Přemýšlejte o všem, co existuje ve vesmíru. Obří vesmírné pece jako naše Slunce. Plynoví obři, vedle kterých bude naše planeta jen trpaslík. Řady asteroidů závodících prázdným prostorem. Vzdálené hvězdy tisíce světelných let daleko. To vše je méně než 5% hmotnosti vesmíru. Kde je zbytek? To je stále tajemství. Náš gigantický vesmír mohl vzniknout s částicemi temné hmoty, které jsme ani neměli možnost pozorovat. Vědci se snaží dokázat svou existenci as nimi i existenci „temných hvězd“.
Existuje jeden prvek, který může tvořit až 25% vesmíru. Nemůžeme to cítit ani vidět. Nereaguje se světlem. Nezahrnuje ani stavební bloky, na které jsme zvyklí - elektrony a protony uvnitř atomů, které tvoří veškerou hmotu.
Toto je „temná hmota“a vědci se snaží pochopit, co to je po celá desetiletí. Teoretická astrofyzikka Katherine Freese je jednou z těch, kteří loví tyto záhadné cihly života. Před třiceti lety její teorie neviditelného lepidla, které pomohlo utvářet vesmír, vedla ke konstrukci podzemních urychlovačů částic po celé Zemi, jako jsou stroje v CERNu. Co hledají? Tyto částice se nazývají wimpy (WIMP) a podle Freeseho mohly hvězdy vyrobené z tohoto strašidelného materiálu pomoci kosmosům vytvořit se před miliardami let.
Wimps (slabě interagující masivní částice) jsou velké částice, které neinteragují s elektromagnetickými silami. Díky tomu jsou „tmavé“- nelze je pozorovat pomocí elektromagnetických senzorů, které lidé používali k průzkumu vesmíru za posledních sto let.
Ale díky teorii supersymetrie - která znamená, že každá známá částice má ekvivalent "antihmoty" - v našem současném atlasu částic existuje mezera a WIMPS tuto mezeru dokonale zaplní. Jsou všude, ale nezanechávají žádné stopy, protože se zdráhají interagovat s obyčejnými částicemi kolem sebe.
Pokud vezmeme všechny předměty v našem každodenním životě - vaše tělo, židli, na které sedí, vzduch, který dýchá, stěny kolem nás, přidejte planety, přidejte hvězdy - to vše je vyrobeno z atomů, kterým rozumíme, ale všechna tato atomová hmota tvoří pouze 5% našeho vesmíru - pět procent! Musíme tedy pochopit dalších 95%. A tady přichází temná hmota a temná energie. Když projdou skrz vás - miliardy částic každou sekundu - nevšimnete si to, protože slabá interakce je opravdu slabá, nic se neděje. ““
Propagační video:
Jak zjistíte, co nevidíte?
"Dobrou analogií pro temnou hmotu je vítr." Nevidíme to, je to neviditelné, a přesto jsme si jistí, že existuje, protože listy šustí. Totéž platí pro temnou hmotu. Vidíme, že to přitahuje věci dohromady … je to záležitost, což znamená, že se cítí gravitace. Choulí se k sobě a přitahuje věci k sobě. Víme, že existuje z tohoto důvodu, ale nevíme, z čeho se skládá. “
Pokud existují wimpy - a Freese si je jistý, že ano - měly se objevit krátce po Velkém třesku.
Freese prozkoumal tuto teorii s dalšími astrofyziky Paolo Gondolom na univerzitě v Utahu a Dougem Spoliarem na univerzitě ve Stockholmu ve Švédsku. Hledali první „temné hvězdy“, které se vytvořily v prvních dnech vesmíru.
Navzdory svému jménu tyto starověké hvězdy oslňovaly - žily zničením temné hmoty. A někteří z nich mohli žít v nejvzdálenějších koutech vesmíru, zářivě zářící.
"Temné hvězdy začínaly se stejnými hmotami jako Slunce, ale mohly se zvětšovat a zvětšovat, dokud se nestaly hmotou miliónů sluncí a miliardkrát jasnější."
"Další velký dalekohled, kosmický dalekohled James Webb, rozšíření slavného Hubbleova kosmického dalekohledu, bude schopen najít tmavé hvězdy." Tímto způsobem najdeme nejen zcela nový typ hvězd, což je samo o sobě překvapivé, ale také dokážeme, že žijí mimo WIMP. Takže problém bude vyřešen sám. “
A to by mohlo znamenat konec jedné z nejobtížnějších výzev moderní vědy. Vědci se pokoušejí vyřešit problém temné hmoty od třicátých let, ale náznaky její existence se objevily už dávno předtím.
"Když lidé studovali pohyb slunce a planet kolem nich, uvědomili si, že centrální planety se pohybují poměrně rychle, ale čím dál od středu, tím pomalejší pohyb," říká Freese.
"Takže si mysleli, že ano, tohle jsou Newtonovy zákony, známe je, jsou to přírodní zákony, pojďme se podívat na větší struktury - galaxie a shluky galaxií."
"Ale to nenašli: zjistili, že když se pohybujete ze středu galaxie, všechno se pohybuje stejnou rychlostí." Bylo to docela divné. “
Freese věří, že hvězdy a planety, které vidíme na noční obloze, jsou vyvrcholením dlouhého řetězce reakcí, které začaly těmito slabě interagujícími částicemi. A ona říká, že bez částic temné hmoty by se vesmír nemohl stát tím, čím je. "Struktury, ve kterých žijeme, galaxie a shluky galaxií, by se nemohly vytvořit, kdyby temná hmota netvořila kosmický web, ve kterém žijeme."
"To znamená, že první tmavá hmota se spojila a potom obyčejné atomy, neutrony a protony atd. Spolu s temnou hmotou vytvořily protogalaxie, které vedly ke vzniku galaxií, planet a hvězd." Abychom však mohli tuto strukturu začít tvořit, je potřeba temná hmota. ““
ILYA KHEL