Vědci narazili na neočekávaný objev, který může přetvořit naše chápání dosavadního příběhu.

O vesmíru jsme si dlouho mysleli, že dozrával pomalu a spořádaně. Jenže nové pozorování z jeho nejranější minulosti naznačuje pravý opak – některé galaxie vyrostly překvapivě rychle. A to je něco, s čím se dosavadní modely úplně nesrovnávají.

Když NASA na konci roku 2021 vyslala do vesmíru teleskop Jamese Webba, čekalo se spíš zpřesnění detailů. Místo drobných úprav ale přišel šok. První hluboké snímky ukázaly masivní galaxie v době, kdy byl vesmír starý jen několik stovek milionů let. Tedy v éře, kdy se teprve „rozhlížel“ po velkém třesku.

Podle modelu ΛCDM, který počítá s temnou hmotou i temnou energií, mělo všechno postupovat krok za krokem. Nejprve malé útvary, ty se spojovaly a teprve časem vznikaly větší galaxie. Jenže Webb vidí objekty, které jsou na svůj věk až podezřele vyspělé.

Galaxie, které neměly existovat

Na snímcích se objevily systémy s hmotností blížící se dnešní Mléčné dráze, a to v období zhruba 500 až 700 milionů let po velkém třesku. V kosmologii je to skoro okamžik. Několik studií v časopisech jako Nature Astronomy nebo The Astrophysical Journal upozorňuje, že takhle rychlý růst se do stávajících výpočtů prostě nevejde.

Původní představa byla střízlivější: první galaxie měly být malé, neuspořádané a chudé na těžší prvky. Jenže realita působí jinak. Webb odhalil poměrně rozvinuté struktury, kde už proběhla intenzivní tvorba hvězd. To znamená, že hvězdy se rodily ve velkém, možná mnohem bouřlivěji než jsme čekali.

Co to znamená pro teorii velkého třesku

Samotný velký třesk tím zpochybněn není. Stále platí, že vesmír vznikl před 13,8 miliardy let z extrémně horkého a hustého stavu. Otázka je spíš tempo. Jak rychle se po tomto začátku začaly formovat první složitější struktury?

Jestli galaxie opravdu vznikaly tak brzy, může to naznačovat efektivnější shlukování hmoty. Nebo to, že první generace hvězd byla hmotnější a žila kratší, ale intenzivnější život. Některé týmy proto znovu přepočítávají roli temné hmoty – neviditelné složky vesmíru, která sice nesvítí, ale gravitačně drží věci pohromadě.

Je možné, že její gravitační pole pomohlo plynu kolabovat rychleji, než jsme si mysleli. Jiní vědci mluví spíš o úpravě parametrů modelu než o jeho bourání. Možná stačí malé posuny, žádná revoluce. Ale jisté to zatím není.

Velkou roli hraje i samotné měření vzdáleností. Webb pracuje v infračerveném oboru, takže vidí velmi daleko – a tedy hluboko do minulosti. Čím dál objekt je, tím starší světlo k nám přichází. Pokud se ukáže, že odhady jsou přesné, půjde o objev, který se bude citovat ještě hodně dlouho.

Proč by to mělo zajímat i nás

Na první pohled jde o debatu mezi astronomy nad grafy a simulacemi. Ve skutečnosti se ale mluví o tom, kdy vznikly první hvězdy a s nimi i prvky, bez kterých bychom tu nebyli. Uhlík, kyslík nebo železo – to všechno se rodí uvnitř hvězd a při jejich zániku se šíří do prostoru.

Rychlejší vznik galaxií tedy znamená i dřívější chemické obohacení vesmíru. A to už je příběh, který se týká i nás. Možná víc, než se zdá.

Věda ostatně nefunguje tak, že jednou napíše učebnici a hotovo. Nová data občas zamíchají kartami. Pokud pozorování nesedí, teorie se upraví – někdy drobně, jindy výrazněji. Webbův teleskop tak nepřináší krizi kosmologie, spíš ji nutí být přesnější.

Jinými slovy: vesmír je patrně dynamičtější, než jsme si ještě nedávno připouštěli. A je dost možné, že nás čekají další překvapení, o kterých zatím nemáme ani tušení.

Zdroje: nasa.gov, nature.com, science.org, esa.int