Kdysi si lidé mysleli, že vesmírem je Země obklopená klenbou oblohy s ozdobami v podobě Slunce, Měsíce a hvězd. Naučili se však brzo měřit vzdálenosti Měsíce a Slunce, a tak poznali „trojrozměrnost“ oné klenby. Slunce bylo zřetelně dále než Měsíc, ale zase zřetelně blíže než hvězdy.

Posléze objevili, že planety jsou dál než Měsíc, ale blíže než hvězdy, a vesmír se jim rozrostl na oblast o něco větší, než je to, čemu dnes říkáme sluneční soustava. Mnoho poznatků o světě vzniklo prostýma očima při soustavném pozorování dějů na obloze.

Samotné pozorování však lidem postupem času nestačilo. Pro tyto potřeby vznikla astronomie, jejíž počátky spadají do prehistorie lidstva a která se snažila o hlubší pochopení a vysvětlení příčin pozorovaných jevů. Problém počátku Vesmíru se podobá prastaré otázce, byla-li dříve slepice nebo vejce.

Jinými slovy – jaké jsoucno stvořilo Vesmír a kdo naopak stvořil toto jsoucno. Možná, že Vesmír existoval odjakživa, nebo odjakživa existovalo jsoucno, které jej stvořilo. Během staletí lidského bádání se pohled na Vesmír a jeho vývoj neustále měnil a děje se tomu tak i nadále.

Na počátku všeho času byl žhavý chaos, který tvořily kvarky, gluony, elektrony a fotony gama. Před 13,7 miliardy let počaly podle teorie Velkého třesku dějiny vesmíru, během nichž vznikla veškerá hmota, energie, čas i prostor. Zárodek vesmíru se během velmi krátkého času rychle rozpínal. „Tehdy bylo jen kvarkové plazma – stavební materiál, z něhož čtyři interakce (silná, gravitační, elektromagnetická a slabá) vybudovaly systémy dnešního uspořádaného kosmu.

Jsme částečkou vesmíru a článečkem jeho vývoje“. Když byl vesmír starý 8,7 miliard let, vzniklo z globule Slunce (před 5 miliardy let). Před 4,5 miliardy let vznikly z protoplanetárního disku, který obíhal kolem tohoto nově zrozeného Slunce, Země a ostatní tělesa sluneční soustavy. Zatímco pro dějiny vesmíru znamenal vznik Slunce a jiných soustav jen nepatrnou epizodu, my bychom bez této pro nás důležité události neexistovali.

Na samém počátku byl tedy jen vesmír. Jeho uspořádáním do systémů se postupně tvořil a stále ještě tvoří kosmos. Z pojmu kosmos tedy můžeme vyčíst, že se jedná o řád, který vznikl určitým vývojem. Důraz je kladen na řád a celistvost, opakem kosmu je pak chaos.

Vesmír podle bájí a mýtů

Existuje vesmír odjakživa? Jak vznikl? Skončí někdy? Na takové a podobné otázky se snažili lidé přijít od samého počátku své existence. První odpovědi na tyto otázky přinášely dnes již nesmyslné a naivní, přesto v dávných dobách důležité, mýty. Rané kosmologické představy se většinou zakládají na antropomorfismu, objevuje se ale i myšlenka, že máme neživý hmotný svět, který je oživován nebo který ovládají bohové. Původ vesmíru se v mýtech podává prostřednictvím nadpřirozených bytostí, neboť jejich motivy mohou lidé chápat. Přestože mýty pocházejí z různých zemí a světadílů, můžeme mezi nimi často najít paralelu. V mnoha kulturách si lidé představují, že za vznikem světa stojí nějaká vyšší bytost.

K dalším představám patří také vznik řádu z chaosu, při němž se postupně uspořádává lidská společnost. Jinde si lidé představují vesmír jako biologický proces. Toto uvažování můžeme nalézt v mýtech, v nichž kosmos často klíčí buď ze semene, nebo z vejce.

V řecké mytologii znamenala počátek všeho Chaos. Řekové si tuto božskou bytost představovali jako nekonečný vesmírný prostor. Vzešla z něho Gaia, bohyně Země, jejímž potomkem byl bůh nebe Úranos. Podle védských kosmografických představ se vesmír dělí na tři složky – na nebe, ovzduší a zemi. Zvláštní přitom je, že Nebe (Djaus) považovali za boha a Zemi (Prthiví) za bohyni. Oba bydleli v jednom domě, ovšem jen do té doby, než se jim narodil syn Indra (král bohů), který se zázračně zrodil z boku své matky Země. Jednou se napil čarovného nápoje a narostl do obrovských rozměrů. Následkem bylo rozdělení Nebe a Země.

Příběhů o stvoření je více. Mýtus o vesmírném muži Parušovi, pocházející z Rgvédy, vypráví o tom, jak zlaté vejce, v němž se nacházel Paruša, plulo v prvotním oceánu. Po vylíhnutí měl Paruša tisíc hlav, tisíc rukou, očí, stále se však cítil osamělý, proto se rozdělil. Z jedné poloviny se stala Země, z druhé povstali bohové a také vesmír. Z ostatních částí těla vytvořil Slunce, které vzešlo z jeho očí, z mysli vyvstal Měsíc. V Rgvédě se objevuje i myšlenka, že příčinou vzniku světa i jeho řádu je kosmická energie.

Teorie Velkého třesku

Teorie Velkého třesku vypovídá o vzniku Vesmíru z nekonečně malého bodu o nekonečně velké hustotě. Mluvíme jak o počátku hmoty a prostoru, tak i o počátku času. Byl to první okamžik, od kterého se začal odvíjet vývoj Vesmíru. Pozorováním pohybu galaxií, které se od sebe vzdalují, se dá odvodit stav Vesmíru v minulosti, ale i v budoucnosti. V minulosti měl Vesmír daleko vyšší teplotu, ale i hustotu. Používaným časovým bodem v užším slova smyslu, pro počátek pozorování rozpínání Vesmíru se používá právě termín „Velký třesk“. Takzvaná počáteční singularita, která měla některé společné rysy se singularitou gravitační a ve které bylo měření času a délky bezpředmětné a teplota spolu s tlakem byly nekonečné, se datuje na období před 13,7 miliardy let. Toto období historie vzniku Vesmíru zůstává nevyřešeným fyzikálním problémem, protože zatím neexistují žádné modely systémů s takovýmito charakteristikami, speciálně žádná teorie kvantové gravitace.

Pozorování podporující teorii Velkého třesku, stojí všeobecně na třech pilířích. A to na pozorování rudého posuvu galaxií, což vyjadřuje Hubbleův zákon rozpínání na měření reliktního záření a na četnosti lehkých prvků. Pozorování vzájemných vztahů struktur velkého měřítka ve Vesmíru, velmi dobře zapadají do standardní teorie Velkého třesku.

HUBBLEŮV ZÁKON – Podle pozorování vzdálených galaxií a kvasarů jsou spektra těchto objektů posunuta k jeho červenému konci, to znamená k delším vlnovým délkám. Naměřený posuv se dává do souvislosti s Dopplerovým posuvem záření tělesa, které se od nás vzdaluje určitou rychlostí. Z těchto měření rychlostí a měření vzdáleností těchto těles vyplývá, že rychlost vzdalování závisí na vzdálenosti lineárně. Této závislosti se říká Hubbleův zákon.

O formulaci tohoto zákona se v roce 1929 postaral Edwin Powell Hubble, díky soustavnému měření rudých posuvů, kterým se zabývali astronomové ve 20. letech 20. století na Wilsonské observatoři. Využívali při tom v té době největšího dalekohledu na světě s parabolickým zrcadlem o průměru 2,5 metru. Rychlosti, kterými se vzdalují spirální galaxie, změřil nejdříve Vesto Slipher, po něm E.P. Hubble a Milton Humason. Diagram, který jednoznačně ukazuje lineární vztah rychlosti vzdalování galaxií a jejich vzdálenosti, sestrojil jako první E.P. Hubble. Díky tomuto se závislost na počest jeho objevitele nazývá jeho jménem.

CO SE DĚLO PO VELKÉM TŘESKU? – Atomární látka přestala svítit a začal temný věk Vesmíru. Ten trval až do období 400 milionů let po vzniku Vesmíru, kdy vznikly první obří hvězdy a opětovně ionizovaly své okolí. Jejich život byl velmi krátký, snad jen několik desítek milionů let. V jejich nitru vznikaly termojadernou reakcí těžší prvky jako uhlík, kyslík až po železo, jehož jádro je nejlépe vázáno silnou interakcí. Tyto první megahvězdy končily svůj život v gigantických explozích hypernov. Těžké prvky byly rozmetány do okolí, aby se staly součástí dalších generací hvězd. Prvky těžší, než železo vznikaly v obálkách explodujících supernov a hypernov. Ve Vesmíru se z atomární látky postupně rodily dnešní struktury – galaxie a kupy galaxií.

Kdy a jak vznikly ve Vesmíru první hvězdy?

Ke vzniku hvězd vedla celá řada událostí již od počátku Velkého třesku, v této době se Vesmír skládal z extrémně horké plazmy složené z částic a antičástic těžkých bosonů X, kvarků a gluonů, které se neustále vzájemně proměňovaly. To postupně vedlo až ke vzniku protonů a neutronů, jež jsou základními stavebními kameny atomů. Tzv. rekombinační teplota atomu vodíku se pohybuje kolem 3000 K (kelvinů). Této hodnoty dosáhl vesmír zhruba až 400 tisíc let po Velkém třesku, teprve až potom mohla atomová jádra na sebe trvale vázat elektrony. V této době už byl tedy Vesmír naplněn nám známou hmotou. Přesto byla hmota tehdy pořád ještě výrazně chudá na své složení. Vodík, helium, malé množství lithia, spousta elektronů a asi 10 miliard fotonů na každý stavební kámen atomu. Nicméně po zbývajících prvcích z celkem dvaadevadesáti nebylo ani památky.

V dnešním universu není absolutně nic, co by nebylo vybudováno výlučně ze zmíněných 92 prvků. Bez nich by nebyly diamanty, zlato, vzduch, voda, půda, a hornina a už vůbec ne něco tak jednoduchého, a přece složitého, jako je bakterie, o vyšších organismech ani nemluvě. Mohlo však vzniknout něco jiného, něco velmi důležitého pro další vývoj Vesmíru – hvězdy!

Když budeme pozorovat noční oblohu, bude se nám zdát, že hmota není rovnoměrně rozložená. Uvidíme hvězdy osamoceně a jinde zase natěsnány na sebe. Jak hmota vznikla, tak se musela i shluknout v jednotlivých místech a zhustit se v galaxie a hvězdy. Jediná síla v universu, která je něčeho takového schopna, je gravitace. To ona způsobuje, že se hmoty vzájemně přitahují, že tvoří „kupy“. Hvězdné ostrovy, galaxie, jsou složeny z mezihvězdné hmoty a hvězd. Jejich vývoj spočívá v přeměně první složky s druhou.

Tento proces neboli vznik hvězd, je ovlivňován zářením hvězd samotných i tím, že hvězdy navracejí do mezihvězdného prostoru značnou část své hmoty. Jedná se o zpětnou vazbu, která ovlivňuje vznik hvězd dalších generací. Vývoj izolovaných galaxií je určován jednak gravitací, která je příčinou velkorozměrných struktur, jako jsou spirální ramena nebo centrální příčky, a dále samoregulující se tvorbou hvězd.

Takto je možno popisovat vývoj galaxií v okolí Mléčné dráhy, kde jsou mezi nimi značné vzdálenosti. V době svého vzniku se však galaxie ovlivňovaly navzájem, což bylo příčinou tvorby prvních hvězd.

Podíváme-li se na noční oblohu, působí na nás hvězdy jako stálé svítící a neměnné body. Ve skutečnosti však stále vznikají hvězdy nové, které se rodí z obrovských oblaků chladného plynu a prachu, kterým se říká mlhoviny. Přibližně milion let trvá předhvězdná fáze kolapsu mračna a vývoj jádra až do okamžiku, kdy je jádro ionizováno a stane se neprůhledným. Tento okamžik považujeme za zrod hvězdy.

„Pokud chcete nalézt tajemství Vesmíru, je ukryto v pojmech energie, frekvence a vibrace“. – Nikola Tesla