< Return to Video

Radius of Observable Universe

  • 0:00 - 0:05
    V současnosti nejlepší odhad toho,
    kdy se odehrál velký třesk,
  • 0:05 - 0:08
    a já tento výraz nemám moc rád,
  • 0:08 - 0:10
    protože tak trochu říká, že
    šlo o nějaký druh výbuchu,
  • 0:10 - 0:13
    ale ve skutečnosti je
    to rozpínání prostoru.
  • 0:13 - 0:16
    Moment, kdy se prostor začal
    rozpínat ze singularity.
  • 0:16 - 0:24
    Náš nejlepší odhad říká, že se to
    odehrálo před 13,7 miliardami let.
  • 0:24 - 0:27
    Přestože jsme zvyklí
    zacházet s čísly v miliardách,
  • 0:27 - 0:30
    zejména když mluvíme o velkých
    částkách peněz a bůh ví o čem,
  • 0:30 - 0:33
    toto je nepředstavitelné množství času.
  • 0:33 - 0:36
    Vypadá to jako něco, co je
    pochopitelné, ale opravdu to není.
  • 0:36 - 0:39
    V dalších videích budu
    mluvit o časových osách,
  • 0:39 - 0:43
    abyste mohli skutečně pochopit,
    nebo alespoň začali chápat,
  • 0:43 - 0:47
    že nemůžeme chápat, jak
    dlouhá doba je 13,7 miliard let.
  • 0:47 - 0:52
    A taky chci zdůraznit, že toto
    je nejlepší současný odhad.
  • 0:52 - 0:56
    Dokonce i během mého života,
    kdy jsem věděl o velkém třesku
  • 0:56 - 0:59
    a věnoval pozornost tomu,
    jaký byl nejlepší odhad,
  • 0:59 - 1:01
    se toto číslo měnilo, takže tuším,
  • 1:01 - 1:04
    že v budoucnosti se toto číslo
    může stát přesnějším
  • 1:04 - 1:05
    nebo se ještě změní.
  • 1:05 - 1:07
    Ale toto je náš nejlepší odhad.
  • 1:07 - 1:08
    Teď se zamysleme nad tím,
  • 1:08 - 1:16
    co nám to říká o velikosti
    pozorovatelného vesmíru.
  • 1:16 - 1:22
    Pokud celé rozpínání začalo
    před 13,7 miliardami let,
  • 1:22 - 1:28
    tak před těmito 13,7 miliardami let vše,
    co známe v našem trojrozměrném vesmíru,
  • 1:28 - 1:30
    bylo v jediném bodě.
  • 1:30 - 1:35
    Nejdelší dobu, jakou mohl jakýkoliv foton
    světla cestovat, aby se k nám teď dostal…
  • 1:35 - 1:42
    Toto je mé oko a mé řasy.
  • 1:42 - 1:48
    A nějaký foton světla právě
    dopadl do mého oka
  • 1:48 - 1:51
    a nebo se možná dostává
    do čočky dalekohledu.
  • 1:51 - 1:55
    Nejdelší doba, po jakou mohl
    cestovat, je 13,7 miliard let.
  • 1:55 - 2:07
    Mohl putovat 13,7 miliard let.
  • 2:07 - 2:11
    Takže když jsme se dívali na zobrazení,
    to bylo myslím o 2 nebo 3 videa dříve,
  • 2:11 - 2:18
    pozorovatelného vesmíru,
    tak jsem nakreslil kruh.
  • 2:18 - 2:22
    Když vidíme světlo přicházet
    z těchto vzdálených objektů,
  • 2:22 - 2:25
    to světlo se dostává přímo
    k nám, tady jsme.
  • 2:25 - 2:29
    Toto je myslím místo, kde v tom
    zobrazení byl ten vzdálený objekt.
  • 2:29 - 2:33
    Ale světlo z tohoto vzdáleného
    objektu se k nám teprve dostává.
  • 2:33 - 2:44
    A tomu světlu trvalo 13,7
    miliard let, aby se k nám dostalo.
  • 2:44 - 2:48
    S čím trochu váhám, protože mluvíme
    o tak velkých vzdálenostech
  • 2:48 - 2:55
    a tak velkých časových úsecích, během
    nichž se roztahuje samotný prostor...
  • 2:55 - 3:04
    V tomto videu uvidíme, že nemůžete říct,
    že tady ten objekt… Toto není…
  • 3:04 - 3:05
    Napíšu to velkými písmeny.
  • 3:05 - 3:14
    Toto není vzdálené
    13,7 miliard světelných let.
  • 3:14 - 3:18
    Když se bavíme o menších časových
    osách nebo menších vzdálenostech,
  • 3:18 - 3:20
    mohli byste přibližně něco takového říct.
  • 3:20 - 3:24
    Rozpínání vesmíru by
    neudělalo až tak velký rozdíl.
  • 3:24 - 3:27
    Vyjasněme to ještě trochu.
  • 3:27 - 3:33
    Mluvím o objektu tady, ale můžeme
    mluvit i o této souřadnici v prostoru.
  • 3:33 - 3:35
    Vlastně bych měl říct:
    souřadnice v časoprostoru.
  • 3:35 - 3:38
    Protože se na to díváme
    v určitém okamžiku.
  • 3:38 - 3:44
    Tato souřadnice není vzdálená 13,7 miliard
    světelných let od naší souřadnice.
  • 3:44 - 3:47
    Je pár důvodů, proč se nad tím zamyslet.
  • 3:47 - 3:52
    Toto světlo bylo vyzářeno
    před 13,7 miliardami let.
  • 3:52 - 3:56
    Když bylo vyzářeno, byli jsme
    této souřadnici mnohem blíže.
  • 3:56 - 3:58
    Tato souřadnice byla
    mnohem blíže.
  • 3:58 - 4:02
    To, kde se teď ve vesmíru nacházíme
    bylo tomuto bodu ve vesmíru mnohem blíže.
  • 4:02 - 4:04
    Další věcí na zamyšlení je toto.
  • 4:04 - 4:07
    Nakreslím to.
  • 4:07 - 4:17
    Vraťme se do období 300 000 let
    po počáteční expanzi ze singularity.
  • 4:17 - 4:22
    Teď se nacházíme jen
    300 000 let po vzniku vesmíru.
  • 4:22 - 4:30
    Toto je zhruba 300 000 let života vesmíru.
  • 4:30 - 4:32
    Myslím, že se na to tak můžeme dívat.
  • 4:32 - 4:39
    Nejprve: V té době se ještě věci žádným
    významným způsobem neodlišovaly.
  • 4:39 - 4:43
    Budeme se o tom bavit více,
    až se budeme bavit o reliktním záření,
  • 4:43 - 4:52
    ale v této době byla ve vesmíru téměř
    stejnoměrná rozžhavená plazma vodíku.
  • 4:52 - 4:56
    Vyzařovala mikrovlnné záření a o tom
    se budeme bavit více v dalším videu.
  • 4:56 - 5:00
    Ale pojďme se zamyslet nad dvěma
    body v tomto raném vesmíru.
  • 5:00 - 5:07
    V tomto raném vesmíru máte tento
    bod a máte souřadnice, kde jsme teď my.
  • 5:07 - 5:10
    Máte souřadnice, kde se teď nacházíme.
  • 5:10 - 5:13
    Nebudu to dělat uprostřed.
  • 5:13 - 5:16
    Protože myslím, že to je lehčí,
    když to není uprostřed.
  • 5:16 - 5:19
    A řekněme, že ve velmi
    raném období vesmíru,
  • 5:19 - 5:23
    pokud byste mohli okamžitě
    vzít pravítka a změřit to,
  • 5:23 - 5:36
    naměřili byste, že tato vzdálenost
    je 30 milionů světelných let.
  • 5:36 - 5:39
    A řekněme, že v tom
    momentě tady ten objekt…
  • 5:39 - 5:40
    Udělám to purpurovou.
  • 5:40 - 5:43
    Tady ten objekt vyzářil foton.
  • 5:43 - 5:46
    Možná to bylo ve frekvenci
    mikrovlnného záření.
  • 5:46 - 5:48
    A uvidíme, že to byla
    frekvence, s níž byl vyzářen.
  • 5:48 - 5:50
    Ale vyzařuje foton.
  • 5:50 - 5:53
    A ten foton putuje rychlostí světla!
    On je světlo!
  • 5:53 - 5:57
    A tak si ten foton říká: „Hmm. Musím
    urazit jenom 30 milionů světelných let.
  • 5:57 - 6:01
    To není tak hrozné.
    Dostanu se tam za 30 milionů let.“
  • 6:01 - 6:02
    Udělám to samostatně.
  • 6:02 - 6:04
    Ta matematika je ve
    skutečnosti komplikovanější.
  • 6:04 - 6:07
    Chci vám jenom dát
    představu o tom, co se tu děje.
  • 6:07 - 6:18
    A ten foton si třeba říká: „Za zhruba 10
    milionů let bych měl být u té souřadnice.
  • 6:18 - 6:21
    Měl bych urazit asi 1/3 té vzdálenosti.“
  • 6:21 - 6:26
    Ale co se během těch 10 milionů let stane?
  • 6:26 - 6:30
    Za těch 10 milionů let
    se vesmír o něco zvětší.
  • 6:30 - 6:35
    Možná se zvětší o hodně.
    Nakreslím tento rozpínající se vesmír.
  • 6:35 - 6:41
    Takže za 10 milionů let může
    vesmír vypadat nějak takhle.
  • 6:41 - 6:45
    Vlastně možná bude ještě větší.
    Nakreslím to takhle.
  • 6:45 - 6:49
    Za 10 milionů let se vesmír
    možná o pěkný kus zvětšil.
  • 6:49 - 6:53
    Takže toto je o 10 milionů let později.
  • 6:53 - 7:00
    Na kosmologické časové ose je však
    vesmír ještě ve svém raném dětství,
  • 7:00 - 7:02
    protože se bavíme o 13,7 miliardách let.
  • 7:02 - 7:09
    Takže řekněme, že uplynulo
    10 milionů let. Vesmír se rozpíná.
  • 7:09 - 7:15
    Tato souřadnice, kde jsme
    v současnosti, je teď až tam.
  • 7:15 - 7:24
    Souřadnice, kde byl foton
    původně vyzářen, teď bude tam.
  • 7:24 - 7:28
    A ten foton řekl: „Ok, za 10 milionů
    světelných let se dostanu sem.“
  • 7:28 - 7:33
    A já to dělám přibližně a velmi nespojitě.
    Opravdu vám chci dát jenom představu.
  • 7:33 - 7:38
    Ta souřadnice, kam se zhruba foton
    dostane za 10 milionů let, je někde tady.
  • 7:38 - 7:43
    Celý vesmír expandoval.
    Všechny souřadnice se vzdálily.
  • 7:43 - 7:45
    Co se tady stalo?
    Vesmír expandoval.
  • 7:45 - 7:48
    Vzdálenost, která byla
    30 milionů světelných let,
  • 7:48 - 7:53
    a teď dělám ta čísla jenom
    zhruba, neznám ta přesná,
  • 7:53 - 7:55
    tak teď to je…
  • 7:55 - 8:01
    Toto je skutečně jenom proto,
    abych vám dal představu proč
  • 8:01 - 8:03
    a abyste měli tušení, co se odehrává.
  • 8:03 - 8:10
    Tato vzdálenost už není 30 milionů
    světelných let. Možná je to 100 milionů.
  • 8:10 - 8:16
    Takže toto je teď 100 milionů,
    100 milionů světelných let od sebe.
  • 8:16 - 8:21
    Vesmír se rozpíná.
    Prostor se rozšiřuje.
  • 8:21 - 8:24
    Můžete si to představit jako
    trampolínu nebo povrch balónu.
  • 8:24 - 8:25
    Ztenčuje se a rozpíná se.
  • 8:25 - 8:29
    Takže tato souřadnice, kde je
    světlo po 10 milionech let,
  • 8:29 - 8:35
    se rozšiřovala 10 milionů let, a tak
    světlo urazilo mnohem větší vzdálenost.
  • 8:35 - 8:42
    Urazilo už asi 30 milionů světelných let.
  • 8:42 - 8:47
    Ta čísla tu nejsou přesná.
    Nepočítal jsem to, abych na ně přišel.
  • 8:47 - 8:50
    Ale podstatou je, že urazilo
    30 milionů světelných let.
  • 8:50 - 8:54
    A vlastně bych ani to ani
    neměl dělat ve stejném poměru.
  • 8:54 - 8:57
    Uražená vzdálenost a
    vzdálenost, kterou musí urazit,
  • 8:57 - 9:00
    protože se prostor rozpíná,
    nebudou v lineární závislosti.
  • 9:00 - 9:03
    Alespoň když nad tím v duchu
    přemýšlím, tak by neměly být.
  • 9:03 - 9:06
    Netvrdím to na 100 procent.
  • 9:06 - 9:15
    Možná ta vzdálenost tady je teď
    20 milionů světelných let.
  • 9:15 - 9:19
    Protože pokaždé, když
    urazil nějakou vzdálenost,
  • 9:19 - 9:23
    tak prostor, který
    překonal, se roztáhl.
  • 9:23 - 9:29
    Takže i když putoval 10 milionů let,
    vzdálenost, kterou překonal,
  • 9:29 - 9:31
    už teď není jenom
    10 milionů světelných let.
  • 9:31 - 9:34
    Teď se roztáhla
    na 20 milionů světelných let.
  • 9:34 - 9:38
    A vzdálenost, kterou ještě musí urazit,
    už není jenom 20 milionů světelných let.
  • 9:38 - 9:44
    Může to teď být 80 milionů světelných let.
    Je to teď 80 milionů světelných let.
  • 9:44 - 9:47
    Takže tento foton
    může být frustrovaný.
  • 9:47 - 9:49
    Ale může se na to
    podívat optimisticky:
  • 9:49 - 9:53
    „Páni! Dokázal jsem urazit 20 milionů
    světelných let během jen 10 milionů let.
  • 9:53 - 9:56
    Asi se pohybuji
    rychleji než světlo.“
  • 9:56 - 10:01
    Ve skutečnosti to tak však není,
    protože samotný prostor se rozpíná.
  • 10:01 - 10:04
    Takže ten foton se prostě
    pohybuje rychlostí světla.
  • 10:04 - 10:08
    Ale vzdálenost, kterou
    urazí za 10 milionů let,
  • 10:08 - 10:12
    je větší než 10 milionů světelných let.
    Je to 20 milionů světelných let.
  • 10:12 - 10:17
    Tak nemůžete jednoduše vynásobit rychlost
    časem v těchto kosmologických měřítkách.
  • 10:17 - 10:24
    Zejména pokud se i ty samotné
    souřadnice pohybují jedna od druhé pryč.
  • 10:24 - 10:32
    Možná vidíte, kam toto směřuje.
    Tento foton říká: „Ach, za dalších…
  • 10:32 - 10:35
    – Napíšu to. Je to
    80 milionů světelných let. –
  • 10:35 - 10:40
    Za dalších 40 milionů
    světelných let se možná dostanu sem.“
  • 10:40 - 10:47
    Ale skutečnost je taková,
    že za 40 milionů let se možná dostane sem,
  • 10:47 - 10:50
    protože to je 80 milionů světelných let.
  • 10:50 - 10:55
    Ve skutečnosti po 40 milionech let…
    Takže uplyne dalších 40 milionů let.
  • 10:55 - 11:00
    A náhle vesmír expandoval
    ještě víc. Vesmír expandoval ještě víc.
  • 11:00 - 11:07
    Nebudu kreslit celou bublinu, ale místo,
    kde byl foton vyzářen, může být tady
  • 11:07 - 11:12
    a naše současná pozice je tady.
  • 11:12 - 11:18
    Místo, kam se světlo dostalo
    po 10 milionech let, je tady.
  • 11:18 - 11:26
    A místo, kde je světlo
    po 40 milionech let, je někde tady.
  • 11:26 - 11:32
    Vzdálenost mezi těmito
    dvěma body, když jsme začali,
  • 11:32 - 11:35
    byla 10 milionů světelných let,
    pak 20 milionů světelných let.
  • 11:35 - 11:41
    Teď je to možná, nevím,
    miliarda světelných let.
  • 11:41 - 11:43
    Možná je to teď miliarda světelných let.
  • 11:43 - 11:45
    A možná je tato vzdálenost…
  • 11:45 - 11:49
    Jenom si tyto čísla vymýšlím,
    ve skutečnosti je to asi moc velké.
  • 11:49 - 11:55
    Možná toto je teď
    100 milionů světelných let.
  • 11:55 - 12:01
    A tato vzdálenost může být,
    nevím, 500 milionů světelných let.
  • 12:01 - 12:06
    Celková vzdálenost mezi těmito dvěma body
    by mohla být 1 miliarda světelných let.
  • 12:06 - 12:09
    Takže jak můžete vidět, ten foton
    možná začíná být frustrovaný.
  • 12:09 - 12:11
    Jak putuje dál a dál,
    podívá se zpátky a říká:
  • 12:11 - 12:16
    „Páni, za pouhých 50 milionů let jsem
    zvládl urazit 600 milionů světelných let.
  • 12:16 - 12:17
    To je dost dobré.“
  • 12:17 - 12:19
    Ale je frustrovaný, protože si myslel,
  • 12:19 - 12:23
    že musí urazit vzdálenost
    30 milionů světelných let.
  • 12:23 - 12:27
    Ale ta vzdálenost se neustále natahuje,
    protože samotný prostor se roztahuje.
  • 12:27 - 12:30
    Takže realita, abych se
    vrátil k původní myšlence,
  • 12:30 - 12:36
    je taková, že tento foton,
    který se k nám právě dostává,
  • 12:36 - 12:43
    putoval řekněme 13,4 miliard let.
    A právě teď se k nám dostává.
  • 12:43 - 12:49
    Přesuňme se o 13,4 miliard let
    z této doby do současnosti.
  • 12:49 - 12:55
    Takže když tady nakreslím
    celý viditelný vesmír,
  • 12:55 - 13:00
    tak tento bod bude
    místem, kde byl vyzářen.
  • 13:00 - 13:09
    My jsme tady. A ujasněme si tohle.
    Když kreslím celý pozorovatelný vesmír,
  • 13:09 - 13:11
    jeho střed by měl být
    tam, kde jsme my.
  • 13:11 - 13:14
    Protože pozorujeme stejnou vzdálenost,
    pokud se nestane něco mimořádného,
  • 13:14 - 13:17
    stejnou vzdálenost v jakémkoli směru.
  • 13:17 - 13:19
    Takže možná bychom se
    mohli umístit do středu.
  • 13:19 - 13:22
    Toto je celý pozorovatelný vesmír.
  • 13:22 - 13:26
    A foton byl vyzářen z tohoto
    místa před 13,4 miliardami let.
  • 13:26 - 13:34
    Takže 300 000 lety po počátečním velkém
    třesku. A právě se dostává k nám.
  • 13:34 - 13:49
    Ten foton putoval 13,4 miliardy let.
    Ale bláznivé na tom je,
  • 13:49 - 13:52
    že tento objekt, protože se
    rozpínaly jeden pryč od druhého,
  • 13:52 - 13:56
    tento objekt je teď, podle
    nejlepších odhadů,
  • 13:56 - 14:08
    ve vzdálenosti 46 miliard
    světelných let od nás.
  • 14:08 - 14:10
    A chci to udělat co nejjasnější.
  • 14:10 - 14:13
    Tento objekt je teď
    46 miliard světelných let daleko.
  • 14:13 - 14:16
    Když pro jeho pozorování
    využijeme pouze světlo,
  • 14:16 - 14:18
    vypadá to, pokud jde o světelné roky,
  • 14:18 - 14:21
    že toto světlo k nám putovalo
    13,7 miliardy let.
  • 14:21 - 14:24
    To je jediný způsob,
    jak díky světlu přemýšlet o vzdálenosti.
  • 14:24 - 14:27
    No možná je to 13,4…
  • 14:27 - 14:29
    Neustále měním desetinné číslo.
  • 14:29 - 14:31
    Možná je to 13,4 miliard
    světelných let daleko.
  • 14:31 - 14:34
    Ale skutečnost je taková, že
    kdybyste měli v dnešní době pravítko,
  • 14:34 - 14:39
    takové, co by měřilo světelné roky, tato
    hmota, prostor se roztáhl do takové míry,
  • 14:39 - 14:41
    že toto je teď 46 miliard světelných let.
  • 14:41 - 14:46
    Jenom naznačím, když
    mluvíme o reliktním záření,
  • 14:46 - 14:48
    jak bude tento bod v prostoru vypadat?
  • 14:48 - 14:51
    Toto místo je vzdálené
    46 miliard světelných let,
  • 14:51 - 14:54
    ale tento foton k nám letěl jen
    13,7 miliard světelných let.
  • 14:54 - 14:56
    Jak to bude vypadat?
  • 14:56 - 15:02
    Když říkáme ‚vypadat‘, je to založeno
    na fotonech, které se k nám dostávají teď.
  • 15:02 - 15:05
    Tyto fotony byly vyzářeny
    před 13,4 miliardami roků.
  • 15:05 - 15:10
    Takže tyto fotony jsou fotony, které
    byly vyzářeny z této primitivní struktury,
  • 15:10 - 15:16
    z doběla rozpáleného
    oblaku vodíkové plazmy.
  • 15:16 - 15:19
    Takže to, co uvidíme v tomto
    doběla rozžhaveném oblaku…
  • 15:19 - 15:26
    Uvidíme tento druh doběla
    rozpálené plazmy.
  • 15:26 - 15:30
    Doběla rozžhavená, nediferencovaná,
    nerozlišená na pořádné stabilní atomy,
  • 15:30 - 15:33
    tím méně pak hvězdy a galaxie.
  • 15:33 - 15:36
    Uvidíme tuto doběla rozžhavenou plazmu.
  • 15:36 - 15:40
    Realita je taková, že toto místo ve
    vesmíru, které je daleko 46 miliard let.,
  • 15:40 - 15:47
    je pravděpodobně rozdělené na stabilní
    atomy a hvězdy, planety a galaxie.
  • 15:47 - 15:53
    A pokud je tam právě teď civilizace
    a oni tam sedí a pozorují fotony,
  • 15:53 - 15:55
    které jsou vyzářené z naší pozice,
  • 15:55 - 15:58
    z místa, kde se právě
    teď nacházíme, neuvidí nás.
  • 15:58 - 16:02
    Uvidí, jak jsme vypadali
    před 13,4 miliardami let.
  • 16:02 - 16:07
    Uvidí velice primitivní stav
    naší oblasti ve vesmíru,
  • 16:07 - 16:09
    kdy nebyla ničím více než
    doběla rozžhavenou plazmou.
  • 16:09 - 16:13
    Budeme se o tom bavit v příštím
    videu, ale zamyslete se nad tím.
  • 16:13 - 16:15
    Jakýkoli foton, který
    pochází z tohoto období,
  • 16:15 - 16:21
    který putoval 13,4 miliardy
    let z jakéhokoli směru,
  • 16:21 - 16:24
    bude pocházet z tohoto
    nerozvinutého stavu.
  • 16:24 - 16:29
    Byl vyzářen, když byl vesmír
    v tomto nerozvinutém stavu,
  • 16:29 - 16:33
    když byl pouhou doběla rozžhavenou
    plazmou, stejnoměrnou hmotou.
  • 16:33 - 16:38
    Snad vám to dá představu o tom,
    odkud pochází reliktní záření.
Title:
Radius of Observable Universe
Description:

more » « less
Video Language:
English
Team:
Khan Academy
Duration:
16:39

Czech subtitles

Revisions