Každý z nás alespoň jednou slyšel o „temné záležitosti“, ale ne každý je schopen správně vysvětlit, o co jde. Možná nebude třeba tato vysvětlení, protože nejnovější výzkum zpochybňuje existenci „temné hmoty“jako takové.
GALAKTICKÁ ANOMALY
Hypotéza „temné hmoty“se objevila ve snaze pochopit povahu anomálie pozorované astronomy.
V roce 1922 Holanďan Jacobus Kaptein, který studoval pohyb hvězd, dospěl k závěru, že významná část hmoty v galaxii je neviditelná - ve své práci se pravděpodobně poprvé použil termín „temná hmota“. O deset let později byla hypotéza podporována rádiovým astronomem Janem Oortem, ale o rok později se rozšířila, když švýcarský astrofyzik Fritz Zwicky vypočítal radiální rychlosti osmi galaxií umístěných na okraji klastru Coma (souhvězdí Coma) a porovnával získané údaje s podobnými, ale vypočítanými s pomocí zjevné jasu klastru. Zjistil, že pro udržení stability musí být celková hmotnost shluku čtyřikrát větší než hmotnost jeho hvězd. Na základě toho Zwicky navrhl, že v klastru je významná zásoba hmoty, která pro nás zůstává neviditelná,ale má nejsilnější gravitační účinek na galaxie. Zwicky udělal chybu ve výpočtech řádově, ale pečlivější měření byla potvrzena: hmotnost klastru Coma, je-li vypočtena dvěma různými způsoby, ve výsledku se významně nekonverguje!
Před zevšeobecněním však bylo nutné prokázat, že takový účinek je rozšířen v předvídatelném prostoru. V roce 1939 americký astronom Hores Babok, studující nejbližší galaxii M 31 (mlhovina Andromeda), zjistil, že rychlost rotace hvězd kolem jejího středu neklesá, jak předpovídá nebeská mechanika, nepřímo úměrná čtverci vzdálenosti, ale zůstává téměř konstantní. To znamená, že galaxie po celé své délce obsahuje významnou hmotu neviditelné hmoty. Babok však nespojil anomálii s nepochopitelnou „temnou hmotou“, ale naznačil, že ve vnější části M 31 probíhají některé procesy, které mění její dynamiku.
DARKER DARK
Propagační video:
Astronomové se vrátili k hypotéze „temné hmoty“v 60. letech, kdy se objevily nové přesné nástroje pro studium vesmíru. A v roce 1975 Vera Rubin a Kent Ford hovořili na konferenci Americké astronomické společnosti, kteří uvedli, že se jim podařilo získat spolehlivá data naznačující významný nesoulad mezi teorií hromadného rozdělení v galaxiích a pozorovanou realitou. Vědci použili nejmodernější spektrograf, který umožnil určit rychlost rotace větví spirálních galaxií i při pohledu z okraje. Zjistili, že drtivá většina hvězd v galaxiích se pohybuje na jejich oběžné dráze se stejnou úhlovou rychlostí, což potvrzuje neuvěřitelný předpoklad: hmotnostní hustota v galaxiích je rovnoměrně rozdělena. Po dalších třech letech byla pozorování nezávisle potvrzena.a v roce 1980 astronomická komunita konečně uznala platnost závěrů. Současně Rubin zjistil, že aby byla teorie v souladu s praxí, musí galaxie obsahovat množství neviditelné hmoty šestkrát větší, než to, co můžeme vidět dalekohledem.
Současně začaly přicházet další důkazy. Nejprve studium pohybu v systémech dvojitých galaxií odhalilo kolosální vliv „temné hmoty“, což jasně porušuje klasické zákony nebeské mechaniky. Zadruhé, bez přítomnosti „temné hmoty“by eliptické galaxie rychle ztratily svůj horký plyn, což není pozorováno. Zatřetí, „temná hmota“sama ohýbá světlo, což se projevuje působením gravitačních čoček.
Dnes se obecně uznává, že podíl „temné hmoty“je 84,5% veškeré hmoty obsažené ve vesmíru.
VYHLEDÁVÁNÍ NEZNÁMÝCH
Myšlenka „temné hmoty“se objevila jako poptávka kosmologů, když nemohli odhalit nehomogenitu reliktního záření (kosmické mikrovlnné pozadí) předpovídané teorií původu vesmíru a prostřednictvím toho vysvětlit výskyt galaktických struktur. Zavedení některých částic do modelu, které téměř neinteragují s běžnou hmotou, ale jsou velmi těžké, umožnilo obejít obtížnost. Na počátku 90. let však byla nehomogenita reliktního záření odhalena pomocí orbitální observatoře COBE. Zdálo se, že otázka byla uzavřena, ale „temná hmota“už vědce tak fascinovala, že ji neopustili, ale naopak začala hledat „nosič“na subatomární úrovni.
Problém je v tom, že „temná hmota“nereaguje s elektromagnetickým zářením (včetně viditelného světla), takže ji nelze detekovat tradičními metodami. Horší je, že studium pohybu čtyř stovek hvězd umístěných v okruhu 13 000 světelných let od Slunce neprokázalo žádný vliv „temné hmoty“a vědci museli dojít k závěru, že je v našem prostoru vesmíru zanedbatelný (asi 500 gramů) na objemu zeměkoule), to znamená, že registrace částice takové látky je neuvěřitelně obtížná, ne-li nemožná. Fyzici se pokusili problém teoreticky vyřešit tím, že definovali parametry hypotetické látky založené na standardním modelu elementárních částic. Neutrinos (ale jsou příliš lehký) a takové hypotetické částice, jako jsou axiony, kosmony, gravitony, geijiny, wimpy, byly považovány za kandidáty.magnetické monopoly atd. Pozorované rozložení „temné hmoty“v prostoru také vyvolává otázky: Koneckonců, pokud interaguje s obyčejnou hmotou prostřednictvím gravitace, pak by mělo být přitahováno ke středu galaxií stejným způsobem jako obyčejná hmota, ale toto se nestane.
Je zřejmé, že podivnost v chování „temné hmoty“evokuje instinktivní protest řady fyziků, a tak odmítají uznat její existenci, což vysvětluje anomálie v distribuci galaktických mas jiným způsobem. Například výše uvedená Vera Rubin věří, že je moudřejší modifikovat klasické teorie, než zavést do modelu zásadně novou třídu subatomových částic. Je zastáncem modifikované newtonské dynamiky (MOND), kterou navrhl Mordechai Milgrom v roce 1983 a je stále marginální.
Zdá se však, že nejnovější výzkum brzy přinutí vědecký svět znovu zvážit svůj postoj k „temné hmotě“. Skupina fyziků z University of Case Western Reserve (Cleveland, Ohio) zveřejnila článek 19. září 2016, který analyzuje výsledky pozorování 153 galaxií pomocí infračerveného dalekohledu Spitzer a obě spirálové galaxie jako naše a galaxie nepravidelného tvaru spadaly do zorného pole. a obří galaxie a trpaslíci. Studie byla provedena za účelem objasnění stupně vlivu „temné hmoty“na rotaci hvězd. A najednou se ukázalo, že to nemá vůbec žádný vliv, a známé anomálie byly dokonale vysvětleny distribucí normální hmoty.
Autoři objevu naznačují, že jejich výsledky jsou zásadně v rozporu s předchozími, protože poprvé byly snímky v infračerveném rozsahu použity k odhadu hmotnosti vzdálených astronomických objektů, nikoli ve viditelném světle. Mnoho z těchto objektů vypadá velmi slabě, což pravděpodobně vedlo k chybám při výpočtu jejich skutečné hmotnosti.
Pokud jsou data potvrzena, pak lze kosmologický model, který je založen na hypotéze existence „temné hmoty“, bezpečně odmítnout, a to i bez použití revize klasické fyziky.
Anton Pervushin