Objev zpomaleného rozpínání vesmíru

 Zrychlené rozpínání vesmíru již bylo objeveno. Nezbývá tedy  než objevit ještě zpomalené rozpínání. A kde ho nalezneme? No přece hned za zrychleným, kde jinde.

   Před zrychleným je totiž sice také, ale tam už bylo objeveno dávno, tím se nebudeme zabývat.

 V minulých pojednáních jsme zde názorně ukázali, že i pomocí docela primitivních metod lze dospět ke  stejným závěrům, k jakým došli renomovaní vědci pomocí obecné teorie relativity a sofistikovaných kosmologických modelů, viz např. (1)

 Dnes v tom budeme pokračovat, protože seriózní věda dokáže nejen vysvětlit jevy, které pozorujeme, ale též předpovědět jevy, které ještě nejsou známy..
  Objev zrychleného rozpínání vesmíru byl umožněn pozorováním vzdálených supernov typu IA, které měly rudý posuv asi  0,8, což představuje jejich dnešní vzdálenost asi 9 Gly = 2,8 Gpc ( přesněji řečeno vzdálenost  té hmoty, která po nich zbyla ). Dnešní pozorování už zaznamenávají supernovy se z = 1,6, což představuje dnešní vzdálenost ( proper  distance now ) asi 4,6 Gpc.
   Budeme vycházet z toho, že vesmír je nehomogenní ale sféricky symetrický ( viz úvodní foto),  z našeho pohledu izotropní a euklidovský. Naše Místní skupina galaxií se  podle (1) nachází v oblasti, kde je nižší hustota hmoty, která pak se vzdáleností narůstá. V této oblasti je střed rozpínání té části vesmíru, kterou jsme schopni pozorovat.
   Nyní použijeme diagram ze zmíněné práce (1) britských kosmologů Phil. Bulla a Tim. Cliftona, ze str. 14, obr.7. 
 

  Je zde dnešní průběh hustoty hmoty ve vzdáleném vesmíru, kde hustota stoupá až do vzdálenosti asi 3 Gpc a pak mírně klesá. Pokud nyní umístíme nějaký objekt do vzdálenosti např. 2,5 Gpc, pak zřetelně vidíme, že směrem ke středu rozpínání v bodě 0 je podstatně méně hmoty než na opačné straně, o tom jsme psali minule (2). Tedy je zřejmé, že gravitační zrychlení „g“ bude působit na tento objekt  kladným směrem a bude expanzi urychlovat . Tento diagram končí ve vzdálenosti 5,5 Gpc = 18 Gly. Zde už je průběh hustoty konstantní. To znamená, že dál bude už homogenní koule. A u té směřuje gravitační zrychlení do středu rozpínání. Navíc zde máme již zmíněné zvýšení hustoty v oblasti kolem 3 Gpc, které způsobuje gravitační zrychlení na objekt umístěný ve  vzdálenosti 5,5 Gpc stejným směrem.

   Jestliže tedy gravitační zrychlení působící směrem od středu rozpínání způsobilo zrychlené rozpínání vesmíru, potom zrychlení působící opačným směrem  způsobí zpomalené rozpínání v oblasti vzdálené dnes od nás více než 5,5 Gpc = 18 Gly.

  To ostatně potvrzuje i následující diagram (3). Je to Hubbleův diagram záblesků gama záření, díky kterým můžeme pozorovat mnohem mladší vesmír, než u supernov typu IA..

  Na vodorovné ose je zde rudý posuv z, na svislé ose je modul vzdálenosti, který je úměrný rychlosti rozpínání časoprostoru. Potom jsou zde dvě křivky, ta černá představuje model LCDM s kosmologickou konstantou a zelená nejlepší shodu s pozorovanými hodnotami. A zde právě vidíme, že už od z = 3 je zde patrný rozdíl mezi pozorovaným modulem vzdálenosti a modulem, který by měl být podle modelu LCDM. Tedy i rychlost expanze je zde menší, než předpokládá model LCDM. 
  Přitom rudý posuv z = 3 představuje dnešní vzdálenost 6,5 Gpc a to je vzdálenost, ve které by podle předchozí úvahy už mělo probíhat zmíněné zpomalené rozpínání našeho vesmíru.

Prameny:

(1)  https://arxiv.org/pdf/1203.4479v2.pdf

(2)  http://dudr.blog.idnes.cz/blog.aspx?c=561390

(3)  http://www.preposterousuniverse.com/blog/2006/01/11/evolving-dark-energy/