Vyvrátil Webbův dalekohled teorii velkého třesku?

V úterý 12. července jsme se konečně dočkali. Americký prezident Joe Biden zveřejnil první fotografii pořízenou Webbovým dalekohledem. O den později došlo k uvolnění dalších čtyř snímků, v odborné komunitě však vyvolal největší poprask první snímek hlubokého pole na pozadí bližší čočkující kupy galaxií. K tomu došlo až o pár dní později, když vyšlo najevo, že astronomové na snímku rozpoznali několik desítek raných galaxií s neobvykle vysokým rudým posuvem. Posléze vědci odhalili další detekce ještě vzdálenějších galaxií, u nichž se navíc ukázalo, že jsou vyvinuté více než by v tak mladém vesmíru mělo být možné. Zvláště v alternativních kruzích se proto začaly objevovat senzační zprávy, které hlásaly, že Webbův dalekohled vyvrátil teorii velkého třesku. Je tomu ale skutečně tak?

Teorie velkého třesku

Kosmologií se lidstvo v jisté formě zabývalo už před mnoha tisíciletími, protože naše předky vždy zajímalo odkud přišli a jak svět vznikl. Tehdy však šlo především o představy mytologické a náboženské. Až v antice se postupem času začaly více prosazovat i myšlenky vědecké, které potom definitivně zvítězily s nástupem moderní vědy v 16. a 17. století zásluhou takových velikánů, jakými byli Mikuláš Koperník, Johannes Kepler, Galileo Galilei nebo Isaac Newton.

Ve dvacátých letech minulého století se po relativistické revoluci rozvinula fyzika natolik, že bylo možné vytvořit první moderní představy o vzniku a vývoji vesmíru. Tehdy se zrodila teorie velkého třesku, byť sám název velký třesk je pozdější, pochází až z konce 40. let od Freda Hoylea. Jeden z praotců myšlenky, belgický fyzik a katolický kněz Georges Lemaître původně hovořil o kosmickém atomu či vejci, čímž mínil horký hustý stav na samém počátku vesmíru. Právě tento horký a hustý počátek dnes označujeme pojmem velký třesk.

Později se teorie významně rozvinula zejména díky vysvětlení primární nukleosyntézy z roku 1957, objevu reliktního záření z roku 1964 a rozlišení jeho parametrů z počátku 90. let. Významnou roli sehrálo rovněž definitivní potvrzení existence temné hmoty z přelomu 60. a 70. let a konečně objevu temné energie z roku 1998. V té době nabyla teorie dnešní podoby známé jako standardní kosmologický model.

Parametrizací standardního modelu je potom model ΛCDM. Symbol Λ, tedy řecké písmeno lambda, zde označuje kosmologickou konstantu související se záhadnou temnou energií, která tvoří 68 % hmoty – energie vesmíru. CDM potom znamená „cold dark matter“, chladnou temnou hmotu, tajemné (pravděpodobně) částice tvořící 27 % hmoty – energie vesmíru. Pouze zbylých 5 % zabírá běžná baryonová hmota, kam spadají atomy, hvězdy, planety a všechno co pozorujeme kolem nás.

Doklady teorie velkého třesku

Díky moderním astronomickým přístrojům, jak na Zemi, tak v kosmickém prostoru máme k dispozici celou řadu dosti solidních důkazů, které značí, že teorie velkého třesku je tou správnou teorií vzniku vesmíru. Pojďme se na ně ve stručnosti společně podívat.

Prvním důkazem velkého třesku, který byl znám již ve 20. letech minulého století je Hubbleův- Lemaîtrův zákon, který nám říká, že rychlost vzdalování objektů ve vesmíru záleží na jejich vzdálenosti od nás. Čím vzdálenější objekt (třeba galaxie), tím se od nás vzdaluje rychleji. Míru tohoto vzdalování určuje parametr známý jako Hubbleova konstanta. Hubbleův – Lemaîtrův zákon pochopitelně platí pouze pro objekty, které od nás leží dostatečně daleko. Neplatí tedy na úrovni naší Sluneční soustavy, Galaxie a Místní skupiny galaxií, které drží pohromadě gravitace.

Tento zákon předpověděli už v roce 1922, respektive 1927 z rovnic obecné relativity Alexander Friedman a Georges Lemaître. Pozorováním jej potvrdil v roce 1929 Edwin Hubble. Ačkoliv některé náznaky existovaly již dříve, astronomové je nedokázali správně interpretovat. Hubble našel u vzdálených galaxií tzv. rudý posuv, tedy prodloužení vlnové délky na straně přijímače. Když vidíme nějaký vzdálený objekt, jeho záření se oproti standardnímu očekávanému stavu posouvá více do červené části spektra, a to tím více, čím je objekt vzdálenější.

Rudý posuv se dá chápat jako Dopplerovský posun objektů vzdalujících se od nás, ve skutečnosti je ale kosmologický rudý posuv způsoben spíše rozepnutím prostoročasu mezi okamžikem vyzáření světla a okamžikem jeho zachycení našimi přístroji. Hubbleův – Lemaîtrův zákon značí, že v minulosti musel být vesmír menší a z rudého posuvu lze dokonce (alespoň v principu) určit okamžik, kdy byly všechny objekty na jednom místě, jinými slovy okamžik vzniku našeho vesmíru.

Druhým důkazem velkého třesku je existence reliktního záření. To poprvé pozorovali Američané Arno Penzias a Robert Wilson v roce 1964 a potvrdili tím teoretickou předpověď z konce 40. let. Trojice vědců (a později nezávisle i několik dalších týmů) tehdy předpokládala, že po velkém třesku zůstaly dodnes v kosmickém prostoru přítomny nějaké pozůstatky.

Konkrétně mělo jít o elektromagnetické záření, které bylo v okamžiku oddělení od látky ve viditelné části spektra, s rozpínáním prostoročasu se však posunulo k delším vlnovým délkám a dnes je pozorovatelné na pomezí vzdáleného infračerveného a mikrovlnného záření. Právě v oblasti mikrovln pracovali jeho objevitelé Penzias s Wilsonem.

Následujících několik desetiletí fyzikové reliktní záření velmi intenzivně zkoumali. Zjistili, že jeho teplota dnes odpovídá 2,725 K, spektrum reliktního záření se ve všech směrech dokonale shoduje se spektrem záření absolutně černého tělesa a reliktní záření je neuvěřitelně homogenní a izotropní. Poslední rozptyl reliktního záření nastal asi 380 000 let po vzniku vesmíru, od té doby je prostoročas pro elektromagnetické záření průhledný.

Třetím důkazem velkého třesku je zastoupení primárních chemických prvků. Některé z nich vznikly už na samém počátku, tzv. primární nukleosyntézou. Většina chemických prvků a jejich izotopů (různé verze stejného prvku s totožným počtem protonů, ale rozdílným počtem neutronů) vznikla až mnohem později ve hvězdách, při výbuších supernov a dalších procesech,

Největší zastoupení měl a má pochopitelně běžný vodík, tedy jediný proton s jediným elektronem, avšak na počátku existence kosmu vznikla i jádra těžšího izotopu vodíku deuteria, obou stabilních izotopů helia ³He a ⁴He, lithia ⁷Li a velmi malého množství dalších izotopů. Přesnou koncentraci jejich jader ve srovnání s počtem jader vodíku lze z modelu velkého třesku snadno určit. Závisí totiž pouze na poměru fotonů k baryonům (částice složené ze tří kvarků – zejména protony a neutrony). Zastoupení těžších prvků umíme také nezávisle určit z fluktuací reliktního záření.

Naměřené hodnoty vcelku dobře souhlasí s teoretickou předpovědí. U deuteria ²H je shoda skvělá, u helia ⁴He velmi dobrá, zatímco pro lithium ⁷Li je rozdíl mezi předpovědí a měřením dvojnásobný. Proto někdy hovoříme o kosmologickém problému lithia. Nutno ovšem podotknout, že chyba měření je zde poměrně velká. Ať tak či onak, alespoň přibližná shoda pro všechny izotopy je silný doklad pro velký třesk. Neexistuje žádný jiný známý model, který by mohl vysvětlit právě takovéto zastoupení prvků v raném vesmíru nebo jejich vzájemný poměr.

Čtvrtým důkazem velkého třesku je evoluce a zastoupení galaxií. Když se díváme do vzdálených končin našeho vesmíru, vidíme dosti odlišný pohled od našeho okolí. V nejstarší éře po oddělení reliktního záření se žádné galaxie nenachází. O něco později spatříme zárodky prvních galaxií nebo velmi mladé galaxie a čím blíže k nám se díváme, tím více se objekty ve vesmíru začínají podobat našemu nejbližšímu okolí.

Galaxie totiž neexistovaly ve vesmíru od samého počátku, ale v prvních desítkách milionů let se nejdříve postupně tvořily jejich zárodky, poté první galaxie a také celé kupy a nadkupy galaxií. V té době navíc existovaly i první populace hvězd dosti odlišné od populace současné, takže vzdálené galaxie jsou celkově velmi rozdílné od galaxií v našem okolí. Navíc galaxie vzniklé z kosmologického pohledu nedávno se výrazně liší od starých galaxií ve stejné vzdálenosti.

Pozorování vývoje a rozložení galaxií v čase a prostoru, jakož i vývoj a rozložení kvasarů (aktivních galaktických jader) či kup a nadkup galaxií výborně souhlasí s numerickými simulacemi. Představuje proto silný doklad pro velký třesk a naopak zásadní argument proti alternativním modelům.

Pátým důkazem velkého třesku jsou mračna primordiálního plynu. Velmi dlouho se dařilo detekovat jen objekty, v nichž jsme naměřili alespoň malé zastoupení těžších prvků jako je uhlík, kyslík nebo křemík. A to včetně velmi vzdálených galaxií a kvasarů nebo extrémně starých hvězd.

V roce 2011 se však astronomům podařilo detekovat ve velmi vzdálených kvasarech několik mračen plynu, u nichž nedokázali spektrální analýzou žádné těžší prvky odhalit a to ani ty, které se tvoří jadernou fúzí ve hvězdách jako je právě uhlík, kyslík a křemík. Existuje proto nemalá šance, že se tato mračna vytvořila krátce po vzniku vesmíru z primordiálního materiálu. A to zřejmě dokonce v prvních několika minutách života kosmu během primární nukleosyntézy.

Šestým důkazem velkého třesku je shoda různých metod v určení stáří vesmíru. Pokud vás zajímá evoluční biologie, můžete se setkat s tvrzením, že největší důkaz evoluce představuje skutečnost, že se zcela odlišné a vzájemně nezávislé metody shodují. Při určení věku kosmu je to obdobné.

Velmi přesně spolu souhlasí hodnoty stanovené pomocí reliktního záření i skrze kosmologický rudý posuv. Také pokusy o datování nejstarších hvězd a kulových hvězdokup dávají výsledky, jež jsou s ostatními metodami plně kompatibilní.

Nejvzdálenější galaxie a nová pozorování Webbu

Vraťme se ještě k úplně prvnímu snímku Webbova dalekohledu, na němž je galaktická kupa SMACS J0723.3–7327, která slouží jako galaktická čočka. Zesiluje tedy světlo vzdálených galaxií a kvasarů, na pozadí tedy vidíme množství objektů velmi hlubokého vesmíru. Ostatně, pro podobné snímky se vžil název hluboké (nebo ultra hluboké) pole. Toto konkrétní se nachází na jižní hvězdné obloze ve směru souhvězdí Létající ryby.

Samotná kupa SMACS J0723.3–7327 je vzdálená asi 4,6 miliardy světelných let, výrazně zajímavější jsou ovšem čočkované objekty hlubokého vesmíru. Už několik dní po uveřejnění samotné fotky sdělili vědci také informaci, že se na snímku nachází také několik extrémně vzdálených galaxií. Dvě z nich jsou dokonce více než 13 miliard světelných let daleko, přesněji řečeno jedna se nachází přesně 13 miliard světelných let od nás, zatímco druhá 13,1 miliardy světelných let. Později publikovali experti práci, kde identifikují 88 kandidátů na galaxie s rudým posuvem 11 – 20 a vzdáleností 13,38 – 13,62 miliardy světelných let.

Dosud rekordní potvrzená galaxie GN-z11 leží asi 13,4 miliardy světelných let daleko a její rudý posuv je roven 11,1. Ten byl určen nejprve fotometricky, tedy metodou měřící jasnost vzdálených objektů. Později se podařilo rudý posuv potvrdit i mnohem přesnější spektroskopickou technikou, kdy se měří přímo konkrétní spektrální čáry daného objektu. GN-z11 je nejvzdálenějším objektem, u nějž je rudý posuv určen dosti spolehlivě.

V dubnu letošního roku byl zveřejněn objev další vzdálené galaxie nazvané HD1. Stejně jako GN-z11 ji zachytil Hubbleův dalekohled. Leží ve směru souhvězdí Sextantu a podle fotometrie vykazuje rudý posuv přibližně 13,2, čemuž odpovídá vzdálenost 13,46 miliardy světelných let. U ní se, ale na rozdíl od GN-z11 nepodařilo dosud potvrdit rudý posuv také spektroskopickou metodou. Proto musíme prozatím brát tento objekt pouze jako kandidáta na jednu z nejvzdálenějších galaxií, nikoliv jako potvrzenou skutečnost.

A v červenci se podařilo získat také další cenné údaje z Webbova dalekohledu, který ve směru souhvězdí Sochaře na jižní obloze pozoroval dvě extrémně vzdálené galaxie. První z nich GLASS-z11 vykazuje zhruba stejně velký rudý posuv jako dosud rekordní GN-z11, čemuž odpovídá vzdálenost 13,4 miliardy světelných let. U druhého objektu GLASS-z13 zjistili odborníci dokonce rudý posuv 13,1 a vzdálenost 13,46 miliardy světelných let.

Na konci července zveřejnil vědecký tým stojící za jedním z přehlídkových pozorovacích programů CEERS (Cosmisc Evolution Early Release Science Survey) objev další vzdálené galaxie u níž změřili fotometricky rudý posuv 11,8. Přítomna tedy byla ve vesmíru starém o něco méně než 400 milionů let. Zajímavé je, že ji dokázaly zachytit jak Webbův, tak Hubbleův teleskop. Vědci pojmenovali tento objekt Maisie podle dcery vedoucího projektu Steva Finkelsteina.

Všechny tyto extrémně vzdálené galaxie, GN-z11, GLASS-z11, GLASS-z13 a Maisie se zdají být dosti podobné. Ve srovnání s Mléčnou dráhou mají jen zlomek hmotnosti i velikosti, tvorba nových hvězd v nich však probíhá výrazně rychleji. Vezměme si pro příklad nejvzdálenější GLASS-z13. Ta má hmotnost přibližně jedné miliardy Sluncí, tedy asi tisíckrát nižší než Mléčná dráha. Její průměr činí zhruba 1600 světelných let, oproti asi 106 000 u naší Galaxie. Zato rychlost tvorby nových hvězd je zde oproti Mléčné dráze asi dvacetinásobná.

To ovšem stále není nic oproti dalším dvěma objevům zveřejněným letos o prázdninách. Ukázalo se, že Webb v rámci již zmíněného přehlídkového programu CEERS zachytil dva dosud nejvzdálenějším kandidáty galaxií. První z nich, CEERS-93316 vykazuje rudý posuv 16,7, což odpovídá vzdálenosti 13,55 miliardy světelných let. U druhého z nich, CEERS-DSFG-1, předpokládají vědci dokonce rudý posuv 18! Tyto galaxie tedy existovaly ve vesmíru, který byl starý jen kolem 200 milionů let (dnes je věk kosmu určen na 13 800 milionů let).

Už víme, že reliktní záření se od hmoty oddělilo asi 380 000 let po vzniku vesmíru. Z tehdy již existujících nehomogenit se postupně začaly tvořit první větší shluky hmoty a poté první hvězdy, které ozářily do té doby temný prostoročas. O něco později vznikly i první galaxie. A tady právě dostáváme jistý rozpor mezi numerickými simulacemi a pozorováními. Objekty jako CEERS-93316 vypadají v době, kdy je pozorujeme vyvinuty o dost více, než by podle teoretických předpokladů vypadat měly. Což je velká výzva pro současné modely vzniku a vývoje galaxií.

Rozdíl mezi vznikem a vývojem vesmíru

Pro potřeby našeho článku si musíme ujasnit dvě zcela zásadní věci. Především bych rád podotkl, že se občas objevují nedorozumění v tom, co to je vlastně velký třesk. Ten totiž můžeme chápat dvojím způsobem. Buď jako okamžik vzniku vesmíru, pak je velký třesk jediný moment, nebo jako celou první etapu vývoje vesmíru až do oddělení reliktního záření. Potom je velký třesk perioda trvající 380 000 roků, od vzniku kosmu až po ukončení nejdůležitější fáze jeho zrodu.

První přístup se hodí v biologii, chemii, nebo některých oblastech fyziky, z jejichž pohledu je 380 000 let na počátku v podstatě okamžitá událost. My se ale věnujeme kosmologii a proto dnes budeme používat přístup druhý. Velkým třeskem tedy rozumíme celou první etapu v historii našeho kosmu.

Dále si musíme uvědomit zásadní rozdíl mezi vznikem a vývojem vesmíru. Pomůžeme si opět biologií. Evoluční teorii se někdy vyčítá, že neobjasňuje vznik života na Zemi. To ale není jejím úkolem, ona jen popisuje vývoj živých organismů a mechanismy, které se při něm uplatňují. Vznikem života se zabývá abiogeneze. Velmi podobné to je u kosmologie. Teorie velkého třesku popisuje vznik vesmíru a jeho první okamžiky. Pozdějším vývojem kosmu se zaobírají jiné fyzikální teorie a modely.

Vyvrátil Webbův dalekohled svými novými pozorováními teorii velkého třesku? Samozřejmě, že ne! Jak jsme si už řekli, pro současný model vzniku vesmíru existuje velké množství mimořádně spolehlivých a vzájemně se doplňujících důkazů. Představa vzniku našeho vesmíru v ohrožení není a velmi pravděpodobně ani nebude.

Co tedy znamenají nová pozorování? Protože se nasnímané galaxie zdají v o něco pokročilejší fázi vývoje, než se čekalo a jsou také o něco větší oproti teoretickým předpokladům, může to znamenat problém pro současnou představu o vzniku a růstu galaxií ve velmi raném vesmíru. Možná bude nutné výrazně upravit teorii galaktické evoluce či dokonce kosmologický model ΛCDM. Temná hmota a temná energie by mohly fungovat jinak, než si myslíme. Teorie velkého třesku ale ohrožena není.

A to i přes některé velmi pomýlené články, které v souvislosti se zjištěními Webbova teleskopu vyšly. Jedním takovým je třeba text popírače velkého třesku a zastánce pseudovědecké alternativní teorie Erica Lernera, který vydala organizace Art of Ideas, ale bohužel jej nekriticky převzaly i větší zpravodajské kanály.

Autor v něm vytrhl z kontextu a dezinterpretoval výrok astrofyzičky Allison Kirkpatrick z Kansaské univerzity. Ta pro časopis Nature řekla: „Teď jsem ve tři v noci vzhůru a přemýšlím, zda všechno, co jsem dosud dělala, není špatně.“ Že hovořila o modelu formování a vývoje galaxií, nikoliv o teorii velkého třesku, asi není třeba s ohledem na předchozí odstavce dodávat.

Bohužel měla celá věc ještě dosti nepříjemnou dohru, ale to už se na náš web příliš nehodí, v případě zájmu doporučuji k přečtení článek Antonína Šlajcha na webu Vědátor, jenž se tímto tématem zabývá podrobněji. Nám už zbývá jen prosba novinářům, pokud tento text nějací čtou, aby vždy důsledně ověřovali pravdivost tvrzení ve svých článcích. Zvláště těch působících nevědecky či přímo pavědecky.

Nebo je to všechno jinak?

Všimněte si, že až dosud jsem uváděl údaje u pozorovaných vzdálených galaxií víceméně jako jasná fakta. V zásadě nikde, až na Hubbleovo měření HD1, jsem neprojevil k získaným výsledkům větší skepsi, byť jsem občas hovořil o kandidátech na galaxie, nikoliv o galaxiích. Měli bychom projevovat pochybnosti? Rozhodně ano. Až na GN-z11, u níž se povedlo potvrdit proklamovaný rudý posuv fotometricky i spektroskopicky, je alespoň prozatím, u všech dalších uváděných galaxií s rudým posuvem větším než 11 na místě velká dávka opatrnosti. Zvláště pak u údajů o extrémním rudém posuvu, jako jsou hodnoty 14 – 20.

Musím tedy velmi mírnit všeobecné a nekritické nadšení, jež se u nově získaných dat o vzdálených galaxiích občas objevuje. Bezesporu jde o dosti zajímavá pozorování. Nicméně musíme vzít v úvahu, že Webbův dalekohled stále pracuje poměrně krátce. V kalibraci přístrojů dalekohledu stále může být nějaká, byť třeba jen drobná chyba, stejně tak může vzniknout chyba při zpracování surových dat. Navíc, jak už jsme si řekli, fotometrické určení rudého posuvu je méně přesné, nežli spektroskopie a odchylka tedy mohla vzniknout i tímto způsobem. Možných představitelných chyb je celá řada.

Bylo by proto vhodné získat dostatečnou statistiku podobných objektů a pokud možno u všech nebo alespoň u většiny z nich potvrdit rudý posuv spektroskopickou metodou. Fotometrie sice dává hrubý odhad, ale je náchylná na některé typy chyb. Zvláště u výše zmíněných galaxií CEERS-93316 a CEERS-DSFG-1 s extrémními rudými posuvy 16,7 a 18 lze získat stejná data i v případě hvězdotvorné galaxie s vysokým obsahem prachu. Tyto objekty mohou navíc i dobře napodobit očekávaný vzhled galaxií s extrémním rudým posuvem v infračervené části spektra.

Kupříkladu v případě CEERS-DSFG-1 se na tuto galaxii zaměřily i pozemní teleskopy. Konkrétně soustava radioteleskopů NOEMA nacházející se ve výšce 2 552 metrů nad mořem ve francouzských Alpách a bolometr SCUBA-2, jenž se nachází na teleskopu Jamese Clerka Maxwella na Mauna Kea Observatory na Havajských ostrovech. Obě zařízení potvrdila u objektu velké množství prachu. Ten je astronomům známý tím, že vyzařuje na stejných vlnových délkách jako velmi vzdálené galaxie.

Samotná přítomnost prachu, natož jeho velkého množství je dosti podezřelá. U objektů s rudým posuvem 16 nebo dokonce 18 by prach vůbec neměl být přítomen. Ve vesmíru totiž tehdy neexistovaly prakticky žádné těžší prvky než lithium a 99,99 % atomů patřilo vodíku a heliu. Prach se proto neměl v té době jak a kde vytvořit. Dost možná se u nových pozorování díváme na jinou část spektra a jiné spektrální čáry, než se původně myslelo.

V takovém případě by potom CEERS-93316 a CEERS-DSFG-1 neměly rudý posuv roven 16,7 nebo 18, ale „pouze“ 5. To je pořád velmi vysoká hodnota, jenž je výrazně vyšší než u většiny známých objektů ve vesmíru. Takový rudý posuv totiž stále odpovídá vzdálenosti 12,5 miliardy světelných let. Zmíněné galaxie by stále byly mimořádně vzdálené a patřily by ke zlomku nejvzdálenějším známých objektů ve vesmíru, avšak nejednalo by se o senzační detekce galaxií existujících 200 milionů let po vzniku vesmíru vynucujících si výraznou revizi současných modelů vzniku a vývoje galaxií.

Mezinárodní tým specialistů již na toto téma publikoval odbornou studii. V ní se uvádí, že zatím nelze na 100 % prokázat souvislost pozorovaného prachu a galaxie CEERS-DSFG-1, bude potřeba ještě další průzkum. Tato souvislost je však pravděpodobná a CEERS-DSFG-1 má proto zřejmě rudý posuv 5. Fyzikové stojící za touto prací dospěli k závěru, že tato i podobné detekce z přístroje NIRCam na Webbově teleskopu pravděpodobně a dosti často znamenají nikoliv extrémní rudý posuv, ale galaxie se značným podílem prachu a s rudým posuvem 4 – 6.

To se týká nejen CEERS-DSFG-1, ale i CEERS-93316, Maisie a dalších dnes představených galaxií s deklarovaným rudým posuvem vyšším než 11. U všech je pro potvrzení extrémní vzdálenosti nutné nezávislé ověření hodnoty rudého posuvu ze spektroskopických měření. GN-z11 představuje jedinou výjimku, u níž vědci potvrdili rudý posuv 11,09 fotometricky i spektroskopicky.

Trochu specifická je pak ještě situace u výše zmíněné galaxie GLASS-z13. Řekli jsme si, že zde Webbův dalekohled stanovil rudý posuv na 13,1. To už ale neplatí. V říjnu došlo k novému měření a revizi rudého posuvu na 12,4. Z toho důvodu došlo i k přejmenování galaxie na GLASS-z12. Tento objekt pozorovala také soustava radioteleskopů ALMA nacházející se v chilské poušti Atacama. Pokusila se o spektroskopické měření rudého posuvu. Výsledky nejsou zatím příliš průkazné, avšak pokud by platily, pak rudý posuv této galaxie činí 12,1. Jde tedy o další redukci původní hodnoty, i tak by šlo ale o nejvzdálenější galaxii. Odpovídající vzdálenost je asi 13,45 miliardy světelných let. Podobně jako u GLASS-z13 došlo k upřesnění měření a je z ní nyní GLASS-z12, také GLASS-z11 byla důkladněji prozkoumána a nyní je z ní GLASS-z10.

Galaxie bohaté na prach mohou do budoucna svou schopností vyzařovat na stejných vlnových délkách a tím, že umí vzhledově napodobit galaxie s extrémním rudým posuvem představovat určitý problém při snaze o nalezení rekordně dalekých galaxií. Kosmologové a astrofyzikové se budou muset s touto výzvou vypořádat. Naštěstí mají spoustu času, neboť Webbův dalekohled by měl fungovat nejméně deset let a za tu dobu napozoruje značné množství přehlídek a jednotlivých objektů. Výhodou je i součinnost s Hubbleovým dalekohledem a velkými pozemními observatořemi.

Závěr

Ne, Webbův dalekohled teorii velkého třesku skutečně nevyvrátil. A velmi pravděpodobně ani nikdy nevyvrátí. A to, ať už jsou představená data týkající se vzdálených galaxií správná nebo se ukáže, že jde o bližší prachové galaxie. Přesto se jedná o výsledky zajímavé a důležité. V budoucnu na ně Webb určitě naváže spoustou zajímavých měření. Možná se už brzy dočkáme spolehlivého spektroskopického zjištění rudého posuvu u nějaké mimořádně vzdálené galaxie. A skutečně může být nutné doplnit či pozměnit současnou teorii formování a evoluce galaxií nebo dokonce možná i ΛCDM model. Teorie velkého třesku jako taková ovšem zůstává nedotčená. Nezmění ji pravděpodobně nejen tato, ale ani jiná data z nového dalekohledu. Množství důkazů pro velký třesk je značné a tento kosmologický model tu s námi zřejmě bude ještě pěknou řádku let.

Poznámky autora

1. Za inspiraci k sepsání tohoto článku děkuji panu Richardu Moskalovi, který v zářijovém pokecu s Kosmonautixem položil otázku, zda je pravda, že JWST vyvrátil teorii velkého třesku.
2. Dále děkuji Martinu Škorpíkovi za užitečné připomínky k článku a Davidu Heyrovskému a Miroslavu Havránkovi za plodné diskuze na toto a související témata.

Doporučená literatura

• Steven Weinberg – „The First three minutes“ – česky jako „První tři minuty“ (Mladá fronta, 1998)
• Jiří Grygar – „Vesmír jaký je“ (Mladá fronta, 1997)
• Simon Singh – „The Big Bang. The Most Important Scientific Discovery of All Time and Why You Need to Know About it“ – česky jako „Velký třesk (Argo a Dokořán, 2007)
• Lawrence Krauss – „ Atom: An Odyssey from the Big Bang to Life on Earth … and Beyond“ – česky jako „Proměny vesmíru“ (Paseka, 2007)
• Brian Clegg – „Before Big Bang“ – česky jako „Před velkým třeskem“ (Argo a Dokořán, 2011)
• Janna Levin – „How the Universe Got Its Spots“ – česky jako „Jak vesmír přišel ke svým skvrnám“ (Argo a Dokořán, 2003)
• George Johnson – „Miss Leavitts Star’s“ – česky jako „Až na konec vesmíru“ (Argo a Dokořán, 2007)
• Robert Kirshner – „The Extravagant Universe. Exploding Stars, Dark Energy and the Accelerating Cosmos“ – česky jako „Výstřední vesmír“ (Paseka, 2005)

Doporučené a použité zdroje

• NASA Webb: https://webb.nasa.gov/
• Webb Telescope: https://webbtelescope.org/
• ESA Webb: https://esawebb.org/
• ALMA: http://www.almaobservatory.org/
• James Clerk Maxwell Telescope: https://www.eaobservatory.org/jcmt/
• CEERS: https://ceers.github.io/
• GLASS: https://glass.astro.ucla.edu/
• NASA Hubble: https://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/main/index.html
• NASA Spitzer: https://www.nasa.gov/mission_pages/spitzer/main/index.html
• IRAM: https://iram-institute.org/
• Allison Kirkpatrick: https://kirkpatrick.ku.edu/
• ESA Planck: https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Planck

Zdroje obrázků

• https://www.nasa.gov/sites/default/files/styles/full_width_feature/public/thumbnails/image/main_image_deep_field_smacs0723-5mb.jpg
• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6c/Brahe_kepler.jpg/1200px-Brahe_kepler.jpg
• https://www.universetoday.com/wp-content/uploads/2011/04/Lambda-Cold-Dark-Matter-Expansion-15cm150dpi.jpg
• https://imageio.forbes.com/blogs-images/startswithabang/files/2018/02/Kirshner.jpg
• https://www.cieletespace.fr/media/default/0001/16/Hubble-Lemaitre-5bb7.jpeg
• https://astronomy.com/-/media/Images/News%20and%20Observing/Intro%20to%20the%20Sky/Astro%20101/CMB/CMB_1965.jpg?mw=600
• https://www.esa.int/var/esa/storage/images/esa_multimedia/images/2013/03/planck_cmb/12583930-4-eng-GB/Planck_CMB.jpg
• https://w.astro.berkeley.edu/~mwhite/darkmatter/altbbn.jpg
• https://science.nasa.gov/science-pink/s3fs-public/styles/image_gallery_scale_960w/public/atoms/Nucleosynthesis2_WikipediaCmglee_1080_0.jpg?itok=3oUbxDmj
• https://www.mpia.de/4485952/original-1518438323.jpg?t=eyJ3aWR0aCI6ODQ4LCJmaWxlX2V4dGVuc2lvbiI6ImpwZyIsIm9ial9pZCI6NDQ4NTk1Mn0%3D–df634c5bf630b539ebaf45f755262d32e8c8aef2
• https://news.ucsc.edu/2011/11/images/simulation-400.jpg
• https://www.nasa.gov/sites/default/files/images/735694main_pia16874-full_full.jpg
• https://cdn.esawebb.org/archives/images/screen/weic2209d.jpg
• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/42/Distant_galaxy_GN-z11_in_GOODS-N_image_by_HST.jpg
• https://www.reuters.com/resizer/7xVq7V6QyW1yp2MU5Hvfn_eI-P4=/960×0/filters:quality(80)/cloudfront-us-east-2.images.arcpublishing.com/reuters/62SYSXTSJNI5BPYLCMJ75WZKVQ.jpg
• https://universemagazine.com/wp-content/uploads/2022/07/sei_115555193.jpg
• https://cdn.sci.news/images/enlarge10/image_11066_1e-Maisies-Galaxy.jpg
• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f6/CEERS-93316_infrared_view.jpg
• https://gadgettendency.com/wp-content/uploads/2022/08/James-Webb-Space-Telescope-Captures-Imposter-Galaxy.png
• https://cdn.hswstatic.com/gif/before-big-bang-3.jpg
• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cf/The_History_of_the_Universe.jpg
• https://map.gsfc.nasa.gov/media/060915/060915_1600.png
• https://physics.yale.edu/sites/default/files/event-images/52393602804_758d082d58_z.jpg
• https://itu.physics.uiowa.edu/sites/itu.physics.uiowa.edu/files/2021-08/itu/redshift_galaxyspectra.png
• https://ogrisel.github.io/scikit-learn.org/sklearn-tutorial/_images/plot_sdss_filters_21.png
• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b5/NOEMA_observatory._IRAM.jpg
• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/ca/JWST_Nircam1lwres.jpg
• https://scx2.b-cdn.net/gfx/news/2019/5c62d13fe3973.jpg
• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b6/The_Atacama_Compact_Array.jpg