Jedna z nejznámějších teorií Stephena Hawkinga o temné hmotě byla otřesena po zveřejnění výsledků japonského týmu astrofyziků vedeného Masahirem Takadou z Fyzikálního a matematického ústavu vesmíru v Kavli. Slavný fyzik, který minulý rok opustil tento svět, věřil, že tato záhadná a neviditelná látka sestává z pravěkých černých děr, které se objevily bezprostředně po Velkém třesku. Japonští vědci používající dalekohled Subaru provedli experiment, jehož výsledky sice sice zcela neodmítají Hawkingovu teorii, ale připouštějí, že tyto černé díry musí být opravdu malé, aby vysvětlily povahu temné hmoty.
Temná hmota je termín, který fyzici nazývali záhadnou hmotou, která by podle jejich názoru mohla vysvětlit jeden zajímavý fakt: všechno ve vesmíru se pohybuje a otáčí, jako by obsahovalo více hmoty, než můžeme zjistit. Různí vědci se v různých dobách pokusili připsat vlastnosti tzv. Temné hmoty různým objektům. V sedmdesátých letech Stephen Hawking a jeho kolegové navrhli, že Velký třesk mohl vytvořit velké množství relativně malých černých děr - každá velikost protonu. Tato malá nebeská těla jsou těžko vidět, ale budou mít silné gravitační účinky na další objekty - dva známé vlastnosti temné hmoty.
Až dosud mohla být tato teorie testována pouze na prapůvodní černé díry, jejichž hmotnost je větší než u měsíčních. S vývojem technologie však vědci dokázali získat stále jasnější představu o vesmíru. Pro svou novou studii tým japonských astronomů použil kameru Hyper Suprime-Cam (HSC) namontovanou na dalekohledu Subaru na Havaji. S jeho pomocí vyfotili všechny Andromedy, nejbližší galaxii, která se nám snažila najít tyto malé objekty. Výsledek jejich práce byl publikován v časopise Nature Astronomy.
Černé díry nevyzařují světlo, ale superhmotné černé díry, jako je ta ve středu galaxie M87, kterou vědci nedávno fotografovali, jsou obklopeny jasnými akrečními disky horké hmoty. Ale protože prvotní díry jsou miliardykrát menší a nemají kolem sebe žádné viditelné světelné látky, lze je nalézt pouze pozorováním silných gravitačních polí, která vytvářejí, která narušují záření sousedních objektů. Tento jev se nazývá microlensing.
Dalekohledy jsou schopné detekovat mikročočky černých děr nepřetržitým sledováním hvězd. Když černé dary projdou před pozorovacím bodem a hvězdou, zkreslí světlo hvězdy a způsobí „záblesk“. Čím menší je černá díra, tím rychlejší je toto vypuknutí.
Avšak prapůvodní díry, které japonský tým hledal, mají pouze zlomek této hmoty - je přibližně stejný jako hmotnost našeho měsíce. To znamená, že pozorovaná ohniska by měla být mnohem kratší.
Propagační video:
Takada nazývá HSC kamerou jedinečnou, protože s ní byli vědci schopni zachytit snímky všech hvězd galaxie Andromeda současně s minimální expozicí asi 2 minuty. Celkově mohli astronomové získat za 200 hodin za jasné noci asi 200 fotografií Andromedy. Nakonec našli pouze jednu domnělou microlensingovou událost. Pokud prvotní černé díry představují značnou část temné hmoty, Takada řekl, že by měli vidět asi 1 000 mikrolensingových signálů.
Znamená to, že Hawkingova teorie byla zcela vyvrácena? Takada a Bird nejsou v žádném spěchu, aby dospěli k závěrům. Podle nich získané výsledky stále nemohou zcela vyloučit existenci pravěkých černých děr, protože v důsledku jejich malé hmotnosti by záblesky jejich signálů byly příliš krátké na jejich zaznamenání. Podle vědců je nutné vyvinout nové nástroje, které by jim umožnily objevit.
Současně vědci poznamenávají, že detekce i jednoho takového signálu by mohla být klíčová pro budoucí výzkum, který revolucionizuje některé Hawkingovy teorie.
Nikolay Khizhnyak