Je-li náš vesmír jedním z mnoha ostrovů v moři falešného vakua, moc šancí, jak zjistit existenci cizích světů, nemáme. Někteří kosmologové a fyzici ale doufají, že možná kolize v minulosti mezi naším a jiným vesmírem zanechala pozorovatelné stopy v reliktním záření, které jsme s to zkoumat. A reliktní záření nám už o povaze našeho kosmu prozradilo mnohé. Díky současné pozorovací technice a tomuto pozůstatku po velkém třesku se kosmologie z teoretické hračkárny stala observační vědou s možností testování a vyvracení kosmologických teorií a modelů.

Pojem inflace v kosmologii obyčejně popisuje prudké a krátkou dobu trvající rozfouknutí prostoru, k němuž došlo zanedlouho po velkém třesku — inflace probíhala v čase řádově 10^-35 až 10^-33 sekundy po velkém třesku, přičemž objem vesmíru se zvětšil minimálně 10⁸⁰krát. A inflační teorie, s níž jako první přišel před 30 lety Alan Guth, už vyřešila spoustu problémů kosmologie, problémů, s nimiž si fyzici dlouho nevěděli rady.

Inflační teorie však neexistuje pouze jedna – speciální skalární pole, jež v ní vystupuje, a kterému se říká nepřekvapivě inflaton, totiž může mít různý tvar. A odlišné vlastnosti tohoto skalárního pole odpovídají odlišným scénářům inflace. Není proto divu, že za tři desetiletí vznikla řada rozličných inflačních modelů s různými tvary inflatonu – některé z modelů jsou líbivé, jiné až příliš vyumělkované a jiné naprosto neživotaschopné.

Každopádně silnou podmnožinou inflačních modelů jsou ty, v nichž vlastně inflace nikdy nekončí – jde o tzv. věčnou inflaci. V rámci věčné inflace je náš vesmír jednou bublinou, která vznikla v moři falešného vakua (vakua s nenulovou střední hodnotou energie) a v níž inflace už skončila; inflace ale přitom dále probíhá v jiných oblastech, kde vznikají další a další vesmíry, jež si poté žijí vlastním životem, mají vlastní fyzikální zákony a vlastní hodnoty fundamentálních konstant…

Co je důležité, v oblasti s falešným vakuem, jež vystupuje v inflačních modelech, probíhají dva protichůdné procesy, procesy, jež jsou analogické například množení bakterií a jejich ničení. Pokud se vzorek bakterií množí rychleji, než je nějaká látka ničí, výsledkem bude, že bakterie se v krátkém časovém úseku rozmnoží do velkého počtu. Jsou-li ale bakterie ničeny v čase kratším, než potřebují ke svému dělení, budou za nějaký čas zcela zničeny.

Totéž probíhá ve falešném vakuu: falešné vakuum se za prvé v dané oblasti prostoru rozpadá (přechází na nižší energetické hladiny), ale zároveň se prudce rozpíná, tedy jakoby se množí (vznikají další oblasti s falešným vakuem). Teorie ukazuje, že množení vakua je mnohem efektivnější než souběžně probíhající rozpad, z čehož plyne, že inflace vlastně nikdy nekončí. Skončila pouze v místech, kde se vakuum stačilo rozpadnout a kde se objevila bublina nového, ostrovního vesmíru. V oblasti, kde se falešné vakuum rozpadá, se uvolněná energie mění v záplavu horkých částic – konec inflačního období lze v tomto smyslu považovat za velký třesk.

Samozřejmě, že různé inflační modely (včetně těch „věčných“) mají své zastánce i odpůrce. O inflaci a zejména té věčné se leccos můžete dozvědět od kosmologa, který se výzkumu této oblasti dlouhá léta věnuje – stačí sáhnout po knize Alexe Vilenkina Mnoho světů v jednom: Pátrání po dalších vesmírech.

Někteří kosmologové se zabývají i otázkou, co by se dělo, kdyby se dvě bubliny pravého vakua – představující vlastní izolované vesmíry –, jež vyrašily z vakua falešného, srazily. Zajímá je, zda by se tato kolize dala pozorovat „zvnitřku“ takového vesmíru. Protože k dispozici máme vesmír pouze jeden, otázka zní, jak a kde hledat známky případné kolize s jiným vesmírem z dob, kdy náš svět vznikal.

Jasným kandidátem číslo jedno na to, kam se dívat, je samotný dozvuk velkého třesku – reliktní (zbytkové) záření, které vlastně omylem objevili roku 1964 Arno Penzias a Robert Wilkinson. Toto tepelné záření vyplňuje takřka rovnoměrně celý vesmír – je důležitým aspektem kosmologie a podrobné studium jeho obrazu na obloze skrývá klíč k různým problémům kosmologie a fyziky.

Stephen Feeney, Matthew Johnson, Daniel Mortlock a Hiranya Peiris teď publikovali článek, ve kterém se hledáním takových stop zabývali. Uvažovali několik rysů, které by po sobě srážka našeho vesmíru s jinou bublinou mohla zanechat v reliktním záření, a ty pak pomocí statistických simulací hledali v datech sondy WMAP.

Sami autoři ale upozorňují, že neexistuje žádný kompletnější model, který by jim podal informace o tom, jak přesně by stopy v reliktním záření měly vypadat. Charakter kolize a jeho pozůstatky totiž závisejí mj. na přesném tvaru zmíněného skalárního pole, které řídilo inflaci (a formaci bublin) – a jak víme, přesný tvar inflatonu nikdo nezná. Autoři se ve své studii zmiňují i o krajince superstrunové teorie, ale slova o strunové teorii slouží – jako v mnoha jiných případech – spíš jen jako módní doplněk než poctivý teoretický podklad.

Jejich snaha vyústila v objevení celkem čtyř statisticky významnějších stop – nicméně i přes dosažené výsledky je předčasné cokoli o bublinách a existenci mnoha světů říkat. Ani použité algoritmy (jež tolik netrpí předsudky jako lidské oko, které často v náhodných datech vidí to, co chce) totiž nejsou zárukou, že nalezený signál v reliktním záření je opravdu hledaným signálem. Tým teď čeká na nejnovější data sondy Planck, která reliktní záření zkoumá od února loňského roku. Jí nasbírané údaje budou mnohem detailnější – rozlišovací schopnost sondy Planck je totiž třikrát vyšší než u WMAP a její citlivost je vyšší dokonce o jeden řád.

Další informace: First Observational Tests of Eternal Inflation — Stephen M. Feeney, Matthew C. Johnson, Daniel J. Mortlock, Hiranya V. Peiris; arXiv:1012.1995