Najväčšia záhada vesmíru stará 90 rokov sa možno práve vyriešila. Toto žiarenie nemalo existovať

Temná hmota tvorí až 27 percent vesmíru a doteraz bola neviditeľná. Nové dáta Fermiho teleskopu však zachytili gama žiarenie, ktoré presne sedí s predpoveďami pre WIMPy. Vedci hovoria, že môže ísť o prvý priamy dôkaz temnej hmoty.

Je možné, že temná hmota vôbec neexistuje?
Zdroj: DALL-E, Vosveteit.sk

Takmer sto rokov vedci skúmajú tajomnú hmotu, ktorá drží galaxie pohromade, a teraz môže prísť priamy dôkaz jej existencie. Hovoríme o temnej hmote, ktorú v 30. rokoch minulého storočia spozoroval švajčiarsky astronóm Fritz Zwicky. Galaxie sa pohybovali rýchlejšie, než by ich hmotnosť umožňovala, a Zwicky usúdil, že niečo neviditeľné, nejaká „kostra“ vesmíru, ich drží pohromade. Doposiaľ vedci dokázali temnú hmotu sledovať len nepriamo, cez jej gravitačné účinky na viditeľnú hmotu.

Problém je, že častice temnej hmoty nereagujú na elektromagnetickú silu. Neabsorbujú svetlo, neodrážajú ho ani nevydávajú. Preto sme ich doteraz nevideli priamo. Najrozšírenejšou hypotézou je, že temná hmota sa skladá z WIMPov, ťažkých častíc, ktoré veľmi slabo interagujú s ostatnou hmotou. Keď sa dve takéto častice stretnú, môžu sa navzájom zničiť a uvoľniť ďalšie častice vrátane gama žiarenia.

Odoberaj Vosveteit.sk cez Telegram a prihlás sa k odberu správ
Temná hmota
Zdroj: pixabay.com (AlexAntropov86)

V posledných rokoch sa astronómovia sústredili na miesta, kde by temná hmota mala byť najkoncentrovanejšia, napríklad do stredu Mliečnej dráhy. Profesor Tomonori Totani z Tokijskej univerzity tvrdí, že pomocou dát z Fermiho gama teleskopu zachytil práve takéto žiarenie.

„Zaznamenali sme gama lúče s energiou približne 20 miliárd elektronvoltov, rozprestierajúce sa vo forme halového objektu smerom k centru Mliečnej dráhy. Tvar žiarenia zodpovedá predpokladanej štruktúre hala temnej hmoty,“ povedal Totani.

Odhalili sme konečne temnú hmotu?

Energetické spektrum týchto lúčov zodpovedá predikciám pre WIMPy s hmotnosťou asi 500-krát väčšou než protón. Frekvencia anihilácie WIMPov odhadnutá z intenzity gama žiarenia tiež sedí do teoretických rámcov. Totani zdôrazňuje, že tieto lúče nemožno ľahko vysvetliť inými astronomickými javmi, čo robí jeho výsledky silným indíciou detekcie temnej hmoty.

„Ak sú naše merania správne, ľudstvo by prvýkrát mohlo priamo ‘vidieť’ temnú hmotu. Ukazuje sa, že ide o novú časticu, ktorá nie je súčasťou súčasného štandardného modelu fyziky častíc,“ dodáva.

Tento detail je kľúčový. Štandardný model fyziky častíc opisuje základné stavebné kamene vesmíru a tri zo štyroch základných síl, silnú, slabú a elektromagnetickú. Ak sa potvrdí existencia WIMPov, model bude neúplný a bude vyžadovať zásadnú revíziu. Objav by zároveň spojil časticovú fyziku s kozmológiou, čo je hlavný cieľ veľkých urýchľovačov, ako je LHC v CERN-e, ktoré roky hľadajú nové častice mimo súčasného modelu.

Zároveň je dôležité povedať, akú časť vesmíru temná hmota tvorí. Viditeľná hmota, hviezdy, planéty, plyn, tvorí len asi 5 % celkovej energie a hmoty vesmíru. Zvyšok je až 27 % temná hmota a 68 % temná energia, ktorá poháňa zrýchlenú expanziu vesmíru. Úspešná detekcia WIMPov by teda umožnila študovať obrovský, neviditeľný komponent kozmu, ktorý doteraz uniká priamej vedeckej kontrole.

Potrebujeme potvrdenie

Vedci však potrebujú nezávislé overenie. Aj keď sa potvrdí, bude nutné ďalšie dôkazy, že halová štruktúra gama žiarenia skutočne pochádza z anihilácie temnej hmoty a nie z iných zdrojov. Totani upozorňuje, že potvrdenie by mohlo prísť, ak sa rovnaké lúče zachytia aj v trpasličích galaxiách obiehajúcich okolo Mliečnej dráhy.

„Keď získame viac dát, mohlo by to poskytnúť ešte silnejší dôkaz, že gama lúče pramenia z temnej hmoty,“ hovorí.

Ak sa tieto zistenia potvrdia, otvorí sa nová kapitola astronómie aj fyziky častíc. Doposiaľ vedci temnú hmotu vnímali len cez jej gravitačný efekt, teraz sa zdá, že prvýkrát máme možnosť ju sledovať priamo a konečne študovať jej vlastnosti.

Google News Pridaj si Vosveteit.sk medzi obľúbené zdroje v Google News Pridať