Big Bang Introduction

V současnosti převažující teorie o vzniku
vesmíru se nazývá teorie velkého třesku.

A tato teorie říká, že vesmír
začal jako nekonečně malý bod,

nekonečně malá singularita,
a pak nastal velký třesk,

čili tato singularita se začala rozpínat
a vznikl vesmír, jak ho známe dnes.

A když jsem si to poprvé představil…
A myslím, že to je také důsledek toho,

že se to jmenuje velký třesk,
tak si představíte nějakou explozi.

Že všechno bylo nekonečně
stlačeno a pak to vybouchlo.

A poté, co veškerá hmota
explodovala, tak začala kondenzovat

a z toho vznikly všechny
galaxie a nadkupy galaxií

a ty začaly kondenzovat a pak
se v nich zformovaly planety a hvězdy.

Tak vznikl vesmír, jaký vidíme právě teď.

Ale tento model představy velkého
třesku má několik problémů.

První je to, že když
mluvíme o velkém třesku,

nemyslíme tím pouze hmotu,
hmotnost vesmíru v jednom bodě.

Myslíme tím, že se
rozpíná samotný prostor.

Nejenom něco, co je uvnitř něj,
jako třeba expandující hmota.

Myslíme tím expanzi samotného prostoru.

A když máte tento model,
s touto expandující hmotou,

tak nešíří se to do něčeho jiného?

Když nejvzdálenější hmota
je zde, tak co je tady?

Řeknete si: „Není to také prostor?

Jak můžete říct, že se
rozpíná samotný prostor?“.

A další myšlenka, kterou velký třesk
přináší: pokud je toto nejkrajnější hmota,

tak je tohle okraj vesmíru?
Má vesmír okraj?

A odpověď, kterou se zde
pokusíme ukázat...

Zaprvé: vesmír nemá okraj.

Zadruhé: není žádný vnější prostor,
neexpandujeme do jiného prostoru.

Vysvětlím to. Snad
pochopíte, proč tomu tak je.

Nejlépe si to vysvětlíme pomocí analogie.

Představte si dvourozměrný prostor,
který má konečnou plochu,

takže není nekonečný a nemá žádný okraj.

To opět, když se na to
podíváte, vypadá obtížně.

Jak vytvořím něco, co má konečně velkou
plochu, ale zároveň nemá okraj?

Pokaždé, když zkusím nakreslit plochu,
tak to vypadá, že má nějaký okraj.

Můžete si to představit takto:

Co když je ten dvourozměrný
prostor zakřivený? Co se stane?

Nejsnadnější příklad je povrch koule.

Povrch koule. Nakreslím
zde kouli. Tady to je koule.

Nakreslím nějaké rovnoběžky a poledníky,
trochu to upravím, aby to líp vypadalo.

Na této kouli máte konečně velkou plochu,
můžete si ji představit jako povrch míče

nebo povrch bubliny nebo povrch Země.

Má konečně velkou plochu, ale žádný okraj.
Pokud půjdete pořád jedním směrem,

obejdete ji kolem dokola
a vrátíte se na stejné místo.

Nyní si představte trojrozměrný
prostor, který má stejné vlastnosti.

Konečně velkou plochu a…
Nebudu říkat konečně velkou plochu,

protože nyní mluvíme o trojrozměrném
prostoru. Nakreslím to tady.

Představme si trojrozměrný prostor.

Místo plochy budu mluvit o konečném
objemu a žádném okraji. Jak na to?

Když se na to podíváte zběžně.

Pokud máte konečný objem, tak může
být obsažen třeba v nějaké krychli

a zjevně zde máme nějaké okraje, můžete
si též představit konečný objem v kouli,

ta má také okraj celý ten povrch zde.

Jak tedy vytvoříte trojrozměrný prostor,
který má konečný objem a žádný okraj?

A to vám řeknu právě teď.

Je pro nás obtížné si to představit,

ale pro představu zde nakreslím tu
samou věc, kterou jsem nakreslil tady.

Pokaždé si to musíte
představit pomocí analogie,

pokud nemáte geniální mozek naprogramovaný
na více než tři prostorové rozměry.

Máme kouli. A zdůrazňuji, že
toto je dvourozměrný povrch,

přímo na povrchu koule se
můžete pohybovat dvěma směry.

Dva směry, můžete jít
tímto anebo tímto směrem.

Můžete jít doprava
a doleva, nebo nahoru a dolů.

Takže to je dvourozměrný
povrch trojrozměrné koule.

Takže když si to představíme analogií

– a je těžké si to představit –,
tak máme trojrozměrný povrch.

A můžete to vyjádřit matematicky,
ta matematika není komplikovaná.

Trojrozměrný povrch čtyřrozměrné koule.
A nakreslím to stejným způsobem.

Takže pokud si představíme, že ty tři
rozměry jsou pouze dva rozměry povrchu,

tak je to stejné.
A pokud si to umíte představit…

Já netvrdím, že to je
skutečný tvar vesmíru.

Neznáme jeho tvar, ale víme, že je lehce
zakřivený, neznáme skutečný tvar.

Ale koule je nejjednodušší příklad.

Jsou i jiné příklady. Třeba toroid
(prstenec) splňuje podmínky,

protože má konečný objem a žádný okraj.

A vlastně ani nevíme jistě,
že vesmír má konečný objem.

To je stále otevřená otázka.
Ale chci vám ukázat,

že může mít konečný
objem a současně žádný okraj.

Většina lidí věří, a říkám věří,
protože pro to nemáme důkazy,

že mluvíme o vesmíru s konečným objemem,
obzvláště v teorii velkého třesku.

Tento druh rozměru
obsahuje konečný objem,

i když může být nesmírně obrovský,
je konečný. Představte si tuto kouli,

a když jste na povrchu
této čtyřrozměrné koule…

Já nemůžu nakreslit čtyřrozměrnou kouli,

ale pokud jste na povrchu
této čtyřrozměrné koule

a půjdete jakýmkoli směrem,
vrátíte se zpět, kde jste začali.

Když půjdete tímto směrem, vrátíte se sem.

Vesmír je obrovský, tak i světlu bude
trvat nepředstavitelný čas jej překonat,

a pokud se rozpíná i tato koule,
možná se rozpíná tak rychle,

že se světlo ani nikdy nevrátí
na místo, odkud vyletělo.

Ale teoreticky, pokud by
něco bylo dostatečně rychlé,

pokud by něco stále letělo kolem, nakonec
by se to dostalo zpět do tohoto bodu.

Pokud mluvíme o trojrozměrném povrchu,
trojrozměrném povrchu čtyřrozměrné koule,

znamená to, že kterýkoli z těchto tří
rozměrů, které jsou tady na povrchu…

Znamená to, že pokud vesmír je
trojrozměrný povrch čtyřrozměrné koule,

tak pokud půjdete nahoru
a budete stále držet směr,

nakonec přijdete do toho
samého budu odspodu.

Takže pokud půjdete
stále jedním směrem,

nakonec se dostanete
do bodu, kde jste začali.

Může to být neuvěřitelně
velká vzdálenost,

ale nakonec se dostanete
zpět tam, kde jste byli.

Pokud půjdete doprava, nakonec se
vrátíte přesně tam, kde jste začali.

A pokud půjdete do obrazovky

– nakreslím to takto –,

tak se nakonec vrátíte zepředu
obrazovky do stejného bodu.

Takže závěr je, že nakonec se vždy
dostanete tam, odkud jste začali.

Vraťme se zpět k otázce
rozpínajícího se vesmíru.

Vesmír se nerozpíná do
nějakého jiného prostoru,

vesmír sám je veškerý prostor,
ale neustále se rozpíná.

Můžete si představit,

že krátce po velkém třesku naše
čtyřrozměrná koule vypadalo takto.

Možná to byla malá čtyřrozměrná koule.

Možná, že po velkém třesku to
byla neuvěřitelně malá koule

a o chvilku později to
už byla tato velká koule.

– vystínuju to, aby to vypadalo,
že vystupuje ze stránky –,

takže později mohla vypadat takto.

Můžete být v pokušení si říct:
„Není tady to mimo tu kouli?

Není to nějaký typ prostoru, do kterého se
rozpíná? Není to jiná součástí vesmíru?“

A já řeknu, že pokud uvažujeme
ve třech rozměrech, pak ne.

Celý vesmír je tento povrch, je to
povrch této čtyřrozměrné koule.

Pokud mluvíme o více rozměrech, pak ano,

můžete uvažovat o věcech
mimo náš trojrozměrný vesmír.

A jak se vesmír rozpíná v časoprostoru

– jeden způsob, jak nahlížet na čtvrtou
dimenzi, je považovat za ni čas –,

tak se věci dostávají dál a dál od sebe.

V dalších videích budu
mluvit o důkazech,

proč je teorie velkého třesku nejlepší
teorií, kterou právě teď máme.

Jak si můžete představit, pokud
máte dva body na této kouli,

které jsou tak daleko od sebe, tak jak
se tato čtyřrozměrná koule rozpíná…

Tyto dva body… Nakreslím raději tři. Tyto
tři body se od sebe vzdalují víc a víc.

To je jeden z důvodů,
proč věřit ve velký třesk.

Všechno se nevzdaluje od nějakého středu,
ale vše se vzdaluje od všeho.

Pokud jste v jakémkoli místě ve vesmíru,
vše se vzdaluje od vás,

a čím dále to je, tím
rychleji se to vzdaluje.

Tady skončím, máte o čem přemýšlet,
a příště navážeme úvahou,

co znamená pozorovat pozorovatelný vesmír.