vůbec měly umožnit vznik reality, která dokáže vytvářet hvězdy, galaxie i vědomí?
Možná totiž nežijeme v prvním vesmíru. A možná ani v posledním.
Kdo je Roger Penrose
Sir Roger Penrose (* 8. srpna 1931) je anglický matematik, matematický fyzik a filozof vědy. Je emeritním profesorem matematiky na Oxfordské univerzitě, emeritním členem Wadham College v Oxfordu a čestným členem St John's College v Cambridge a University College London. V roce 2020 získal Nobelovu cenu za fyziku „za objev, že vznik černých děr je robustní predikcí obecné teorie relativity“.
MOHLO BY SE VÁM LÍBIT
Zdroje: Britannica, Science Direct, Research Gate, Oxford University, img ai generated Leonardo ai
