Kdo bude mít pravdu? Přívrženci „temné hmoty a energie“, nebo klasické poučky Isaaca Newtona? Dokument BBC
00:00:02 Ve vesmíru je "něco" podivného.
00:00:07 Tato žena "to něco" proslavila.
00:00:10 Tento muž si myslí, že ví, co "ono něco" je,
00:00:13 ale nikdy to neviděl.
00:00:17 Tohoto pána to ovšem nevzrušuje, protože podle něj "to" neexistuje.
00:00:22 Což je problém, protože tento člověk tvrdí,
00:00:25 že ono "něco" tvoří devadesát šest procent vesmíru.
00:00:35 Česká televize uvádí dokumentární film BBC
00:00:39 VESMÍRNÁ INVENTURA
00:00:47 Atomy jsou nesmírně všestranné částice.
00:00:50 Z jejich nejrůznějších kombinací se skládá všechno kolem nás.
00:00:58 Třeba my sami, naše káva nebo tenisové rakety.
00:01:04 Jsou z nich složeny dokonce i děti.
00:01:07 Atomy jsou zkrátka všude.
00:01:12 Slunce, planety, galaxie, celý vesmír je z hmoty
00:01:17 tvořené atomy.
00:01:22 Je tu však jedno "ale".
00:01:25 Jak se zdá, vesmír má také jiné stavební prvky.
00:01:31 Je to velmi bizarní představa, kterou lze jen těžko vysvětlit.
00:01:36 Celým kosmem hýbe něco neviditelného.
00:01:40 Může to být prach, planety,
00:01:44 mohou to být mimozemské civilizace.
00:01:47 Pokud nějaké existují, musely by se opravdu pořádně činit.
00:01:52 Protože devadesát šest procent vesmíru do počtu chybí.
00:01:58 Jeho nalezení se pro některé vědce stalo největší výzvou,
00:02:01 kterou před ně klade současná fyzika.
00:02:04 Většinu vesmíru tvoří něco jiného
00:02:07 a my chceme zjistit, co to je.
00:02:09 Jiní to však považují za velký omyl.
00:02:13 Tady nejde o fyziku. Zbytečně se ženou za přeludem.
00:02:22 Jedno z center pátrání po onom chybějícím vesmíru
00:02:25 se nachází na severu Anglie - na dně šachty.
00:02:33 Tyto muže nezajímá ani sůl ani potaš,
00:02:36 které se těží v nejhlubším dole Evropy.
00:02:41 Kilometr a půl pod zemský povrch je zavedlo něco jiného.
00:02:52 Už šestnáct let se spouštějí do nitra země.
00:02:56 Za speciální vybavení již utratili miliony.
00:03:00 Pátrají totiž po novém druhu částic.
00:03:05 -Hledat tady takovou věc vypadá podivně.
00:03:08 Nepřipadá vám někdy, že jenom ztrácíte čas?
00:03:11 -Ale vůbec ne.
00:03:12 Základní otázka, kterou se těmito experimenty snažíme zodpovědět,
00:03:16 má pro fyziku a kosmologii elementární význam.
00:03:22 Musíme být prostě hodně trpěliví.
00:03:26 Přesto může být pátrání po substanci chybějícího vesmíru
00:03:30 někdy frustrující.
00:03:35 Některé technické postupy a různé komplikace
00:03:37 při našich pokusech bohužel způsobují,
00:03:40 že nemůžeme postupovat rychleji.
00:03:46 V sázce je mnoho.
00:03:48 Kdyby se podařilo této záhadě přijít na kloub,
00:03:51 porozuměli bychom fungování vesmíru
00:03:53 a Nobelovy ceny by se jen hrnuly.
00:03:57 Není divu, že se zemské hlubiny badateli jenom hemží.
00:04:00 Honba za záhadným kosmickým materiálem odstartovala
00:04:03 v sedmdesátých letech dvacátého století.
00:04:13 V té době vědci vymýtili neštovice,
00:04:18 vynalezli skákací míč a dopravili člověka na Měsíc.
00:04:25 A co víc - byli spokojení se znalostmi o vesmíru.
00:04:29 Věděli, z čeho se skládá -
00:04:32 a nic jim v něm tenkrát nechybělo.
00:04:38 Pak to ale dva profesoři ze Spojených států
00:04:40 všechno pokazili.
00:04:46 V roce 1974 se rozhodli zjistit zdánlivou maličkost -
00:04:50 kolik vlastně obsahuje vesmír hmoty.
00:04:57 Jerry Ostriker do projektu přispěl znalostmi astronomie,
00:05:01 které jsem já neměl.
00:05:03 Jako fyzik jsem toho o hvězdách moc nevěděl.
00:05:09 Napadlo nás to s Jimem Peeblesem už o několik let dříve,
00:05:13 když jsme řešili stabilitu galaxií.
00:05:19 Začátkem sedmdesátých let pracovali Ostriker s Peeblesem
00:05:23 na počítačových modelech vesmíru.
00:05:29 Jenže narazili na problém.
00:05:31 Jejich virtuální galaxie jim nedržely pohromadě.
00:05:36 Snažili jsme se vytvořit model naší Mléčné dráhy.
00:05:40 Když jsme ale do počítače zadali všechno,
00:05:42 co je na obloze vidět, nefungovalo to.
00:05:46 Hvězdný disk se nám po první rotaci rozpadl
00:05:49 na jakési dva shluky, takové cákance.
00:05:54 Řešení bylo prosté. Potřebovali do galaxií doplnit hmotu.
00:05:59 Více hmoty by zvýšilo množství gravitace,
00:06:01 která tato seskupení stmeluje.
00:06:06 Potíž byla v tom, že už žádná hmota nebyla k mání.
00:06:12 Tak si vymysleli vlastní.
00:06:15 Nazvali ji "temná hmota."
00:06:24 Dokud jsme nezapočítali temnou hmotu,
00:06:27 nechovaly se naše galaktické struktury tak, jak měly.
00:06:36 Tato látka není vidět a nedá se zjistit.
00:06:39 Je to zkrátka označení teoretické substance
00:06:42 potřebné k fungování simulací. Úplná novinka to však nebyla.
00:06:50 V roce 1930 si jeden chytrý fyzik všiml jisté zvláštnosti -
00:06:55 ne, toho nemyslíme - naším mužem byl Fritz Zwicky,
00:07:00 vědec, u něhož genialita hraničila se šílenstvím.
00:07:08 Svůj postřeh neučinil rozvíjením teorií na papíře,
00:07:11 ale při pozorování oblohy dalekohledem.
00:07:17 Fritz Zwicky si jako první uvědomil, že se něco děje,
00:07:21 že něco nesedí.
00:07:24 Když pozoroval rotující shluky galaxií, pochopil, že síly,
00:07:27 které je drží pohromadě, neodpovídají množství hmoty,
00:07:31 obsažené ve viditelných hvězdách.
00:07:39 Jenže Zwicky byl podivín a kolegové jeho vědeckou práci
00:07:43 někdy poněkud podceňovali.
00:07:46 Jeho zapomenuté myšlenky však byly pro Ostrikera s Peeblesem
00:07:49 učiněným požehnáním.
00:07:53 Znovu a znovu jsme kontrolovali svoje výpočty,
00:07:56 až jsme narazili na Zwickyho poznámky o temné hmotě.
00:08:01 Spočítali jsme to ještě jednou a vyšlo nám,
00:08:03 že je jí skoro desetkrát více než hmoty hvězd,
00:08:06 planet a vesmírného plynu.
00:08:13 V roce 1974 zveřejnili Jerry Ostriker a Jim Peebles článek,
00:08:19 v němž tvrdili, že galaxie nemohou bez temné hmoty existovat.
00:08:23 A potřebují jí spousty -
00:08:26 mnohem více, než tvrdil profesor Zwicky.
00:08:31 Mnoho pochopení ale nenašli.
00:08:38 Fyzikové neměli Zwickyho rádi, i když proti jeho poznatkům
00:08:41 nemohl nikdo nic namítnout.
00:08:44 A naše závěry se jim taky moc nezamlouvaly.
00:08:48 Pamatuji si vášnivé diskuse z té doby.
00:08:52 Spousta kolegů mi říkala, že je to jenom spekulace -
00:08:54 a měli pravdu.
00:08:57 Ke smůle obou vědců nebyl svět na teorii částic neznámé podstaty
00:09:01 ještě připraven.
00:09:06 Pak ale nastal obrat - díky Veře Rubinové.
00:09:18 Když jsem tu začínala, hledala jsem něco,
00:09:20 na čem bych mohla dělat vlastním tempem.
00:09:24 Měli jsme čtyři děti.
00:09:26 Manžel mě sice podporoval, ale i tak bylo dojíždění
00:09:30 do observatoře hodně obtížné.
00:09:37 Vera se rozhodla ignorovat v té době velmi módní
00:09:39 problematiku černých děr.
00:09:41 Místo toho se zaměřila rovnou na celé galaxie -
00:09:45 a přišel zásadní objev.
00:09:52 Po tři sta let vychází fyzika z Newtonových zákonů.
00:10:00 Gravitace ovládá všechno - od padajících jablek
00:10:03 až po střídání přílivu a odlivu.
00:10:06 Gravitační teorie rovněž dokonale popisuje pohyby těles
00:10:09 ve sluneční soustavě.
00:10:11 Planety na oběžných drahách udržuje přitažlivá síla Slunce,
00:10:15 která ovšem s rostoucí vzdáleností slábne.
00:10:24 Když si nakreslíme závislost rychlosti oběhu
00:10:28 na vzdálenosti od Slunce -
00:10:32 tady je Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn, Uran,
00:10:40 Neptun, Pluto -
00:10:43 vidíme, že Merkur obíhá mnohem rychleji než Pluto.
00:10:53 Tento graf se nazývá rotační křivka
00:10:57 a je přímým důsledkem gravitačních zákonů.
00:11:01 Čím dále putujete od Slunce, tím slabší je jeho přitažlivost.
00:11:09 Galaxie fungují na stejném principu
00:11:11 jako naše Sluneční soustava.
00:11:13 Až na to, že ve spirálních galaxiích udržuje hvězdy
00:11:16 na jejich drahách přitažlivost černé díry.
00:11:24 Vera se v rámci svého projektu zaměřila právě na rotační křivky
00:11:28 hvězdných soustav.
00:11:33 Vybrala jsem si vnější oblasti galaxií,
00:11:36 protože těmi se nikdo nezabýval, zatímco mně ten problém
00:11:40 vrtal hlavou už dlouho.
00:11:45 Vera zaměřila dalekohled k nejbližším galaktickým sousedům
00:11:48 - na Andromedu.
00:11:51 Získala jsem mnoho dat, která jsem postupně zaznamenávala do grafů.
00:11:55 Zjistila jsem, že vzdálené hvězdy nezpomalují,
00:11:59 ale obíhají stejně rychle jako ty poblíž středu galaxie.
00:12:04 A to bylo překvapení, které bylo třeba vysvětlit.
00:12:08 Hvězdy jakoby popíraly zákony gravitace.
00:12:11 Očekávané rotační křivky křivkami vůbec nebyly.
00:12:18 Když si srovnáme rychlost, kterou hvězdy v galaxii obíhají,
00:12:22 zjistíme, že se od středu systému až k jeho okraji prakticky nemění.
00:12:30 To odporovalo našim předpokladům.
00:12:33 Srovnáním s naší Sluneční soustavou a po aplikaci
00:12:36 Newtonových zákonů jsme očekávali, že se bude rychlost
00:12:39 s rostoucí vzdáleností snižovat.
00:12:43 Znamenalo to, že naše představy o galaxiích jsou mylné.
00:12:51 Hvězdy se pohybovaly příliš rychle.
00:12:54 Správně by měly prostě ulétnout do vesmíru.
00:12:56 Jakoby je ale na místě držela nějaká dodatečná přitažlivost.
00:13:01 Shodou okolností bylo množství temné hmoty,
00:13:04 které spočítali naši dva profesoři, přesně takové,
00:13:07 že potřebnou gravitační sílu poskytlo. Byl to úžasný úspěch.
00:13:17 Práce Very Rubinové měla přelomový význam.
00:13:22 Naše myšlenka přestala být tématem debat několika zasvěcenců
00:13:27 a stala se obecně rozšířenou a přijímanou teorií.
00:13:38 Obrázky mají značnou přesvědčovací sílu.
00:13:44 Veřiny náčrtky hovořily jasnou řečí.
00:13:47 O jejich významu nebylo nejmenších pochyb.
00:13:58 Vědci stanuli před záhadou. Něco tu nehrálo.
00:14:05 Ve vesmíru nebylo dost hmoty, aby ho svou gravitací
00:14:07 udržela vcelku.
00:14:12 Přesto tu ale vesmír je a známky rozpadu nejeví.
00:14:21 Ale problém se vyřešil poměrně rychle.
00:14:24 Peebles s Ostrikerem poskytli patřičné vysvětlení,
00:14:27 které se Veřinou zásluhou stalo naráz populární.
00:14:33 Každý, kdo v astrofyzice něco znamenal, se na toto téma vrhl.
00:14:38 Temná hmota se ocitla na prvních stránkách novin.
00:14:45 Věc ale měla malý háček.
00:14:48 Nikomu se nepodařilo temnou hmotu najít.
00:14:57 Zatím o ní víme jen málo.
00:15:00 Zaprvé, jde o částice hmotné povahy,
00:15:03 protože hmota je gravitačně přitahována pouze jinou hmotou.
00:15:08 Zadruhé, musí jí být spousta, protože objem hvězd
00:15:11 a dalších objektů odrážejících světlo,
00:15:14 které pozorujeme, představuje pouhou pětinu množství
00:15:18 potřebného k udržení hvězd v galaxiích.
00:15:25 A to je tak všechno, co o ní můžeme říct.
00:15:35 Prvním krokem tedy bylo zjistit, co vlastně temnou hmotu tvoří.
00:15:44 Na začátku se zdálo, že možností je celá spousta.
00:15:52 Označení "temná hmota" zní exoticky,
00:15:56 ale většina věcí kolem nás je v podstatě temných
00:15:59 s výjimkou světelných zdrojů - jako jsou lampy
00:16:02 či reflektory aut, a látek, které světlo odrážejí.
00:16:07 Zdrojem oné dodatečné gravitace tak může být v podstatě cokoliv
00:16:12 z našeho okolí. A přesně po tom začali lidé pátrat.
00:16:21 Astronomové začali měřit plynová mračna, hvězdný prach,
00:16:25 planety, mrtvé hvězdy.
00:16:29 Do pátrání po identitě temné hmoty bylo třeba zahrnout
00:16:32 všechno, co ve vesmíru "nezáří."
00:16:40 Bylo toho ale pořád málo.
00:16:43 Počátkem devadesátých let nedosahovaly nejoptimističtější
00:16:47 odhady ani deseti procent požadovaného množství.
00:16:55 Pokud však netvoří temnou hmotu obyčejná látka,
00:16:59 kterou jenom nevidíme, může to být i něco,
00:17:01 co je zcela neviditelné z principu.
00:17:06 Riccardo Giovanelli se zabývá pozorováním těch částí vesmíru,
00:17:09 které jsou astronomům běžně nedostupné.
00:17:13 Také k tomu nepoužívá obyčejný dalekohled.
00:17:23 Radioteleskop zachycuje rádiové vlny, které připomínají
00:17:27 viditelné světlo, ovšem s mnohem větší vlnovou délkou.
00:17:33 Otvírá nám nové okno do vesmíru a doplňuje jeho obraz o to,
00:17:37 co nemůžeme spatřit vlastníma očima.
00:17:49 Zařízení v portorickém Arrecibu je známé
00:17:52 jako "největší ucho na světě."
00:18:08 Tři sta pět metrů široká mísa soustřeďuje rádiové vlny,
00:18:11 které odráží k anténám v devítisettunovém bloku
00:18:15 zavěšeném sto padesát metrů vysoko.
00:18:23 Riccardo tu spolu s kolegy skládá obraz vesmíru
00:18:27 za pomoci základního chemického prvku - vodíku.
00:18:38 Je to nejrozšířenější prvek v kosmu.
00:18:41 Pomocí teleskopu zjišťujeme jeho rozložení v prostoru
00:18:44 a studujeme strukturu vesmíru jako celku.
00:18:52 Když svůj obraz dokončili, zjistili podivnou věc.
00:18:56 I na samém okraji galaxií, kde kromě vodíku nic jiného není,
00:19:00 obíhá plyn stejnou rychlostí jako hvězdy.
00:19:04 Neznámá síla ovládá dokonce i pohyb vodíku.
00:19:12 Zdálo se, že temná hmota musí existovat jako ohromná,
00:19:15 vše prostupující aureola, která obklopuje galaxii
00:19:19 a vše v ní, tedy i nás na Zemi.
00:19:27 Dnes už víme, že množství hmoty obsažené ve hvězdách a plynech
00:19:32 neodpovídá hodnotám, jaké vyplývají z rotačních křivek.
00:19:36 Takže ona dodatečná hmota musí mít ne baryonovou,
00:19:40 to jest neatomární povahu.
00:19:46 Veškeré důkazy směřují k mírně znepokojivému faktu.
00:19:52 Temná hmota není složená z atomů jako my,
00:19:54 káva, tenisové rakety nebo děti.
00:19:59 "To něco", po čem pátráme, je substance,
00:20:03 kterou netvoří atomy.
00:20:07 "Něco", co je úplně všude, ale my to nevidíme.
00:20:18 Věda musela zaujmout úplně nový postoj
00:20:20 a vyrovnat se s úplně novým druhem hmoty.
00:20:24 A to vyžadovalo úplně nový druh vědce.
00:20:35 V podzemí dolu v clevelandském Boulby
00:20:38 hon na tajemnou částici pokračuje.
00:20:42 Hlavním lovcem je profesor Tim Sumner.
00:20:47 Není astronom, ale experimentální astrofyzik.
00:20:53 Jeho pátrání probíhá v klinicky čistém prostředí.
00:20:57 Speciální kombinézy a vzduchové sprchy zajišťují,
00:21:00 aby dovnitř nepronikly žádné cizorodé látky.
00:21:15 Protože takové obyčejné věci jako kamení, prach a plyn
00:21:20 tvořené běžnými atomy byly vyloučeny,
00:21:23 hledá profesor se svým týmem něco, co je hmotné,
00:21:27 ale není to atom.
00:21:33 Nejžhavější kandidát zatím existuje jenom na papíře,
00:21:36 ale zato disponuje teoretickou schopností
00:21:38 prostupovat nitrem země.
00:21:44 Ticho hlubinného dolu je tím správným místem
00:21:47 k zachycení jeho potenciálního signálu.
00:22:00 Temná hmota, kterou hledáme, je zcela novým druhem částic.
00:22:04 Věříme v její existenci, protože se objevuje
00:22:07 i v jiných fyzikálních teoriích.
00:22:13 Oné nepolapitelné částici se říká neutralino.
00:22:17 Má nenulovou hmotnost, vyskytuje se v celém vesmíru
00:22:21 a může být onou tajemnou temnou hmotou.
00:22:25 Pokud neutralino opravdu existuje,
00:22:28 může prostupovat látkami složenými z atomů.
00:22:35 Ke smůle profesora Sumnera to ovšem znamená,
00:22:38 že může bez povšimnutí procházet i jeho detektory.
00:22:47 V této laboratoři se snažíme objevit hypotetickou částici,
00:22:51 která téměř neinteraguje s našimi terčíky,
00:22:55 a pokud by se to stalo, nezanechá v nich skoro žádnou odezvu.
00:23:06 Sumner a jeho spolupracovníci už po temné hmotě pátrají
00:23:09 šestnáct let, a zatím nenalezli vůbec nic.
00:23:15 Takové procento úspěšnosti by většinu vědců skličovalo,
00:23:18 ale experimentální astrofyzici jsou z jiného těsta.
00:23:23 V sázce je totiž mnoho.
00:23:26 Odhalení temné hmoty by se zcela jistě zařadilo
00:23:29 mezi nejvýznamnější fyzikální objevy.
00:23:33 Fyzika i kosmologie dnes stojí před zásadním problémem.
00:23:38 Jeho vyřešení by bylo ohromným vítězstvím.
00:23:44 Takže to neděláte pro Nobelovu cenu?
00:23:49 Bylo by to zadostiučinění.
00:23:56 Než ale vyrazíme objednat letenky do Stockholmu,
00:23:59 musíme si uvědomit, že objevení temné hmoty
00:24:01 v jakékoliv formě nás teprve čeká.
00:24:09 Rovněž je třeba zmínit, že pro některé vědce
00:24:12 je celý projekt jen ztrátou času a peněz.
00:24:18 Ti lidé sami od sebe nepřestanou.
00:24:21 Až jim dojdou peníze, tak to skončí.
00:24:24 Je to jejich práce.
00:24:26 Zavedli si svoje postupy, a dokud budou mít k dispozici
00:24:29 potřebné zdroje, budou chtít pokračovat.
00:24:34 To, že, zatím vůbec nic neobjevili,
00:24:37 je pro ně jenom důkazem toho, že je to prostě obtížné.
00:24:44 Profesor Milgrom mezi příznivce temné hmoty rozhodně nepatří.
00:24:49 Podle mě není její přítomnost v galaxiích vůbec nutná.
00:24:55 Spíše by se měly přehodnotit fyzikální zákony.
00:25:01 Profesor Milgrom je přesvědčen, že teorie temné hmoty je mylná
00:25:05 a prosazuje na fyzika nebývale kacířskou myšlenku -
00:25:11 upravit Newtonovy zákony.
00:25:22 Dnes už není pochyb o tom, že něco je jinak.
00:25:26 Ploché rotační křivky nedávají bez dodatečné dávky
00:25:29 gravitace smysl.
00:25:31 Buď ji vyvolává temná hmota, anebo je přitažlivost
00:25:34 na některých místech silnější.
00:25:37 A na tom založil Milgrom svou brilantní,
00:25:40 ale možná také úplně scestnou teorii.
00:25:49 Když mě to napadlo poprvé, byl jsem si téměř jist,
00:25:53 že to nemůže být pravda.
00:25:55 O platnosti základních fyzikálních zákonů se běžně nepochybuje.
00:26:01 Zpochybnit Newtona může mít na kariéru fyzika neblahý vliv,
00:26:05 a tak si zprvu nechal Milgrom svoje myšlenky pro sebe.
00:26:13 Až v roce 1981, sedm let po nástupu temné hmoty,
00:26:17 si byl dostatečně jist a svou teorii zveřejnil.
00:26:23 První reakce nebyly prakticky žádné.
00:26:28 Jako by mou práci ignorovali.
00:26:37 Idea proměnlivé gravitace byla na svou dobu příliš radikální.
00:26:42 Přestože i představy o temné hmotě byly stále dosti nejasné,
00:26:46 podnítily zájem o mnohem závažnější otázky.
00:26:52 Mnozí astronomové nyní chtěli vyřešit největší hádanky vesmíru.
00:26:59 Mou prací je hledat principy fungování vesmíru.
00:27:03 Tak to stojí v mojí smlouvě.
00:27:06 A jak vám to jde?
00:27:08 Za posledních sto let jsme v chápání vesmíru
00:27:11 učinili obrovský pokrok.
00:27:14 Nyní začínáme skládat celistvý obraz
00:27:16 jeho celkového vývoje od Velkého třesku
00:27:19 až po majestátní krásu galaxií, kterou obdivujeme dnes.
00:27:28 Kosmologové, jako profesor Frenk, touží poznat příběh
00:27:31 celého vesmíru.
00:27:33 Proto ho problém temné hmoty velice zajímá.
00:27:39 Jednou z nejtěžších otázek je určit,
00:27:42 kolik temné hmoty vlastně existuje.
00:27:45 Jak můžeme zjistit její množství, když ji není vidět?
00:27:49 Museli jsme se proto uchýlit k nepřímým,
00:27:51 ovšem velice pádným argumentům.
00:27:57 Nejpádnější je teorie Velkého třesku,
00:27:59 která odhaduje celkové množství hmoty ve vesmíru.
00:28:04 Prostým spočítáním hvězd tvořených "viditelnou" hmotou
00:28:07 dospějeme ke čtyřem procentům původního předpokladu.
00:28:12 "Temné" hmoty proto musí být teoreticky devadesát šest procent.
00:28:20 Začátkem devadesátých let jsem měl příležitost zúčastnit se
00:28:24 experimentu, při kterém se nám poprvé podařilo
00:28:27 množství temné hmoty přesně změřit.
00:28:36 Frenk a jeho kolegové očekávali, že naměří oněch chybějících 96%,
00:28:42 ale čekalo je překvapení.
00:28:46 Zjišťovali jsme, kolik temné hmoty ve vesmíru je,
00:28:49 a vyšlo nám, že příliš málo.
00:28:54 Přesněji řečeno - vesmíru stále scházelo sedmdesát pět procent.
00:29:01 Výsledná hodnota byla pětkrát nižší, než jsme očekávali.
00:29:05 Po spirituální i filozofické stránce to pro mě bylo
00:29:09 drsné procitnutí. Vesmír mi vůbec nedával smysl.
00:29:16 Místo, aby všechny problémy vyřešila,
00:29:18 nastolila temná hmota problémy nové.
00:29:22 Měli jsme dojem, že nám něco velkého,
00:29:25 co činí náš vesmír prostým a elegantním,
00:29:27 stále uniká mezi prsty.
00:29:31 Nenašli jsme tolik temné hmoty, kolik jí prostě muselo být!
00:29:36 Kosmologům se v jejich teorii objevila díra zvící
00:29:39 pětasedmdesáti procent vesmíru - a všechno začínalo nanovo.
00:29:45 Poprvé v kariéře jsem kvůli vědeckým výsledkům nemohl spát.
00:29:49 Pořád se mi honilo hlavou, že za tím vším vězí
00:29:52 ještě něco jiného.
00:30:00 S temnou hmotou to bylo nahnuté.
00:30:04 Tato vysoce teoretická a pravděpodobně nezjistitelná
00:30:07 částice, jež měla objasnit chování galaxií,
00:30:10 chybějících šestadevadesát procent vesmíru nezaplnila.
00:30:18 Pak se v roce 1998 Velký třesk postaral o další překvapení.
00:30:23 Saul Perlmutter začal s pomocí jednoho z největších
00:30:27 teleskopů světa měřit rychlost rozpínání vesmíru.
00:30:31 A všechno bylo zase jinak.
00:30:41 V té době jsme byli přesvědčeni,
00:30:44 že vesmír musí následkem gravitace zpomalovat.
00:30:48 Veškerá hmota je v něm přitahována jinou hmotou,
00:30:51 a člověk by čekal, že to rychlost jeho rozpínání zbrzdí.
00:30:55 Co jsme ale v této fázi nevěděli, bylo, jestli se jednoho dne
00:30:58 nezastaví úplně a nezhroutí se.
00:31:02 Šlo nám o to zjistit, jestli vesmír jednoho dne zanikne
00:31:05 nebo jestli se bude rozpínat donekonečna.
00:31:13 Profesor Perlmutter měřil, jak rychle se od nás vzdalují
00:31:16 blízké a vzdálené supernovy.
00:31:19 A při tom objevil něco, co nedávalo žádný smysl.
00:31:26 K našemu překvapení jsme zjistili, že vesmír zrychluje.
00:31:31 Nečekali jsme, že rychlost jeho rozpínání poroste.
00:31:39 Z observatoře na vrcholu havajské hory spatřil
00:31:42 Saul Perlmutter něco zdánlivě nemožného.
00:31:50 Vůbec to neodpovídalo zákonům současné fyziky.
00:31:55 Mysleli jsme, že s použitím moderních fyzikálních teorií
00:31:58 dění v kosmu rozumíme.
00:32:01 Není v nich ale nic, co by umožňovalo,
00:32:03 aby se vesmír rozpínal stále rychleji.
00:32:07 A to byl pro nás šok.
00:32:11 Šok možná, ale zároveň znamenalo toto zjištění obrovský průlom.
00:32:17 Podstatné bylo množství energie potřebné ke zrychlení.
00:32:21 Energie je úměrná hmotnosti a tohle množství energie
00:32:26 přesně odpovídalo chybějícím pětasedmdesáti procentům vesmíru.
00:32:34 Protože nikdo nevěděl, co je vlastně zač a jak působí,
00:32:37 začalo se jí říkat "temná energie."
00:32:50 Konečně tu bylo něco, čím tu mezeru zaplnit.
00:32:54 Energie, která ovlivňuje zrychlení vesmíru, je přesně tím,
00:32:57 co vyrovnává rozdíl mezi naměřeným množstvím hmoty
00:33:01 a odhady podle teorie Velkého třesku.
00:33:07 Konečně jsme měli kompletní obraz.
00:33:15 Vesmír se skládá ze čtyř procent z atomů, jaké důvěrně známe,
00:33:19 21 procent tvoří temná hmota, kterou nevidíme,
00:33:23 a pětasedmdesát procent je zbrusu nová temná energie,
00:33:26 které nikdo nerozumí.
00:33:32 Zrodil se standardní kosmologický model.
00:33:41 Ale ne všichni s ním byli spokojeni.
00:33:48 Profesor Mike Disney je pilotem, námořníkem, spisovatelem,
00:33:52 fanouškem ragby, operním nadšencem
00:33:55 a astronomem na univerzitě v Cardiffu.
00:33:59 Kromě toho je také služebně nejstarším členem
00:34:02 vědeckého výboru Hubbleova vesmírného teleskopu
00:34:06 a největším skeptikem v oboru kosmologie.
00:34:12 Profesor Disney považuje standardní model
00:34:14 za nepotvrzenou teorii, která ho osobně
00:34:17 nijak nepřesvědčila.
00:34:22 Je to, jako byste rozbili porcelánový hrnek,
00:34:25 pak ho slepili leukoplastí a tvářili se,
00:34:28 že je naprosto funkční.
00:34:30 A přitom, když tu náplast odlepíte,
00:34:31 rozpadne se zase na hromádku střepů.
00:34:36 Standardní model je na tom stejně.
00:34:39 Drží ho pohromadě entity, o jejichž existenci se dohadujeme
00:34:43 a které nemají žádný reálný základ.
00:34:55 Teď, když jsem se odpojil, mám chvíli klid.
00:34:58 Rozhlédněte se kolem.
00:35:05 Není to nádhera?
00:35:07 Z mého pohledu je létání jediná věc,
00:35:09 která se vyrovná práci astronoma.
00:35:14 Nerad bych přišel o to kouzlo, které astronomie skýtá.
00:35:20 Kouzelný svět profesora Disneyho teď ale ohrožují
00:35:23 zastánci standardního modelu - teoretičtí fyzikové,
00:35:26 kteří si hýčkají své lehce nerealistické naděje.
00:35:36 Někteří kosmologové se tváří, jako by už nebylo co řešit.
00:35:41 Nanejvýš provést ještě pár pozorování,
00:35:43 udělat několik kalkulací na počítači a je to.
00:35:47 Vůbec nechápou základní poselství historie vědy.
00:35:52 Největší překážkou vědeckého pokroku je totiž iluze,
00:35:56 kdy si myslíme, že je nám všechno jasné,
00:35:59 a přitom to není pravda.
00:36:06 Je to jako ptát se po existenci Boha.
00:36:10 Hrozně rádi bychom znali odpověď,
00:36:13 ale vědecké důkazy o tom, jestli Bůh je, nebo není, nemáme.
00:36:20 Nedá se to rozhodnout.
00:36:25 A protože kosmologie má k náboženství tak blízko,
00:36:28 musím prostě pochybovat.
00:36:34 Jestliže má kosmologie blízko k víře,
00:36:36 vládne Carlos Frenk stvořitelskými schopnostmi.
00:36:41 Umí modelovat vesmír.
00:36:47 Na rozdíl od profesora Disneyho totiž standardnímu modelu věří
00:36:51 a tvrdí, že má prostředky, jak jeho správnost dokázat.
00:36:56 Jsme v oaklandském centru teoretické fyziky -
00:37:00 horní patro zabírá výpočetní středisko.
00:37:04 Profesor Frenk využívá posvátný kánon standardního modelu
00:37:08 pro počítačové simulace vesmíru.
00:37:13 K vytvoření simulace nám stačí výkonný počítač
00:37:16 a znalost fyzikálních zákonů - nic víc.
00:37:22 Carlos Frenk prověřuje standardní model tak,
00:37:25 že podle něj vytváří vesmír od samého počátku.
00:37:29 A takhle to vypadá.
00:37:35 Při zkoumání simulace jsme zjistili,
00:37:37 že rozložení galaxií a hmoty vůbec,
00:37:40 je k nerozeznání od skutečnosti.
00:37:45 Počítačové simulace působí opravdu úžasným dojmem,
00:37:49 ale zároveň jsou vlastně velice zavádějící.
00:37:53 Sedíte před terminálem tak dlouho až vám nakonec vyjde něco,
00:37:56 co vypadá jako to, co jste chtěl vidět.
00:38:02 Jedna věc je konstatovat, že můj model vypadá
00:38:05 jako skutečný vesmír, a druhá - tvrdit,
00:38:08 že vesmír funguje podle stejných zákonů jako ta moje simulace.
00:38:18 Zavrhnout virtuální obrazy by šlo mnohem snáze,
00:38:22 kdyby nebyly tak přesvědčivé.
00:38:24 Nepostižitelná temná hmota úspěšně vysvětluje
00:38:27 hmatatelnou skutečnost.
00:38:29 S její pomocí lze dokonce přesně předpovědět tvar galaxií.
00:38:36 Tento film ukazuje, jak se v rané fázi vývoje vesmíru
00:38:39 seskupoval plyn a běžná hmota uvnitř shluků hmoty temné.
00:38:45 Vlivem její gravitace se během miliard let utvořila galaxie,
00:38:49 která nápadně připomíná Mléčnou dráhu.
00:38:57 Toto je první počítačově generovaná galaxie,
00:39:00 která vznikla v naší laboratoři.
00:39:04 Je opravdu pozoruhodné, jak věrně odpovídá té skutečné,
00:39:08 kterou vidíme na obloze.
00:39:17 Podoba skutečné a virtuální galaxie je opravdu zarážející.
00:39:26 Naše simulace prokazuje platnost základního kosmologického modelu.
00:39:34 Do programu jsme vložili právě jeho parametry
00:39:37 a výsledkem je virtuální vesmír, který je ve všech ohledech
00:39:40 replikou toho skutečného.
00:39:47 Zatímco si Carlos Frenk za svými výpočty stojí,
00:39:50 zformovala se jiná skupina vědců přesvědčených o své pravdě.
00:39:55 Pod vedením profesora Disneyho zarputile protestuje.
00:39:59 Řekněme, že budu tvrdit, že jsem viděl růžového slona.
00:40:04 A onen chytrý chlapík se na svých počítačích
00:40:06 pustí do práce a vytvoří perfektní simulaci růžového slona.
00:40:11 Bude vypadat naprosto přesně, ale nikoho to nepřesvědčí,
00:40:14 že jsem ho doopravdy viděl.
00:40:18 Kdybych si to rozmyslel a řekl, že byl ten slon zelený,
00:40:21 chlapík začne mačkat knoflíky a udělá zeleného.
00:40:24 V tom je ten problém.
00:40:27 Jsem z těch úžasných záběrů na rozpacích.
00:40:30 Carlose Frenka hluboce respektuji.
00:40:33 Mám ho rád jako člověka a obdivuji jeho práci.
00:40:37 Jeho modely se mi hrozně líbí, ale přál bych si,
00:40:40 aby nebyly tak dokonalé.
00:40:44 Spor mohl rozhodnout pouze nezvratný důkaz.
00:40:50 A tento muž si myslí, že ho poskytl.
00:40:56 Není jím nikdo jiný, než profesor Dave Spergel.
00:41:00 Podle časopisu Time nejlepší americký astrofyzik.
00:41:10 V roce 2003 se podílel na vývoji satelitu nazývaného WMAP.
00:41:19 Raketa Delta 2 s družicí, která má zkoumat minulost
00:41:22 i budoucnost vesmíru, odstartovala.
00:41:27 Standardní model se všemi temnými prvky měl složit maturitu.
00:41:33 Před vypuštěním toho satelitu se dlouze rozebíralo,
00:41:37 jestli se vesmír opravdu skládá z pěti procent atomů,
00:41:41 dvaceti procent temné hmoty a zda zbytek tvoří temná energie.
00:41:46 Data z družice to potvrdila a učinila z kosmologického modelu
00:41:50 opravdu důvěryhodnou teorii.
00:41:59 Toto je záznam pořízený Daveovým satelitem -
00:42:02 vysoce přesná mapa počátků vzniku vesmíru.
00:42:06 Registruje nepatrné teplotní rozdíly, odhaluje chladná místa,
00:42:10 kde došlo ke zhuštění prvotní hmoty po Velkém třesku.
00:42:21 Spergel a jeho tým chtěli zjistit, zda se ze situace na snímku,
00:42:25 který zobrazuje počátky času, mohl vesmír vyvinout
00:42:29 do dnešní podoby.
00:42:33 Když jsme porovnali struktury z našich záznamů
00:42:36 se strukturou současných galaxií, naprosto si odpovídaly.
00:42:41 Ovšem pouze při zachování odpovídajících proporcí
00:42:44 temné hmoty, atomů a temné energie.
00:42:49 Tým profesora Spergela se postavil i za nejvíce spekulativní
00:42:53 a na pohled krkolomná tvrzení standardního modelu.
00:42:58 Nezpochybnitelná data podpořila i podezřelé pojmy
00:43:01 jako temná hmota či temná energie.
00:43:05 Záznamy naší družice potvrzují platnost standardního modelu.
00:43:10 Všechny ty zlomky poznání a nepřímé důkazy
00:43:12 se v našem pozorování spojují dohromady.
00:43:18 A všechno to sedí.
00:43:27 A zatímco se teoretici plácají po ramenou,
00:43:31 zůstává na lidech, jako je Tim Sumner,
00:43:33 aby jejich myšlenky potvrdili v praxi.
00:43:36 Tajemná částice mu však nadále uniká.
00:43:44 Ukazuje se, že pokusy o detekci temné hmoty budou velmi obtížné.
00:43:49 Ale já pevně věřím, že se to nakonec
00:43:52 přece jenom podaří.
00:43:56 Šestnáctileté pátrání v nejhlubším dole Evropy tedy pokračuje.
00:44:01 Základy detektoru nové generace v ceně milionů liber
00:44:04 už byly položeny.
00:44:09 Snad se tentokrát dopracují nějakého výsledku.
00:44:13 Věda musí jít kupředu.
00:44:15 Někdo musí ověřit, které z těch spekulací jsou správné.
00:44:19 Možná zjistíme, že ani jedna. Pak by ta záhada byla ještě větší.
00:44:26 Kontroverzní myšlenka, že se Newton zmýlil
00:44:29 a gravitace není konstantní, je jedinou alternativou
00:44:32 temné hmoty.
00:44:35 Jak plyne čas a tajemnou částici se stále nedaří zjistit,
00:44:40 získává hypotéza proměnlivé přitažlivosti své příznivce.
00:44:45 Dokonce i Vera Rubinová, jejíž převratná práce pátrání
00:44:49 po neviditelné substanci nastartovala, jí dopřává sluchu.
00:44:55 Bylo by zajímavé, kdyby se ukázalo,
00:44:57 že je třeba Newtonovy zákony upravit.
00:45:04 Podobně jako se to stalo po přijetí
00:45:06 obecné teorie relativity.
00:45:10 Profesor Milgrom je přesvědčen, že Newton by s jeho myšlenkou
00:45:13 souhlasil.
00:45:15 Newton postupoval fenomenologicky. Snažil se zformulovat teorii,
00:45:19 která co nejúsporněji vysvětlí jemu známá fakta.
00:45:24 V duchu Newtonovy práce je možné vytvořit prostý zákon,
00:45:27 který všechno vysvětlí bez přidaných prvků,
00:45:30 o nichž nic nevíme.
00:45:34 To je případ temné hmoty.
00:45:38 K takovému kacířství se ovšem většina vědců staví rezervovaně.
00:45:46 Milgrom zaslouží velkou podporu za to, že zvolil nový přístup
00:45:50 a to, jak ho prosazuje.
00:45:54 -Jenomže se asi mýlí?
00:45:56 -Jenže se asi mýlí.
00:46:01 Milgromova myšlenka modifikované gravitace byla velmi užitečná
00:46:05 v tom, že se stala protějškem teorie temné hmoty.
00:46:09 My ale nyní máme k dispozici velmi přesvědčivá čísla.
00:46:16 Pravděpodobnost, že by jeho hypotéza byla správná,
00:46:19 je opravdu velmi malá.
00:46:26 Většina vědců tvrdí, že žádná část vesmíru nechybí
00:46:30 a standardní kosmologický model vše vysvětluje.
00:46:36 Pokud bychom se mýlili, museli bychom zásadně přehodnotit
00:46:40 naše chápání přírody.
00:46:42 V každé generaci se ovšem najdou moudří mužové,
00:46:45 kteří se zabývají kosmologií a čas od času na něco
00:46:49 více či méně převratného přijdou.
00:46:54 Svým způsobem je ten model ideální.
00:46:56 Odpovídá faktům a spoustu věcí objasňuje.
00:47:00 Kdykoliv jsme si v minulosti mysleli, že jsme nalezli odpověď,
00:47:03 měli jsme jenom její část a podstatný kus nám chyběl.
00:47:08 Teď už ji snad známe celou.
00:47:12 Standardní model kosmu sestavený z atomů,
00:47:14 temné hmoty a temné energie je poslední v dlouhé řadě
00:47:18 vynikajících myšlenek.
00:47:21 Jestli ale máme to štěstí a žijeme v době té správné teorie
00:47:26 - zůstává otázkou.
00:47:29 Kosmologie udělala obrovský pokrok,
00:47:32 ale ještě zdaleka nejsme u konce.
00:47:36 Skryté titulky Jana Hrušková
00:47:38 Česká televize 2007
Jedním z hlavních témat moderní astrofyziky je otázka, kolik hmoty obsahuje vesmír. Tento problém vyvstal koncem sedmdesátých let minulého století a v současnosti je předmětem vášnívých diskusí. Dokumentaristé BBC navštívili několik přívrženců i odpůrců existence „temné hmoty“ i „temné energie“. Zdá, že klasická teorie Isaaca Newtona o poměrech sil ve vesmíru dojde v dohledné době zásadnější proměnou. Nikdy nic nemůžeme považovat za definitivní…
