Celým vesmírem prostupuje zbytkové záření z časů velkého třesku. Jeho vlnová délka se dá přepočítat na teplotu. Když vědci před časem zmapovali signál z celé oblohy, objevili v jednom místě obří chladnější skvrnu. Kde se vzala?
Reliktní záření je nejstarší světlo ve vesmíru. Část ho musí překonávat obrovskou oblast prázdnoty, která způsobuje, že je chladnější, než signál z jiných směrů. Tvrdí to skupina výzkumníků v čele s Istvánem Szapudim z Havajské univerzity v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Když nějakou věc zahřejete, začne vyzařovat světlo. Jeho barva, tedy vlnová délka, závisí na teplotě. Například konvice s čajem je moc chladná, aby zářila ve viditelné oblasti. Vyzařuje ale dlouhovlnné infračervené světlo. Proto hřeje, když nad ní přiložíte dlaň.
Rozžhavený kus železa se zabarví do ruda. Čím je žhavější, tím je jeho světlo modřejší a jeho vlnová délka kratší. Od určité teploty přestane být vidět. Bude ultrafialové. Obyčejná tělesa kromě vlastního záření také světlo odrážejí. Fyzikové si proto vymysleli abstrakci, které říkají absolutně černé těleso. To veškeré záření, které na něj dopadne, pohltí.
Bublina prázdnoty
Pro každou vlnovou délku záření se pak dá spočítat teplota, jakou by absolutně černé těleso muselo mít, aby ho vydávalo. V případě reliktního záření je to 2,71 kelvinů. Teplota ale není všude stejná. V různých částech oblohy se od střední hodnoty většinou liší zhruba do 18 miliontin kelvinu. Před jedenácti lety však kosmická sonda WMAP objevila obrovskou oblast, která je asi o 70 miliontin kelvinu chladnější než průměr.
Existenci oblasti, označované jako chladná skvrna potvrdila i družice Planck, určená ke sledování reliktního záření, jejíž kompletní výsledky vyšly letos v únoru. Skvrna je velká. Astronomové odhadují její velikost mezi asi 0,5 až 1 miliardou světelných let.
To je přibližně jedna desetina poloměru pozorovatelného vesmíru, 93 miliard světelných let. Szapudi a spol. tvrdí, že ochlazení způsobuje průchod záření skrz gigantickou bublinu, v níž je proti zbytku kosmu nižší hustota galaxií. Dokazují to porovnáním polohy skvrny s daty o rozložení galaxií z teleskopu na havajské sopce Haleakalā. Oblast by měla mít rovněž olbřímí rozměry.
Cesta z kopce
Astronomové odhadují její poloměr na 1,8 miliardy světelných let. Jak záření ochlazuje? Způsobuje to efekt, který objevili v šedesátých letech minulého století Američané Rainer Sachs a Arthur Wolfe. Když světlo cestuje skrze region vesmíru, kde je hodně hmotných objektů, jejich gravitace mu dodává energii. Je to podobné, jako když vylezete na kopec. Získáte víc energie, než dokud jste stáli na jeho úpatí. Jakmile z kopce slezete, vaše energie se zase sníží. O stejný kus. Světlo však cestuje skrz prostor vyplněný hmotou velmi dlouho.
Ovlivňuje ho proto rozpínání vesmíru. Je to jako kdyby se kopec během vaší cesty dolů snížil a vy na jeho úpatí získali navíc energii, která by tomuto snížení odpovídala. Světlo cestující skrz prostor, kde je hodně hmoty se ohřeje. Pokud naopak prochází přes oblast, kde je hmoty málo, ochladí se.
Přesně to se mělo stát zbytkovému záření cestou přes obří bublinu prázdnoty. Szapudi a spol. ovšem přiznávají, že samotná řidší oblast vesmíru dokáže vysvětlit jen část ochlazení. Na druhou stranu je nepravděpodobné, že by bublina s chladnou skvrnou neměla žádnou souvislost.
