Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...=Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...
DOMŮ   ARCHIV   IBT   IAN 1-50   IAN 50-226   IAN 227-500   RÁDIO   PŘEKVAPENÍ  
STALO SE

Po stopách temné hmoty

Nadpis článku vám možná připadne jako výmysl bujné fantazie autorů sci-fi. Warpový pohon? Bytost Q? Stačí otevřít libovolnou populární knížku o kosmologii a hned je to jasné. Bez temné hmoty se dnešní kosmologické modely v podstatě neobejdou.

Shrňme si nejprve základní údaje o temné hmotě. Na základě pozorování družice WMAP bylo zjištěno, že temná hmota tvoří asi 23 procent celkové hmoty vesmíru, což je mnohem více, než tvoří z našeho pohledu běžný typ látky, kterou vidíme kolem sebe. Tedy tzv. baryonovou hmotu. Například všechny ty krásné objekty nasnímané z Hubblova teleskopu, tvoří pouhá čtyři procenta veškeré hmoty ve vesmíru. Zbylých 73 procent tvoří další ještě exotičtější typ hmoty - temná energie. O té si ale něco povíme až příště.

Hledá se temná hmota

Co o temné hmotě skutečně víme? Překvapivě toho není mnoho. Základním nepříjemným rysem této hmoty je, že neodráží ani neemituje elektromagnetické záření. Jinými slovy, nelze ji pozorovat přímo. To značně ztěžuje možnosti jejího detailního zkoumání. Standardní astrofyzikální metody analyzující záření, jakými jsou fotometrie, či spektrální analýza, v tomto případě nelze použít. Není tedy temná hmota pouhou chimérou?

Ilustrační foto...

Určitě ne, vždyť alespoň jednoho představitele této hmoty známe, je jím neutrino. Částice pohybující se téměř rychlostí světla s velmi malou hmotností, jejíž interakce s okolím je zanedbatelná. K polapení musíme konstruovat velmi sofistikované detektory. Pro svoji velkou relativistickou rychlost se neutrino řadí mezi horkou temnou hmotu. Opakem horké temné hmoty je nerelativistická temná hmota, dostatečně hmotná na to, aby se její vliv mohl projevit. Zatím jediná možnost, jak zjistit přítomnost temné hmoty, je díky její gravitační interakci s blízkým okolím. A tak podobně jako kdysi astronomové odhalili a předpověděli existenci planet Neptun a Pluto, dnes objevují ve vzdálených galaxiích přítomnost této zvláštní matérie.

Úplně poprvé byla hypotéza o temné hmotě zmíněna v roce 1931 v rámci práce švýcarského astrofyzika Fritze Zwickyeho. Nejprve změřil rotační rychlosti jednotlivých galaxií na okraji zvolené kupy. Ze znalosti jejich rychlostí a předpokladu stability kupy odhadl množství hmoty v celé kupě galaxií. Tento údaj pak porovnal s odhadem hmoty vypočteným ze známého počtu galaxií v kupě a celkové svítivosti kupy. Překvapivě zjistil, že první odhad hmotnosti je zhruba 400x větší, což je nečekaně rozdílná hodnota. Tento fakt vedl Zwickyeho k závěru, že nesrovnalost je projevem existence jiné formy látky v kupě, kterou nepozorujeme a která tak poskytuje potřebné množství hmoty, aby gravitace mohla udržet kupu galaxií pohromadě.

Ilustrační foto...

Podobný problém byl objeven i u menších útvarů - spirálních galaxií. I tady rotovaly hvězdy na okraji příliš rychle, než jak by odpovídalo pozorované hmotě. Podrobná analýza dat u mnoha spirálních galaxií, která poukazovala na chybějící látku, tak našla další podpůrné argumenty pro existenci takové hmoty. A co víc!

Radiovým pozorováním oblasti v souhvězdí Panny byla odhalena podivná galaxie, nacházející se ve vzdálenosti 50 milionů světelných let, která byla až doposud skrytá našim zrakům. Tato galaxie s označením VIRGOHI21 je podle všeho složena až na nepatrnou část pouze z temné hmoty. Měření v rádiovém oboru na vlnové délce 21 cm odhalila v této oblasti přítomnost velkého oblaku vodíku, jehož změřená rotační rychlost poukazovala na přítomnost obrovského množství hmoty. Ve prospěch temné hmoty však svědčí i jiné indicie.

Vesmír velkých měřítek

Měření rychlosti rotace galaxií není jediným nepřímým důkazem o přítomnosti temné hmoty ve vesmíru. Koncept temné hmoty pomáhá vysvětlit formování struktur ve vesmíru. Současná teorie předpokládá, že se formoval od nejmenší struktur po největší, tedy nejprve se utvářely hvězdy, později galaxie a nakonec kupy galaxií atd. Tady však naráží na problémy s klasickou baryonovou hmotou, která je příliš horká na to, aby mohla účinně formovat další struktury. Chladná temná hmota je tak schopna řešit i tento problém.

H3>A co na to teorie ?Je vůbec nějaký model, jak by měla taková hmota vypadat a z čeho se skládat? S použitím předpokladu supersymetrie předpovídá moderní částicová fyzika podivuhodné částice mikrosvěta jako axiony, SIMPy, WIMPy či těžký typ neutrina - sterile neutrino. To jsou hypotetičtí kandidáti na temnou hmotu. Potíž spočívá v tom, že tyto částice ještě nikdo nikdy nespatřil - přesněji řečeno, zatím nebyla oficiálně potvrzena jejich detekce. Je třeba taky pro přesnost uvést, že se do temné hmoty uvádí i baryonová temná hmota, která je tvořena objekty, vyzařující tak malé množství energie, že jsou prakticky nepozorovatelné. Mezi tyto objekty patří například hnědí trpaslíci či MACHO objekty. Opět se však ukazuje, že příspěvek tohoto typu hmoty do celkového množství temné hmoty je zanedbatelný.

Ilustrační foto...

Je snad všechno úplně jinak?

Pro úplnost je třeba dodat, že existují i jiná alternativní vysvětlení problémů spojených s temnou hmotou. Jednou z možností může být fakt, že naše chápání gravitace ještě stále není úplně konzistentní. Co když gravitace ve velkých vzdálenostech je větší, než jak předpokládá Newtonova aproximace gravitace? Pokud tedy patřičně modifikujeme Newtonovu teorii a patřičně i její relativistický ekvivalent, může to být východiskem problému. První práce na toto téma skutečně zaznamenaly určitý úspěch.

Je třeba hledat další důkazy, ať už přímé či nepřímé, které by koncept temné hmoty potvrdily (nebo vyvrátily). Každý fyzik cítí nemalé vzrušení při představě výlučného zastoupení hmoty ve vesmíru ve stavu, o kterém takřka nic nevíme.

Viktor Votruba

 IAN.cz
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...
archiv zdroj
RULETA
V ohnisku: Sluneční skvrny
Ilustrační foto...
Brněnský den inovací
Ilustrační foto...
Vědci pozorovali puknutí magnetaru
Ilustrační foto...
Česká republika je členem Evropské jižní obs
Ilustrační foto...
Dawn už je na Floridě
Ilustrační foto...
STALO SE
4.12.2012 -
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...

WEBKAMERA
 Upice webcam / widecam
UPICE WEBCAM

Add to Google

 

Pridej na Seznam
 

  © 1997 - 2017 IAN :: RSS - novinky z astronomie a kosmonautiky SiteMap :: www :: ISSN 1212-6691