Multivesmír aneb Kolik vesmírů existuje… ve vesmíru? (1.)

Astronomové nám už dlouho předkládají podivuhodná odhalení. Díky nim jsme poznali hvězdy, mlhoviny, galaxie, černé díry i cizí planety, na kterých by možná mohl být život. Velice jsme si rozšířili obzory a kosmos se pro nás stal nesmírně rozlehlým místem plným divů. Nyní jsou však odborníci na stopě něčeho naprosto převratného. Reálně se totiž před námi rýsuje možnost, že náš vesmír není jediný – že žijeme v nevelké části vesmíru vesmírů, tzv. mnohovesmíru. Šlo by jistě o ten nejpřekvapivější objev v dějinách.

Svět za hranicemi

Lidé již dlouhé věky přemýšlejí o tom, kam až kosmos sahá. Když vyšlo najevo, že se rozpíná, mnozí se ptali, jak asi vypadají jeho hranice a co by se mohlo nacházet za nimi. Máme jen omezené možnosti přímého pozorování. Astronomové však poslední dobou naznačují, že možná dokážeme prozkoumat oblasti, odkud k nám světlo nikdy nedoletí. A že tam toho najdeme víc, než jsme si kdy dokázali představit.

Ve fyzikálních teoriích, které se dotýkají samotné podstaty kosmu, se stále častěji objevuje tzv. mnohovesmír. Podle uvedené myšlenky neexistuje jen jeden kosmos, ale velké množství – možná nekonečně mnoho – vesmírů. Každý z nich má přitom svoje fyzikální zákony i základní konstanty, navzájem se ovšem tyto světy mohou lišit. Všechny dohromady pak vytvářejí skutečný všeobjímající vesmír, tedy mnohovesmír.

Jaký může být?

Americký teoretický fyzik Brian Greene ve své knize The Hidden Reality (česky Skrytá realita) z roku 2011 uvádí hned devět modelů mnohovesmíru, které se však nemusejí vždy navzájem vylučovat. „Prošívaný“ mnohovesmír (anglicky „quilted multiverse“) je z nich úplně nejjednodušší. Vychází z představy mnohovesmíru jako nekonečného vesmíru, který není zakřiven sám do sebe. Jednotlivé vesmíry v něm existují vedle sebe – tak trochu jako vzory na prošívané dece –, přičemž některé jsou úplně stejné jako ten náš. Každopádně od sebe leží nepředstavitelně daleko.

Inflační mnohovesmír souvisí s teorií kosmologické inflace, podle níž se náš kosmos na počátku dramaticky „nafoukl“. V inflačním mnohovesmíru se přitom podobné nafukování odehrává pořád a vesmíry v něm vznikají jako houby po dešti. 

Hned tři modely mnohovesmírů vycházejí ze světa teorií superstrun. Podle M-teorie, která teorie superstrun zastřešuje, představuje možná celý náš kosmos bránový svět, trojrozměrnou membránu, jež se vznáší jako jedna z mnoha ve čtyřrozměrném bránovém mnohovesmíru. Z M-teorie rovněž vyplývá, že by za jistých okolností mohl fungovat i cyklický mnohovesmír. V něm by se bránové světy srážely a jejich kolize by zažehávaly Velké třesky, v nichž by se rodily nové vesmíry. Podle M-teorie také existuje sice konečný, ale zároveň ohromně velký počet možností, jak mohou být nastaveny základní fyzikální parametry kosmu. A náhodné kvantové fluktuace, k nimž neustále dochází, možná takové vesmíry doopravdy zformovaly. Všechny dohromady by pak měly tvořit mnohovesmír krajiny teorie strun. 

Podle podivuhodné teorie mnoha navzájem se ovlivňujících světů („many interacting worlds“) existuje obrovské množství paralelních světů, které se vzájemně ovlivňují. V takovém případě možná jejich částice mezi jednotlivými vesmíry prosakují, navzájem na sebe působí a vyvolávají tak zvláštní efekty, jež pozorujeme v mikrosvětě a známe je jako kvantovou mechaniku. Popsané paralelní světy by pak dohromady tvořily kvantový mnohovesmír.

Holografický princip rovněž vychází ze strunových teorií a tvrdí, že nežijeme v trojrozměrném prostoru, ale v hologramu, který jako trojrozměrný jen vypadá. A možná takto funguje celý holografický mnohovesmír. Pro některé vědce zůstává ve hře i možnost, že nás obklopuje velice důmyslná a složitá počítačová simulace – a pokud by byla opravdu důkladná, mohla by zahrnovat celý simulovaný mnohovesmír. Aby byl výčet úplný: Kosmolog Max Tegmark přišel s filozofickou úvahou, podle níž naše realita představuje matematickou strukturu. V Tegmarkových vizích žijeme v ultimátním mnohovesmíru, jenž zahrnuje všechny matematicky možné vesmíry.

Co prozradí reliktní záření?

Mohlo by se zdát, že kdybychom žili v jednom z vesmírů mnohovesmíru, nikdy se o těch ostatních nedozvíme. Někteří odborníci však věří, že šance na průzkum paralelních kosmů přece jen existuje. Mohla by nám při tom významně pomoct sonda Planck, kterou v roce 2009 vypustila ESA. Hlavním cílem observatoře bylo detailně zmapovat reliktní mikrovlnné záření prostupující celý vesmír, které podle všeho vzniklo nedlouho po Velkém třesku (viz Reliktní záření). Ze zmíněného záření jsme už získali o našem kosmu řadu zajímavých informací, například co se týče jeho stáří, velikosti či hustoty. Badatelé teď doufají, že nám reliktní záření odhalí mnohem víc – totiž existenci dalších vesmírů uvnitř mnohovesmíru.

Podle astronoma Stephena Feeneyho z University College London pozorování reliktního záření přesvědčivě potvrzuje již zmiňovanou teorii kosmologické inflace. Podle této představy prošel náš vesmír bezprostředně po svém vzniku obdobím bleskového nafouknutí – inflace –, při němž se dramaticky zvětšil. Fyzikální teorie přitom naznačují, že je taková inflace nejen možná, ale že by mohla také úzce souviset s existencí mnohovesmíru.

Dokončení: Multivesmír aneb Kolik vesmírů existuje… ve vesmíru? (2)

Jak prohlásil jeden z tvůrců teorie kosmologické inflace Alan Guth z Massachusetts Institute of Technology (MIT), většina jejích verzí vede ve skutečnosti k věčné inflaci, která se nikdy nezastaví. Znamenalo by to „pučení“ nových a nových vesmírů, a vznik mnohovesmíru by byl v takovém případě prakticky nevyhnutelný. Pokud kosmologickou inflaci pohání nějaká energie ukrytá v prázdném prostoru, může se její množství lišit místo od místa – a pak by se lišila i povaha inflace: Někde by mohla být velmi líná a jinde zase nekontrolovatelně bouřit a vytvářet nové inflační vesmíry jako na běžícím pásu. Každý z takto vzniklých kosmů by měl mít svoji fyziku, jež by rozhodla o jeho osudu. Některé světy by byly nudné a prázdné, jiné zase plné částic – jako ten náš.