Fyzici zachytili temnou hmotu, kterou lidské oko nevidí

Zdroj: NASA

Aktualizováno 08:04, 17. 2. 2010 17. 2. 2010, 00:00

Vesmír, to není jen hmota, kterou vidíme, nebo nepřímo pozorujeme. Taková tvoří pouhý zlomek vesmíru. Daleko více je takzvané temné hmoty, která byla pro lidské oko i přístroje dosud neviditelná.

Po devíti letech bádání se ji vědcům nejspíše podařilo odhalit. Její stopy zachytily velmi citlivé detektory pohřbené asi 6 kilometrů pod povrchem v bývalých dolech na železo.

Fyzici na snímačích zaznamenali dva zásahy, o kterých si myslí, že jsou projevem takzvaných WIMP částic. Zkratku WIMP (weakly interacting massive particles) používají vědci pro označení velmi slabě reagujících masivních částic. Ty snadno procházejí viditelnou hmotou a jsou jen stěží detekovatelné.

Naneštěstí se objevily hlasy z tábora pesimistů, podle nichž dva záchyty po devíti letech hledání temné hmoty nemusí svědčit ve prospěch WIMP částic. Detektory údajně zaznamenaly pouhý vesmírný šum.

Z čeho je složen vesmír

Podle posledních měření je ve vesmíru temné hmoty kolem 23 procent. Nám známá tzv. baryonová hmota, z níž je složena většina objektů, které můžeme přímo či nepřímo pozorovat, tvoří jen 4 procenta kosmu. Zbytek vesmíru, tedy 73 procent, tvoří takzvaná temná energie.

Vědci nicméně napjatě očekávají další hity. Pokud by jich bylo pět, pak by bylo potvrzení existence temné hmoty velmi pravděpodobné.

Fyzici totiž temnou hmotu potřebují. Proč? Jinak si neumějí vysvětlit podivné anomálie, které se projevují například na rychlosti rotace galaktických klusterů. Celková hmotnost všech hvězd, hvězdného plynu a prachu je totiž asi pětkrát menší na to, aby vysvětlila pozorované gravitační efekty.

Vědci proto byli okolnostmi přinuceni uvažovat o existenci podivné hmoty, kterou popsali jako "temnou", protože je neviditelná - neodráží, ani neabsorbuje světlo.

Zdroj: Oficiální zdroj

Nyní v odborných kruzích převládá názor, že temná hmota tvoří 23 procent kosmu. Má hrát hlavní roli ve vývoji glaxií a evoluci celého vesmíru.

Podle současných vědeckých poznatků by galaxie bez temné hmoty nedržely při sobě, netvořily takzvané klustery. Například naše Mléčná dráha je součástí klusteru "Lokální skupina".

Nikdo neví, jak temná hmota vypadá. Fyzici zatím pracovně předpokládají, že ji tvoří WIMP částice.

Co je temná hmota

Temná hmota je označení hypotetické formy hmoty. Její existence by vysvětlovala nesrovnalosti mezi některými skutečně pozorovanými a vypočítanými hodnotami. O povaze temné hmoty existuje množství teorií, většina z nich se shoduje na faktu, že temnou hmotu lze ve vesmíru pozorovat jen díky jejímu gravitačnímu vlivu na okolní objekty tvořené běžnou „svítící“ hmotou. O existenci temné hmoty poprvé referoval už v roce 1933 švýcarsko-americký astronom Fritz Zwicky, který narazil na nesrovnalosti při studiu rotací galaxií. Pokud by neexistovala v galaxiích jiná, než pozorovatelná hmota, měla by rychlost, s níž by měly obíhat hvězdy v různých vzdálenostech od centra, zhruba odpovídat Keplerovu zákonu. Z jeho pozorování však vyplynulo, že hvězdy od určité vzdálenosti od středu galaxie obíhají mnohem rychleji, než by podle výpočtů měly. Při takové rychlosti by z galaxie měly odletět. Pozorování lze vysvětlit přítomností dodatečné hmoty, která na hvězdy působí svou gravitací, ale není vidět, protože nesvítí ani neovlivňuje světlo (a jiné elektromagnetické záření) z okolních zdrojů. Toto vysvětlení, nazývané temná hmota, je dnes vědci obecně přijímáno jako správné.

Observatoř Cryogenic Dark Matter Search II (CDMS II), která pátrá po WIMPech, se nachází v železném dole Soudan v Minnesotě. Jejím srdcem jsoe germanio-křemíkové detektory vychlazené na teplotu blízkou absolutní nule (- 273,1 °C), teoreticky jde o nejchladnější místo v kosmu.

Vědci předpokládají, že WIMPy narozdíl od jiných částic, snadno projdou několika kilometry zemské kůry a zreagují teprve na pečlivě chlazených detektorech.

"Mnoho lidí věří, že jsme k objevu WIMP částic velmi blízko, a to nejen náš tým," soudí fyzik Tarek Saab z Floridské univerzity.

Saab je přesvědčen, že v průběhu následujících pěti let, někdo z vědců "uvidí jasný signál ve prospěch temné hmoty".

adr, TN.cz