Vedci prišli s novou teóriou o temnej hmote, ktorá podobne ako tá posledná zahŕňa existenciu portálov, tentokrát však nevedú do piatej dimenzie, ani do ďalšieho vesmíru. Ide o gravitačné portály, ktoré ak nasajú dve častice temnej hmoty, dôjde k ich vzájomnému zničeniu, čo je sprevádzané emitáciou vysokoenergetických gama lúčov. O téme informoval exkluzívne portál LiveScience a portál Space.

Nová štúdia publikovaná na predtlačovom serveri arXiv má navyše potenciál vyriešiť hneď dve vesmírne záhady. Tou prvou je existencia temnej hmoty, ktorá už vyše 50 rokov motá hlavu aj tým najlepším svetovým vedcom. Druhá záhada sa týka centra našej galaxie, z ktorej, ako sa zdá, vyžaruje až neprimerane veľké množstvo gama žiarenia. Oba tieto vesmírne javy podľa autorov štúdie spolu úzko súvisia.

Flickr

Samotné gama žiarenie možno považovať za najvyššiu možnú formu žiarenia. K jeho vzniku dochádza zväčša iba pri tých najväčších a najextrémnejších vesmírnych udalostiach, akými sú napríklad explózie veľmi hmotných hviezdy, fúzia dvoch neutrónových hviezd alebo neutrónovej hviezdy a čiernej diery. Existuje dokonca teória podľa ktorej, gama lúče spôsobili pred 500 miliónmi rokov prvé z piatich masových vyhynutí na našej planéte.

Keďže k vytvoreniu gama lúčov dochádza iba pri tých najväčších udalostiach, ich detekcia je relatívne vzácna. Zdá sa však, že centrum našej galaxie je ich plné a podľa autorov štúdie to má čo dočinenia s prebytkom vysokoenergetických elektrónov.

Odkiaľ sa v galaktickom centre vzali vysokoenergetické elektróny?

Vysokoenergetické elektróny sú druhom častice známej ako leptón, čo je častica na ktorú nepôsobí silná jadrová sila. Keďže vznik leptónu, respektíve vysokoenergetických elektrónov  je oveľa ľahší a častejší ako vznik gama lúčov, autori predpokladajú, že tieto miniatúrne elektróny, ktoré nedokážeme detegovať vychádzajú z bližšie nešpecifikovaného zdroja a prechádzajú celým galaktickým centrom.

Ilustračný obrázok/NRAO/AUI/NSF, B. SAXTON

Napriek tomu, že tieto elektróny nedokážeme detegovať, v prípade, že zaplavia medzihviezdny priestor môže dôjsť k ich zrážke s fotónmi. Takáto zrážka vysokoenergetického elektrónu s nízkoenergetickým fotónom vedie k zvýšeniu energie fotónu na také hodnoty, pri akých dochádza k emitovaniu gama lúčov. To podľa autorov vysvetľuje prečo je v centre našej galaxie prebytok gama žiarenia.

Môžu mať gama lúče a temná hmota spolu nejaký súvis?

Vzhľadom na to, že v Mliečnej dráhe je väčšina hmoty sústredená okolo svojho jadra, predpokladá sa, že okrem žiarivej hmoty je centrum našej galaxie bohaté aj na temnú hmotu.

Temná hmota, ktorá tvorí až 80 % všetkej hmoty vo vesmíre, je pre vedcov stále jednou veľkou neznámou. Keďže temnú hmotu nedokážeme priamo detegovať, nedokážeme v skutočnosti ani presne určiť, čo temná hmota vlastne je. Čo však ale s určitosťou vieme, je fakt, že vesmír sa nechová úplne tak, ako by mal, ak aplikujeme našu súčasnú fyziku na to, čo môžeme priamo pozorovať.

Táto atypickosť sa najviac prejavuje pri hviezdach nachádzajúcich sa vo vonkajších okrajoch galaxií, ktoré sa pohybujú rýchlejšie ako by mali. Práve tento pohyb naznačuje vplyv akejsi neviditeľnej hmoty, ktorú nazývame temná hmota, pričom o jej existencii a správaní existuje hneď niekoľko hypotéz.

Youtube / How the Universe Works

Podľa dostupných informácií by však medzi gama lúčmi emitovanými z centra galaxie a temnou hmotou malo existovať určité spojenie. Tým by mali byť práve navrhované gravitačné portály, alebo ako ich vedci svojej štúdie nazvali „leptofilné gravitačné portály“.

Odborníci svoju teóriu o gravitačných portáloch vo svojej podstate zakladajú na nekompletných poznatkoch o gravitácii. Ukazuje sa totiž, že fyzika môže vysvetliť gravitačné pôsobenie iba vo veľkom meradle, ale čo sa týka malých mier, tam akosi tápeme. Jednoducho povedané, neexistuje žiadna kvantová teória gravitácia, ktorá by popisovala silnú gravitáciu pôsobiacu vo veľmi malých mierach.

Je teda možné, že gravitácia sa v takýchto malých mierach, ktoré sa pohybujú až na úrovni častíc, správa úplne inak ako si myslíme. Odborníci sa preto vo svojom výskume domnievajú, že gravitácia v takýchto extrémnych prípadoch môže spojiť dve častice temnej hmoty a zmeniť ich na akúkoľvek inú časticu. V navrhnutom modeli sa častice môžu zmeniť na leptóny, preto o gravitačných portáloch hovoria ako o leptofilných.

Podľa tejto teórie môže k anihilácii temnej hmoty dochádzať vplyvom „náhodných gravitačných interakcií“ a práve tie náhodné interakcie dostali názov gravitačné portály. Ako sme už spomínali, výsledkom tejto zrážky je potom vysokoenergetický elektrón. Ten môže potom putovať medzihviezdnym priestorom a keď narazí na nízkoenergetický fotón dôjde ku vzniku gama lúčov.

Hoci sa môže zdať, že táto teória je trošku pritiahnutá za vlasy, celá vedecká komunita vždy oceňuje nové myšlienky, ktorými by sme mohli vysvetliť existenciu nepolapiteľnej temnej hmoty.