Senzační odhalení – ukázka z knihy Čtyřprocentní vesmír.

„SENZAČNÍ ODHALENÍ,“ napsal na první stránku a nadpis dvojitě orámoval, což ještě nikdy předtím neudělal.

V době konání Hawkingova sympozia o dva a půl roku později už tenhle příběh patřil k vědeckým legendám. Guth tu noc zažil chvíli, kdy má člověk chuť zvolat: „Heuréka!“ Jeho odhalení patřilo k těm, která donutí ostatní plácnout se do čela a vzdychat. „No jistě!“ Pouhý den poté, co Guth v lednu 1980 představil svoje senzační odhalení na semináři, dostal e-mailem pozvánky od sedmi různých institucí žádající, buď aby u nich svůj seminář zopakoval, nebo aby zvážil nabídku na místo. Tehdy dal Guth své myšlence název, který se ihned ujal: inflace – slovní hříčka shrnující jak základní myšlenku jeho objevu, tak největší ekonomicky problém doby.“

Podle jeho výpočtů prošel vesmír během prvních okamžiků své existence obdobím ohromné expanze. Biliontinu biliontiny biliontiny sekundy – nebo též 1/1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 s – po velkém třesku vesmír náhle zvětšil svůj objem desetikvadrilionkrát – na 10 000 000 000 000 000 000 000 000násobek své původní velikosti.

Tato domněnka vycházela z myšlenky, kterou o několik let dříve zmínil ve svém článku v Nature Edward P. Tryon. Podobně jako Gamow v článku „Rotující vesmír?“ – jenž částečně inspiroval diplomovou práci Very Rubinové – formuloval Tryon krajně neintuitivní představu ve formě otázky: „Není vesmír jen kvantovou fluktuací?“ Podle zákonů kvantové mechaniky mohou ze samé prázdnoty prostoru, ve vakuu, vznikat na krátkou chvíli virtuální páry částic a antičástic, což potvrdily mnohé experimenty z poloviny století. Tryona zajímalo, jestli by vesmír nemohl být výsledkem podobného kvantového jevu.

Taková myšlenka může vypadat na první pohled senzačně, ale už méně tak působí, pokud si uvědomíte, že v kvantové mechanice je vše věcí pravděpodobnosti. Tedy vše je možné, i když určité události jsou maximálně nepravděpodobné – jako například zrození vesmíru z nicoty vakua. Nejsou ale nemožné. A proč by někdy v průběhu věčnosti jedna nebo dvě takové události nemohly nastat? Vesmír, napsal Tryon, „je prostě jedna z těch věcí, ke kterým čas od času dochází“. Nebo, jak říkal Guth, „vesmír, to jsou nepřekonatelné koláče bez práce.“

Potíž s Tryonovou myšlenkou byla, že neuměla vysvětlit velikost vesmíru. Inflace to však dovedla. Guth si uvědomil, že raný vesmír mohl projít procesem, který fyzikové nazývají „fázový přechod“ a všichni ostatní „tím, co se děje, když taje led nebo mrzne voda“. Když se mění teplota vody, neprobíhá změna skupenství naráz, ale postupně. Není to tak, že by na povel každá molekula H₂O v jezeře roztála nebo naopak zmrzla. Změna probíhá postupně a ani v rámci malého kousku vodní plochy neprobíhá mrznutí nebo tání rovnoměrně. Postupně se objevují nejasné žilky, ty tuhnou, až vznikne ledem protkaná struktura. Guth objevil, že když se podobná transformace matematicky aplikuje na podmínky raného vesmíru, fázový přechod vytvoří dočasné vakuum. Prázdné místo způsobí negativní tlak – silnou gravitační repulzi (odpuzování) – a vesmí se exponenciálně zvětší. Vesmír svojí velikost zdvojnásobí, zase zdvojnásobí a ještě zdvojnásobí. A to celé zopakuje ještě nejméně stokrát během 10 ^-35 sekundy (1/10 ³⁵ s). Poté vakuum zmizí (…) (ukázka – 124-125)

Richard Panek, Čtyřprocentní vesmír, Temná hmota, temná energie a hledání zbytku reality. Nakladatelství Argo/Dokořán. 2012.