Etymologie, synonyma a definice Vesmíru
České slovo vesmír pochází z ruského slova весь мир (ves mir – „celý svět“), které se začalo používat v době národního obrození místo staročeského vesvět. Anglické slovo pro vesmír (universe) pochází ze starofrancouzského slova univers, a to z latinského slova universum. Toto slovo používal Cicero i pozdější autoři latinských textů ve stejném smyslu, jako se dnes používá slovo vesmír. Latinské slovo pochází z poetického zkrácení slova unvorsum, poprvé použitého v Lukreciově knize De rerum natura (O přírodě) IV.262.
Alternativní výklad slova unvorsum je "vše se otáčí jako jedno", nebo "vše je otáčeno jedním". V tomto smyslu může být slovo překladem staršího řeckého slova pro vesmír, περιφορά, "něco přepravovat v kruhu", které původně znamenalo roznášení jídla v kruhu hostů. Toto řecké slovo odkazuje na časné řecké modely vesmíru. Ohledně Platónovy metafory o Slunci[10] Aristotelés uvažoval o tom, že rotace nejvzdálenější sféry stálic prostřednictvím Slunce působí pohyb a změny na Zemi.[11] Řekové celkem přirozeně předpokládali, že Země je pevná a že se nebe otáčí kolem ní, a teprve důmyslná astronomická a fyzikální měření (jako Foucaultovo kyvadlo) musela prokázat opak.
Nejvíce používaný termín pro "vesmír" mezi starověkými řeckými filozofy od dob Pythagora byl τὸ πᾶν (všechno), definované jako celek (τὸ ὅλον) a prostor (τὸ κενόν). Další synonyma vesmíru u starověkých řeckých filozofů byla κόσμος (což znamenalo svět, kosmos) a φύσις (jež původně znamenalo živou přírodu a z něhož pochází slovo fyzika). Podobná synonyma se vyskytují v latině (totum, mundus, natura) a přežila i v moderních jazycích, např. německá slova Das All, das Weltall a die Natur pro vesmír. Podobná synonyma jsou také v angličtině, jako everything (v teorii všeho), cosmos (v kosmologii), world (hypotéza mnoha světů) nebo nature (přírodní zákony a přírodní filozofie).
Nejširší definice: realita a pravděpodobnost
Nejširší definici vesmíru lze nalézt ve spise De Divisione naturae (O rozdělení přírody) středověkého filozofa a teologa Jana Scota Eriugeny, který definoval vesmír jako prostě vše: všechno stvořené i všechno nestvořené. Ve Feynmanově přístupu ke kvantové mechanice na bázi dráhového integrálu[12] jsou amplitudy pravděpodobnosti různých výsledků určitého pokusu - za přesně definovaného počátečního stavu systému - určeny sumací po všech možných historiích (cestách), kudy mohl systém dospět z počátečního do konečného stavu systému. Samozřejmě pokus může mít pouze jeden výsledek, jinými slovy, je možný pouze jeden skutečný výsledek v našem vesmíru, viz proces kvantového měření, také známý jako kolaps vlnové funkce. V tomto dobře definovaném matematickém významu i to, co neexistuje (všemi možnými cestami), může ovlivnit to, co skutečně existuje (experimentální měření). Konkrétní příklad: každý elektron je v podstatě totožný s každý jiným elektronem, a proto musí amplituda pravděpodobnosti počítat s možností, že si vymění místa, což je jev známý jako symetrie výměny. Toto pojetí vesmíru, a to jak existujícího, tak neexistujícího, má volnou paralelu v buddhistické doktríně šúnjata o vzájemném vývoji reality, a v představě Gottfrieda Leibnize o existenci nekompatibilního, nekonzistentního.
Definice reality
Obvykle se vesmír definuje jako vše, co existovalo, existuje a bude existovat. Podle našeho současného chápání se vesmír skládá ze tří principů: prostoru a času, souhrnně známého pod pojmem časoprostor nebo vakuum; forem energie, včetně hybnosti a hmoty, a přírodních zákonů, které je dávají do vztahů. S definicí pojmu vesmíru souvisí vše, co existuje v jediném okamžiku kosmologického času, jako je věta „Vesmír je nyní vyplněn jednotným mikrovlnným zářením na kosmickém pozadí“.
Tyto tři principy vesmíru (časoprostor, hmota, energie a fyzikální zákony) zhruba odpovídají představám Aristotelovým. Ve své knize Fyzika (Φυσικῆς, od které odvozujeme slovo fyzika), Aristoteles dělí τὸ πᾶν (vše) do tří zhruba analogických složek: hmoty (látka, ze které se skládá vesmír), tvaru (uspořádání hmoty ve vesmíru) a změny (stvoření, zničení nebo změna jeho vlastností, změna jeho tvaru). Fyzikální zákony jsou koncipovány jako pravidla pro vlastnosti hmoty, jejího tvaru a jejích změn. Později filozofové jako například Lucretius, Averroes, Avicenna nebo Baruch Spinoza změnili či upřesnili jejich rozdělení, například Averroes a Spinoza rozeznávají natura naturans (tvořící, aktivní přírodu) od natura naturata, stvořené přírody.
Definice oddělených časoprostorů
Je možné si představit oddělené časoprostory, každý existující sám o sobě, které ale nemohou navzájem spolu komunikovat. Snadno si lze představit jako metaforu skupinu samostatných mýdlových bublin, v nichž žijí pozorovatelé, a z jedné mýdlové bubliny nemohou spolupracovat s pozorovateli v jiných mýdlových bublinách, dokonce z principu. Podle jedné terminologie je každá "mýdlová bublina" časoprostoru označována jako vesmír, zatímco náš konkrétní prostor a čas se označuje jako náš Vesmír, stejně jako my máme pojmenování pro náš měsíc Měsíc. Celá kolekce těchto oddělených prostorů se označuje mnohovesmír. Tyto spolu nespojené vesmíry by mohly mít odlišné dimenze a topologie prostoročasu, různé formy hmoty a energie, různé fyzikální zákony a fyzikální konstanty, ačkoli takové možnosti jsou v současné době jen spekulativní.
Definice pozorovatelné reality
Podle ještě více omezující definice je vesmír vše, co se nachází v našem časoprostoru a s čím bychom mohli interagovat nebo naopak. Podle obecné teorie relativity některé regiony prostoru nemohou být nikdy v interakci s naší částí prostoru za celou dobu existence vesmíru, a to kvůli konečné rychlosti světla a pokračující expanzi vesmíru. Například rádiové signály vyslané ze Země nikdy nedosáhnou určité oblasti prostoru, a to i kdyby vesmír existoval navěky, neboť prostor se může šířit rychleji než světlo. Je třeba zdůraznit, že vzdálené oblasti vesmíru existují a jsou součástí reality stejně jako my, ale nikdy jich nemůžeme dosáhnout. Oblasti prostoru, které můžeme ovlivnit a které nás mohou kauzálně ovlivnit, jsou označovány jako pozorovatelný vesmír. Přísně vzato, pozorovatelný vesmír závisí na poloze pozorovatele. Cestováním může pozorovatel přijít do styku s větší oblasti prostoru a času než pozorovatel, který je stále na jednom místě: pozorovatelný vesmír je pro prvního z nich větší než pro druhého. Přesto ani nejrychlejší cestovatel není schopen komunikovat se všemi částmi prostoru. Obvykle se pozorovatelným vesmírem rozumí vesmír pozorovatelný z naší Sluneční soustavy v Mléčné dráze.