Temná hmota môže fungovať inak, než sme si mysleli. Nová teória sa opiera o tri vesmírne anomálie

Takmer 85 percent všetkej hmoty vo vesmíre tvorí niečo, čo nevidíme, nedokážeme priamo zachytiť ani zmerať. Hovoríme o temnej hmote – záhadnej látke, o ktorej existencii vieme len preto, lebo gravitačne ovplyvňuje všetko vo svojom okolí. Práve vďaka nej galaxie rotujú inak, ako by sme čakali a v ich okolí vznikajú takzvané gravitačné šošovky.

Vedci pritom stále netušia, z čoho sa temná hmota skladá. Tradičný model pracuje s predpokladom, že jej častice sa navzájom ignorujú a prechádzajú cez seba bez akejkoľvek vzájomnej interakcie. Práve tento predpoklad však spochybňuje nový výskum.

Miliónnásobok hmotnosti Slnka

Fyzik Hai-Bo Yu z Kalifornskej univerzity v Riverside prišiel so štúdiou, ktorá bola publikovaná v prestížnom vedeckom časopise Physical Review Letters a ukazuje odlišný pohľad na povahu temnej hmoty. Podľa neho by mohlo ísť o temnú hmotu, ktorá interaguje sama so sebou, čo by znamenalo, že jej častice sa aktívne zrážajú a vymieňajú medzi sebou energiu.

Yu to opisuje jednoduchou metaforou: tradičná temná hmota je ako dav ľudí, v ktorom si každý ide po svojom a nikoho si nevšíma. Tá nová by bola davom, kde do seba ľudia neustále narážajú. Práve tieto zrážky by mohli podľa fyzika spôsobiť, že temná hmota sa na niektorých miestach dramaticky zahustí a vytvorí mimoriadne kompaktné jadrá s hmotnosťou až miliónnásobku hmotnosti Slnka.

Kľúčovým argumentom v prospech tejto teórie je to, že dokáže elegantne vysvetliť tri vzdialené a zdanlivo nesúvisiace kozmické pozorovania naraz.

Prvým z nich je záhadný objekt v systéme gravitačnej šošovky JVAS B1938+666, vzdialenom od nás šesť a pol až desať miliárd svetelných rokov. V tomto systéme je pozorovaná mimoriadne hustá štruktúra, ktorú štandardný model temnej hmoty nedokáže uspokojivo vysvetliť. Hustý zhluk interagujúcej temnej hmoty by však takúto anomáliu vysvetlil.

Gemini

Druhý prípad sa nachádza priamo v našej galaxii. Hviezdny prúd GD-1, ktorý je skupinou hviezd pohybujúcich sa spoločne po Mliečnej ceste, vykazuje nezvyčajné medzery a odbočku, ako keby niečo narušilo jeho trajektóriu.

Astronómovia dlho hľadali dôvod, no žiadny zo známych objektov v okolí nebol dosť ťažký na to, aby spôsobil takéto narušenie. Simulácie ukazujú, že kompaktné jadro interagujúcej temnej hmoty by malo správne vlastnosti na to, aby takúto stopu zanechalo.

Treťou záhadou je trpasličia galaxia Fornax, ktorá obiehala okolo Mliečnej cesty ako jej satelit. Táto malá galaxia obsahuje šesť guľových hviezdokôp, čo je na jej veľkosť neobvykle vysoký počet.

Jedna z nich je navyše pomerne mladá a bohatá na ťažšie prvky, čo je v kontraste so zvyškom. Podľa Yua by hustý zhluk temnej hmoty prechádzajúci touto oblasťou dokázal stiahnuť hviezdy do tesných skupín a vysvetliť tak tento nezvyčajný stav.

Nie je za tým štandardná temná hmota

To, čo robí túto teóriu obzvlášť presvedčivou, je práve jej univerzálnosť. Rovnaký mechanizmus funguje v troch úplne odlišných prostrediach: v ďalekom vesmíre, vnútri našej galaxie aj v jej bezprostrednom okolí. Yu zdôrazňuje, že hustoty pozorované v týchto troch prípadoch sa len ťažko dajú zosúladiť so štandardným modelom temnej hmoty.

Výskum podporilo americké ministerstvo energetiky a nadácia Johna Templetona, čo naznačuje, že vedecká obec ho berie vážne. Ak sa potvrdí, bude to jeden z najvýznamnejších krokov k pochopeniu toho, z čoho je náš vesmír skutočne zložený.

Čítajte viac z kategórie: Novinky