To, že vesmír jednoho dne skončí, není ve fyzice nic nového. Skutečně pozoruhodné je, kdy. V článku, který nedávno publikovali fyzik Henry Tye a jeho tým z Cornellovy univerzity v arXivu, se navrhuje, že tento okamžik nastane zhruba za 33 miliard let, což je sice obrovské číslo ve srovnání s 13,8 miliardami let, které má vesmír v současnosti, ale ve srovnání s odhady, s nimiž kosmologové pracovali doposud, je téměř skromné.
Od nepředstavitelných po „sotva“ obrovské
Tradiční modely umisťovaly konec vesmíru do časových měřítek, která bylo téměř nemožné mentálně uchopit: jednička následovaná 100 nulami let. V praxi bylo takové kolosální číslo vnímáno jako synonymum slova „nikdy“. Nová studie však tento horizont radikálně snižuje a přivádí jej do oblasti, která je sice pro lidskou zkušenost stále nepochopitelná, ale alespoň srozumitelně vyjádřitelná.
Úloha černých děr a Hawkingova záření
Jedním z klíčových prvků nového výpočtu jsou černé díry, tedy oblasti vesmíru, kde je gravitace tak intenzivní, že z nich nemůže uniknout nic, dokonce ani světlo. Ty byly považovány za poslední velké struktury, které přežily zánik hvězd a galaxií. Avšak od doby, kdy Stephen Hawking teoreticky ukázal, že tyto objekty vyzařují jemné záření, které způsobuje, že postupně ztrácejí energii, až se zcela vypaří, byla jejich věčnost zpochybněna. Tyeův tým nyní revidoval skutečnou dobu trvání tohoto procesu a dospěl k závěru, že je podstatně rychlejší, než se dříve předpokládalo.
Termodynamika jako hybná síla konce
V pozadí jakéhokoli scénáře konce vesmíru je druhý termodynamický zákon, který uvádí zdánlivě jednoduchý princip: neuspořádanost, kterou fyzikové nazývají entropií, má vždy tendenci růst. Při aplikaci tohoto zákona v univerzálním měřítku dochází k tzv. tepelné smrti, stavu, kdy je veškerá energie rozložena homogenně, bez teplotních rozdílů, které by umožnily existenci složitých struktur. Výsledkem by byl chladný, temný a v podstatě prázdný vesmír.
Cornellova práce přináší rozhodující nuance v tomto obecném rámci. Určité základní procesy, jako je rozpad určitých částic a vypařování extrémních objektů, jako jsou černé díry, by působily jako urychlovače tohoto pochodu k zániku. Studie mimochodem nabízí vodítka, která by mohla pomoci lépe pochopit podstatu temné hmoty, oné neviditelné formy hmoty, která nevyzařuje ani nepohlcuje světlo, ale jejíž gravitační vliv je patrný v celém vesmíru.
Není to apokalypsa: jde o základní fyziku
Podobné výzkumy nemají být předzvěstí blížící se katastrofy. Jejich skutečným účelem je prověřit jak spolu interagují elementární částice, jak se chová gravitace za extrémních podmínek a jaké zákony stále platí, když je čas natažen až na hranice svých možností.
Scénář, který Tyeův tým vykreslil, by byl opakem velkého třesku: ne náhlá exploze, ale pomalý zánik. Vesmír, který se krok za krokem prostě přestane odehrávat.