Přímo pod nosem může existovat neviditelná civilizace. I když víme, že obyčejná hmota je zodpovědná pouze za 1/20 energie vesmíru a 1/6 energie nesené hmotou (a všechno ostatní jde na úkor temné energie), považujeme obyčejnou záležitost za velmi důležitou součást. S výjimkou kosmologů se téměř všichni lidé soustředí na obyčejnou hmotu, i když z energetického hlediska to není tak důležité.
Obyčejná hmota je pro nás samozřejmě dražší, protože jsme z ní vyrobeni - jako celý hmotný svět, ve kterém žijeme. Zajímáme se o ni také kvůli bohaté rozmanitosti jejích interakcí. Interakce obyčejné hmoty zahrnují elektromagnetické, slabé a silné - pomáhají hmotě vytvářet složité husté systémy. Nejen hvězdy, ale kameny, oceány, rostliny a zvířata existují díky gravitačním silám přírody, které jsou zodpovědné za interakce. Stejně jako je hýřovadlo více ovlivněno alkoholem než ostatní složky piva, tak obyčejná hmota, i když nese malou část energetické hustoty, ovlivňuje sama sebe a životní prostředí mnohem výrazněji než něco, co právě prochází kolem.
Viditelné věci, které známe, lze považovat za privilegované procento - přesněji 15% - hmoty. V podnikání a politice ovlivňuje rozhodnutí a pravidla 1% lidí, zatímco zbývajících 99% obyvatel poskytuje infrastrukturu a podporu - udržuje budovy, udržuje města v provozu, dodává jídlo. Stejně tak obyčejná hmota ovlivňuje téměř vše, co pozorujeme, a temná hmota ve své hojnosti a všudypřítomnosti pomáhá vytvářet shluky a galaxie, zajišťuje tvorbu hvězd, ale má malý vliv na naše bezprostřední prostředí.
Struktury blízko nás se řídí obyčejnou hmotou. Je zodpovědná za pohyb našich těl, za zdroje energie, které živí naši ekonomiku, za obrazovku počítače nebo papír, na kterém si toto přečtete, a za téměř vše, co si dokážete představit. Pokud něco interaguje takovým způsobem, že jej lze měřit, je třeba si zasloužit pozornost, protože to může ovlivnit naše životní prostředí.
Temná hmota obvykle nemá tento zajímavý vliv a strukturu. Předpokládá se, že temná hmota je lepidlo, které drží galaxie a jejich shluky v amorfních oblacích. Ale co když to tak není a je to jen naše zaujatost - a nevědomost, kořen zaujatosti -, která způsobuje naše mylné představy?
Ve standardním modelu existuje šest typů kvarků, tři typy nabitých leptonů (včetně elektronů), tři typy neutrin, částice odpovědné za všechny síly a nově objevený Higgsův boson. Co když svět temné hmoty, možná ne tolik, ale také různorodý? V tomto případě budou interakce temné hmoty zanedbatelné, ale její malá část bude interagovat se silami, které se podobají silám obyčejné hmoty. Bohatá a komplexní struktura částic a sil standardního modelu je zodpovědná za mnoho zajímavých jevů. Pokud má temná hmota interagující složku, může být také vlivná.
Kdybychom byli tvorové skládající se z temné hmoty, bylo by špatné uvěřit, že všechny částice obyčejné hmoty jsou stejné. Možná, že lidé z obyčejné hmoty udělají stejnou chybu. Vzhledem ke složitosti fyziky částic SM, která popisuje nejjednodušší složky hmoty, které jsou nám známy, se zdá divné předpokládat, že veškerá temná hmota sestává pouze z jednoho druhu částic. Proč nepředpokládat, že její část podléhá svým vlastním interakcím?
V tomto případě, stejně jako obyčejná hmota sestává z různých typů částic, a všechny tyto základní složky se vzájemně ovlivňují prostřednictvím různých kombinací nábojů, bude mít tmavá hmota také různé složky - a alespoň jeden typ takových částic se bude podílet na gravitačních interakcích … Na rozdíl od šesti typů kvarků nejsou SM neutrina ovlivněna elektrickou silou ani silnými interakcemi.
Propagační video:
Podobně je možné, že jeden typ částic temné hmoty slabě nebo neinteraguje s ničím jiným než gravitací, ale přibližně 5% částic zažívá jiné interakce. Na základě studia obyčejné hmoty můžeme říci, že tato možnost je pravděpodobnější než obvyklý předpoklad o přítomnosti jedné slabě interagující částice.
Pro zahraniční styky s lidmi je chybou pokusit se shromáždit kulturu jiné země a ignorovat skutečnost, že v ní může být rozmanitost, která je zřejmá jejich vlastní zemi. Stejně jako dobrý vyjednavač nepředpokládá převahu jednoho sektoru společnosti nad jiným, když se snaží srovnávat různé kultury, tak nestranný vědec by neměl předpokládat, že temná hmota není tak zajímavá jako obyčejná hmota, a postrádá různé záležitosti, podobné tomu co je v nás.
Populární vědecký spisovatel Corey S. Powell, který informoval o našem výzkumu v časopise Discover, začal svůj článek tím, že řekl, že je „šovinistou pro lehké hmoty“- a že jsme všichni také. Měl na mysli, že si myslíme, že záležitost, kterou známe, je důležitější, a proto složitější a zajímavější. Velmi podobné názory převrátila Copernicanova revoluce. Většina lidí však trvá na tom, že jejich pohled a víra v náš význam odpovídají skutečnému světu.
Mnoho složek obyčejné hmoty interaguje různými způsoby a ovlivňuje svět různými způsoby. Možná má tmavá hmota různé částice s odlišným chováním, které měřitelným způsobem ovlivňují strukturu vesmíru.
Když jsem poprvé začal studovat částečně interagující temnou hmotu, byl jsem překvapen, že téměř nikdo nepřemýšlel o skutečnosti, že předpoklad, že pouze obyčejná hmota vykazuje různé typy částic a interakce, je arogantní klam. Někteří fyzici se pokusili analyzovat modely, jako je „zrcadlová temná hmota“, ve které temná hmota opakuje vše, co je typické pro obyčejné. Ale takové příklady jsou exotické. Jejich důsledky je obtížné kombinovat s tím, co víme.
Několik fyziků studovalo více komunikačních modelů interakce temné hmoty. Ale také předpokládali, že veškerá temná hmota je stejná a podléhá stejným interakcím. Nikdo nepřiznal jednoduchou možnost, že ačkoli většina temné hmoty nereaguje s obyčejnou hmotou, její malá část to dokáže.
Jedním z důvodů je pochopitelný. Většina lidí věří, že nový typ temné hmoty neovlivní většinu pozorovaných jevů, pokud je to jen malý zlomek temné hmoty. Ještě jsme nebyli schopni pozorovat nejdůležitější složku temné hmoty a zdá se předčasné zabývat se její malou složkou.
Ale pokud si pamatujete, že obyčejná hmota nese pouze 20% energie temnoty, zatímco většina z nás si to pouze všimne, můžete pochopit, kde je tato logika špatná. Interakce hmoty prostřednictvím silnějších gravitačních sil může být zajímavější a vlivnější než nejslabší interakce hmoty.
To platí pro běžnou záležitost. Je navzdory malému počtu příliš silný, protože se zmenšuje na husté disky, z nichž se mohou tvořit hvězdy, planety, Země a život. Nabitá složka temné hmoty - i když tam nemusí být tak velká část - se může také zmenšovat a tvořit disky, jako je viditelný disk v Mléčné dráze. Může dokonce kondenzovat na objekty, které vypadají jako hvězdy. V zásadě lze takovou strukturu pozorovat a snad je to snadnější než obyčejná studená temná hmota rozptýlená v obrovském sférickém halou.
Tímto způsobem počet možností rychle roste. Koneckonců, elektromagnetismus je jen jednou z několika gravitačních interakcí, se kterými se setkávají částice ve standardním modelu. Kromě síly, která váže elektrony na jádra, SM částice zažívají slabé a silné jaderné interakce. Ve světě obyčejné hmoty mohou existovat i jiné interakce, ale jsou tak slabé, co máme k dispozici pro energii, že je nikdo ještě nepozoroval. Ale i přítomnost tří gravitačních interakcí naznačuje, že gravitační interakce mohou být kromě temného elektromagnetismu přítomny i v temném sektoru.
Možná, že kromě sil podobných elektromagnetickým silám je temná hmota ovlivněna i jadernými silami. Je možné, že temné hvězdy se mohou tvořit z temné hmoty, ve které probíhají jaderné reakce, díky čemuž se vytvářejí struktury, které se chovají podobně jako obyčejná hmota než temná hmota, kterou jsem dosud popsal. V tomto případě může tmavý disk obsahovat tmavé hvězdy obklopené tmavými planetami skládajícími se z temných atomů. Temná hmota může mít stejnou složitost jako obyčejná hmota.
Částečně interagující temná hmota poskytuje úrodnou půdu pro spekulace a inspiruje nás k prozkoumávání možností, na které bychom se jinak nedívali. Spisovatelé a filmaři mohou najít všechny tyto další síly a důsledky číhající v temném sektoru velmi lákavé. Mohli by dokonce naznačovat existenci temného života paralelního s naším. V tomto případě místo obvyklých animovaných tvorů bojujících s jinými animovanými bytostmi, nebo ve vzácných případech s nimi, by se po obrazovce mohly pochodovat stvoření temné hmoty, což celou akci přetáhlo na sebe.
Ale nebylo by tak zajímavé se dívat. Problém je v tom, že filmaři měli těžko natáčet temný život, který je pro nás neviditelný. I kdyby existovaly temné bytosti, o tom bychom nevěděli. Možná nevíte, jak roztomilý může být temný život - a téměř určitě ne.
I když je zábavné spekulovat o možnostech temného života, je mnohem obtížnější zjistit, jak jej pozorovat - nebo alespoň zjistit jeho existenci pomocí nepřímých důkazů. Je poměrně obtížné najít život, skládající se ze stejných komponentů jako my, ačkoli hledání mimozemských planet probíhá. Ale důkaz existence temného života, pokud existuje, bude ještě nepolapitelnější než důkaz existence běžného života ve vzdálených světech.
V poslední době jsme byli schopni pozorovat gravitační vlny vycházející z obrovských černých děr. Nemáme prakticky žádnou šanci odhalit gravitaci temného tvora nebo celé armády temných tvorů, bez ohledu na to, jak blízko jsou nám.
V ideálním případě bych rád nějak komunikoval s tímto novým sektorem. Pokud však tento nový život nebude ovlivněn silami, které známe, k tomu nedojde. Ačkoli s nimi sdílíme gravitaci, takový vliv z jediného předmětu nebo formy života by byl příliš slabý na to, aby byl odhalen. Pouze velmi velké objekty, jako je disk v rovině Mléčné dráhy, mohou vyvolat pozorované efekty.
Tmavé předměty nebo temný život mohou existovat velmi blízko nás - ale pokud je celková hmotnost temné hmoty malá, nebudeme o tom vědět. I s moderní technologií nebo jakoukoli technologií, kterou si dokážeme představit, lze otestovat pouze velmi specifické schopnosti. „Stínový život“, jak je vzrušující, je nepravděpodobné, že bude mít hmatatelné důsledky a může to být svůdná, ale nedosažitelná příležitost. Ale temný život je velmi volným předpokladem. Vědci nebudou mít problém s jeho vytvořením, ale vesmír má mnohem více překážek. Není jasné, která z variant chemických interakcí je schopna podporovat život, a nevíme, jaké prostředí je pro ty varianty, které jsou schopny tak učinit.
Přesto v zásadě může existovat temný život, přímo pod našimi nosy. Ale bez silnějších interakcí s věcí našeho světa se může bavit, bojovat, být aktivní nebo pasivní - a nikdy o tom nebudeme vědět. Je zajímavé, že když v temném světě dochází k interakcím bez ohledu na to, zda se jedná o život, mohou ovlivnit strukturu měřitelným způsobem. A pak se můžeme dozvědět mnohem více o temném světě.