V prvej polovici 20. storočia sa slovo vesmír (po anglicky universe) používalo na pomenovanie celého kontinua časopriestoru v ktorom existujeme, spolu so všetkou energiou a hmotou v ňom. O porozumenie vesmíru v najväčších možných mierkach sa snaží kozmológia, veda, ktorá vznikla z fyziky a astronómie. Počas druhej polovice 20. storočia viedol vznik pozorovacej kozmológie, tiež známej ako fyzikálna kozmológia, k rozdeleniu významu slova vesmír medzi pozorovacích kozmológov a teoretických kozmológov; tí prví opustili snahy pozorovať celé časopriestorové kontinuum, tí druhí sa o to stále pokúšajú v snahe nájsť najlogickejšie domnienky na vymodelovanie celého časopriestoru, navzdory extrémnym ťažkostiam v určení si empirických (založených na skúsenosti) obmedzení týchto špekulácií a vyhnúť sa tak skĺznutiu do metafziky.

Pojmy známy vesmír, pozorovateľný vesmír alebo viditeľný vesmír sú často používané na opísanie časti vesmíru, ktorú môžeme vidieť alebo inak pozorovať. Tí, ktorí neveria v možnosť pozorovať celé kontinuum môžu používať pojem náš vesmír, odvolávajúc sa tak len na tú časť, ktorá je známa ľuďom.

Vesmír podľa mimogalaktickej astronómie je nestacionárny, prebieha v ňom ten istý evolučný proces. Vyvíjajú sa jednotlivé kozmické objekty a ich sústavy i celý vesmír v jeho najširších známych meradlách.

Universum - C. Flammarion, Woodcut, Paris 1888, Coloration : Heikenwaelder Hugo, Wien 1998

Rozpínanie, vek a teória Veľkého tresku 

Najdôležitejší výsledok kozmológie, že vesmír sa rozpína, pochádza z pozorovaní červených posunov a bol vyčíslený Hubbleovým zákonom. (Albert Einstein vo svojej teórii relativity predpovedal podľa svojich výsledkov rozpínanie sa vesmíru.) Extrapolovaním (vyvodením) tohto rozpínania späť v čase sa dostaneme až ku gravitačnej singularite, čo je skôr abstraktná matematická idea, ktorá sa môže, ale tiež nemusí zhodovať s realitou. To dalo vzniknúť teórii Veľkého tresku, ktorá je dnes dominantným modelom kozmológie. Vek vesmíru bol odhadnutý na približne 13,7 miliárd () rokov s presnosťou na 200 miliónov rokov (podľa projektu NASA s názvom WMAP, čiže Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, čo znamená Wilkinsonova mikrovlnná anizotropná sonda). Avšak celé je to založené na predpoklade, že základný model použitý pre analýzu dát je správny. Iné metódy odhadnutia veku vesmíru dávajú rozdielne hodnoty.

Fundamentálny aspekt Veľkého tresku môžeme aj dnes vidieť v pozorovaniach, ktoré ukazujú, že čím ďalej od nás galaxie sú, tým rýchlejšie sa od nás vzďaľujú. Môžeme ho tiež vidieť v žiarení kozmického mikrovlnného pozadia, ktoré je najviac zoslabnuté žiarenie, ktoré vzniklo krátko po Veľkom tresku. Toto reliktové žiarenie je pozoruhodne rovnomerné vo všetkých smeroch, čo sa kozmológovia pokúšali vysvetliť počiatočným obdobím prudkej inflácie, ktorá nasledovala po Veľkom tresku.

Veľkosť Vesmíru a pozorovateľného vesmíru

Nejestvuje zhoda, či je Vesmír konečný alebo nekonečný v priestorovej rozlohe a objeme.

Avšak pozorovateľný vesmír, ktorý pozostáva zo všetkých oblastí, ktoré nás mohli od Veľkého tresku ovplyvniť, čo je dané konečnou rýchlosťou svetla, je určite konečný. Okraj vesmírneho horizontu je 13,7 miliárd svetelných rokov vzdialený. Súčasná vzdialenosť (nazývaná tiež spolupohybujúca sa vzdialenosť, po anglicky comoving distance) k okraju pozorovateľného vesmíru je väčšia, nakoľko sa vesmír rozpína; je odhadovaná na približne 78 miliárd svetelných rokov (km). To by znamenalo, že spolupohybujúci sa objem známeho vesmíru je rovný svetelných rokov kubických (za predpokladu, že je táto oblasť dokonale guľovitá). Pozorovateľný vesmír obsahuje približne hviezd, zoskupených v približne 10 miliardách galaxií, ktoré vytvárajú klastre a superklastre galaxií. Počet galaxií môže byť oveľa väčší, čo je založené na pozorovaniach Hubbleovho temného poľa (po anglicky Hubble Deep Field), vykonaných Hubbleovým vesmírnym ďalekohľadom.

Čitateľ by si mal uvedomiť, že populárne, ako aj profesionálne vedecké články v kozmológii často používajú pojem "vesmír", aj keď v skutočnosti myslia "pozorovateľný vesmír". Deje sa tak preto, lebo nepozorovateľné fyzikálne javy sú vedecky bezvýznamné (to znamená, že nemôžu ovplyvniť udalosti, ktoré môžeme chápať a preto účinne neexistujú).

Žijeme v strede vesmíru, ktorý pozorujeme, v zjavnom rozpore s Kopernikovým princípom, ktorý hovorí, že vesmír je viac alebo menej uniformný (rovnaký) a nemá rozoznateľný stred. To je z toho dôvodu, že svetlo sa nešíri nekonečnou rýchlosťou a my robíme pozorovania minulosti. Čím sa pozeráme ďalej a ďalej, vidíme veci z dôb bližších a bližších času nula modelu Veľkého tresku. A keďže sa svetlo šíri rovnakou rýchlosťou vo všetkých smeroch k nám, žijeme v strede nami pozorovateľného vesmíru.

Avšak niektoré objekty mimo pozorovateľného vesmíru môžu byť v princípe pozorované nepriamo. Napríklad, je teoreticky možné stretnúť pozorovateľa na okraji nami pozorovateľného vesmíru, ktorý v minulosti pozoroval niektoré galaxie, ktoré opustili nami pozorovateľný vesmír kvôli rozpínaniu.

Tvar Vesmíru 

Dôležitou otvorenou otázkou kozmológie je tvar vesmíru.

V prvom rade, nie je známe, či je vesmír plochý alebo nie. To znamená, že sa nevie, či platia alebo neplatia pravidlá Euklidovskej geometrie. V súčasnosti väčšina kozmológov verí, že pozorovateľný vesmír je takmer plochý s lokálnymi ohybmi, kde masívne objekty narúšajú časopriestor, tak ako jazero je skoro ploché. Tento názor bol upevnený najnovšími údajmi zo sondy WMAP, ktorá skúmala "akustické oscilácie" v kolísaní teploty žiarenia kozmického mikrovlnného pozadia.

Po druhé, nevie sa, či je vesmír hromadne spojený. Podľa štandardného modelu Veľkého tresku nemá vesmír žiadne priestorové hranice, no jednako môže byť priestorovo konečný. Dá sa to pochopiť použitím dvojdimenzionálnej analógie: povrch gule nemá žiaden okraj, a predsa má konečnú plochu (4πR²). Je to dvojdimenzionálny povrch s konštantným zakrivením v tretej dimenzii. Trojdimenzionálnym ekvivalentom je neohraničený „guľovitý priestor“, objavený Bernhardom Riemannom, ktorý má konečný objem (2π²R³). V ňom sú všetky tri dimenzie konštante zakrivené v štvrtej. (Iné možnosti zahŕňajú podobný „eliptický priestor“ a „valcovitý priestor“, kde sú v rozpore s klasickou geometriou dva konce valca spojené dohromady, avšak bez ohnutia valca. Tieto sú tiež dvojdimenzionálne priestory s konečnými plochami; takých existuje nespočetne veľa. Avšak guľa má jedinečnú a možno aj viac estetickú vlastnosť, že všetky body na nej sú geometricky podobné.) Ak je vesmír skutočne neohraničený, avšak priestorovo konečný, ako bolo opísané, potom by cestovanie po „priamej“ dráhe v ľubovoľnom smere teoreticky spôsobilo, že cestovateľ by sa po prejdení dráhy rovnajúcej sa obvodu vesmíru nakoniec dostal späť na miesto, odkiaľ vyštartoval (čo je v našom súčasnom chápaní vesmíru nemožné, pretože jeho veľkosť je oveľa väčšia ako veľkosť pozorovateľného vesmíru).

Presnejšie povedané, mali by sme hviezdy a galaxie nazývať „obrazmi“ hviezd a galaxií, pretože je možné, že vesmír je hromadne spojený (po anglicky multiply-connected) a dostatočne malý (a má primeraný, možno zložený tvar), takže môžeme vidieť okolo neho raz alebo aj viackrát v rôznych, možno aj vo všetkých smeroch. (Predstavte si dom plný zrkadiel.) Ak je tomu tak, skutočný počet fyzicky odlišných hviezd a galaxií by bol menší ako sa myslí. Hoci táto možnosť nebola zatiaľ vylúčená, výsledky posledných výskumov kozmického mirovlnného pozadia ju robia veľmi nepravdepodobnou.

Osud Vesmíru 

V závislosti od priemernej hustoty hmoty a energie vo vesmíre sa tento bude ďalej navždy rozpínať alebo sa rozpínanie pôsobením gravitácie spomalí a nakoniec vesmír skolabuje naspäť do seba, čo sa nazýva „Veľké zmrštenie“ (po anglicky Big Crunch). V súčasnosti dôkazy naznačujú, že nielen že neexistuje dostatočné množstvo hmoty/energie, ktoré by spôsobilo opätovný kolaps, ale sa aj zdá, že rozpínanie vesmíru sa zrýchľuje a bude sa zrýchľovať po celú večnosť.

Multiverzum 

Existujú špekulácie, že viacnásobné vesmíry by mohli existovať vo vyššom multiverze (tiež známom ako megaverzum), pričom náš vesmír by bol jedným z nich. Napríklad, hmota, ktorá spadne do čiernej diery v našom vesmíre sa môže objaviť ako „Veľký tresk“ a odštartovať tak iný vesmír. Všetky také teórie sú však v súčasnosti netestovateľné a nemôžu byť považované za viac ako len domnienky.

Iné pojmy

Počas histórie sa používali rozličné pojmy na vyjadrenie „celého priestoru“, zahŕňajúc ekvivalenty vo viacerých jazykoch, ktoré znamenajú „nebesá“, „kozmos“ a „svet“.

Hoci slová ako svet a jeho ekvivalenty dnes v ostatných jazykoch skoro vždy odkazujú na planétu Zem, predtým odkazovali na všetko, čo existuje.

Zdroj: wikipédia.sk