Zobrazení zdroje stránky Velký třesk

{{K rozšíření}}
{{Infobox Vědecká teorie
| název = Velký třesk
| obrázek = Cmbr.svg
| popisek = Mapa teplotních anizotropií [[kosmické mikrovlnné pozadí|kosmického mikrovlnného pozadí]] z dat [[WMAP|sondy WMAP]], klíčový důkaz teorie.
| obor = [[Kosmologie]], [[Astrofyzika]]
| hlavní myšlenka = Vesmír vznikl z extrémně horkého a hustého počátečního stavu a od té doby se neustále rozpíná a chladne.
| hlavní proponenti = [[Georges Lemaître]], [[Alexander Alexandrovič Friedman|Alexander Friedman]], [[George Gamow]], [[Edwin Hubble]]
| stav = Všeobecně přijímaná standardní teorie.
| důkazy = [[Hubbleův-Lemaîtrův zákon|Rozpínání vesmíru]], [[kosmické mikrovlnné pozadí|kosmické mikrovlnné pozadí (reliktní záření)]], [[prvotní nukleosyntéza|četnost lehkých prvků]], vývoj a rozložení galaxií.
| odvozeno z = [[Obecná teorie relativity]]
| stáří vesmíru = přibližně 13,8 miliardy let
}}

'''Velký třesk''' (anglicky '''Big Bang''') je převládající vědecká [[kosmologie|kosmologická]] teorie, která popisuje vznik a vývoj [[vesmír]]u. Podle této teorie vesmír vznikl z extrémně horkého, hustého a malého bodu, známého jako počáteční [[singularita]], přibližně před 13,8 miliardami let. Od tohoto okamžiku se vesmír začal exponenciálně rozpínat a chladnout, což vedlo ke vzniku elementárních částic, atomových jader a nakonec i atomů, z nichž se později zformovaly [[hvězda|hvězdy]], [[galaxie]] a další velkorozměrové struktury, které dnes pozorujeme.

Původně posměšné označení "Velký třesk" poprvé použil britský astronom [[Fred Hoyle]] v roce 1949, který byl zastáncem konkurenční [[teorie stacionárního vesmíru]]. Teorie velkého třesku je však dnes podpořena drtivou většinou pozorovaných důkazů a je považována za standardní model vzniku vesmíru.

== ⏳ Historie ==
Vývoj teorie velkého třesku je spojen s pokroky v [[astronomie|astronomii]] a [[fyzika|fyzice]] 20. století.
* '''1915–1916:''' [[Albert Einstein|Albert Einstein]] publikoval svou [[obecná teorie relativity|obecnou teorii relativity]], která popisuje [[gravitace|gravitaci]] jako zakřivení [[časoprostor]]u. Jeho původní rovnice naznačovaly, že vesmír musí být buď v expanzi, nebo ve smršťování, což ho vedlo k zavedení [[kosmologická konstanta|kosmologické konstanty]], aby dosáhl statického vesmíru.
* '''1922–1924:''' Ruský matematik [[Alexander Alexandrovič Friedman|Alexander Friedman]] odvodil z Einsteinových rovnic řešení, která popisovala rozpínající se vesmír.
* '''1927:''' Belgický kněz a fyzik [[Georges Lemaître]] nezávisle na Friedmanovi dospěl k podobným závěrům a jako první navrhl, že rozpínání vesmíru lze vysledovat zpět v čase do počátečního bodu, který nazval "prvotní atom" nebo "kosmické vejce".
* '''1929:''' Americký astronom [[Edwin Hubble]] poskytl klíčový pozorovací důkaz. Zjistil, že [[galaxie]] se od sebe vzdalují rychlostí, která je úměrná jejich vzdálenosti (dnes známé jako [[Hubbleův-Lemaîtrův zákon]]). Toto pozorování potvrdilo, že vesmír se rozpíná.
* '''1948:''' [[George Gamow]] a jeho spolupracovníci [[Ralph Alpher]] a [[Robert Herman]] teoreticky předpověděli existenci [[kosmické mikrovlnné pozadí|kosmického mikrovlnného pozadí]] (CMB), zbytkového záření z rané, horké fáze vesmíru.
* '''1949:''' Termín "Velký třesk" poprvé posměšně použil [[Fred Hoyle]] v rozhlasovém vysílání [[BBC]], aby zkritizoval tuto teorii, které oponoval svou [[teorie stacionárního vesmíru|teorií stacionárního vesmíru]].
* '''1965:''' [[Arno Penzias]] a [[Robert Woodrow Wilson]] náhodně objevili kosmické mikrovlnné pozadí při práci s velkou anténou v [[Bellovy laboratoře|Bellových laboratořích]]. Tento objev byl považován za definitivní potvrzení teorie velkého třesku a Penzias s Wilsonem za něj v roce 1978 obdrželi [[Nobelova cena za fyziku|Nobelovu cenu za fyziku]].
* '''1989–2013:''' Mise jako [[Cosmic Background Explorer|COBE]], [[WMAP|WMAP]] a [[Planck (sonda)|Planck]] poskytly stále přesnější měření kosmického mikrovlnného pozadí, jeho nepatrných teplotních fluktuací a potvrdily předpovědi modelu velkého třesku s vysokou přesností.

== 🔭 Důkazy ==
Teorie velkého třesku je podpořena několika klíčovými pilíři pozorovacích důkazů:
* '''[[Hubbleův-Lemaîtrův zákon|Rozpínání vesmíru]]:''' Pozorování [[rudý posuv|rudého posuvu]] ve spektru světla ze vzdálených [[galaxie|galaxií]] ukazuje, že se od nás vzdalují. Rychlost jejich vzdalování je přímo úměrná jejich vzdálenosti, což je konzistentní s představou, že samotný prostor se rozpíná.
* '''[[Kosmické mikrovlnné pozadí]] (CMB):''' Jedná se o všudypřítomné [[elektromagnetické záření]], které je pozůstatkem z doby, kdy byl vesmír starý asi 380 000 let. V té době vesmír zchladl natolik, že se mohly vytvořit neutrální [[atom]]y a [[foton]]y se mohly volně pohybovat prostorem. Toto záření má téměř dokonale uniformní teplotu 2,725 [[kelvin|Kelvina]] a jeho spektrum přesně odpovídá záření absolutně černého tělesa.
* '''[[Prvotní nukleosyntéza|Množství lehkých prvků]]:''' Teorie předpovídá, že v prvních několika minutách po velkém třesku byly podmínky ideální pro vznik jader lehkých prvků. Předpovězené poměry [[vodík]]u (asi 75 %), [[helium|helia-4]] (asi 25 %) a stopového množství [[deuterium|deuteria]], [[helium-3|helia-3]] a [[lithium|lithia-7]] se pozoruhodně shodují s pozorovaným složením nejstarších hvězd a plynných oblaků ve vesmíru.
* '''Vývoj a rozložení galaxií:''' Pozorování ukazují, že galaxie v raném vesmíru byly menší a méně vyvinuté než ty dnešní. Velkorozměrové rozložení galaxií a kup galaxií odpovídá modelům, které vycházejí z malých hustotních fluktuací v raném vesmíru, pozorovaných v CMB.

== 📜 Časová osa ==
Vývoj vesmíru po velkém třesku se dělí do několika klíčových epoch:
* '''Planckova éra (0 až 10⁻⁴³ s):''' Nejranější fáze, o které současná [[fyzika]] nemá ucelenou teorii. Předpokládá se, že všechny čtyři základní [[interakce (fyzika)|interakce]] (gravitační, silná, slabá, elektromagnetická) byly sjednoceny.
* '''Éra velkého sjednocení (10⁻⁴³ až 10⁻³⁶ s):''' [[Gravitace]] se oddělila od ostatních tří sjednocených sil.
* '''Inflační éra (cca 10⁻³⁶ až 10⁻³² s):''' Vesmír prošel fází extrémně rychlé, exponenciální expanze, během níž se jeho objem zvětšil o mnoho řádů. Tato inflace vysvětluje, proč je dnešní vesmír tak homogenní a plochý.
* '''Éra kvarků (10⁻¹² až 10⁻⁶ s):''' Vesmír byl naplněn horkým [[kvark-gluonové plazma|kvark-gluonovým plazmatem]].
* '''Éra hadronů (10⁻⁶ s až 1 s):''' Vesmír zchladl natolik, že se [[kvark]]y mohly spojovat do [[hadron]]ů, jako jsou [[proton]]y a [[neutron]]y.
* '''Éra leptonů (1 s až 3 min):''' Vesmíru dominovaly [[lepton]]y, jako jsou [[elektron]]y a [[neutrino|neutrina]].
* '''Prvotní nukleosyntéza (3 min až 20 min):''' Teplota a hustota klesly na úroveň, která umožnila protonům a neutronům fúzovat a vytvářet jádra deuteria, helia a lithia.
* '''Éra záření (do cca 380 000 let):''' Vesmír byl stále příliš horký na to, aby se vytvořily stabilní atomy. Byl vyplněn plazmatem jader a volných elektronů, které neustále interagovaly s fotony.
* '''Rekombinace a oddělení záření (cca 380 000 let):''' Teplota klesla pod 3000 K, což umožnilo elektronům spojit se s jádry a vytvořit neutrální atomy. Vesmír se stal pro záření "průhledným" a fotony se mohly volně šířit – právě tyto fotony dnes pozorujeme jako kosmické mikrovlnné pozadí.
* '''Temný věk (380 000 let až cca 400 milionů let):''' Vesmír byl vyplněn neutrálním vodíkem a heliem, ale ještě neexistovaly žádné hvězdy, které by vydávaly světlo.
* '''Formování struktur (od 400 milionů let dodnes):''' Gravitační kolaps mračen plynu vedl ke vzniku prvních hvězd a galaxií. Tento proces pokračuje dodnes a vytváří stále složitější struktury.

== 🤔 Nevyřešené otázky ==
Přestože je teorie velkého třesku mimořádně úspěšná, stále existují zásadní otázky, na které neumí odpovědět:
* '''Co bylo před velkým třeskem?''' Současné teorie neumí popsat stav v čase t=0 (počáteční singularitu) a otázka, co bylo "předtím", může být z hlediska fyziky bezpředmětná, protože čas a prostor mohly vzniknout až s velkým třeskem.
* '''[[Baryonová asymetrie]]:''' Proč ve vesmíru drtivě převažuje [[hmota]] nad [[antihmota|antihmotou]], když by podle standardního modelu měly vzniknout ve stejném množství?
* '''[[Temná hmota]]:''' Přibližně 27 % hmotnosti vesmíru tvoří neznámá forma hmoty, která neinteraguje se světlem, ale projevuje se gravitačně. Její podstata je jednou z největších záhad moderní fyziky.
* '''[[Temná energie]]:''' Zhruba 68 % energetické hustoty vesmíru připadá na tzv. temnou energii, která je zodpovědná za pozorované zrychlené rozpínání vesmíru. Některé novější studie (z roku 2025) však naznačují, že temná energie nemusí být konstantní a rozpínání by se mohlo v budoucnu zpomalit.
* '''Problém horizontu a plochosti:''' Proč je vesmír ve velkých měřítkách tak homogenní a proč je jeho geometrie téměř dokonale plochá? Tyto problémy částečně řeší teorie kosmické inflace, která však sama není plně pochopena.

== 👶 Pro laiky ==
Představte si vesmír jako bochník kynoucího těsta s rozinkami. Těsto je samotný [[prostor]] a rozinky jsou [[galaxie]]. Když těsto kyne, nerozpíná se z jednoho centrálního bodu, ale celý bochník se zvětšuje. Z pohledu každé jednotlivé rozinky se zdá, že se všechny ostatní rozinky od ní vzdalují, a ty vzdálenější se pohybují rychleji. Přesně tak funguje rozpínání vesmíru – galaxie se nepohybují prostorem, ale prostor mezi nimi se rozpíná.

Velký třesk nebyl explozí v již existujícím prostoru, jako když vybuchne bomba. Byl to počátek samotného prostoru a času. V úplně prvním okamžiku byl celý náš pozorovatelný vesmír stlačen do neuvěřitelně malého a horkého bodu. Od té chvíle se prostor začal rozpínat a chladnout. Zpočátku byl tak horký, že existovala jen "polévka" základních částic. Jak vesmír chladl, tyto částice se začaly spojovat a tvořit atomy vodíku a helia, podobně jako když se vodní pára ochladí a zkondenzuje na kapky vody. Z těchto prvotních atomů pak za miliardy let vzniklo vše, co dnes známe – hvězdy, planety i my sami.

== 📚 Zdroje ==
* [https://www.wikipedia.org/ Wikipedia: Velký třesk]
* [https://www.nasa.gov/ NASA Science: Big Bang]
* [https://home.cern/science/physics/early-universe CERN: The early universe]
* [https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Planck/Planck_and_the_cosmic_microwave_background ESA: Planck and the cosmic microwave background]

{{DEFAULTSORT:Velký třesk}}
[[Kategorie:Kosmologie]]
[[Kategorie:Astrofyzika]]
[[Kategorie:Fyzikální teorie]]
[[Kategorie:Vznik a vývoj vesmíru]]
[[Kategorie:Vytvořeno Gemini]]