Naša slnečná sústava zaujíma vo vesmíre pomerne skromné miesto. Je to malá časť našej domovskej galaxie, Mliečnej dráhy.
Okrem nášho Slnka je tu 100 až 400 miliárd ďalších hviezd. Mliečnu dráhu si môžeme predstaviť ako plochý disk, ktorý sa otáča. Má v priemere 120.000 svetelných rokov, ale je asi len 1000 svetelných rokov hrubá. V strede mliečnej dráhy sa nachádza obrovská čierna diera. Je štyrikrát ťažšia ako naše Slnko.
Pre nás ľudí je samotná veľkosť Mliečnej dráhy takmer nepredstaviteľná. Je ale len veľmi, veľmi malá časť celého vesmíru, ktorý pozostáva z niekoľkých stoviek miliárd galaxií.
My na Mliečnej dráhe
Naše Slnko sa nachádza v ramene Orióna Mliečnej dráhy a obieha okolo stredu galaxie vo vzdialenosti 25.000 až 28.000 svetelných rokov. Trvá 220 až 240 miliónov rokov, kým Slnko raz obletí centrálnu čiernu dieru Sagittarius A* - a to pri približne 800.000 km/h dychberúcej obežnej rýchlosti.
Naša slnečná sústava
Slnečná sústava, v ktorej žijeme, vznikla približne pred 4,5 miliardami rokov z disku víriaceho plynu a prachu. Skladá sa zo slnka a ôsmich planét. Planéty sú veľké, okrúhle nebeské telesá, ktoré obiehajú okolo jednej hviezdy a samy nesvietia. Na svojej dráhe sú sami, pretože ich relatívne veľká hmotnosť priťahuje všetky ostatné nebeské telesá, ktoré ležia v ich dráhe. Rimania dali planétam mená, ktoré sa dodnes používajú v mnohých európskych jazykoch.
Slnko
Ako všetky svietiace hviezdy, aj naše Slnko vyžaruje energiu. Táto energia pochádza z reakcií v samotnom slnku, pri ktorých jadrá vodíka splynú na héliové jadrá. Tieto procesy sú zdrojom takmer každej využiteľnej energie na Zemi.
Ľudia boli dlho presvedčení, že Zem je stredom vesmíru. V roku 1514 o tom pochyboval astronóm a matematik Mikuláš Koperník, ktorý bol presvedčený, že planéty, a teda aj Zem, obiehajú okolo Slnka. Šokujúca predstava! Až v 17. storočí sa tento pohľad na svet postupne presadil.
Merkúr
Merkúr zvládne jeden obeh okolo Slnka len za 88 dní. Rimania mu preto dali meno rýchleho posla bohov - Merkúr. Najmenšia planéta našej slnečnej sústavy má mimoriadne riedku atmosféru. Teploty na povrchu Merkúra sa preto pohybujú od -173 stupňov Celzia v noci do +427 stupňov Celzia pri slnečnom svetle.
Venuša
Pri pohľade zo Zeme žiadna iná "hviezda" nežiari jasnejšie ako Venuša. Večer je prvým nebeským telesom, ktoré je viditeľné, a ráno posledným, ktoré mizne. Preto sa nazýva aj "večernica" alebo "zornička". Ale ani Venuša nesvieti sama. Odráža svetlo slnka - rovnako ako všetky ostatné planéty.
Zem
Aké šťastie, že Zem ma práve tu správnu vzdialenosť od Slnka. Len tak sa môže na Zemi rozvíjať život. Bližšie k Slnku by bolo príliš horúco a ďalej príliš chladno. Iba v tejto obývateľnej zóne môže voda zostať trvalo v tekutom stave. Je to základný predpoklad pre rozvoj života, ako ho poznáme.
Mars
Mars je tvorený železitou horninou. Jeho oranžovo-červená farba nie je nič iné ako hrdza! Najväčšia marťanská sopka je vysoká viac ako 20 kilometrov. Najvyššia hora na Zemi, 8848 metrov vysoký Mount Everest, vyzerá vedľa nej celkom malá. Niekoľko robotov na Marse už geologicky preskúmali planétu.
Jupiter
Jupiter je zďaleka najväčšou planétou našej slnečnej sústavy. Obrovská plynná planéta má takmer rovnaké zloženie ako Slnko, ale je stále príliš ľahká na to, aby sa sama zapálila a stala sa hviezdou. Jupiter má najmenej 79 mesiacov.
Saturn
Slávne prstence Saturna sa skladajú z rôzne veľkých úlomkov ľadu a hornín. Celkovo je v plochom disku viac ako 100.000 prstencov. Aj iné planéty majú prstence, len nie sú tak výrazne vytvorené, a preto ich nie je tak ľahko vidieť.
Urán
Ľadovú planétu Urán prvýkrát objavil nemecko-britský astronóm a hudobník Wilhelm Herschel v roku 1781. Urán má najmenej 27 mesiacov, z ktorých sú mnohé pomenované ako postavy z diel Williama Shakespeara.
Neptún
Neptún je jediná planéta, ktorú zo Zeme nemožno vidieť voľným okom. Preto ju až v roku 1846 objavil astronóm Johann Gottfried Galle. Matematik Urbain Le Verrier ešte predtým vypočítal existenciu a približnú polohu tejto planéty. Galle teda vedel, čo má hľadať.
Okrem nášho Slnka je tu 100 až 400 miliárd ďalších hviezd. Mliečnu dráhu si môžeme predstaviť ako plochý disk, ktorý sa otáča. Má v priemere 120.000 svetelných rokov, ale je asi len 1000 svetelných rokov hrubá. V strede mliečnej dráhy sa nachádza obrovská čierna diera. Je štyrikrát ťažšia ako naše Slnko.
Pre nás ľudí je samotná veľkosť Mliečnej dráhy takmer nepredstaviteľná. Je ale len veľmi, veľmi malá časť celého vesmíru, ktorý pozostáva z niekoľkých stoviek miliárd galaxií.
My na Mliečnej dráhe
Naše Slnko sa nachádza v ramene Orióna Mliečnej dráhy a obieha okolo stredu galaxie vo vzdialenosti 25.000 až 28.000 svetelných rokov. Trvá 220 až 240 miliónov rokov, kým Slnko raz obletí centrálnu čiernu dieru Sagittarius A* - a to pri približne 800.000 km/h dychberúcej obežnej rýchlosti.
Naša slnečná sústava
Slnečná sústava, v ktorej žijeme, vznikla približne pred 4,5 miliardami rokov z disku víriaceho plynu a prachu. Skladá sa zo slnka a ôsmich planét. Planéty sú veľké, okrúhle nebeské telesá, ktoré obiehajú okolo jednej hviezdy a samy nesvietia. Na svojej dráhe sú sami, pretože ich relatívne veľká hmotnosť priťahuje všetky ostatné nebeské telesá, ktoré ležia v ich dráhe. Rimania dali planétam mená, ktoré sa dodnes používajú v mnohých európskych jazykoch.
Slnko
Ako všetky svietiace hviezdy, aj naše Slnko vyžaruje energiu. Táto energia pochádza z reakcií v samotnom slnku, pri ktorých jadrá vodíka splynú na héliové jadrá. Tieto procesy sú zdrojom takmer každej využiteľnej energie na Zemi.
Ľudia boli dlho presvedčení, že Zem je stredom vesmíru. V roku 1514 o tom pochyboval astronóm a matematik Mikuláš Koperník, ktorý bol presvedčený, že planéty, a teda aj Zem, obiehajú okolo Slnka. Šokujúca predstava! Až v 17. storočí sa tento pohľad na svet postupne presadil.
Merkúr
Merkúr zvládne jeden obeh okolo Slnka len za 88 dní. Rimania mu preto dali meno rýchleho posla bohov - Merkúr. Najmenšia planéta našej slnečnej sústavy má mimoriadne riedku atmosféru. Teploty na povrchu Merkúra sa preto pohybujú od -173 stupňov Celzia v noci do +427 stupňov Celzia pri slnečnom svetle.
Venuša
Pri pohľade zo Zeme žiadna iná "hviezda" nežiari jasnejšie ako Venuša. Večer je prvým nebeským telesom, ktoré je viditeľné, a ráno posledným, ktoré mizne. Preto sa nazýva aj "večernica" alebo "zornička". Ale ani Venuša nesvieti sama. Odráža svetlo slnka - rovnako ako všetky ostatné planéty.
Zem
Aké šťastie, že Zem ma práve tu správnu vzdialenosť od Slnka. Len tak sa môže na Zemi rozvíjať život. Bližšie k Slnku by bolo príliš horúco a ďalej príliš chladno. Iba v tejto obývateľnej zóne môže voda zostať trvalo v tekutom stave. Je to základný predpoklad pre rozvoj života, ako ho poznáme.
Mars
Mars je tvorený železitou horninou. Jeho oranžovo-červená farba nie je nič iné ako hrdza! Najväčšia marťanská sopka je vysoká viac ako 20 kilometrov. Najvyššia hora na Zemi, 8848 metrov vysoký Mount Everest, vyzerá vedľa nej celkom malá. Niekoľko robotov na Marse už geologicky preskúmali planétu.
Jupiter
Jupiter je zďaleka najväčšou planétou našej slnečnej sústavy. Obrovská plynná planéta má takmer rovnaké zloženie ako Slnko, ale je stále príliš ľahká na to, aby sa sama zapálila a stala sa hviezdou. Jupiter má najmenej 79 mesiacov.
Saturn
Slávne prstence Saturna sa skladajú z rôzne veľkých úlomkov ľadu a hornín. Celkovo je v plochom disku viac ako 100.000 prstencov. Aj iné planéty majú prstence, len nie sú tak výrazne vytvorené, a preto ich nie je tak ľahko vidieť.
Urán
Ľadovú planétu Urán prvýkrát objavil nemecko-britský astronóm a hudobník Wilhelm Herschel v roku 1781. Urán má najmenej 27 mesiacov, z ktorých sú mnohé pomenované ako postavy z diel Williama Shakespeara.
Neptún
Neptún je jediná planéta, ktorú zo Zeme nemožno vidieť voľným okom. Preto ju až v roku 1846 objavil astronóm Johann Gottfried Galle. Matematik Urbain Le Verrier ešte predtým vypočítal existenciu a približnú polohu tejto planéty. Galle teda vedel, čo má hľadať.
Neuveriteľne veľké vzdialenosti vo vesmíre sa udávajú vo svetelných rokoch, t. j. v čase, za ktorý svetlo prekoná tieto vzdialenosti. Rýchlosť svetla vo vákuu - a teda aj vo vesmíre - je 299.792.458 metrov za sekundu, čo je takmer 300.000 kilometrov za sekundu. Jeden rok má 31,6 milióna sekúnd, takže jeden svetelný rok zodpovedá 9,46 x 10¹² = 9,46 bilióna kilometrov.
Stredná vzdialenosť Zem - Mesiac
1,28 svetelnej sekundy / 384.400 km
Stredná vzdialenosť Zem - Slnko
499 svetelných sekúnd / 149.597.870 km
Svetlo zo Slnka k nám teda dorazí po niečo vyše ôsmich minútach. Táto vzdialenosť je aj známa ako "astronomická jednotka au".
Stredná vzdialenosť Zem - Neptún
približne 4 svetelné hodiny / 4,5 miliardy km
Neptún je najvzdialenejšia planéta našej slnečnej sústavy.
Zem - Proxima Centauri
4,244 svetelných rokov
Proxima Centauri je najbližšia hviezda mimo našej slnečnej sústavy.
Zem - Galaxia Androméda
2,5 milióna svetelných rokov
Galaxia v Androméde je najvzdialenejší objekt viditeľný voľným okom na nočnej oblohe.
Odhadovaná veľkosť viditeľného vesmíru
93 miliárd svetelných rokov
Stredná vzdialenosť Zem - Mesiac
1,28 svetelnej sekundy / 384.400 km
Stredná vzdialenosť Zem - Slnko
499 svetelných sekúnd / 149.597.870 km
Svetlo zo Slnka k nám teda dorazí po niečo vyše ôsmich minútach. Táto vzdialenosť je aj známa ako "astronomická jednotka au".
Stredná vzdialenosť Zem - Neptún
približne 4 svetelné hodiny / 4,5 miliardy km
Neptún je najvzdialenejšia planéta našej slnečnej sústavy.
Zem - Proxima Centauri
4,244 svetelných rokov
Proxima Centauri je najbližšia hviezda mimo našej slnečnej sústavy.
Zem - Galaxia Androméda
2,5 milióna svetelných rokov
Galaxia v Androméde je najvzdialenejší objekt viditeľný voľným okom na nočnej oblohe.
Odhadovaná veľkosť viditeľného vesmíru
93 miliárd svetelných rokov
Naše poznatky o vesmíre sa za posledných 100 rokov nepredstaviteľne rýchlo rozšírili. Dnes majú vedci k dispozícii vesmírne sondy a vysoko výkonné teleskopy, ktoré umožňujú nahliadnuť do hlbín vesmíru.
Pri tom sa využívajú všetky spektrá elektromagnetického žiarenia - od rádiových vĺn až po vysokoenergetické gama žiarenie. Pretože každý rozsah spektra otvára vlastné okno do vesmíru. Superpočítače vyhodnocujú toto obrovské množstvo údajov. To umožňuje študovať vesmírne javy všetkého druhu s nevídanou presnosťou. V roku 2015 boli možnosti skúmania doplnené o ďalšiu, úplne novú metódu: vedci na Zemi môžu teraz merať aj gravitačné vlny - a skúmať tak astronomické udalosti, pre ktoré predtým neexistovala žiadna metóda merania.
Virtuálny priestor
Pri doteraz najväčšej a najdetailnejšej simulácii procesov pri vzniku vesmíru IllustrisTNG "kŕmia" výskumníci vysokovýkonný počítač Hazel Hen v Stuttgarte údajmi z počiatočného stavu vesmíru. Superpočítač potom vypočíta vývoj vesmíru za viac ako 13 miliárd rokov. To si vyžaduje 16.000 procesorových jadier ("cores"), ktoré pracujú nepretržite viac ako rok - prepočítané na jeden moderný počítač to zodpovedá výpočtovému času 15.000 rokov. Simulácia v doteraz jedinečnej podobe a presnosti ukazuje výskumníkom rozsiahle súvislosti vo vesmíre, ale aj detaily, ako napríklad toky plynu v galaxiách.
Temná hmota a temná energia
Len veľmi malú časť vesmíru tvoria hviezdy, planéty a iné nebeské telesá, ktoré môžeme pozorovať. Zvyšok – predsa 95 percent - tvorí temná hmota a temná energia.
Temná hmota nie je viditeľná, ale prejavuje sa svojou gravitáciou. Ak by temná hmota neexistovala, viditeľná hmota by sa vo vesmíre musela správať inak. Napríklad by sa museli galaxie ako naša Mliečna dráha potom rozletieť. Temná energia je názov pre efekt, ktorým astronómovia vysvetľujú zrýchlené rozpínanie vesmíru. V dôsledku vzájomného priťahovania hmôt by sa rozpínanie vesmíru malo spomaliť. Avšak opak je nameraný: vesmír sa rozpína čoraz rýchlejšie! To sa dá vysvetliť tým, že vesmír pozostáva z približne 70 percent z temnej energie.
Hľadanie duchovných častíc
Temnú hmotu, ktorá sa vo vesmíre vyskytuje päťkrát častejšie ako "normálna" hmota, nemôžeme priamo vidieť ani merať. Vedci predpokladajú, že sa skladá z doteraz neznámych elementárnych častíc, ktoré len veľmi slabo interagujú s viditeľnou, "normálnou" hmotou. Pomocou CRESST-experimentu hľadajú tieto častice: Pod Gran Sasso, horským masívom v Taliansku, sa nachádza podzemné laboratórium s vysoko citlivými detektormi, ktoré je v každom smere chránené viac ako 1400 metrami skaly. Všetky "normálne" častice, ktoré dopadajú z vesmíru na Zem, sú zachytené horskou hmotou. "Temné" elementárne častice by mali preniknúť cez skalu takmer bez prekážok. Meracie prístroje sú ultračisté kryštály volfrámanu vápenatého ochladené na takmer -273 stupňov Celzia. Keď častica temnej hmoty natrafí na jeden z kryštálov, teplota sa zvýši približne o milióntinu stupňa. Vysoko citlivé teplomery merajú tento minimálny rozdiel.
Veľký tresk
Jednou z najväčších záhad vedy je otázka vzniku vesmíru. Dnes vieme, že vesmír sa rozpína. Vieme tiež akým spôsobom. Spätne videné sa hmota a energia nekonečne komprimujú. A presne tam musí ležať začiatok nášho súčasného vesmíru - čisto matematicky pred 13,8 miliardami rokov. Tento veľký tresk však neopisuje explóziu vo vesmíre. Podľa dnes prevládajúcej teórie je to začiatok priestoru, času a hmoty.
Ako je však možné, že obrovské množstvo hmoty a energie, ktoré vesmír obsahuje, je stlačené do takého malého bodu? Aby veľký tresk - tak ako sa dnes opisuje - fungoval, musí na samom začiatku dôjsť k veľmi krátkemu, extrémne rýchlemu rozpínaniu: inflácia rýchlejšia ako svetlo. Pomocou meracích metód, ktoré sú založené na elektromagnetickom žiarení, sa táto oblasť v blízkosti veľkého tresku nedá preskúmať, ale pomocou gravitačných vĺn áno.
Veľký tresk alebo veľký odraz?
Pri veľkom tresku, podľa súčasnej teórie, vznikol z ničoho priestor, čas a hmota. S dnešnými znalosťami je možné vypočítať všetky procesy približne od jednej miliardtiny sekundy po veľkom tresku. Veľmi krátky, ale mimoriadne dôležitý časový úsek tesne po tresku, ktorý je extrémne dôležitý pre pochopenie, je stále v tme. Tu prichádza na rad výskum Anny Ijjasovej, mladej vedkyne z Inštitútu Maxa Plancka pre gravitačnú fyziku. Cyklický model, na ktorom pracuje, predpokladá, že sa predchádzajúci vesmír pomaly zmršťoval na približne 10-25 cm a potom sa opäť rozširoval. Veľký tresk by bol tak skôr jemným, veľkým odrazom. Potrebnou súčasťou teórie veľkého tresku, ktorú veda zatiaľ nedokázala vysvetliť, je inflácia - extrémne rýchle rozpínanie veľmi krátko po "tresku". Model veľkého odrazu sa zaobíde bez tohto predpokladu.
Gravitačné vlny
Albert Einstein má opäť pravdu: 14. septembra 2015 boli po prvýkrát zmerané gravitačné vlny, 100 rokov po tom, čo ich opísal vo svojej teórii relativity. Čo sú to však gravitačné vlny? Podľa Einsteina zanecháva každá hmota ryhy v štvorrozmernom časopriestore. Ak sa tieto hmoty pohybujú, vznikajú vlny. Tieto vlny sa šíria vo vesmíre rýchlosťou svetla a deformujú pritom priestor.
Neustále vznikajú gravitačné vlny vo vesmíre. Na Zemi ich však možno merať len vtedy, keď sa veľmi veľké masy pohybujú veľmi rýchlo - napríklad pri splynutí dvoch čiernych dier. Presne to sa meralo v septembri 2015. Vyžaduje si to veľmi citlivé meracie prístroje: Dva obrovské interferometre, ktoré zachytávajú signály, sa nachádzajú v USA. Veľká časť vysoko presnej technológie týchto meracích prístrojov a mnohých hodnotiacich programov však pochádza z Nemecka - z Inštitútu Maxa Plancka pre gravitačnú fyziku v Potsdame a Hannoveri.
Galaxie
Galaxie sú "ostrovy svetov" v nekonečnom mori vesmíru. Zhromažďujú sa tu hviezdy, planetárne systémy, mračná, plno prachu, plynné hmloviny a temná hmota. Gravitácia ich drží pohromade. Galaxie majú rôzne štruktúry - od jednoduchých elíps až po veľmi zložité špirálové galaxie s vymedzenými "ramenami", ako je naša Mliečna dráha. Niekoľko galaxií sa nakoniec spojí do skupín a kôp rôznych veľkostí. Najväčšie z týchto kôp galaxií obsahujú niekoľko tisíc galaxií.
Veľká hmlovina v Androméde je nám najbližšia galaxia, približne rovnako veľká ako Mliečna cesta. Je to najvzdialenejší astronomický objekt, ktorý môžeme zo Zeme vidieť voľným okom.
Supernova
Niektoré hviezdy zomierajú veľkolepou smrťou: jasný výbuch masívnej hviezdy na konci jej vývoja sa nazýva supernova. Názov (nova = nový v latinčine) pochádza od Tycha Braheho. V roku 1572 dánsky astronóm spozoroval náhly výskyt veľmi, veľmi jasnej hviezdy tam, kde predtým nebolo vôbec nič vidieť .
Pri výbuchu supernovy sa veľká časť hviezdy premení na energiu a vyžiari sa naraz. Zostane neutrónová hviezda alebo čierna diera. Supernova je obzvlášť pôsobivá, keď masívna tzv. obria hviezda, napríklad červený obor, spotrebuje svoje palivo. Zrúti sa pod vlastnou gravitáciou, pričom sa uvoľní obrovské množstvo energie. Supernova potom môže chvíľu svietiť jasnejšie ako celá galaxia, v ktorej sa nachádza.
Pri tom sa využívajú všetky spektrá elektromagnetického žiarenia - od rádiových vĺn až po vysokoenergetické gama žiarenie. Pretože každý rozsah spektra otvára vlastné okno do vesmíru. Superpočítače vyhodnocujú toto obrovské množstvo údajov. To umožňuje študovať vesmírne javy všetkého druhu s nevídanou presnosťou. V roku 2015 boli možnosti skúmania doplnené o ďalšiu, úplne novú metódu: vedci na Zemi môžu teraz merať aj gravitačné vlny - a skúmať tak astronomické udalosti, pre ktoré predtým neexistovala žiadna metóda merania.
Virtuálny priestor
Pri doteraz najväčšej a najdetailnejšej simulácii procesov pri vzniku vesmíru IllustrisTNG "kŕmia" výskumníci vysokovýkonný počítač Hazel Hen v Stuttgarte údajmi z počiatočného stavu vesmíru. Superpočítač potom vypočíta vývoj vesmíru za viac ako 13 miliárd rokov. To si vyžaduje 16.000 procesorových jadier ("cores"), ktoré pracujú nepretržite viac ako rok - prepočítané na jeden moderný počítač to zodpovedá výpočtovému času 15.000 rokov. Simulácia v doteraz jedinečnej podobe a presnosti ukazuje výskumníkom rozsiahle súvislosti vo vesmíre, ale aj detaily, ako napríklad toky plynu v galaxiách.
Temná hmota a temná energia
Len veľmi malú časť vesmíru tvoria hviezdy, planéty a iné nebeské telesá, ktoré môžeme pozorovať. Zvyšok – predsa 95 percent - tvorí temná hmota a temná energia.
Temná hmota nie je viditeľná, ale prejavuje sa svojou gravitáciou. Ak by temná hmota neexistovala, viditeľná hmota by sa vo vesmíre musela správať inak. Napríklad by sa museli galaxie ako naša Mliečna dráha potom rozletieť. Temná energia je názov pre efekt, ktorým astronómovia vysvetľujú zrýchlené rozpínanie vesmíru. V dôsledku vzájomného priťahovania hmôt by sa rozpínanie vesmíru malo spomaliť. Avšak opak je nameraný: vesmír sa rozpína čoraz rýchlejšie! To sa dá vysvetliť tým, že vesmír pozostáva z približne 70 percent z temnej energie.
Hľadanie duchovných častíc
Temnú hmotu, ktorá sa vo vesmíre vyskytuje päťkrát častejšie ako "normálna" hmota, nemôžeme priamo vidieť ani merať. Vedci predpokladajú, že sa skladá z doteraz neznámych elementárnych častíc, ktoré len veľmi slabo interagujú s viditeľnou, "normálnou" hmotou. Pomocou CRESST-experimentu hľadajú tieto častice: Pod Gran Sasso, horským masívom v Taliansku, sa nachádza podzemné laboratórium s vysoko citlivými detektormi, ktoré je v každom smere chránené viac ako 1400 metrami skaly. Všetky "normálne" častice, ktoré dopadajú z vesmíru na Zem, sú zachytené horskou hmotou. "Temné" elementárne častice by mali preniknúť cez skalu takmer bez prekážok. Meracie prístroje sú ultračisté kryštály volfrámanu vápenatého ochladené na takmer -273 stupňov Celzia. Keď častica temnej hmoty natrafí na jeden z kryštálov, teplota sa zvýši približne o milióntinu stupňa. Vysoko citlivé teplomery merajú tento minimálny rozdiel.
Veľký tresk
Jednou z najväčších záhad vedy je otázka vzniku vesmíru. Dnes vieme, že vesmír sa rozpína. Vieme tiež akým spôsobom. Spätne videné sa hmota a energia nekonečne komprimujú. A presne tam musí ležať začiatok nášho súčasného vesmíru - čisto matematicky pred 13,8 miliardami rokov. Tento veľký tresk však neopisuje explóziu vo vesmíre. Podľa dnes prevládajúcej teórie je to začiatok priestoru, času a hmoty.
Ako je však možné, že obrovské množstvo hmoty a energie, ktoré vesmír obsahuje, je stlačené do takého malého bodu? Aby veľký tresk - tak ako sa dnes opisuje - fungoval, musí na samom začiatku dôjsť k veľmi krátkemu, extrémne rýchlemu rozpínaniu: inflácia rýchlejšia ako svetlo. Pomocou meracích metód, ktoré sú založené na elektromagnetickom žiarení, sa táto oblasť v blízkosti veľkého tresku nedá preskúmať, ale pomocou gravitačných vĺn áno.
Veľký tresk alebo veľký odraz?
Pri veľkom tresku, podľa súčasnej teórie, vznikol z ničoho priestor, čas a hmota. S dnešnými znalosťami je možné vypočítať všetky procesy približne od jednej miliardtiny sekundy po veľkom tresku. Veľmi krátky, ale mimoriadne dôležitý časový úsek tesne po tresku, ktorý je extrémne dôležitý pre pochopenie, je stále v tme. Tu prichádza na rad výskum Anny Ijjasovej, mladej vedkyne z Inštitútu Maxa Plancka pre gravitačnú fyziku. Cyklický model, na ktorom pracuje, predpokladá, že sa predchádzajúci vesmír pomaly zmršťoval na približne 10-25 cm a potom sa opäť rozširoval. Veľký tresk by bol tak skôr jemným, veľkým odrazom. Potrebnou súčasťou teórie veľkého tresku, ktorú veda zatiaľ nedokázala vysvetliť, je inflácia - extrémne rýchle rozpínanie veľmi krátko po "tresku". Model veľkého odrazu sa zaobíde bez tohto predpokladu.
Gravitačné vlny
Albert Einstein má opäť pravdu: 14. septembra 2015 boli po prvýkrát zmerané gravitačné vlny, 100 rokov po tom, čo ich opísal vo svojej teórii relativity. Čo sú to však gravitačné vlny? Podľa Einsteina zanecháva každá hmota ryhy v štvorrozmernom časopriestore. Ak sa tieto hmoty pohybujú, vznikajú vlny. Tieto vlny sa šíria vo vesmíre rýchlosťou svetla a deformujú pritom priestor.
Neustále vznikajú gravitačné vlny vo vesmíre. Na Zemi ich však možno merať len vtedy, keď sa veľmi veľké masy pohybujú veľmi rýchlo - napríklad pri splynutí dvoch čiernych dier. Presne to sa meralo v septembri 2015. Vyžaduje si to veľmi citlivé meracie prístroje: Dva obrovské interferometre, ktoré zachytávajú signály, sa nachádzajú v USA. Veľká časť vysoko presnej technológie týchto meracích prístrojov a mnohých hodnotiacich programov však pochádza z Nemecka - z Inštitútu Maxa Plancka pre gravitačnú fyziku v Potsdame a Hannoveri.
Galaxie
Galaxie sú "ostrovy svetov" v nekonečnom mori vesmíru. Zhromažďujú sa tu hviezdy, planetárne systémy, mračná, plno prachu, plynné hmloviny a temná hmota. Gravitácia ich drží pohromade. Galaxie majú rôzne štruktúry - od jednoduchých elíps až po veľmi zložité špirálové galaxie s vymedzenými "ramenami", ako je naša Mliečna dráha. Niekoľko galaxií sa nakoniec spojí do skupín a kôp rôznych veľkostí. Najväčšie z týchto kôp galaxií obsahujú niekoľko tisíc galaxií.
Veľká hmlovina v Androméde je nám najbližšia galaxia, približne rovnako veľká ako Mliečna cesta. Je to najvzdialenejší astronomický objekt, ktorý môžeme zo Zeme vidieť voľným okom.
Supernova
Niektoré hviezdy zomierajú veľkolepou smrťou: jasný výbuch masívnej hviezdy na konci jej vývoja sa nazýva supernova. Názov (nova = nový v latinčine) pochádza od Tycha Braheho. V roku 1572 dánsky astronóm spozoroval náhly výskyt veľmi, veľmi jasnej hviezdy tam, kde predtým nebolo vôbec nič vidieť .
Pri výbuchu supernovy sa veľká časť hviezdy premení na energiu a vyžiari sa naraz. Zostane neutrónová hviezda alebo čierna diera. Supernova je obzvlášť pôsobivá, keď masívna tzv. obria hviezda, napríklad červený obor, spotrebuje svoje palivo. Zrúti sa pod vlastnou gravitáciou, pričom sa uvoľní obrovské množstvo energie. Supernova potom môže chvíľu svietiť jasnejšie ako celá galaxia, v ktorej sa nachádza.
Solar Orbiter
10. februára 2020 vyrazí sonda Európskej vesmírnej agentúry ESA. Po prvýkrát ma poskytovať pohľad na slnečné póly a je na to vybavená výkonnými prístrojmi.
Niektoré z nich boli vyvinuté a konštruované v Inštitúte Maxa Plancka pre výskum slnečnej sústavy v Göttingene. Riaditeľ Sami Solanki a jeho tím dúfajú, že sa im podarí získať poznatky o slnečnom vetre a mieste, kde vznikajú magnetické polia. Tie sú príčinou mnohých stále nevysvetlených procesov. Prečo sa napríklad každých približne jedenásť rokov striedajú obdobia veľmi silných erupcií s pokojnejšími fázami? Prečo sa slnečná koróna zohrieva na nepredstaviteľný milión stupňov Celzia, hoci vrstvy plynu pod ňou nie sú "teplejšie" ako 10.000 stupňov Celzia?
Prvé zábery slnka zo Solar Orbiters
Začiatkom leta 2020 sa nachádza sonda Solar Orbiter na polceste medzi Zemou a Slnkom - bližšie k Slnku, ako bola akákoľvek iná sonda predtým. Na obrazoch sú zobrazené pohľady na Slnko v rôznych spektrálnych oblastiach, ktoré boli zaznamenané pomocou desiatich rôznych teleskopov a meracích prístrojov na palube sondy Solar Orbiter.
10. februára 2020 vyrazí sonda Európskej vesmírnej agentúry ESA. Po prvýkrát ma poskytovať pohľad na slnečné póly a je na to vybavená výkonnými prístrojmi.
Niektoré z nich boli vyvinuté a konštruované v Inštitúte Maxa Plancka pre výskum slnečnej sústavy v Göttingene. Riaditeľ Sami Solanki a jeho tím dúfajú, že sa im podarí získať poznatky o slnečnom vetre a mieste, kde vznikajú magnetické polia. Tie sú príčinou mnohých stále nevysvetlených procesov. Prečo sa napríklad každých približne jedenásť rokov striedajú obdobia veľmi silných erupcií s pokojnejšími fázami? Prečo sa slnečná koróna zohrieva na nepredstaviteľný milión stupňov Celzia, hoci vrstvy plynu pod ňou nie sú "teplejšie" ako 10.000 stupňov Celzia?
Prvé zábery slnka zo Solar Orbiters
Začiatkom leta 2020 sa nachádza sonda Solar Orbiter na polceste medzi Zemou a Slnkom - bližšie k Slnku, ako bola akákoľvek iná sonda predtým. Na obrazoch sú zobrazené pohľady na Slnko v rôznych spektrálnych oblastiach, ktoré boli zaznamenané pomocou desiatich rôznych teleskopov a meracích prístrojov na palube sondy Solar Orbiter.
Obrázok, ktorý vidíme vyššie, sa na prvý pohľad zdá byť trochu rozmazaný. A práve tento obrázok sa na jar 2019 dostane na titulné strany novín po celom svete. Pretože je to prvá fotografia čiernej diery.
Na zhotovenie takejto snímky by musel byť jeden teleskop takmer taký veľký ako priemer Zeme. Keďže takýto teleskop neexistuje, spojili vedci v rámci Event-Horizon-kooperácií 2017 osem rádioteleskopov, ktoré sa nachádzajú na celej pologuli, do jedného obrovského virtuálneho teleskopu. Okrem iných sa na ňom podieľajú teleskop APEX v Čile, teleskop IRAM v Španielsku a teleskop na stanici Amundsen-Scott na južnom póle. Merania sa pomocou atómových hodín koordinujú s presnosťou nanosekundy.
Množstvo údajov, ktoré sa získajú meraním, je obrovské! Sú uložené na nespočetných harddiskoch a prepravované poštou. To je najrýchlejší spôsob. Prenos takého množstva údajov cez internet by trval oveľa dlhšie.
Údaje sa analyzujú pomocou superpočítačov MPI pre rádioastronómiu v Bonne a Haystack observatória na MIT v Bostone.
Po takmer dvoch rokoch počítania a analýz budú môcť vedci v apríli 2019 predstaviť prvú portrétnu fotografiu čiernej diery.
Zobrazuje mimoriadne masívnu čiernu dieru v strede M87, obrovskej eliptickej galaxie v kope galaxií Panna. Od Zeme je vzdialená "len" 55 miliónov svetelných rokov, a teda podľa astronomických štandardov pomerne blízko.
Na zhotovenie takejto snímky by musel byť jeden teleskop takmer taký veľký ako priemer Zeme. Keďže takýto teleskop neexistuje, spojili vedci v rámci Event-Horizon-kooperácií 2017 osem rádioteleskopov, ktoré sa nachádzajú na celej pologuli, do jedného obrovského virtuálneho teleskopu. Okrem iných sa na ňom podieľajú teleskop APEX v Čile, teleskop IRAM v Španielsku a teleskop na stanici Amundsen-Scott na južnom póle. Merania sa pomocou atómových hodín koordinujú s presnosťou nanosekundy.
Množstvo údajov, ktoré sa získajú meraním, je obrovské! Sú uložené na nespočetných harddiskoch a prepravované poštou. To je najrýchlejší spôsob. Prenos takého množstva údajov cez internet by trval oveľa dlhšie.
Údaje sa analyzujú pomocou superpočítačov MPI pre rádioastronómiu v Bonne a Haystack observatória na MIT v Bostone.
Po takmer dvoch rokoch počítania a analýz budú môcť vedci v apríli 2019 predstaviť prvú portrétnu fotografiu čiernej diery.
Zobrazuje mimoriadne masívnu čiernu dieru v strede M87, obrovskej eliptickej galaxie v kope galaxií Panna. Od Zeme je vzdialená "len" 55 miliónov svetelných rokov, a teda podľa astronomických štandardov pomerne blízko.
VLT je vysokorozvinutý optický prístroj na svete a pýcha európskej astronómie.
Skladá sa zo štyroch hlavných teleskopov s 8,2 metrovým priemerom zrkadla a štyroch pomocných teleskopov. Každý z teleskopov dokáže s jednou hodinou expozičného času snímať nebeské objekty, ktoré svietia štyrikrát slabšie, ako dokáže vnímať ľudské oko.
VLT Európskeho južného observatória (ESO) stojí na vrchole Cerro Paranal v púšti Atacama v Čile.
Skladá sa zo štyroch hlavných teleskopov s 8,2 metrovým priemerom zrkadla a štyroch pomocných teleskopov. Každý z teleskopov dokáže s jednou hodinou expozičného času snímať nebeské objekty, ktoré svietia štyrikrát slabšie, ako dokáže vnímať ľudské oko.
VLT Európskeho južného observatória (ESO) stojí na vrchole Cerro Paranal v púšti Atacama v Čile.
Všade, kde je voda v kvapalnom stave, môže byť aj život. Preto je mesiac Saturna Enceladus pre výskumníkov mimoriadne zaujímavý.
V rokoch 2004 až 2017 zbierala kozmická sonda Cassini údaje o Saturne a jeho mesiacoch. Tieto údaje sa analyzujú dodnes.
Pre Franka Postberga z Freie Universität v Berlíne je Saturnov mesiac Enceladus
mimoriadne zaujímavý. Údaje zo sondy Cassini ukazujú: Pod 30 kilometrov hrubou vrstvou ľadu sa nachádza 60 kilometrov hlboký oceán. Kvapalná voda je základnou podmienkou života, ako ho poznáme. To vyvoláva otázku, či na Encelade existuje mimozemský život.
Cassini môže pomôcť aj v tejto oblasti: Na južnom póle Enceladu sa nachádzajú ľadové sopky, ktoré vypúšťajú hmlu z plynu, vodnej pary a ľadu. V tejto hmle odoberá kozmická sonda vzorky, ktoré výskumníkom poskytujú informácie o vlastnostiach oceánu. A naozaj to vyzerá tak, že by tu mohol existovať jednoduchý život.
V rokoch 2004 až 2017 zbierala kozmická sonda Cassini údaje o Saturne a jeho mesiacoch. Tieto údaje sa analyzujú dodnes.
Pre Franka Postberga z Freie Universität v Berlíne je Saturnov mesiac Enceladus
mimoriadne zaujímavý. Údaje zo sondy Cassini ukazujú: Pod 30 kilometrov hrubou vrstvou ľadu sa nachádza 60 kilometrov hlboký oceán. Kvapalná voda je základnou podmienkou života, ako ho poznáme. To vyvoláva otázku, či na Encelade existuje mimozemský život.
Cassini môže pomôcť aj v tejto oblasti: Na južnom póle Enceladu sa nachádzajú ľadové sopky, ktoré vypúšťajú hmlu z plynu, vodnej pary a ľadu. V tejto hmle odoberá kozmická sonda vzorky, ktoré výskumníkom poskytujú informácie o vlastnostiach oceánu. A naozaj to vyzerá tak, že by tu mohol existovať jednoduchý život.