Druhá kapitola

Spor o to, jak vznikl vesmír

KDYŽ se v okně kosmické lodi objeví jako obrovská koule Země, astronauti ji nadšeně fotografují. „To je ten nejkrásnější úkol při vesmírných letech,“ řekl jeden z nich. Když však Zemi porovnáme se sluneční soustavou, zdá se, že je tato planeta velmi malá. Do Slunce by se vešlo milion takových Zemí a ještě by nějaké místo zbylo. Mohou tyto skutečnosti týkající se vesmíru nějak ovlivnit váš život a jeho smysl?

Vydejme se nyní v duchu na krátký výlet do vesmíru a podívejme se na Zemi a na Slunce z ‚ptačí‘ perspektivy. Slunce je jen jednou z úctyhodného počtu hvězd v jednom spirálním ramenu Mléčné dráhy. * Ta je sama o sobě pouze nepatrnou částí vesmíru. Na obloze můžeme prostým okem spatřit také několik svítících skvrn, což jsou další galaxie, mezi něž patří i nádherná galaxie v Andromedě, která je větší než Mléčná dráha. Tyto dvě a asi 20 dalších galaxií jsou gravitačně vázány do kupy, přičemž všechny tvoří jen nepatrnou část obrovské nadkupy. Těch je ve vesmíru nesčetně, ale jeho popis tím zdaleka nekončí.

Kupy nejsou ve vesmíru rozloženy rovnoměrně. Ve velkém měřítku vypadají jako tenké desky a jako vlákna stočená kolem obrovských prázdných prostor podobných bublinám. Některé galaktické struktury jsou tak dlouhé a rozlehlé, že vypadají jako velké zdi galaxií. To možná překvapí mnoho lidí, kteří se domnívají, že se vesmír stvořil sám při náhodné kosmické explozi.  „Čím zřetelněji vidíme vesmír se všemi jeho úžasnými detaily,“ uvedl přední autor časopisu Scientific American, „tím obtížněji se nám bude nějakou jednoduchou teorií vysvětlovat, jak vůbec takto vznikl.“

Doklady svědčí o tom, že vesmír měl počátek

Všechny ty hvězdy, které člověk může vidět, patří do Mléčné dráhy. Až do dvacátých let tohoto století si lidé mysleli, že je to jediná galaxie. Asi však víte, že od té doby pozorování uskutečněná pomocí větších teleskopů prokázala něco jiného. Ve vesmíru je nejméně 50 000 000 000 galaxií. Tím nemyslíme 50 miliard hvězd, ale nejméně 50 miliard galaxií, z nichž každá má miliardy hvězd podobných našemu Slunci. Nicméně to, co ve dvacátých letech otřáslo vědeckými názory, nebylo ohromující množství obrovských galaxií, ale skutečnost, že se všechny galaxie pohybují.

Astronomové objevili pozoruhodný jev: když galaktické světlo nechali projít hranolem, bylo vidět, že se světelné vlny prodlužují, což ukazuje, že zde dochází k pohybu směrem od nás, a to velkou rychlostí. Zdálo se, že čím dále galaxie leží, tím rychleji se vzdaluje od Země. To ukazuje, že se vesmír rozpíná. *

Tato skutečnost může velmi úzce souviset s naší minulostí — a možná i s naší osobní budoucností, což  jsme schopni si uvědomit, i když nejsme ani profesionálními astronomy, ani astronomy-amatéry. Proces rozpínání totiž musel být něčím odstartován — nějakou silou, která byla natolik mohutná, že překonala obrovskou gravitaci celého vesmíru. Oprávněně se můžete zeptat: ‚Co mohlo být zdrojem takové dynamické energie?‘

Většina vědců sice zjišťuje, že vesmír byl na počátku velmi malý a hustý (že byl ve stavu singularity), ale  přesto se nemůžeme ubránit zásadní otázce: „Jestliže někdy v minulosti byl vesmír téměř ve stavu singularity o nekonečně malé velikosti a nekonečné hustotě, musíme se ptát, co existovalo předtím a co existovalo vně vesmíru. . . . Stojíme před otázkou, co bylo na počátku.“ (Sir Bernard Lovell)

Nejde však jen o zdroj ohromné energie. Musela tu být i prozíravost a inteligence, protože se zdá, že míra rozpínání je velmi přesně nastavena. „Kdyby se  vesmír rozpínal o miliontinu miliontiny rychleji,“ napsal B. Lovell, „pak by dnes byla veškerá hmota ve vesmíru rozfoukána. . . . A kdyby se rozpínal o miliontinu miliontiny pomaleji, pak by gravitační síly způsobily, že by se vesmír během první miliardy let své existence zhroutil. A zase by tu nebyly žádné staré hvězdy a žádný život.“

Snahy vysvětlit počátek

Mohou dnes odborníci vůbec objasnit původ vesmíru? Mnozí vědci, pro které je obtížné přijmout myšlenku, že vesmír byl stvořen vyšší inteligencí, spekulují o tom, že se vesmír stvořil na základě určitého mechanismu sám z ničeho. Připadá vám to rozumné? Tyto spekulace obvykle souvisejí s určitou variantou jedné  teorie (modelem inflačního vesmíru), * s níž v roce 1979 přišel fyzik Alan Guth. Nedávno však dr. Guth připustil, že jeho teorie sama o sobě „nevysvětluje, jak  vesmír vznikl z ničeho“. Otevřeněji se v jednom článku v časopise Scientific American vyjádřil dr. Andrei Linde: „Vysvětlit počáteční singularitu — kde a kdy to všechno začalo — stále zůstává tím nejúpornějším problémem novodobé kosmologie.“

Jestliže odborníci nedokážou objasnit ani původ, ani počáteční vývoj vesmíru, neměli bychom vysvětlení hledat někde jinde? Jistě je zcela odůvodněné uvažovat o některých dokladech, které mnoho lidí přehlíží, ale které nám otázku původu vesmíru skutečně pomohou pochopit. Doklady spočívají mimo jiné v tom, že čtyři základní síly, jež mají vliv na všechny vlastnosti hmoty a na změny, které ve hmotě probíhají, mají tu správnou hodnotu. Nicméně někdo by se při pouhé zmínce o základních silách mohl zarazit a říci si: ‚Takové úvahy jsou jen pro fyziky.‘ Ale tak to není. Určitě stojí za to uvažovat o těchto základních faktech, protože se nás týkají.

 Přesné nastavení

Zmíněné čtyři základní síly působí jak v nekonečně rozlehlém kosmu, tak i v nekonečně malých atomárních strukturách. Ano, působí ve všem, co vidíme kolem sebe.

Kdyby tyto čtyři síly, jež jsou ve vesmíru patrné, nebyly správně nastaveny, nemohly by existovat prvky nezbytné pro náš život (zejména uhlík, kyslík a železo). O jedné z těchto sil — o gravitační interakci — jsme se už zmínili. Další z nich je elektromagnetická interakce. Kdyby ta byla podstatně slabší, elektrony by nedržely okolo atomového jádra. ‚A byl by to takový problém?‘ mohl by snad někdo namítnout. Byl, protože by se atomy nemohly slučovat a vytvářet molekuly. Na druhé straně, kdyby tato síla byla příliš silná, elektrony by byly na atomovém jádru pevně přichyceny. Mezi atomy by nemohlo docházet k žádným chemickým reakcím — to znamená, že by neexistoval život. Už jen tento aspekt jasně ukazuje, že naše existence a náš život jsou na správném nastavení elektromagnetické interakce závislé.

 A jak je to v kosmickém měřítku? Kdyby se elektromagnetická interakce jen nepatrně změnila, mělo by to vliv na Slunce, a v důsledku toho by se změnilo i světlo dopadající na Zemi; tím by se ztížila nebo znemožnila fotosyntéza, jež probíhá v rostlinách. Také voda by v důsledku toho mohla ztratit své jedinečné vlastnosti, které jsou pro život nezbytné. Opět tedy vidíme, že přesné nastavení elektromagnetické interakce má vliv na to, zda žijeme, či ne.

Stejně důležitá je také intenzita elektromagnetické interakce ve vztahu k ostatním třem silám. Někteří fyzikové například uvádějí, že tato síla je 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 (10⁴⁰)krát větší než gravitační síla. Mohlo by se zdát, že kdybychom k tomuto číslu přidali jednu nulu (10⁴¹), byla by to jen nevýznamná změna. Znamenalo by to však úměrně slabší gravitaci. Doktor Reinhard Breuer popisuje, jaké by to mělo následky: „Při nižší gravitaci by byly hvězdy menší a gravitační tlak v jejich nitru by nedokázal vyhnat teplotu tak vysoko, aby mohlo docházet k jaderným syntézám neboli fúzím: slunce by prostě nemohlo svítit.“ Jistě si dokážete představit, co by to pro nás znamenalo!

A co kdyby uvedené číslo mělo jen 39 nul (10³⁹), takže by gravitace byla úměrně silnější? „Při této jen nepatrné změně,“ pokračuje dr. Breuer, „by se životnost hvězdy podobné Slunci prudce snížila.“ Jiní vědci se však domnívají, že jemné nastavení těchto sil je ještě preciznější.

Slunce a ostatní hvězdy mají dvě pozoruhodné vlastnosti — dlouhodobou účinnost a stálost. Uveďme si jednoduchý příklad. Víme, že má-li automobilový motor pracovat účinně, potřebuje k tomu přesný poměr paliva a vzduchu. Technici proto navrhují složité  mechanické a počítačové systémy, které výkonnost motoru optimalizují. Jestliže je něco takového nutné v případě pouhého motoru, co potom v případě účinně „spalujících“ hvězd, například našeho Slunce? Základní síly, které při těchto procesech působí, jsou přesně nastaveny a jsou optimalizovány pro existenci života. Je tato přesnost dílem náhody? Job — muž, který žil ve starověku — byl dotázán: „Vyhlásil jsi zákony, které řídí nebesa, nebo určil jsi přírodní zákony na zemi?“ (Job 38:33, The New English Bible) To neudělal žádný člověk. Kde se tedy tato přesnost vzala?

Dvě jaderné síly

Se strukturou vesmíru souvisí více než jen přesné nastavení gravitační interakce a elektromagnetické  interakce. Na náš život mají také vliv dvě další fyzikální síly.

Tyto dvě síly působí uvnitř atomového jádra a více než dostatečně dokládají, že byly předem promyšleny. Zamysleme se nad silnou interakcí, kterou jsou v atomovém jádru vázány protony a neutrony. Díky těmto vazbám mohou vznikat různé prvky — lehké (například helium a kyslík) a těžké (například zlato a olovo). Zdá se, že kdyby tato vazební energie byla o pouhá dvě procenta slabší, existoval by pouze vodík. Naproti tomu kdyby tato energie byla o něco málo silnější, byly by tu pouze těžší prvky, ale nemohl by existovat žádný vodík. Mělo by to nějaký vliv na náš život? Jistě. Kdyby totiž ve vesmíru nebyl vodík, nemělo by Slunce dostatek paliva k tomu, aby mohlo vyzařovat životodárnou energii. A neměli bychom samozřejmě ani vodu, ani potravu, protože vodík je jejich základní složkou.

Čtvrtou silou, o níž se v tomto pojednání zmíníme, je slabá interakce, která reguluje radioaktivní  rozpad. Má také vliv na termonukleární aktivitu Slunce. Možná si kladete otázku: ‚Je tato síla přesně nastavena?‘ Matematik a fyzik Freeman Dyson vysvětluje: „Slabá [interakce] je milionkrát slabší než [silná interakce]. Je právě tak slabá, aby vodík ve Slunci hořel pomalu a stále. Kdyby tato slabá [interakce] byla mnohem silnější nebo mnohem slabší, pak by všechny formy života, které jsou závislé na hvězdách podobných Slunci, byly ohroženy.“ Ano, toto přesné tempo hoření udržuje na naší Zemi teplo — a přitom ji nespálí — a nás udržuje naživu.

Kromě toho se vědci domnívají, že slabá interakce hraje určitou roli při explozích supernov; tyto exploze jsou podle vědců podstatou procesu, při němž je produkována a do okolního kosmického prostoru rozptylována většina prvků. „Kdyby se hodnota těchto jaderných sil jen nepatrně lišila od hodnoty, kterou skutečně mají, hvězdy by nebyly schopny produkovat ty prvky, jimiž jsme všichni — vy i já — tvořeni,“ vysvětluje fyzik John Polkinghorne.

Dalo by se uvést ještě více informací, ale pro pochopení podstaty věci to jistě stačí. Tyto čtyři základní síly jsou udivujícím způsobem přesně nastaveny. „Zdá se, že všude kolem sebe vidíme doklady toho, že příroda věděla, jak to má správně být,“ napsal profesor Paul Davies. Ano, díky přesnému nastavení základních sil existuje a pracuje naše Slunce, existuje naše nádherná planeta, na níž je voda nezbytná k zachování života, naše atmosféra, která je pro život také důležitá, a obrovská škála cenných chemických prvků. Položte si však otázku: ‚Proč je to tak přesně nastaveno, a jak k tomu došlo?‘

 Země je ideálně uzpůsobena

Pro naši existenci je nezbytná přesnost i v jiných ohledech. Zamysleme se například nad rozměry Země a nad jejím relativním postavením vzhledem ke zbývající části naší sluneční soustavy. V biblické knize Job jsou zapsány otázky, jež vedou k pokoře: „Kdes byl, když jsem zakládal zemi? . . . Kdo stanovil její míry, pokud to víš?“ (Job 38:4, 5) Tyto otázky dnes volají po odpovědi více než kdykoli dříve. Proč? Kvůli úžasným poznatkům, které byly o naší Zemi zjištěny — mimo jiné i o její velikosti a její poloze v naší sluneční soustavě.

Nikde ve vesmíru nebyla objevena žádná planeta, která by byla jako Země. Někteří vědci sice poukazují na nepřímé důkazy toho, že kolem některých hvězd obíhají objekty, jež jsou stokrát větší než Země. Naše planeta je však právě tak velká, abychom na ní mohli žít. V jakém smyslu má tu správnou velikost? Kdyby Země byla jen o něco málo větší, měla by mnohem silnější gravitaci. V důsledku toho by se tu hromadil vodík (což je lehký plyn), protože by nebyl schopen překonat zemskou gravitaci. Atmosféra by pak nebyla vhodná pro život. Na druhé straně kdyby naše Země  byla jen o něco málo menší, unikl by odsud všechen životodárný kyslík, a povrchová voda by se vypařila. V obou případech by lidský život nebyl možný.

Země má také ideální vzdálenost od Slunce, což je okolnost nezbytná pro to, aby se tu životu dařilo. Astronom John Barrow a matematik Frank Tipler zkoumali „poměr mezi poloměrem Země a její vzdáleností od Slunce“. Došli k závěru, že „kdyby byl tento zjištěný poměr jen nepatrně odlišný“, lidský život by neexistoval. Profesor David L. Block uvádí: „Výpočty ukazují, že kdyby Země ležela jen o 5 procent blíže ke Slunci, přibližně už před 4 miliardami let by nastal nekontrolovaný skleníkový efekt [oteplování Země]. Na druhé straně, kdyby Země ležela jen o 1 procento dále od Slunce, nastalo by přibližně před 2 miliardami let nekontrolované zalednění [vznik obrovských vrstev ledu pokrývajících většinu planety].“ (Our Universe: Accident or Design?)

Kromě toho, že má správnou vzdálenost od Slunce, je možné ještě uvést tu skutečnost, že se Země jednou za den otočí kolem své osy. Je to přesně taková rychlost, která umožňuje, aby na Zemi byly mírné teploty. Například planeta Venuše se otočí za 243 dní. Jen uvažte, co by se stalo, kdyby to Zemi trvalo tak dlouho! To bychom nepřežili extrémní teploty, které by v důsledku tak dlouhých dní a nocí vznikaly.

Dalším důležitým detailem je dráha, po níž Země obíhá kolem Slunce. Komety mají dlouhou elipsovitou dráhu. Země ji takovou naštěstí nemá. Její oběžná dráha je téměř kruhová. I to nás chrání před extrémními teplotami, které by znamenaly naši smrt.

Neměli bychom přehlédnout ani polohu naší sluneční soustavy. Kdyby totiž byla blíže k jádru Mléčné dráhy, pak by se působením gravitace sousedních hvězd  zdeformovala oběžná dráha Země. Naproti tomu kdyby naše sluneční soustava byla až na samém okraji naší Galaxie, nebyly by na noční obloze téměř žádné hvězdy. Světlo hvězd sice není pro život nezbytné, ale není snad díky hvězdám naše noční obloha krásnější? Kromě toho se vědci na základě současných představ o vesmíru domnívají, že na okrajích Mléčné dráhy by nebyl dostatek chemických prvků potřebných k tomu, aby mohla vzniknout taková sluneční soustava, jako je ta naše. *

Zákon a uspořádanost

Z vlastní zkušenosti nepochybně víte, že věci mají tendenci přecházet z uspořádanosti do neuspořádanosti. Téměř každý vlastník domu zjišťuje, že když nechá  věci tak, jak jsou, mají tendenci přestat fungovat nebo se rozložit. Vědci tento jev označují jako „druhý termodynamický zákon“. Denně můžeme vidět, že tento zákon skutečně platí. Když se nebudeme starat o nový automobil nebo o nové kolo, stane se z nich vrak. Když nebudeme pečovat o dům, stane se z něj rozvalina. A co vesmír? I na něj se uvedený zákon vztahuje. Na základě toho byste tedy mohli dojít k závěru, že uspořádanost, která v celém vesmíru panuje, nakonec bude vystřídána neuspořádaností.

Zdá se však, že v případě vesmíru k tomu nedochází. Odhalil to profesor matematiky Roger Penrose, když v pozorovatelném vesmíru studoval stav neuspořádanosti (neboli entropie). Tyto objevy by se daly logicky vysvětlit tak, že vesmír byl na začátku v uspořádaném stavu a vysoce uspořádaný je stále. Astrofyzik Alan Lightman napsal, že vědci „se podivují nad tím, že vesmír byl stvořen v tak vysoce uspořádaném stavu“. Dodal, že „tuto záhadu entropie — otázku, proč se vesmír nestal chaotickým — by nakonec měla vysvětlit nějaká úspěšná kosmologická teorie“.

Ano, to, že existujeme, je v rozporu s tímto uznávaným zákonem. Jak je tedy možné, že zde na Zemi vůbec žijeme? Už jsme si uvedli, že to je zásadní otázka. A měli bychom si přát, abychom na ni dostali odpověď.

[Poznámky pod čarou]

[Rámeček na straně 15]

Snaha spočítat hvězdy

Odhaduje se, že v Mléčné dráze je více než 100 000 000 000 (100 miliard) hvězd. Představte si encyklopedii, v níž by každé z těchto hvězd byla věnována vždy jedna strana a jedna strana by byla vymezena také Slunci a zbývající části naší sluneční soustavy. Kolik svazků by tato encyklopedie musela mít, aby v ní byly informace o všech hvězdách v Mléčné dráze?

Kdyby svazky měly přiměřenou tloušťku, pak by se prý tato encyklopedie nevešla ani do newyorské veřejné knihovny, která má 412 kilometrů odkladových ploch.

Kolik času byste potřebovali, abyste všechny tyto stránky prošli? „Kdybychom chtěli encyklopedii rychle prolistovat a každé straně přitom věnovali jednu sekundu, trvalo by nám to více než deset tisíc let,“ vysvětluje dílo Coming of Age in the Milky Way. Nicméně hvězdy, kterými je tvořena naše Galaxie, jsou jen nepatrným zlomkem počtu hvězd v odhadovaných 50 000 000 000 (50 miliardách) galaxií ve vesmíru. Kdyby v té pomyslné encyklopedii byla jedna strana vyhrazena pro každou z těchto hvězd, nestačily by pro tuto encyklopedii ani všechny odkladové plochy ve všech knihovnách na Zemi. „Čím více toho o vesmíru víme,“ píše se v uvedené knize, „tím více si začínáme uvědomovat, jak málo toho víme.“

[Rámeček na straně 16]

Robert Jastrow o počátku vesmíru

Robert Jastrow, profesor astronomie a geologie na Columbia University, napsal: „Jen málo astronomů mohlo očekávat, že se tato událost — náhlé zrození vesmíru — stane prokázaným vědeckým faktem, ale pozorování nebes pomocí teleskopů je k tomuto závěru nutí.“

Potom se vyjádřil k tomu, co z toho vyplývá: „Astronomický důkaz Počátku uvádí vědce do trapného postavení, protože oni věří, že každý jev má svou přirozenou příčinu. . . . Britský astronom E. A. Milne napsal: ‚Nemůžeme vyslovit žádnou tezi o tom, jaký byl stav věcí [na počátku]; nikdo nebyl svědkem Božího počinu stvoření ani při tom Boha neviděl.‘“ (The Enchanted Loom—Mind in the Universe)

[Rámeček na straně 17]

Čtyři základní fyzikální síly

1. Gravitační interakce — na úrovni atomů je to velmi slabá síla. Její účinky jsou však mnohem více zřejmé u velkých objektů, například planet, hvězd a galaxií.

2. Elektromagnetická interakce — hlavní přitažlivá síla působící mezi protony a elektrony a umožňující vytváření molekul. Jedním z dokladů její síly je blesk.

3. Silná interakce — síla, která v atomovém jádru váže k sobě protony a neutrony.

4. Slabá interakce — síla, která řídí rozpad radioaktivních prvků a účinnou termonukleární činnost Slunce.

[Rámeček na straně 20]

„Souhra náhod“

„Když se slabá interakce nepatrně zesílí, pak nebude vznikat žádné helium; když se nepatrně zeslabí, pak se na helium přemění téměř všechen vodík.“

„Příznivé podmínky pro vesmír, ve kterém existuje trochu helia a ve kterém také vybuchují supernovy, jsou velmi omezené. Na této souhře náhod a na ještě neuvěřitelnější náhodě v souvislosti s hladinami jaderné energie, které předpověděl [astronom Fred] Hoyle, závisí naše existence. Na rozdíl od všech předchozích generací víme, jak jsme vznikli. Ale stejně jako všechny předchozí generace stále ještě nevíme, proč jsme zde.“ (New Scientist)

[Rámeček na straně 22]

„Díky specifickým podmínkám na Zemi, které jsou výsledkem toho, že Země má ideální velikost, ideální skladbu prvků a téměř kruhovou oběžnou dráhu v dokonalé vzdálenosti od dlouhověké hvězdy, Slunce, mohlo dojít k akumulaci vody na povrchu Země.“ (Integrated Principles of Zoology, 7. vydání) Bez vody by život na Zemi nemohl vzniknout.

[Rámeček na straně 24]

Věříte jen tomu, co vidíte?

Mnoho rozumně uvažujících lidí uznává existenci věcí, které nemohou vidět. V časopise Discover z ledna 1997 bylo uvedeno, že astronomové objevili něco, co podle jejich závěru je asi tucet planet, které obíhají kolem vzdálených hvězd.

„Zatím tyto nové planety známe pouze z toho, jak jejich gravitace narušuje pohyb jejich mateřských hvězd.“ Ano, na viditelných účincích gravitace astronomové zakládají svou víru v to, že tato nebeská tělesa, která nebyla spatřena, existují.

Související doklady — tedy ne přímá pozorování — byly dostačujícím základem pro to, aby vědci připustili existenci něčeho, co je zatím neviditelné. Mnoho lidí, kteří věří ve Stvořitele, se domnívá, že na podobném základě mohou uznat existenci toho, co nemohou vidět.

[Rámeček na straně 25]

Sir Fred Hoyle ve své knize The Nature of the Universe vysvětluje: „Jestliže bychom se chtěli vyhnout otázce stvoření, museli bychom připustit, že všechna hmota ve vesmíru je nekonečně stará, a to není možné. . . . Vodík se stále přeměňuje na helium a další prvky. . . . Jak je tedy možné, že se vesmír skládá téměř výlučně z vodíku? Kdyby hmota byla nekonečně stará, bylo by to skoro nemožné. Když tedy vidíme, že vesmír je tím, čím je, nemůžeme před otázkou stvoření prostě uhýbat.“

[Obrázek na straně 12 a 13]

Naše Slunce (v rámečku) je v galaxii Mléčná dráha nevýznamnou hvězdou, jak to dokládá příklad této spirální galaxie NGC 5236

Mléčná dráha, která je pouze jednou z více než 50 miliard galaxií v poznané části vesmíru, obsahuje přes 100 miliard hvězd

[Obrázky na straně 14]

Astronom Edwin Hubble (1889–1953) zjistil, že červený posuv ve světle ze vzdálených galaxií ukazuje, že se náš vesmír rozpíná, a že má tudíž počátek

[Obrázky na straně 19]

Výsledkem přesného nastavení sil, které působí na naše Slunce, jsou právě takové podmínky, které umožňují život na Zemi