Svet na pokraji najväčšej záhady vesmíru. Zistili sme, čo tvorí temnú hmotu

Ako sme ťa informovali aj v samostatnom článku, podľa súčasne akceptovaných modelov tvorí väčšinu vesmír neviditeľná látka, o ktorej vieme iba vďaka jej účinkom na správanie hviezd a galaxií, ktoré môžeme pozorovať.

Neznáma hmota vo vesmíre

Povaha tejto temnej hmoty je však už množstvo rokov jednou veľkou neznámou. Ako ukazuje nová štúdia publikovaná v žurnále Nature Astronomy, existuje zrejme nová cesta, ktorá by nám mohla prezradiť viac informácií o tejto záhadnej látke. Na tému upozornili autori štúdie vo svojom príspevku na webe TheConversation.

Dôvod, prečo si fyzici myslia, že temná hmota tvorí až 85 % všetkej hmoty vo vesmíre, je jednoduchý. Ak totiž aplikujeme našu súčasnú fyziku na to, čo môžeme pozorovať, zistíme, že vesmír sa nechová tak, ako by mal.

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

Horúci kandidáti

Vedci v skutočnosti však nevedie určiť, čo táto záhadná látka, ktorá nevyžaruje, neabsorbuje ani neodráža žiadne svetlo, vôbec je. Myslia si však, že ide o zatiaľ neznámy druh častíc. V súčasnosti existuje niekoľko kandidátov na temnú hmotu, pričom najčastejšie spomínané sú tzv. častice WIMP známe tiež ako slabo interagujúce masívne častice. Druhým sľubným kandidátom sú extrémne ľahké častice nazývané axióny.

Pixabay

Podľa hypotéz by sa WIMP správali viac ako diskrétne častice a axióny by v dôsledku kvantovej interferencie pripomínali vlny. Hoci by bolo len veľmi ťažké rozlíšiť medzi týmito dvomi možnosťami, vedci v novej štúdii prišli na spôsob, ako by sme to aj s našimi technológiami mohli dokázať.

Pomôcť odhaliť tajomstvo temnej hmoty by malo svetlo ohýbajúce sa okolo vzdialených galaxií. Reč je v tomto prípade o gravitačnej šošovke a Einsteinových prstencoch, ktoré spolu úzko súvisia. Ako už iste tušíš, existenciu posledného zmieňovaného úkazu prvýkrát teoretizoval Albert Einstein vo svojej všeobecnej teórii relativity a vysvetlil ho procesom nazývaným gravitačná šošovka.

Gravitačná šošovka je efekt, kedy masívne astronomické objekty (galaxie, čierne diery) dokážu vytvoriť také intenzívne gravitačné pole, že dochádza k zakriveniu časopriestoru, čo znamená, že svetlo prechádzajúce v okolí týchto objektov sa pohybuje po zakrivenej dráhe.

Víťaz môže byť len jeden

Presne tieto javy využili vedci vo svojej novej štúdii. Pozreli sa na niekoľko systémov, v ktorých bolo vidieť viacero kópií toho istého objektu nachádzajúceho sa v pozadí. Zamerali sa pritom špeciálne na systém HS 0810+2554.

Gravitačná šošovka v systéme HS 0810+2554, Hubble Space Telescope/NASA/ESA

Pomocou modelovania a simulácií skúsili zistiť, ako by bol obraz skreslený, ak by tmavá hmota bola vyrobená z WIMP častíc a ako by vyzeral, ak by bola tmavá hmota vytvorená z axiónov. Ukázalo sa, že zatiaľ čo WIMP model nevyzeral príliš reálne, model s axiónmi na vlas presne reprodukoval všetky vlastnosti pozorovaného systému.

Nový výskum teda naznačuje, že temná hmota sa správa skôr ako vlna a je zložená z axiónov a nie WIMP častíc. Podľa vedcov sú teda axióny aktuálne tým najpravdepodobnejším kandidátom na temnú hmotu.

Čítajte viac z kategórie: Novinky