Zajtra 20. júna uplynie 60 rokov od úmrtia otca veľkého tresku, belgického kozmológa, astrofyzika a katolíckeho kňaza Georgea Lemaîtra.
Podľa teórie veľkého tresku sa rozpínanie pozorovateľného vesmíru začalo výbuchom jedinej častice v určitom okamihu. Zdroj: iStock/snezhanna; Wikimedia Commons. Koláž: Canva
Podľa teórie veľkého tresku sa rozpínanie pozorovateľného vesmíru začalo výbuchom jedinej častice v určitom okamihu. Myšlienka sa po prvýkrát objavila vo vedeckej podobe v roku 1931 v článku Georgea Lemaîtra, belgického kozmológa, astrofyzika a katolíckeho kňaza.
Teória, ktorú dnes prijímajú takmer všetci astronómovia, predstavovala v tridsiatych rokoch 20. storočia radikálny odklon od zaužívaných predstáv o vesmíre. Mnohí astronómovia v tých časoch stále nedokázali prijať myšlienku, že vesmír sa rozpína. Predstava, že celý pozorovateľný vesmír galaxií vznikol veľkým treskom, sa im zdala absurdná.
„Ak nám je bežné konštatovanie, že náš vesmír tu vždy nebol a jeho vek je len asi 13,8 miliardy rokov, mali by sme si uvedomiť, že k tomuto poznatku sa svetová veda dopracovala vďaka priekopníckemu objavu Georgea Lemaîtra až v 20. storočí a my všetci sme v mysliach hlboko poznačení jeho kozmologickou predstavou – natoľko, že už sme ju vlastne prijali za svoju,“ píše Jozef Zavarský v článku Lemaître a jeho vesmír v časopise Quark.
Pozrite si
Kto bol Georges Lemaître?
Georges Lemaître, celým menom Georges Henri Joseph Édouard Lemaître, sa narodil 17. júla 1894 v belgickom Charleroi do rodiny hlboko veriacich katolíkov. Od svojich deviatich rokov vraj vedel, že chce byť kňazom, pričom sa zaujímal aj o vedu. Na želanie otca išiel študovať na Louvainskú katolícku univerzitu.
Štúdium prerušil počas prvej svetovej vojny, keď narukoval do belgickej armády ako delostrelecký dôstojník. Útechu a únik od hrôz, ktoré ho obklopovali, mu vraj poskytovali knihy o fyzike. Po skončení vojny začal študovať teoretickú fyziku a po dosiahnutí doktorátu v roku 1920 odišiel do seminára. V roku 1923 bol vysvätený za kňaza.
V roku 1924 sa pod vedením anglického astronóma Arthura Eddingtona oboznámil s modernou kozmológiou, so stelárnou astronómiou a s numerickou analýzou na prestížnej Cambridgeskej univerzite. Pôsobil tam ako výskumník. Podľa Eddingtona bol Lemaître „brilantný študent, úžasne bystrý a rozhľadený, s vynikajúcimi matematickými schopnosťami“.
Ďalšie kroky Lemaîtra viedli do Spojených štátov, kde navštívil väčšinu hlavných centier astronomického výskumu a získal titul Ph.D. z fyziky na Massachusettskej technickej univerzite (MIT).
V roku 1925, vo veku 31 rokov, prijal profesúru na Louvainskej katolíckej univerzite. Pôsobil tam aj počas druhej svetovej vojny, keď utrpel zranenie pri náhodnom bombardovaní svojho domu americkými silami. Hoci bol oddaným pedagógom a spoločnosť študentov si užíval, pri práci uprednostňoval samotu.
Georges Lemaître a Arthur Eddington zachytení počas rozhovoru v roku 1938, keď sa vracali loďou zo 6. valného zhromaždenia Medzinárodnej astronomickej únie v Štokholme. Zdroj: Wikimedia Commons
Prelomová štúdia
V roku 1927 Lemaître v Belgicku uverejnil štúdiu Homogénny vesmír s konštantnou hmotnosťou a so vzrastajúcim rádiom s ohľadom na pozorovanú radiálnu rýchlosť mimogalaktických hmlovín.
Práca ponúkala presvedčivé riešenie rovníc všeobecnej relativity pre prípad rozpínajúceho sa vesmíru. S podobným riešením prišiel už v roku 1922 ruský vedec Alexander Friedmann. Ten sa však zaujímal najmä o matematickú povahu celého spektra idealizovaných riešení (vrátane rozpínajúcich a zmršťujúcich sa vesmírov). Nezaoberal sa pritom možnosťou, že by jedno z týchto riešení mohlo skutočne opisovať fyzikálny vesmír.
Na rozdiel od Friedmanna Lemaître pristupoval k problému kozmológie z čisto fyzikálneho hľadiska. Uvedomil si, že jeho riešenie predpovedá expanziu skutočného vesmíru galaxií, ktorú pozorovania v tom čase ešte len začínali naznačovať.
Do roku 1930 dospeli ďalší kozmológovia vrátane Eddingtona, Willema de Sittera a Einsteina k záveru, že statické (nevyvíjajúce sa) modely vesmíru, na ktorých pracovali mnoho rokov, nie sú uspokojivé. Navyše Edwin Hubble pomocou najväčšieho ďalekohľadu na svete na vrchu Mt. Wilson v Kalifornii preukázal, že všetky vzdialené galaxie sa od nás zdanlivo vzďaľujú rýchlosťami úmernými ich vzdialenostiam.
V tomto bode Lemaître upriamil Eddingtonovu pozornosť na svoju skoršiu prácu, v ktorej odvodil a vysvetlil vzťah medzi vzdialenosťou a rýchlosťou vzďaľovania sa galaxií. Eddington okamžite upozornil ostatných kozmológov na Lemaîtrovu prácu z roku 1927 a zariadil vydanie jej anglického prekladu.
Spolu s Hubblovými pozorovaniami presvedčila Lemaîtrova práca väčšinu astronómov, že vesmír sa skutočne rozpína, čo revolučným spôsobom zmenilo štúdium kozmológie.
Pozrite si
Big bang theory alebo teória veľkého tresku
O rok neskôr Lemaître preskúmal logické dôsledky rozpínajúceho sa vesmíru. Predostrel odvážnu teóriu, že vesmír vznikol v určitom časovom bode. Ak sa vesmír rozširuje, usúdil, v minulosti bol menší a extrapolácia späť v čase by mala viesť k ére, keď bola všetka hmota vo vesmíre stlačená do mimoriadne hustého stavu.
S odvolaním sa na novú kvantovú teóriu hmoty Lemaître tvrdil, že fyzický vesmír bol pôvodne jedinou časticou, ktorú nazval „prvotný atóm“. Praatóm sa rozpadol pri výbuchu, čím vznikol priestor a čas a začala sa expanzia vesmíru, ktorá trvá dodnes.
Robert A. Millikan, Georges Lemaître a Albert Einstein v Kalifornskom technologickom inštitúte, január 1933. Zdroj: Wikimedia Commons
Táto myšlienka znamenala zrod toho, čo dnes poznáme ako kozmológiu veľkého tresku. Lemaîtrovi oponenti, medzi nimi astronóm Fred Hoyle, ju zosmiešňujúco nazvali big bang theory. Teóriu spočiatku odmietali aj Einstein a Eddington, nakoniec ich však Lemaître presvedčil.
Počas prednášky v Kalifornii v roku 1933, kde Lemaître prezentoval svoju teóriu, vraj Einstein vstal a zatlieskal, pričom údajne povedal: „Toto je najkrajšie a najuspokojivejšie vysvetlenie stvorenia, aké som kedy počul.“
Oddelenie vedy a náboženstva
V novembri 1951 Pápežská akadémia vied akceptovala Lemaîtrovu teóriu známu ako teória veľkého tresku. Pápež Pius XII. následne vyhlásil, že Lemaître preukázal, že počiatok sveta mal pôvod v stvoriteľskom akte. Lemaître s týmto vyhlásením nesúhlasil, pretože bol proti miešaniu vedy a náboženstva, aj keď preňho tieto dve oblasti ľudskej skúsenosti neboli v rozpore.
Viera a veda zostali pre Lemaîtra po celý život rovnako dôležité a ich spojenie reprezentovalo aj jeho pôsobenie na pozícii predsedu Pápežskej akadémie vied, kde bol od roku 1960 až do svojej smrti v roku 1966.
Zdroj: American Museum of Natural History, Quark, Discovering Belgium
(zh)
