I česká média si všimla na konci dubna na první pohled skutečně možná poněkud podivného případu posmrtného vědeckého článku letos slavného zesnulého britského fyzika Stephena Hawkinga. Jak to ale už v případech, kdy média píší o pracích z tohoto oboru, bývá, zpravodajství v mnoha ohledech nebylo právě nejlepší. Řekněme rovnou, že vinit z toho novináře je sice správné, ale zároveň poněkud pokrytecké. Většina z nás chce zprávy rychle a zdarma, a tak se těžko můžeme divit, že v řadě případů jde kvalita stranou. Zvláště v případě teoretické fyziky, která je pro běžného občana jednoduše nedůležitá. Na druhou stranu, zajímavá je více než dost – pokud si ovšem dáte na porozumění více času, než jí věnovali autoři většiny zpráv o Hawkingově práci v médiích. Ovšem dost bylo stesků; věnujme se samotnému textu. Text se na serveru arXiv, kde fyzikové „vyvěšují“ články ještě před publikací, objevil již v březnu, jen pár dní po Hawkingově smrti, na konci dubna ovšem konečně oficiálně vyšel v časopise Journal of High Energy Physics. A nezabývá se ničím menším než tvarem vesmíru. Hawking se spolu se svým (stále žijícím) spoluautorem Thomasem Hertogem z belgické Lovaně pokusili najít řešení přílišné košatosti vesmíru, kterou předpovídají některé hypotézy a představy o vývoji v období bezprostředně po velkém třesku. Po něm podle dnešních představ následovalo období známé jako inflace, během kterého se vesmír měl zvětšovat rychlostí velmi výrazně přesahující rychlost světla. Inflace sice řeší problém, jak je možné, že vesmír na všechny strany vypadá zhruba stejný (obrazně řečeno si „sladil noty“ v době, kdy byl malý, před „nafouknutím“), na druhou stranu přináší i potíže – například v tom, že se těžko zastavuje. Lze totiž najít celou řadu velmi dobrých argumentů pro představu, že inflace se nikdy nezastaví. V raném vesmíru by měla díky kvantovým fluktuacím vznikat řada oblastí, které se náhle začnou rozpínat rychleji než okolí. Můžete si to představit tak, že z rychle se rozpínajícího balónu začnou „vyrážet“ nové výhonky, z nich další a tak dále. Celá řada dnešních interpretací inflace tak předpokládá, že se proces vůbec nezastavil a inflace je věčná. Ne samozřejmě vždy a všude, to bychom nemohli existovat (během inflace nemůže existovat hmota, jak ji známe). Podle poměrně rozšířené interpretace existují místa, kde se inflace zastaví, a tak mohou vznikat vesmíry jako ten náš. Pokud je inflace „věčná“, bude takových míst velmi mnoho a bude tedy existovat celé množství vesmírů. Znamenalo by to, že neustále vznikají nové a nové vesmíry. Výsledek se může přirovnávat k fraktálu, tedy složitému objektu, který vzniká mnohonásobným opakováním nějakého i poměrně jednoduchého postupu. Představa „mnohovesmíru“ (multivesmíru) má jednu velkou výhodu v tom, že dokáže velmi snadno a dobře vysvětlit naši existenci. Vznik života, jak ho známe, vyžaduje specifické podmínky (například určité hodnoty fyzikálních veličin). Nezdá se ovšem, že by tyto hodnoty byly dány shůry. Jinak řečeno, fyzikové si velmi snadno dokážou představit vesmír, ve kterém by život vzniknout nemohl. Ovšem kdyby existovala řada vesmírů, tato otázka odpadá a my se můžeme považovat za výherce ve vesmírné loterii, kteří shodou okolností obývají vesmír, v němž se žít dá. Ne všem teoretickým fyzikům se ovšem tato interpretace zamlouvá. A protože pro teorii existence řady paralelních vesmírů nemáme žádné empirické důkazy, je zcela legitimní hledat jiná řešení problému inflace. Přesně o to se pokoušejí i Hawking s Hertogem. V práci navrhují relativně jednoduchý matematický model raného vesmíru, ve kterém by se inflace nakonec sama zastavila. Aby se s ním dalo pracovat, model notně zjednodušují tím, že se zbaví celého jednoho rozměru – nepočítají se dvěma, ale se třemi. Využívají k tomu tzv. holografického principu, který se tak nazývá proto, že hologram je dvourozměrným záznamem trojrozměrného obrazu. Hologram je 3D, ale je zapsán ve 2D. Hodně zjednodušeně řečeno bychom mohli říci, že holografický princip předpokládá (a počítá), co se děje v plechovce jen na základě údajů o jejím povrchu. Zní to velmi nelogicky, ale v některých případech to funguje a dává to matematický smysl. Raný vesmír je podle Hawkinga a Hertoga přesně takovým případem. Podle nich bychom se ovšem neměli zbavovat jednoho klasického rozměru, ale – to neuhodnete – času. Raný vesmír se podle nich dá lépe a přesněji modelovat jako trojrozměrný prostor, ve kterém čas neexistuje. Nemusí se tak držet teorie relativity, která si s počátkem vesmíru nedokáže poradit. (Představa singularity, tedy „nekonečně hustého a horkého bodu“, ze kterého se měl zrodit při velkém třesku vesmír, v ní nedává žádný smysl.) V Hawkingově a Hertogově modelu není vesmír jen jeden, jejich počet by však měl být poměrně nízký, a rozhodně ne nekonečný. Pokud bychom se měli vrátit k příměru o balónku s rašícími pupeny dalších vesmírů, tak můžeme říci, že výsledkem je multivesmír s mnohem „hladším“ povrchem než v případě řady jiných teorií. (A není to jen náš příměr, o „hladkém“ vesmíru hovoří i samotná práce. Počítání povrchu vesmíru, respektive multivesmíru, prozrazuje hodně o tom, jaký je.) Je to na pohled velmi zajímavé řešení jednoho fyzikálního paradoxu, ale musíme zdůraznit, že zatím jde jen o velmi „předběžný návrh“ řešení, jehož význam v tuto chvíli těžko přesně posoudit. Hertog údajně doufá, že se mu podaří hypotézu dopracovat do té podoby, aby ji bylo možné pozorováním ověřit. Například tím, že by se podařilo předpovědět, jak by mohly vypadat stopy po vzniku nějakých jiných paralelních vesmírů v záření z raného vesmíru, které dnes ještě můžeme pozorovat. Nutno také dodat, že řada fyziků je k Hawkingově a Hertogově návrhu skeptická a považuje ho za víceméně slepou uličku. Ale nepředbíhejme. V každém případě ovšem nejde o Hawkingovu poslední práci, která se ještě dočká zveřejnění. V přípravě do tisku je jeho další text, který se ovšem nevěnuje kosmologii, ale problematice černých děr. /jj/
