Nezmieriteľné miery vesmíru: Ako veľké a malé štruktúry formujú naše chápanie skutočnosti

Keby sme mali stretnúť mimozemskú civilizáciu s nepredstaviteľnou veľkosťou a tvarom, aké by boli naše spoločné jednotky merania? V modernom chápaní fyziky nezáleží na tom, aké veľké alebo malé sme, ale čo nám univerzálne konštanty môžu prezradiť o štruktúre sveta. Britský fyzik Brian Cox nás pozýva na fascinujúcu cestu od tých najväčších po najmenšie vesmírne meradlá a ukazuje nám, že porozumieť vesmíru znamená chápať nepredstaviteľnú škálu mier.

Kľúčové poznatky

1. Biologicky založené jednotky: Našim štandardom merania často dominuje vnímanie o veľkostiach a dĺžkach na základe našej vlastnej biológie. No na pochopenie vesmíru potrebujeme univerzálnejšie jednotky.
2. Základné fyzikálne konštanty: Rýchlosť svetla, gravitačná konštanta a Planckova konštanta nám poskytujú kľúčové porozumenie vesmírnym mierkam.
3. Nerozumné meradlá v nekonečnom vesmíre: Od Planckovej dĺžky po hranice pozorovateľného vesmíru – táto cesta nám pomáha pochopiť, ako vzdialené sú malé aj veľké veci od nášho každodenného sveta.

Biologicky závislé vs. univerzálne jednotky

Historicky sme si jednotky merania zvolili na základe vlastnej biológie. Napríklad noha alebo meter sú odvodené z veľkostí našich telies. Hoci sú tieto jednotky pre nás praktické, nie sú schopné nám poskytnúť hlbšie porozumenie štruktúre vesmíru. Ak by sme stretli mimozemskú civilizáciu, ktorá ani nemá ruky či nohy, ako by sme s nimi zdieľali myšlienky o vesmírnych mierach?

Základné fyzikálne konštanty

• Rýchlosť svetla: Je to maximálna rýchlosť pre pohyb, aký je možné dosiahnuť vo vesmíre. Čokoľvek, čo nemá hmotnosť, sa pohybuje touto rýchlosťou. V túžbe pochopiť vesmír musíme zohľadniť, že nemôže byť čokoľvek rýchlejšie.
• Gravitačná konštanta: Toto číslo popisuje silu gravitácie medzi objektmi a ako hmota a energia deformujú štruktúru vesmíru. Základy tohto konceptu položil Isaac Newton v 18. storočí.
• Planckova konštanta: Hranica presnosti, ktorou môžeme vedieť pozíciu a hybnosť častice. S touto konštantou spomalil Max Planck v r. 1900 osvetliť svet kvantovej fyziky.

Obrovské a nepredstaviteľné - od Planckovej dĺžky po hranice vesmíru

Rozmer „Planckova dĺžka“ - približne 10 na mínus 35 metra - je tak malý, že jeho vizualizácia je prakticky nemožná. Ak by sme zväčšili protón na veľkosť slnečnej sústavy, niečo s dĺžkou Planckovho významu by sa rozšírilo na veľkosť malej bunky!

Na druhom konci meradla je pozorovateľný vesmír, čo predstavuje vzdialenosť svetla cestujúceho 13,8 miliardy rokov, od čias, keď sa začalo uvoľnenie svetla v pozadí vesmíru. Priestor, ktorý sa neustále rozširuje, nám umožňuje príjem signálov z miesta vzdialeného až 46 miliárd svetelných rokov.

Záverečné zamyslenie

Skúmanie meradiel vesmíru môže pre mnohých ľudí vyvolať pocit bezvýznamnosti. No, ako tvrdia myslitelia ako David Deutsch, ľudstvo môže časom nielen pochopiť, ale dokonca ovplyvniť väčšie vesmírne štruktúry. Je to fascinujúce prostriedkom predstavivosti – možno jedného dňa nebudeme len zrnkom prachu vo vesmíre, ale jeho vedomý architekt.

Dôležité odkazy na ďalšie štúdium

• Big Think na YouTube
• Big Think - prehľad o meraní vesmíru a jeho skúmanie

Tieto odkazy predstavia ďalšie diskusie a pohľady na skúmanie vesmíru a jeho rozmerov, umožňujúce preniknúť hlbšie do témy a inšpirovať sa nekonečnými možnosťami, ktoré fyzika ponúka.

Približne 150 gCO₂ bolo uvľnených do atmosféry a na chladenie sa spotrebovalo 0.75 l vody za účelom vygenerovania tohoto článku.